1. メチルセルロース(MC)
精製綿をアルカリ処理した後、塩化メタンをエーテル化剤として一連の反応を行うことでセルロースエーテルが生成される。一般的に置換度は1.6~2.0であり、溶解度も置換度によって異なる。非イオン性セルロースエーテルに分類される。
(1)メチルセルロースは冷水に溶けやすく、温水には溶けにくい。その水溶液はpH3~12の範囲で非常に安定している。デンプン、グアーガムなどや多くの界面活性剤との相溶性が高い。温度がゲル化温度に達するとゲル化が起こる。
(2)メチルセルロースの保水性は、添加量、粘度、粒子の細かさ、溶解速度に依存します。一般的に、添加量が多く、粒子の細かさが小さく、粘度が高いほど、保水性は高くなります。中でも、添加量が保水性に最も大きな影響を与え、粘度は保水性に直接比例するわけではありません。溶解速度は主にセルロース粒子の表面改質度と粒子の細かさに依存します。上記のセルロースエーテルの中で、メチルセルロースとヒドロキシプロピルメチルセルロースは保水性が高くなります。
(3)温度変化はメチルセルロースの保水率に深刻な影響を与えます。一般的に、温度が高いほど保水性は悪くなります。モルタルの温度が40℃を超えると、メチルセルロースの保水性は著しく低下し、モルタルの施工に深刻な影響を与えます。
(4)メチルセルロースはモルタルの施工性および接着性に大きな影響を与える。ここでいう「接着性」とは、作業者の塗布用具と壁下地との間に感じる接着力、すなわちモルタルのせん断抵抗を指す。接着性が高いほどモルタルのせん断抵抗は大きくなり、作業者が使用時に必要とする力も大きくなり、モルタルの施工性能は劣る。メチルセルロースの接着性は、セルロースエーテル製品では中程度のレベルである。
ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、近年生産量と消費量が急速に増加しているセルロースの一種です。精製綿をアルカリ処理した後、プロピレンオキシドと塩化メチルをエーテル化剤として一連の反応を経て製造される非イオン性セルロース混合エーテルです。置換度は一般的に1.2~2.0です。メトキシ基とヒドロキシプロピル基の比率が異なるため、その特性も異なります。
(1)ヒドロキシプロピルメチルセルロースは冷水には容易に溶解するが、温水には溶解しにくい。しかし、温水中でのゲル化温度はメチルセルロースよりもかなり高い。冷水中での溶解性もメチルセルロースに比べて大幅に向上している。
(2)ヒドロキシプロピルメチルセルロースの粘度は分子量に関係しており、分子量が大きいほど粘度が高くなります。温度も粘度に影響を与え、温度が上昇すると粘度は低下します。ただし、メチルセルロースに比べて粘度が高いため、温度による影響は小さくなります。室温で保存した場合、溶液は安定しています。
(3)ヒドロキシプロピルメチルセルロースの保水性は添加量、粘度などに依存し、同じ添加量ではメチルセルロースよりも保水性が高い。
(4)ヒドロキシプロピルメチルセルロースは酸とアルカリに対して安定であり、その水溶液はpH2~12の範囲で非常に安定しています。苛性ソーダ水や石灰水は性能にほとんど影響を与えませんが、アルカリは溶解を促進し、粘度を増加させます。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは一般的な塩類に対して安定ですが、塩溶液の濃度が高い場合、ヒドロキシプロピルメチルセルロース溶液の粘度は増加する傾向があります。
(5)ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、ポリビニルアルコール、デンプンエーテル、植物性ガムなどの水溶性ポリマー化合物と混合して、均一で粘度の高い溶液を形成できる。
(6)ヒドロキシプロピルメチルセルロースはメチルセルロースよりも酵素耐性が優れており、その溶液はメチルセルロースよりも酵素による分解を受けにくい。ヒドロキシプロピルメチルセルロースのモルタル構造への接着性はメチルセルロースよりも高い。
3. ヒドロキシエチルセルロース(HEC)
精製綿をアルカリ処理し、アセトン存在下でエーテル化剤として酸化エチレンと反応させて作られる。置換度は一般的に1.5~2.0である。強い親水性を持ち、吸湿性が高い。
(1)ヒドロキシエチルセルロースは冷水には溶けやすいが、温水には溶けにくい。その溶液は高温でもゲル化せず安定している。モルタル中で高温下で長期間使用できるが、メチルセルロースに比べて保水性は低い。
(2)ヒドロキシエチルセルロースは一般的な酸やアルカリに対して安定である。アルカリは溶解を促進し、粘度をわずかに上昇させる。水中での分散性はメチルセルロースやヒドロキシプロピルメチルセルロースよりもやや劣る。
(3)ヒドロキシエチルセルロースはモルタルに対しては優れた垂れ防止性能を有するが、セメントに対しては遅延時間が長くなる。
(4)国内の一部の企業が生産するヒドロキシエチルセルロースの性能は、水分含有量と灰分含有量が高いため、メチルセルロースの性能よりも明らかに劣る。
4. カルボキシメチルセルロース(CMC)
イオン性セルロースエーテルは、アルカリ処理した天然繊維(綿など)を原料とし、一連の反応処理を経てエーテル化剤として用いられる。置換度は一般的に0.4~1.4であり、その性能は置換度に大きく左右される。
(1)カルボキシメチルセルロースは吸湿性が高く、通常の条件下で保管するとより多くの水分を含んだ。
(2)カルボキシメチルセルロース水溶液はゲルを生成せず、温度の上昇とともに粘度が低下します。温度が50℃を超えると、粘度は不可逆的になります。
(3)その安定性はpHに大きく影響される。一般的に、石膏系モルタルには使用できるが、セメント系モルタルには使用できない。強アルカリ性の場合、粘度が低下する。
(4)保水性はメチルセルロースよりもはるかに低い。石膏系モルタルに対しては凝結遅延効果があり、強度を低下させる。しかし、カルボキシメチルセルロースの価格はメチルセルロースよりもかなり低い。
投稿日時:2023年1月10日