Aether cellulosicum est polymerum syntheticum ex cellulosa naturali ut materia prima per modificationem chemicam factum. Aether cellulosicum est derivatum cellulosae naturalis, cuius productio aetheris cellulosici a polymero synthetico differt, cuius materia fundamentalis est cellulosa, quae est compositum polymericum naturale. Propter peculiaritatem structurae cellulosae naturalis, ipsa cellulosa nullam habet facultatem reagendi cum agente aethereante. Sed post tractationem agentis inflammatorii, vincula hydrogenii fortia inter catenas moleculares et catenas deleta sunt, et activitas gregis hydroxylici in cellulosam alcalinam cum facultate reagendi liberata est, et aether cellulosicus per reactionem agentis aethereantis — gregis OH in gregem OR obtentus est.
Proprietates aetherum cellulosarum pendent ex genere, numero et distributione substituentium. Classificatio aetherum cellulosarum etiam fundatur in genere substituentium, gradu aetherificationis, solubilitate et applicatione conexa. Secundum genus substituentium in catena moleculari, in aetherem simplicem et aetherem mixtum dividi potest. MC plerumque ut aether singularis adhibetur, HPmc autem ut aether mixtus. Aether methylcellulosae MC est unitas naturalis cellulosae glucosii in hydroxylo, cuius formula structurae producti est [CO H7O2(OH)3-H(OCH3)H]X. Aether hydroxypropylmethylcellulosae HPmc est unitas in hydroxylo, cuius formula structurae est [C6H7O2(OH)3-MN(OCH3)M; [OCH2CH(OH)CH3]N]X, et aether hydroxyethylmethylcellulosae HEmc, qui late adhibetur et in foro venditur.
Secundum solubilitatem in genus ionicum et genus non-ionicum dividi potest. Aether cellulosicus non-ionicus in aqua solubilis praecipue ex alkyl aethere et hydroxyl alkyl aethere constat, duabus generibus varietatum. Cmc ionicus imprimis in detergentibus syntheticis, textilibus, impressione, cibo et usu petrolei adhibetur. MC, HPmc, HEmc et alii non-ionici imprimis in materiis aedificatoriis, tunicis latex, medicina, chemia quotidiana, aliisque rebus adhibentur. Ut agens spissans, agens retentionis aquae, stabilisator, dispergens, agens pelliculae formans.
Retentio aquae aetheris cellulosae
In productione materiarum aedificandarum, praesertim mortarii mixti sicci, aether cellulosicus munus insubstituibile agit, praesertim in productione mortarii specialis (mortarii modificati), pars indispensabilis est.
Munus magnum aetheris cellulosici aquasolubilis in mortario praecipue tres aspectus habet: primum est optima facultas aquae retinendi, secundum est influxus constantiae mortarii et thixotropiae, et tertium est interactio cum cemento.
Retentio aquae in aethere cellulosico pendet ex fundamento hydroscopicitatis, compositione mortarii, crassitudine strati mortarii, necessitate aquae mortarii, et tempore condensationis materiae condensationis. Retentio aquae in aethere cellulosico oritur ex solubilitate et dehydratione ipsius aetheris cellulosici. Constat catenas moleculares cellulosicas, quamquam magnum numerum gregum OH valde hydratatorum contineant, in aqua insolubiles esse propter structuram valde crystallinam. Sola facultas hydrationis gregum hydroxylorum non sufficit ad validas vincula hydrogenii intermoleculares et vires van der Waals compensandas. Cum substituentes in catenam molecularem introducuntur, non solum substituentes catenam hydrogenii destruunt, sed etiam vincula hydrogenii intercatenalia franguntur propter cuneum substituentium inter catenas adiacentes. Quo maiores substituentes sunt, eo maior est distantia inter moleculas. Quo maior est effectus destructionis vinculi hydrogenii, expansio reticuli cellulosici, solutio in aetherem cellulosicum solubilis fit, formatio solutionis altae viscositatis. Cum temperatura crescit, hydratio polymeri decrescit et aqua inter catenas expellitur. Cum effectus exsiccandi sufficit, moleculae aggregari incipiunt et gel in reticulum tridimensionale complicatur. Factores qui retentionem aquae in mortario afficiunt includunt viscositatem aetheris cellulosi, dosim, subtilitatem particularum et temperaturam usus.
Quo maior viscositas aetheris cellulosi, eo melior aquae retentio, eo viscositas solutionis polymeri. Pondus moleculare (gradus polymerizationis) polymeri etiam longitudine et morphologia structurae molecularis catenae determinatur, et distributio numeri substituentium directe ambitum viscositatis afficit. [η] = Km alpha.
Viscositas intrinseca solutionum polymerorum
Pondus moleculare polymeri M
Constans proprietatis polymeri α
Coefficiens solutionis viscositatis K
Viscositas solutionis polymeri a pondere moleculari polymeri pendet. Viscositas et concentratio solutionum aetheris cellulosici ad varias applicationes pertinent. Ergo, quisque aether cellulosicus multas diversas specificationes viscositatis habet, et regulatio viscositatis etiam praecipue per degradationem cellulosae alcalinae fit, nempe fracturam catenae molecularis cellulosicae.
Quod ad magnitudinem particularum attinet, quo subtilior particula, eo melior aquae retentio. Magnae particulae aetheris cellulosi cum aqua contactae statim in superficie dissolvuntur et gel formant quod materiam involvit, ne moleculae aquae penetrent; interdum, diu agitatae, aequaliter dispersae non dissolvuntur, et solutionem flocculantem lutulentam vel agglomeratam formant. Solubilitas aetheris cellulosi unus ex factoribus est ad aetherem cellulosum eligendum.
Incrassatio et thixotropia aetheris cellulosici
Secundus effectus aetheris cellulosae – crassitudo – pendet a: gradu polymerizationis aetheris cellulosae, concentratione solutionis, celeritate scindendi, temperatura et aliis condicionibus. Proprietas gelationis solutionis propria est alkylcellulosae et derivatis eius modificatis. Characteres gelationis ad gradum substitutionis, concentrationem solutionis et additivos pertinent. Pro derivatis hydroxylalkyl modificatis, proprietates gel etiam ad gradum modificationis hydroxylalkyl pertinent. Pro concentratione solutionis MC et HPmc viscositatis humilis, solutio concentrationis 10%-15% praeparari potest, MC et HPmc viscositatis mediae solutio 5%-10% praeparari potest, et MC et HPmc viscositatis altae solutio 2%-3% praeparari potest, et plerumque viscositas aetheris cellulosae etiam per solutionem 1%-2% graduatur. Efficacia spissatoris aetheris cellulosae magni ponderis molecularis, eadem concentratione solutionis, polymeri diversi ponderis molecularis diversam viscositatem habent, viscositas et pondus moleculare hoc modo exprimi possunt: [η] = 2.92 × 10⁻² (DPn) 0.905, DPn est gradus polymerizationis medius alti. Aether cellulosicus ponderis molecularis humilis addendum est ad viscositatem desideratam consequendam. Viscositas eius minus a celeritate scindendi pendet; viscositas autem alta ad viscositatem desideratam consequendam est; quantitas addenda est minus; viscositas ab efficacia spissationis pendet. Ergo, ad certam constantiam consequendam, certa quantitas aetheris cellulosici (concentratio solutionis) et viscositas solutionis praestandae sunt. Temperatura gelationis solutionis lineariter decrescit cum incremento concentrationis solutionis, et gelatio fit ad temperaturam ambientem postquam certa concentratio pervenit. HPmc altam gelationis concentrationem ad temperaturam ambientem habet.
Consistentia etiam adaptari potest per selectionem magnitudinis particularum et aetherum cellulosi cum variis gradibus modificationis. Modificatio dicta est introductio gregis hydroxyl alkyl sub certo gradu substitutionis in structura sceletali MC. Mutando valores substitutionis relativos duorum substituentium, id est, valores substitutionis relativos DS et MS gregum methoxy et hydroxyl. Variae proprietates aetheris cellulosi requiruntur per mutationem valorum substitutionis relativorum duorum generum substituentium.
Relatio inter constantiam et modificationem. In Figura 5, additio aetheris cellulosici consumptionem aquae mortarii afficit et rationem aquae ad glutinandum inter aqua et cementum mutat, quod est effectus spissans. Quo maior dosis, eo maior consumptio aquae.
Aethera cellulosa in pulverulentis materiis aedificatoriis adhibita celeriter in aqua frigida dissolvi debent et systemati rectam constantiam praebere. Si data celeritas scissionis adhuc flocculans et colloidalis est, productum inferiorem vel malae qualitatis est.
Est etiam bona necessitudo linearis inter crassitudinem massae cementi et dosim aetheris cellulosae; aether cellulosae viscositatem mortarii magnopere augere potest; quo maior dosis, eo clarior effectus.
Solutio aquosa aetheris cellulosici viscositate alta thixotropiam magnam habet, quae una ex proprietatibus aetheris cellulosici est. Solutiones aquosae polymerorum generis Mc plerumque fluiditatem pseudoplasticam, non-thixotropicam, infra temperaturam geli habent, sed proprietates fluxus Newtonianas ad rates scissionis humiles habent. Pseudoplasticitas cum incremento ponderis molecularis vel concentrationis aetheris cellulosici crescit et a genere et gradu substituentis independens est. Ergo, aetheres cellulosici eiusdem gradus viscositatis, sive MC, sive HPmc, sive HEmc, semper easdem proprietates rheologicas ostendunt, dummodo concentratio et temperatura constantes maneant. Cum temperatura augetur, gel structurale formatur et fluxus thixotropicus altus fit. Aetheres cellulosici viscositate alta et viscositate humili thixotropiam etiam infra temperaturam geli exhibent. Haec proprietas magno usui est constructioni mortarii aedificatorii ad fluxum et proprietatem suspensionis fluxus accommodandam. Hic explicandum est quo maior viscositas aetheris cellulosi, eo meliorem aquae repressionem, sed quo maior viscositas, eo maior relativum pondus moleculare aetheris cellulosi, eo correspondens solubilitatis eius reductio, quae negative concentrationem mortarii et efficaciam constructionis afficit. Quo maior viscositas, eo clarior effectus crassitudinis mortarii est, sed non est omnino proportionalis relatio. Viscositate aliqua humili, aether cellulosi modificatus ad meliorem firmitatem structuralem mortarii humidi perficiendam praestantiorem habet efficaciam; crescente viscositate, retentio aquae aetheris cellulosi melior est.
Tempus publicationis: XXX Martii, MMXXII