1. De belangrijkste functie van cellulose-ether
In kant-en-klare mortel is cellulose-ether een belangrijk additief dat in een zeer kleine hoeveelheid wordt toegevoegd, maar de prestaties van natte mortel aanzienlijk kan verbeteren en de verwerkbaarheid ervan kan beïnvloeden.
2. Soorten cellulose-ethers
De productie van cellulose-ether vindt hoofdzakelijk plaats door de productie van natuurlijke vezels via alkalische oplossing, entingsreactie (etherificatie), wassen, drogen, malen en andere processen.
Op basis van de belangrijkste grondstoffen kunnen natuurlijke vezels worden onderverdeeld in: katoenvezel, cedervezel, beukenvezel, enzovoort. De polymerisatiegraad varieert, wat de uiteindelijke viscositeit van de producten beïnvloedt. Momenteel gebruiken grote celluloseproducenten katoenvezel (een bijproduct van nitrocellulose) als belangrijkste grondstof.
Cellulose-ethers kunnen worden onderverdeeld in ionische en niet-ionische varianten. Tot de ionische variant behoren hoofdzakelijk carboxymethylcellulosezouten, terwijl de niet-ionische variant hoofdzakelijk methylcellulose, methylhydroxyethyl(propyl)cellulose, hydroxyethylcellulose, enzovoort omvat.
Momenteel worden in kant-en-klare mortel voornamelijk methylcellulose-ether (MC), methylhydroxyethylcellulose-ether (MHEC), methylhydroxypropylcellulose-ether (MHPG) en hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) gebruikt als cellulose-ethers. Omdat ionische cellulose (carboxymethylcellulosezout) instabiel is in de aanwezigheid van calciumionen, wordt het zelden gebruikt in kant-en-klare producten met cement, gebluste kalk, enz. als bindmiddel. In sommige delen van China wordt carboxymethylcellulosezout gebruikt als verdikkingsmiddel voor bepaalde binnenproducten die worden verwerkt met gemodificeerd zetmeel als belangrijkste bindmiddel en Shuangfei-poeder als vulmiddel. Dit product is gevoelig voor schimmelvorming en is niet waterbestendig, en wordt daarom nu uitgefaseerd. Hydroxyethylcellulose wordt ook in sommige kant-en-klare producten gebruikt, maar heeft een zeer klein marktaandeel.
3. Belangrijkste prestatie-indicatoren van cellulose-ether
(1) Oplosbaarheid
Cellulose is een polyhydroxypolymeerverbinding die noch oplost noch smelt. Na verethering is cellulose oplosbaar in water, verdunde alkalische oplossingen en organische oplosmiddelen, en heeft het thermoplastische eigenschappen. De oplosbaarheid hangt hoofdzakelijk af van vier factoren: ten eerste varieert de oplosbaarheid met de viscositeit; hoe lager de viscositeit, hoe groter de oplosbaarheid. Ten tweede de kenmerken van de groepen die tijdens het veretheringsproces worden geïntroduceerd; hoe groter de geïntroduceerde groep, hoe lager de oplosbaarheid; hoe polairder de geïntroduceerde groep, hoe gemakkelijker de cellulose-ether in water oplost. Ten derde de substitutiegraad en de verdeling van de veretherde groepen in de macromoleculen. De meeste cellulose-ethers kunnen slechts tot een bepaalde substitutiegraad in water worden opgelost. Ten vierde de polymerisatiegraad van de cellulose-ether; hoe hoger de polymerisatiegraad, hoe minder oplosbaar; hoe lager de polymerisatiegraad, hoe groter het bereik van substitutiegraden dat in water kan worden opgelost.
(2) Waterretentie
Het waterretentievermogen is een belangrijke eigenschap van cellulose-ether en een eigenschap waar veel binnenlandse fabrikanten van droge mortel, met name in zuidelijke regio's met hoge temperaturen, veel aandacht aan besteden. Factoren die het waterretentievermogen van mortel beïnvloeden, zijn onder andere de hoeveelheid toegevoegde cellulose-ether, de viscositeit, de fijnheid van de deeltjes en de temperatuur van de gebruiksomgeving. Hoe hoger de hoeveelheid toegevoegde cellulose-ether, hoe beter het waterretentievermogen; hoe hoger de viscositeit, hoe beter het waterretentievermogen; en hoe fijner de deeltjes, hoe beter het waterretentievermogen.
(3) Viscositeit
Viscositeit is een belangrijke parameter voor cellulose-etherproducten. Momenteel gebruiken verschillende fabrikanten van cellulose-ether verschillende methoden en instrumenten om de viscositeit te meten. Voor hetzelfde product kunnen de viscositeitsresultaten, gemeten met verschillende methoden, sterk uiteenlopen, soms zelfs tot het dubbele. Daarom is het bij het vergelijken van viscositeit noodzakelijk om dezelfde testmethoden te gebruiken, inclusief temperatuur, rotor, enz.
Over het algemeen geldt: hoe hoger de viscositeit, hoe beter het waterretentie-effect. Echter, hoe hoger de viscositeit, hoe hoger het molecuulgewicht van de cellulose-ether, en de daarmee gepaard gaande afname van de oplosbaarheid heeft een negatieve invloed op de sterkte en de verwerkbaarheid van de mortel. Hoe hoger de viscositeit, hoe duidelijker het verdikkende effect op de mortel, maar dit is niet rechtstreeks evenredig. Hoe hoger de viscositeit, hoe stroperiger de natte mortel zal zijn. Tijdens het verwerken uit zich dit in het kleven aan de schraper en een sterke hechting aan de ondergrond. Dit draagt echter niet bij aan de structurele sterkte van de natte mortel zelf. Tijdens het verwerken is de anti-doorzakwerking niet显著. Daarentegen presteren sommige gemodificeerde methylcellulose-ethers met een gemiddelde of lage viscositeit uitstekend in het verbeteren van de structurele sterkte van natte mortel.
(4) De fijnheid van de deeltjes:
De cellulose-ether die gebruikt wordt voor kant-en-klare mortel moet poedervormig zijn, een laag watergehalte hebben en een fijnheid van 20% tot 60% van de deeltjesgrootte moet kleiner zijn dan 63 μm. De fijnheid beïnvloedt de oplosbaarheid van de cellulose-ether. Grovere cellulose-ethers zijn meestal in de vorm van korrels, die gemakkelijk te dispergeren en op te lossen zijn in water zonder samenklontering, maar de oplossnelheid is erg laag, waardoor ze niet geschikt zijn voor gebruik in kant-en-klare mortel (sommige binnenlandse producten zijn vlokkig, moeilijk te dispergeren en op te lossen in water en hebben de neiging tot klonteren). In kant-en-klare mortel wordt cellulose-ether verspreid tussen aggregaten, fijne vulstoffen, cement en andere bindmiddelen. Alleen een voldoende fijn poeder kan samenklontering van de cellulose-ether voorkomen bij het mengen met water. Wanneer cellulose-ether met water wordt toegevoegd om de samenklontering op te lossen, is het zeer moeilijk om het te dispergeren en op te lossen.
(5) Modificatie van cellulose-ether
De modificatie van cellulose-ether is de uitbreiding van de prestaties ervan en vormt het belangrijkste onderdeel. De eigenschappen van cellulose-ether kunnen worden verbeterd om de bevochtigbaarheid, dispergeerbaarheid, hechting, verdikking, emulgering, waterretentie en filmvormende eigenschappen te optimaliseren, evenals de ondoordringbaarheid voor olie.
4. Effect van de omgevingstemperatuur op het waterretentievermogen van mortel.
Het waterbindend vermogen van cellulose-ether neemt af met de temperatuur. In de praktijk wordt mortel vaak aangebracht op hete ondergronden bij hoge temperaturen (hoger dan 40 °C) in diverse omgevingen. De afname van het waterbindend vermogen heeft een merkbare invloed op de verwerkbaarheid en scheurweerstand. De afhankelijkheid van de temperatuur leidt tot een verzwakking van de morteleigenschappen, waardoor het cruciaal is om de invloed van temperatuurfactoren onder deze omstandigheden te minimaliseren. Mortelrecepten werden hierop aangepast en er werden belangrijke wijzigingen aangebracht in de seizoensgebonden recepten. Hoewel de dosering werd verhoogd (zomerformule), voldeden de verwerkbaarheid en scheurweerstand nog steeds niet aan de eisen. Dit vereist een speciale behandeling van cellulose-ether, zoals het verhogen van de veretheringsgraad, enz., zodat het waterbindend vermogen ook bij relatief hoge temperaturen behouden blijft en de mortel beter presteert onder zware omstandigheden.
5. Toepassing in kant-en-klare mortel
In kant-en-klare mortel speelt cellulose-ether een rol bij het vasthouden van water, het verdikken en het verbeteren van de verwerkbaarheid. Goede waterretentie zorgt ervoor dat de mortel niet gaat afbrokkelen, verpulveren of de sterkte vermindert door watertekort en onvolledige hydratatie. Het verdikkende effect verbetert de structurele sterkte van de natte mortel aanzienlijk. De toevoeging van cellulose-ether kan de viscositeit van de natte mortel aanzienlijk verbeteren en zorgt voor een goede hechting op diverse ondergronden, waardoor de wandprestaties van de natte mortel verbeteren en afval wordt verminderd. Bovendien verschilt de rol van cellulose-ether in verschillende producten. Zo kan cellulose-ether in tegellijm de verwerkingstijd verlengen en de verwerkingstijd aanpassen; in mechanisch spuitmortel verbetert het de structurele sterkte van de natte mortel; in egalisatiemortel voorkomt het zetting, segregatie en stratificatie. Daarom wordt cellulose-ether als belangrijk additief veelvuldig gebruikt in droge poedermortel.
Geplaatst op: 11 januari 2023