1. Metyloceluloza (MC)
Po obróbce rafinowanej bawełny alkaliami, eter celulozy powstaje w wyniku szeregu reakcji z chlorkiem metanu jako czynnikiem eteryfikującym. Zazwyczaj stopień podstawienia wynosi 1,6–2,0, a rozpuszczalność jest różna w zależności od stopnia podstawienia. Należy on do niejonowych eterów celulozy.
(1) Metyloceluloza rozpuszcza się w zimnej wodzie, a w gorącej będzie trudna do rozpuszczenia. Jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH 3–12. Wykazuje dobrą kompatybilność ze skrobią, gumą guar itp. oraz wieloma surfaktantami. Żelowanie następuje po osiągnięciu temperatury żelowania.
(2) Retencja wody w metylocelulozie zależy od jej ilości dodanej, lepkości, stopnia rozdrobnienia cząstek i szybkości rozpuszczania. Ogólnie rzecz biorąc, im większa ilość dodanej substancji, tym mniejsze rozdrobnienie i większa lepkość, tym wyższy stopień retencji wody. Spośród nich, największy wpływ na stopień retencji wody ma ilość dodanej substancji, a poziom lepkości nie jest wprost proporcjonalny do stopnia retencji wody. Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i stopnia rozdrobnienia cząstek. Spośród powyższych eterów celulozy, metyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza charakteryzują się wyższymi wskaźnikami retencji wody.
(3) Zmiany temperatury mają poważny wpływ na szybkość retencji wody przez metylocelulozę. Generalnie, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody. Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody przez metylocelulozę ulegnie znacznemu zmniejszeniu, co poważnie wpłynie na konstrukcję zaprawy.
(4) Metyloceluloza ma znaczący wpływ na konstrukcję i przyczepność zaprawy. „Przyczepność” odnosi się tutaj do siły przyczepności odczuwalnej między narzędziem aplikatora a podłożem ściany, czyli wytrzymałości zaprawy na ścinanie. Przyczepność jest wysoka, wytrzymałość zaprawy na ścinanie jest duża, a wytrzymałość wymagana przez pracowników w procesie użytkowania jest również duża, a parametry konstrukcyjne zaprawy są słabe. Adhezja metylocelulozy w produktach na bazie eteru celulozy jest na umiarkowanym poziomie.
2. Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC)
Hydroksypropylometyloceluloza to odmiana celulozy, której produkcja i zużycie gwałtownie rosną w ostatnich latach. Jest to niejonowy eter celulozy, otrzymywany z rafinowanej bawełny po alkalizacji, z użyciem tlenku propylenu i chlorku metylu jako środka eteryfikującego, w serii reakcji. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 1,2–2,0. Jej właściwości różnią się ze względu na różny stosunek zawartości grup metoksylowych do zawartości grup hydroksypropylowych.
(1) Hydroksypropylometyloceluloza jest łatwo rozpuszczalna w zimnej wodzie, ale trudno ją rozpuścić w gorącej. Jednak jej temperatura żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż metylocelulozy. Rozpuszczalność w zimnej wodzie jest również znacznie lepsza w porównaniu z metylocelulozą.
(2) Lepkość hydroksypropylometylocelulozy jest związana z jej masą cząsteczkową, a im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość. Temperatura również wpływa na lepkość – wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje. Jednak jej wysoka lepkość ma mniejszy wpływ na temperaturę niż metylocelulozy. Jej roztwór jest stabilny w temperaturze pokojowej.
(3) Retencja wody przez hydroksypropylometylocelulozę zależy od jej dodanej ilości, lepkości itp., a szybkość retencji wody przez hydroksypropylometylocelulozę przy tej samej dodanej ilości jest wyższa niż w przypadku metylocelulozy.
(4) Hydroksypropylometyloceluloza jest odporna na działanie kwasów i zasad, a jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH 2–12. Soda kaustyczna i woda wapienna mają niewielki wpływ na jej działanie, ale zasady mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i zwiększyć lepkość. Hydroksypropylometyloceluloza jest odporna na działanie soli, ale przy wysokim stężeniu roztworu soli lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy ma tendencję do wzrostu.
(5) Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, aby uzyskać jednorodny roztwór o wyższej lepkości, np. z alkoholem poliwinylowym, eterem skrobiowym, gumą roślinną itp.
(6) Hydroksypropylometyloceluloza charakteryzuje się lepszą odpornością na enzymy niż metyloceluloza, a jej roztwór jest mniej podatny na degradację enzymatyczną niż metyloceluloza. Przyczepność hydroksypropylometylocelulozy do zaprawy murarskiej jest wyższa niż metylocelulozy.
3. Hydroksyetyloceluloza (HEC)
Jest wytwarzany z rafinowanej bawełny, traktowanej alkaliami i poddawanej reakcji z tlenkiem etylenu jako czynnikiem eteryfikującym w obecności acetonu. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 1,5–2,0. Charakteryzuje się silną hydrofilowością i łatwo absorbuje wilgoć.
(1) Hydroksyetyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie, ale trudno ją rozpuścić w gorącej. Jej roztwór jest stabilny w wysokiej temperaturze bez żelowania. Można ją stosować przez długi czas w wysokiej temperaturze w zaprawie, ale jej retencja wody jest niższa niż metylocelulozy.
(2) Hydroksyetyloceluloza jest odporna na działanie kwasów i zasad. Zasady mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć lepkość. Jej dyspergowalność w wodzie jest nieco gorsza niż metylocelulozy i hydroksypropylometylocelulozy.
(3) Hydroksyetyloceluloza ma dobre właściwości zapobiegające spływaniu zaprawy, ale ma dłuższy czas opóźnienia wiązania w przypadku cementu.
(4) Wydajność hydroksyetylocelulozy produkowanej przez niektóre przedsiębiorstwa krajowe jest ewidentnie niższa od wydajności metylocelulozy ze względu na wysoką zawartość wody i wysoką zawartość popiołu.
4. Karboksymetyloceluloza (CMC)
Jonowy eter celulozy jest wytwarzany z włókien naturalnych (bawełny itp.) poddanych działaniu alkaliów i wykorzystywany jako czynnik eteryfikujący w szeregu reakcji. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 0,4–1,4, a jego działanie jest w dużym stopniu uzależnione od stopnia podstawienia.
(1) Karboksymetyloceluloza jest bardziej higroskopijna i będzie zawierała więcej wody, gdy będzie przechowywana w standardowych warunkach.
(2) Wodny roztwór karboksymetylocelulozy nie tworzy żelu, a jego lepkość maleje wraz ze wzrostem temperatury. Po przekroczeniu temperatury 50°C lepkość staje się nieodwracalna.
(3) Jego stabilność jest w dużym stopniu zależna od pH. Generalnie można go stosować w zaprawach gipsowych, ale nie w zaprawach cementowych. W warunkach silnej alkaliczności traci lepkość.
(4) Jej retencja wody jest znacznie niższa niż metylocelulozy. Działa opóźniająco na zaprawę gipsową i zmniejsza jej wytrzymałość. Jednak cena karboksymetylocelulozy jest znacznie niższa niż metylocelulozy.
Czas publikacji: 10 stycznia 2023 r.