Functie van cellulose-ether in mortel

Cellulose-ether is een synthetisch polymeer dat door chemische modificatie van natuurlijke cellulose wordt gemaakt. Het is een derivaat van natuurlijke cellulose. De productie van cellulose-ether verschilt van die van synthetische polymeren. Het meest gebruikte materiaal is cellulose, een natuurlijke polymeerverbinding. Vanwege de specifieke structuur van natuurlijke cellulose reageert cellulose zelf niet met etherificatiemiddelen. Na behandeling met een zwelmiddel worden echter de sterke waterstofbruggen tussen de moleculaire ketens verbroken, waardoor de hydroxylgroep vrijkomt en reactieve alkalicellulose ontstaat. Zo wordt cellulose-ether verkregen.

In kant-en-klare mortel is de hoeveelheid cellulose-ether die wordt toegevoegd erg laag, maar het kan de prestaties van natte mortel aanzienlijk verbeteren en is een belangrijk additief dat de verwerkingsprestaties van mortel beïnvloedt. Een verstandige keuze van cellulose-ethers van verschillende soorten, met verschillende viscositeiten, deeltjesgroottes, viscositeitsgraden en toegevoegde hoeveelheden, zal een positieve invloed hebben op de verbetering van de prestaties van droge poedermortel. Momenteel hebben veel metsel- en pleistermortels een slechte waterretentie en zal de waterige brij na enkele minuten bezinken.

Het waterretentievermogen is een belangrijke eigenschap van methylcellulose-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 droge mortel beïnvloeden, zijn onder andere de hoeveelheid toegevoegde MC, de viscositeit van de MC, de fijnheid van de deeltjes en de temperatuur van de gebruiksomgeving.

De eigenschappen van cellulose-ethers hangen af ​​van het type, het aantal en de verdeling van de substituenten. De classificatie van cellulose-ethers is ook gebaseerd op het type substituenten, de mate van verethering, de oplosbaarheid en de daarmee samenhangende toepassingseigenschappen. Afhankelijk van het type substituenten op de moleculaire keten kan onderscheid worden gemaakt tussen mono-ethers en gemengde ethers. De MC die we gewoonlijk gebruiken is een mono-ether, terwijl HPMC een gemengde ether is. Methylcellulose-ether (MC) is het product dat ontstaat wanneer de hydroxylgroep op de glucose-eenheid van natuurlijke cellulose wordt vervangen door een methoxygroep. De structuurformule is [COH7O2(OH)3-h(OCH3)h ]x. Een deel van de hydroxylgroep op de eenheid is vervangen door een methoxygroep en het andere deel door een hydroxypropylgroep. De structuurformule is [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x. Ethylmethylcellulose-ether (HEMC) is een van de belangrijkste varianten die veel gebruikt en verkocht worden.

Wat betreft oplosbaarheid kan er onderscheid worden gemaakt tussen ionische en niet-ionische cellulose-ethers. Wateroplosbare niet-ionische cellulose-ethers bestaan ​​hoofdzakelijk uit twee series: alkylethers en hydroxyalkylethers. Ionische CMC wordt voornamelijk gebruikt in synthetische detergenten, textieldruk en -verven, voedingsmiddelen en olie-exploratie. Niet-ionische MC, HPMC, HEMC, enz. worden voornamelijk gebruikt in bouwmaterialen, latexcoatings, geneesmiddelen, huishoudelijke chemicaliën, enz. Ze worden toegepast als verdikkingsmiddel, waterbindend middel, stabilisator, dispergeermiddel en filmvormend middel.

Waterretentie van cellulose-ether: Bij de productie van bouwmaterialen, met name droge poedermortel, speelt cellulose-ether een onvervangbare rol. Vooral bij de productie van speciale mortel (gemodificeerde mortel) is het een onmisbaar en belangrijk bestanddeel. De belangrijke rol van wateroplosbare cellulose-ether in mortel heeft hoofdzakelijk drie aspecten:

1. Uitstekend waterretentievermogen
2. Effect op de consistentie en thixotropie van mortel
3. Interactie met cement.

Het waterbindende effect van cellulose-ether hangt af van de waterabsorptie van de basislaag, de samenstelling van de mortel, de dikte van de mortellaag, de waterbehoefte van de mortel en de uithardingstijd van het bindmiddel. De waterretentie van cellulose-ether zelf is te danken aan de oplosbaarheid en dehydratatie van cellulose-ether. Zoals bekend bevat de moleculaire keten van cellulose een groot aantal sterk hydraterende OH-groepen, maar is deze niet oplosbaar in water, omdat de cellulosestructuur een hoge kristalliniteit heeft. Het hydratatievermogen van de hydroxylgroepen alleen is niet voldoende om de sterke waterstofbruggen en van der Waals-krachten tussen moleculen te compenseren. Daarom zwelt het alleen op, maar lost het niet op in water. Wanneer een substituent in de moleculaire keten wordt geïntroduceerd, verbreekt de substituent niet alleen de waterstofbruggen, maar ook de waterstofbruggen tussen de ketens doordat de substituent zich tussen aangrenzende ketens wringt. Hoe groter de substituent, hoe groter de afstand tussen de moleculen. Hoe groter het effect van het verbreken van waterstofbruggen, hoe wateroplosbaarder de cellulose-ether wordt nadat het cellulose-rooster uitzet en de oplossing binnendringt, waardoor een zeer viskeuze oplossing ontstaat. Bij een stijgende temperatuur verzwakt de hydratatie van het polymeer en wordt het water tussen de ketens verdreven. Wanneer het dehydratatie-effect voldoende is, beginnen de moleculen te aggregeren, waardoor een driedimensionale netwerkstructuur ontstaat die zich uitvouwt tot een gel.