1. La funzione principale dell'etere di cellulosa
Nella malta premiscelata, l'etere di cellulosa è un additivo principale che viene aggiunto in quantità molto ridotte, ma può migliorare significativamente le prestazioni della malta umida e influenzare le prestazioni costruttive della malta stessa.
2. Tipi di eteri di cellulosa
La produzione di etere di cellulosa avviene principalmente a partire da fibre naturali attraverso processi di dissoluzione alcalina, reazione di innesto (eterificazione), lavaggio, essiccazione, macinazione e altri processi.
In base alle principali materie prime, le fibre naturali possono essere suddivise in: fibra di cotone, fibra di cedro, fibra di faggio, ecc. Il loro grado di polimerizzazione varia, influenzando la viscosità finale dei prodotti. Attualmente, i principali produttori di cellulosa utilizzano la fibra di cotone (sottoprodotto della nitrocellulosa) come materia prima principale.
Gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in ionici e non ionici. Il tipo ionico comprende principalmente il sale di carbossimetilcellulosa, mentre il tipo non ionico comprende principalmente metilcellulosa, metilidrossietil (propil)cellulosa, idrossietilcellulosa, ecc.
Attualmente, gli eteri di cellulosa utilizzati nelle malte premiscelate sono principalmente metilcellulosa etere (MC), metilidrossietilcellulosa etere (MHEC), metilidrossipropilcellulosa etere (MHPG) e idrossipropilmetilcellulosa etere (HPMC). Nelle malte premiscelate, poiché la cellulosa ionica (sale di carbossimetilcellulosa) è instabile in presenza di ioni calcio, viene raramente utilizzata in prodotti premiscelati che impiegano cemento, calce spenta, ecc. come materiali cementizi. In alcune zone della Cina, il sale di carbossimetilcellulosa viene utilizzato come addensante per alcuni prodotti per interni realizzati con amido modificato come principale materiale cementizio e polvere di Shuangfei come riempitivo. Questo prodotto è soggetto alla formazione di muffa e non è resistente all'acqua, pertanto è in fase di graduale eliminazione. Anche l'idrossietilcellulosa viene utilizzata in alcuni prodotti premiscelati, ma ha una quota di mercato molto ridotta.
3. Principali indicatori di prestazione dell'etere di cellulosa
(1) Solubilità
La cellulosa è un composto polimerico poliidrossilico che non si dissolve né fonde. Dopo l'eterificazione, la cellulosa è solubile in acqua, soluzioni alcaline diluite e solventi organici, e possiede proprietà termoplastiche. La solubilità dipende principalmente da quattro fattori: in primo luogo, la solubilità varia con la viscosità: minore è la viscosità, maggiore è la solubilità. In secondo luogo, le caratteristiche dei gruppi introdotti nel processo di eterificazione: maggiore è la dimensione del gruppo introdotto, minore è la solubilità; più polare è il gruppo introdotto, più facilmente l'etere di cellulosa si dissolve in acqua. In terzo luogo, il grado di sostituzione e la distribuzione dei gruppi eterificati nelle macromolecole. La maggior parte degli eteri di cellulosa si dissolve in acqua solo in presenza di un certo grado di sostituzione. In quarto luogo, il grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa: maggiore è il grado di polimerizzazione, minore è la solubilità; minore è il grado di polimerizzazione, più ampio è l'intervallo di gradi di sostituzione che consente la dissoluzione in acqua.
(2) Ritenzione idrica
La capacità di ritenzione idrica è una caratteristica importante dell'etere di cellulosa, e a cui molti produttori nazionali di malta in polvere, soprattutto nelle regioni meridionali con temperature elevate, prestano particolare attenzione. I fattori che influenzano la capacità di ritenzione idrica della malta includono la quantità di etere di cellulosa aggiunta, la viscosità, la finezza delle particelle e la temperatura dell'ambiente di utilizzo. Maggiore è la quantità di etere di cellulosa aggiunta, migliore è la capacità di ritenzione idrica; maggiore è la viscosità, migliore è la capacità di ritenzione idrica; più fini sono le particelle, migliore è la capacità di ritenzione idrica.
(3) Viscosità
La viscosità è un parametro importante dei prodotti a base di etere di cellulosa. Attualmente, i diversi produttori di etere di cellulosa utilizzano metodi e strumenti differenti per misurarne la viscosità. Per lo stesso prodotto, i risultati di viscosità misurati con metodi diversi possono variare notevolmente, arrivando a presentare differenze anche doppie. Pertanto, quando si confrontano i valori di viscosità, è fondamentale utilizzare gli stessi metodi di prova, inclusi temperatura, rotore, ecc.
In generale, maggiore è la viscosità, migliore è l'effetto di ritenzione idrica. Tuttavia, maggiore è la viscosità, maggiore è il peso molecolare dell'etere di cellulosa e la conseguente diminuzione della sua solubilità avrà un impatto negativo sulla resistenza e sulle prestazioni costruttive della malta. Maggiore è la viscosità, più evidente è l'effetto addensante sulla malta, ma non è direttamente proporzionale. Maggiore è la viscosità, più viscosa sarà la malta umida. Durante la costruzione, ciò si manifesta con l'adesione alla spatola e l'elevata aderenza al substrato. Tuttavia, non contribuisce ad aumentare la resistenza strutturale della malta umida stessa. Durante la costruzione, le prestazioni anti-cedimento non sono evidenti. Al contrario, alcuni eteri di metilcellulosa modificati a viscosità medio-bassa presentano prestazioni eccellenti nel migliorare la resistenza strutturale della malta umida.
(4) La finezza delle particelle:
L'etere di cellulosa utilizzato per la malta premiscelata deve essere in polvere, con un basso contenuto di acqua, e la finezza deve essere tale che dal 20% al 60% delle particelle abbia una granulometria inferiore a 63 μm. La finezza influisce sulla solubilità dell'etere di cellulosa. Gli eteri di cellulosa a grana grossa si presentano solitamente sotto forma di granuli, che si disperdono e si sciolgono facilmente in acqua senza agglomerazione, ma la velocità di dissoluzione è molto lenta, quindi non sono adatti all'uso nella malta premiscelata (alcuni prodotti nazionali sono flocculenti, non si disperdono e si sciolgono facilmente in acqua e tendono ad agglomerarsi). Nella malta premiscelata, l'etere di cellulosa è disperso tra aggregati, filler fini, cemento e altri materiali leganti. Solo una polvere sufficientemente fine può evitare l'agglomerazione dell'etere di cellulosa quando viene miscelato con acqua. Quando si aggiunge acqua all'etere di cellulosa per sciogliere gli agglomerati, la dispersione e la dissoluzione risultano molto difficili.
(5) Modifica dell'etere di cellulosa
La modifica dell'etere di cellulosa rappresenta l'estensione delle sue prestazioni ed è la parte più importante. Le proprietà dell'etere di cellulosa possono essere migliorate per ottimizzare la bagnabilità, la disperdibilità, l'adesione, l'addensamento, l'emulsificazione, la ritenzione idrica e le proprietà filmogene, nonché la sua impermeabilità all'olio.
4. Effetto della temperatura ambiente sulla ritenzione idrica della malta
La capacità di ritenzione idrica dell'etere di cellulosa diminuisce con l'aumento della temperatura. Nelle applicazioni pratiche, la malta viene spesso applicata su substrati caldi ad alte temperature (superiori a 40 °C) in diversi ambienti. La diminuzione della capacità di ritenzione idrica ha un impatto significativo sulla lavorabilità e sulla resistenza alle fessurazioni. La dipendenza dalla temperatura continua a indebolire le proprietà della malta, ed è particolarmente importante ridurre l'influenza dei fattori termici in queste condizioni. Le ricette per la malta sono state opportunamente modificate e sono state apportate molte importanti modifiche alle ricette stagionali. Anche aumentando il dosaggio (formula estiva), la lavorabilità e la resistenza alle fessurazioni non soddisfano ancora le esigenze di utilizzo, il che richiede un trattamento speciale dell'etere di cellulosa, come l'aumento del grado di eterificazione, in modo da ottenere un effetto di ritenzione idrica più efficace a temperature relativamente elevate, garantendo prestazioni migliori in condizioni difficili.
5. Applicazione in malta premiscelata
Nelle malte premiscelate, l'etere di cellulosa svolge un ruolo fondamentale nella ritenzione idrica, nell'addensamento e nel miglioramento delle prestazioni costruttive. Una buona capacità di ritenzione idrica garantisce che la malta non presenti fenomeni di sgretolamento, polverizzazione e riduzione della resistenza dovuti a carenza d'acqua e idratazione incompleta. L'effetto addensante aumenta notevolmente la resistenza strutturale della malta umida. L'aggiunta di etere di cellulosa può migliorare significativamente la viscosità della malta umida, conferendole una buona viscosità a diversi substrati, migliorando così le prestazioni della malta umida in fase di rivestimento e riducendo gli sprechi. Inoltre, il ruolo dell'etere di cellulosa varia a seconda del prodotto. Ad esempio, negli adesivi per piastrelle, l'etere di cellulosa può aumentare e regolare il tempo di presa; nelle malte applicate a spruzzo, può migliorare la resistenza strutturale della malta umida; nelle malte autolivellanti, può prevenire cedimenti, segregazione e stratificazione. Pertanto, in quanto additivo importante, l'etere di cellulosa è ampiamente utilizzato nelle malte in polvere.
Data di pubblicazione: 11 gennaio 2023