Cellulose-ethers vormen een belangrijke klasse polymere verbindingen die veelvuldig worden gebruikt in de bouw, geneeskunde, voedingsmiddelenindustrie en andere sectoren. HPMC (hydroxypropylmethylcellulose), MC (methylcellulose), HEC (hydroxyethylcellulose) en CMC (carboxymethylcellulose) zijn vier veelvoorkomende cellulose-ethers.
Methylcellulose (MC):
MC is oplosbaar in koud water en moeilijk oplosbaar in heet water. De waterige oplossing is zeer stabiel in het pH-bereik van 3 tot 12, heeft een goede compatibiliteit en kan worden gemengd met diverse oppervlakteactieve stoffen zoals zetmeel en guargom. Gelering treedt op wanneer de temperatuur de geleertemperatuur bereikt.
Het waterbindend vermogen van MC hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, de viscositeit, de fijnheid van de deeltjes en de oplossnelheid. Over het algemeen is het waterbindend vermogen hoog bij een grote toegevoegde hoeveelheid, fijne deeltjes en een hoge viscositeit. De toegevoegde hoeveelheid heeft de grootste invloed op het waterbindend vermogen, terwijl de viscositeit niet evenredig is met het waterbindend vermogen. De oplossnelheid hangt voornamelijk af van de mate van oppervlaktemodificatie en de fijnheid van de cellulosedeeltjes.
Temperatuurschommelingen hebben een grote invloed op het waterbindend vermogen van de mortel. Over het algemeen geldt: hoe hoger de temperatuur, hoe slechter het waterbindend vermogen. Als de temperatuur van de mortel boven de 40 °C komt, zal het waterbindend vermogen van de mortel aanzienlijk afnemen, wat de prestaties van de mortel tijdens de verwerking ernstig beïnvloedt.
MC heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties en hechting van de mortel tijdens het aanbrengen. Met "hechting" wordt hier de hechting tussen het gereedschap van de gebruiker en de ondergrond bedoeld, oftewel de schuifweerstand van de mortel. Hoe groter de hechting, hoe groter de schuifweerstand van de mortel, hoe meer kracht de gebruiker moet zetten tijdens het aanbrengen en hoe slechter de prestaties van de mortel. De hechting van MC ligt op een gemiddeld niveau in vergelijking met andere cellulose-etherproducten.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC):
HPMC lost gemakkelijk op in water, maar kan moeilijk oplossen in heet water. De geleertemperatuur in heet water is echter aanzienlijk hoger dan die van MC, en de oplosbaarheid in koud water is ook beter dan die van MC.
De viscositeit van HPMC is gerelateerd aan het molecuulgewicht; een hoog molecuulgewicht zorgt voor een hogere viscositeit. Ook de temperatuur beïnvloedt de viscositeit; deze neemt af naarmate de temperatuur stijgt, maar de temperatuur waarbij de viscositeit afneemt, ligt lager dan die van MC. De oplossing van HPMC is stabiel bij kamertemperatuur.
Het waterbindend vermogen van HPMC hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, de viscositeit, enzovoort. Bij dezelfde toegevoegde hoeveelheid is het waterbindend vermogen hoger dan dat van MC.
HPMC is stabiel in zuren en basen, en de waterige oplossing ervan is zeer stabiel in het pH-bereik van 2 tot 12. Natriumhydroxide en kalkwater hebben weinig invloed op de eigenschappen, maar alkali kan de oplossnelheid versnellen en de viscositeit verhogen. HPMC is stabiel in de meeste zouten, maar bij een hoge zoutconcentratie neemt de viscositeit van de HPMC-oplossing toe.
HPMC kan worden gemengd met wateroplosbare polymeerverbindingen om een uniforme oplossing met een hogere viscositeit te vormen, zoals polyvinylalcohol, zetmeelether, plantaardige gom, enz.
HPMC heeft een betere enzymresistentie dan MC, en de oplossing ervan is minder gevoelig voor enzymatische afbraak dan MC. HPMC hecht beter aan mortel dan MC.
Hydroxyethylcellulose (HEC):
HEC is oplosbaar in koud water en moeilijk oplosbaar in heet water. De oplossing is stabiel bij hoge temperaturen en heeft geen geleigenschappen. Het kan langdurig in mortel worden gebruikt bij hoge temperaturen, maar het waterbindend vermogen is lager dan dat van MC.
HEC is stabiel ten opzichte van gangbare zuren en basen; basen kunnen de oplossing ervan versnellen en de viscositeit enigszins verhogen. De dispergeerbaarheid in water is iets minder dan die van MC en HPMC.
HEC heeft goede suspendeereigenschappen voor mortel, maar het cement heeft een langere vertragingstijd.
HEC, geproduceerd door sommige binnenlandse bedrijven, presteert minder goed dan MC vanwege het hoge water- en asgehalte.
Carboxymethylcellulose (CMC):
CMC is een ionische cellulose-ether die wordt bereid door een reeks reactiebehandelingen nadat natuurlijke vezels (zoals katoen) zijn behandeld met alkali en chloorazijnzuur als etherificatiemiddel wordt gebruikt. De substitutiegraad ligt over het algemeen tussen 0,4 en 1,4, en de prestaties worden sterk beïnvloed door de substitutiegraad.
CMC heeft verdikkende en emulgerende stabiliserende effecten en kan worden gebruikt in dranken die olie en eiwitten bevatten om een emulgerende stabiliserende rol te spelen.
CMC heeft een waterbindend effect. In vleesproducten, brood, gestoomde broodjes en andere voedingsmiddelen kan het bijdragen aan de verbetering van het weefsel, het verminderen van waterverdamping, het verhogen van de productopbrengst en het verbeteren van de smaak.
CMC heeft een geleervende werking en kan worden gebruikt voor het maken van gelei en jam.
CMC kan een film vormen op het oppervlak van voedsel, wat een zekere beschermende werking heeft op groenten en fruit en de houdbaarheid ervan verlengt.
Deze cellulose-ethers hebben elk hun eigen unieke eigenschappen en toepassingsgebieden. De keuze voor een geschikt product moet worden bepaald aan de hand van specifieke toepassingsvereisten en omgevingsomstandigheden.
Geplaatst op: 29 oktober 2024