L'etere di cellulosa è un composto polimerico sintetizzato a partire dalla cellulosa naturale tramite un processo di eterificazione, ed è un eccellente addensante e agente di ritenzione idrica.
Contesto della ricerca
Negli ultimi anni, gli eteri di cellulosa sono stati ampiamente utilizzati nelle malte premiscelate a secco. I più diffusi sono alcuni eteri di cellulosa non ionici, tra cui l'etere di metilcellulosa (MC), l'etere di idrossietilcellulosa (HEC), l'etere di metilcellulosa (HEMC) e l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC). Attualmente, non esistono molte pubblicazioni sul metodo di misurazione della viscosità delle soluzioni di etere di cellulosa. Nel nostro Paese, solo alcune norme e monografie specificano il metodo di prova per la viscosità delle soluzioni di etere di cellulosa.
Metodo di preparazione della soluzione di etere di cellulosa
Preparazione della soluzione di etere di metilcellulosa
Gli eteri di metilcellulosa si riferiscono agli eteri di cellulosa contenenti gruppi metilici nella molecola, come MC, HEMC e HPMC. A causa dell'idrofobicità del gruppo metilico, le soluzioni di etere di cellulosa contenenti gruppi metilici presentano proprietà di gelificazione termica, ovvero sono insolubili in acqua calda a una temperatura superiore alla loro temperatura di gelificazione (circa 60-80 °C). Per evitare che la soluzione di etere di cellulosa formi agglomerati, riscaldare l'acqua al di sopra della sua temperatura di gelificazione, circa 80-90 °C, quindi aggiungere la polvere di etere di cellulosa all'acqua calda, mescolare per disperdere, continuare a mescolare e raffreddare fino alla temperatura impostata, ottenendo così una soluzione di etere di cellulosa uniforme.
Proprietà di solubilità degli eteri contenenti metilcellulosa non trattati superficialmente
Per evitare l'agglomerazione dell'etere di cellulosa durante il processo di dissoluzione, i produttori a volte effettuano un trattamento chimico superficiale sui prodotti in polvere a base di etere di cellulosa per ritardarne la dissoluzione. Il processo di dissoluzione avviene dopo che l'etere di cellulosa è completamente disperso, quindi può essere disperso direttamente in acqua fredda con un valore di pH neutro senza formare agglomerati. Più alto è il valore di pH della soluzione, minore sarà il tempo di dissoluzione dell'etere di cellulosa con proprietà di dissoluzione ritardata. Regolare il valore di pH della soluzione a un valore più alto. L'alcalinità elimina la solubilità ritardata dell'etere di cellulosa, causando la formazione di agglomerati durante la dissoluzione. Pertanto, il valore di pH della soluzione dovrebbe essere alzato o abbassato dopo che l'etere di cellulosa è completamente disperso.
Proprietà di solubilità degli eteri contenenti metilcellulosa trattati in superficie
Preparazione della soluzione di etere di idrossietilcellulosa
La soluzione di etere di idrossietilcellulosa (HEC) non presenta la proprietà di gelificazione termica; pertanto, l'HEC non trattato superficialmente tende a formare agglomerati anche in acqua calda. I produttori generalmente sottopongono l'HEC in polvere a un trattamento chimico superficiale per ritardarne la dissoluzione, in modo che possa essere disperso direttamente in acqua fredda a pH neutro senza formare agglomerati. Analogamente, in una soluzione ad alta alcalinità, l'HEC può formare agglomerati a causa della perdita di solubilità ritardata. Poiché la malta cementizia è alcalina dopo l'idratazione e il pH della soluzione è compreso tra 12 e 13, anche la velocità di dissoluzione dell'etere di cellulosa trattato superficialmente nella malta cementizia è molto elevata.
Proprietà di solubilità dell'HEC trattato superficialmente
Conclusioni e analisi
1. Processo di dispersione
Al fine di evitare effetti negativi sui tempi di prova dovuti al lento scioglimento delle sostanze di trattamento superficiale, si raccomanda di utilizzare acqua calda per la preparazione.
2. Processo di raffreddamento
Le soluzioni di etere di cellulosa devono essere agitate e raffreddate a temperatura ambiente per ridurre la velocità di raffreddamento, il che richiede tempi di prova più lunghi.
3. Processo di agitazione
Dopo aver aggiunto l'etere di cellulosa all'acqua calda, è fondamentale continuare a mescolare. Quando la temperatura dell'acqua scende al di sotto della temperatura di gelificazione, l'etere di cellulosa inizierà a dissolversi e la soluzione diventerà gradualmente più viscosa. A questo punto, è necessario ridurre la velocità di agitazione. Una volta raggiunta una certa viscosità, la soluzione deve essere lasciata riposare per più di 10 ore prima che le bolle risalgano lentamente in superficie, scoppino e scompaiano.
Bolle d'aria in soluzione di etere di cellulosa
4. Processo di idratazione
La qualità dell'etere di cellulosa e dell'acqua deve essere misurata con precisione e si consiglia di non attendere che la soluzione raggiunga una viscosità maggiore prima di rabboccare l'acqua.
5. Test di viscosità
A causa della tissotropia della soluzione di etere di cellulosa, durante la misurazione della viscosità, l'inserimento del rotore del viscosimetro rotazionale nella soluzione può agitarla e influenzare i risultati della misurazione. Pertanto, dopo aver immerso il rotore nella soluzione, è necessario lasciarlo riposare per 5 minuti prima di effettuare la misurazione.
Data di pubblicazione: 22 marzo 2023