L'etere di cellulosa è un'importante classe di composti polimerici, ampiamente utilizzati in edilizia, medicina, alimentazione e altri settori. Tra questi, HPMC (idrossipropilmetilcellulosa), MC (metilcellulosa), HEC (idrossietilcellulosa) e CMC (carbossimetilcellulosa) sono quattro eteri di cellulosa comuni.
Metilcellulosa (MC):
Il MC è solubile in acqua fredda e difficile da sciogliere in acqua calda. La soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH = 3~12, ha una buona compatibilità e può essere miscelata con una varietà di tensioattivi come amido e gomma di guar. Quando la temperatura raggiunge la temperatura di gelificazione, si verifica la gelificazione.
La ritenzione idrica del MC dipende dalla quantità aggiunta, dalla viscosità, dalla finezza delle particelle e dalla velocità di dissoluzione. Generalmente, la velocità di ritenzione idrica è elevata quando la quantità aggiunta è elevata, le particelle sono fini e la viscosità è elevata. Tra questi, la quantità aggiunta ha il maggiore impatto sulla velocità di ritenzione idrica, e il livello di viscosità non è proporzionale alla velocità di ritenzione idrica. La velocità di dissoluzione dipende principalmente dal grado di modificazione superficiale e dalla finezza delle particelle di cellulosa.
Le variazioni di temperatura influiscono notevolmente sulla ritenzione idrica del calcestruzzo cementizio. Generalmente, maggiore è la temperatura, peggiore è la ritenzione idrica. Se la temperatura della malta supera i 40 °C, la ritenzione idrica del calcestruzzo cementizio si riduce significativamente, compromettendo seriamente le prestazioni costruttive della malta.
Il MC ha un impatto significativo sulle prestazioni di costruzione e sull'adesione della malta. In questo caso, per "adesione" si intende l'adesione tra gli strumenti di costruzione dell'operaio e il substrato murario, ovvero la resistenza al taglio della malta. Maggiore è l'adesione, maggiore è la resistenza al taglio della malta, maggiore è la forza richiesta all'operaio durante l'uso e minori sono le prestazioni di costruzione della malta. L'adesione del MC si colloca a un livello medio tra i prodotti a base di etere di cellulosa.
Idrossipropilmetilcellulosa (HPMC):
L'HPMC è facilmente solubile in acqua, ma può essere difficile da sciogliere in acqua calda. Tuttavia, la sua temperatura di gelificazione in acqua calda è significativamente superiore a quella dell'MC, e anche la sua solubilità in acqua fredda è migliore di quella dell'MC.
La viscosità dell'HPMC è correlata al peso molecolare, ed è elevata quando il peso molecolare è elevato. Anche la temperatura influenza la viscosità, che diminuisce all'aumentare della temperatura, ma la temperatura alla quale diminuisce la viscosità è inferiore a quella del MC. La sua soluzione è stabile a temperatura ambiente.
La ritenzione idrica dell'HPMC dipende dalla quantità aggiunta, dalla viscosità, ecc. Il tasso di ritenzione idrica con la stessa quantità aggiunta è superiore a quello dell'MC.
L'HPMC è stabile agli acidi e agli alcali e la sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH 2-12. La soda caustica e l'acqua di calce hanno scarso effetto sulle sue prestazioni, ma gli alcali possono accelerarne la velocità di dissoluzione e aumentarne la viscosità. L'HPMC è stabile ai sali generici, ma quando la concentrazione della soluzione salina è elevata, la viscosità della soluzione di HPMC tende ad aumentare.
L'HPMC può essere miscelato con composti polimerici idrosolubili per formare una soluzione uniforme ad alta viscosità, come alcol polivinilico, etere di amido, gomma vegetale, ecc.
L'HPMC ha una migliore resistenza agli enzimi rispetto al MC e la sua soluzione è meno suscettibile alla degradazione enzimatica rispetto al MC. L'HPMC ha una migliore adesione alla malta rispetto al MC.
Idrossietilcellulosa (HEC):
L'HEC è solubile in acqua fredda e difficile da sciogliere in acqua calda. La soluzione è stabile ad alta temperatura e non ha proprietà gelificanti. Può essere utilizzato a lungo nella malta ad alta temperatura, ma la sua ritenzione idrica è inferiore a quella del MC.
L'HEC è stabile agli acidi e agli alcali generali, gli alcali possono accelerarne la dissoluzione e aumentarne leggermente la viscosità, mentre la sua disperdibilità in acqua è leggermente inferiore a quella dell'MC e dell'HPMC.
L'HEC ha buone prestazioni di sospensione per la malta, ma il cemento ha un tempo di ritardo più lungo.
L'HEC prodotto da alcune aziende nazionali ha prestazioni inferiori rispetto all'MC a causa dell'elevato contenuto di acqua e di ceneri.
Carbossimetilcellulosa (CMC):
La CMC è un etere ionico di cellulosa ottenuto mediante una serie di trattamenti di reazione dopo il trattamento di fibre naturali (come il cotone) con alcali e l'utilizzo di acido cloroacetico come agente eterificante. Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 0,4 e 1,4 e le sue prestazioni sono notevolmente influenzate dal grado di sostituzione.
La CMC ha effetti addensanti e stabilizzanti dell'emulsione e può essere utilizzata nelle bevande contenenti olio e proteine per svolgere una funzione di stabilizzazione dell'emulsione.
La CMC ha un effetto di ritenzione idrica. Nei prodotti a base di carne, nel pane, nei panini al vapore e in altri alimenti, può contribuire al miglioramento dei tessuti e può rendere l'acqua meno volatile, aumentare la resa del prodotto e migliorarne il sapore.
La CMC ha un effetto gelificante e può essere utilizzata per preparare gelatine e marmellate.
La CMC può formare una pellicola sulla superficie degli alimenti, che ha un certo effetto protettivo su frutta e verdura e ne prolunga la conservazione.
Questi eteri di cellulosa hanno ciascuno proprietà e campi di applicazione specifici. La selezione dei prodotti più adatti deve essere effettuata in base ai requisiti applicativi specifici e alle condizioni ambientali.
Data di pubblicazione: 29 ottobre 2024