Cellulose ether là một hợp chất polymer được tổng hợp từ cellulose tự nhiên thông qua quá trình ete hóa, và là một chất làm đặc và giữ nước tuyệt vời.
Bối cảnh nghiên cứu
Trong những năm gần đây, ete xenluloza được sử dụng rộng rãi trong vữa khô, phổ biến nhất là một số ete xenluloza không ion, bao gồm metyl xenluloza (MC), hydroxyethyl xenluloza (HEC), hydroxyethyl xenluloza metyl xenluloza (HEMC) và hydroxypropyl metyl xenluloza (HPMC). Hiện nay, chưa có nhiều tài liệu về phương pháp đo độ nhớt của dung dịch ete xenluloza. Ở nước ta, chỉ có một số tiêu chuẩn và chuyên khảo quy định phương pháp thử độ nhớt của dung dịch ete xenluloza.
Phương pháp điều chế dung dịch ete xenluloza
Chuẩn bị dung dịch metyl cellulose ete
Ete metyl cellulose là các ete cellulose có chứa nhóm metyl trong phân tử, ví dụ như MC, HEMC và HPMC. Do tính kỵ nước của nhóm metyl, dung dịch ete cellulose chứa nhóm metyl có đặc tính tạo gel nhiệt, nghĩa là chúng không tan trong nước nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tạo gel của chúng (khoảng 60-80°C). Để ngăn dung dịch ete cellulose tạo thành các cục vón, hãy đun nóng nước trên nhiệt độ tạo gel, khoảng 80-90°C, sau đó cho bột ete cellulose vào nước nóng, khuấy đều cho tan, tiếp tục khuấy và làm nguội đến nhiệt độ đã định, có thể thu được dung dịch ete cellulose đồng nhất.
Tính chất hòa tan của các ete chứa metyl cellulose không qua xử lý bề mặt
Để tránh hiện tượng vón cục của ete xenluloza trong quá trình hòa tan, các nhà sản xuất đôi khi thực hiện xử lý bề mặt hóa học trên các sản phẩm ete xenluloza dạng bột để làm chậm quá trình hòa tan. Quá trình hòa tan diễn ra sau khi ete xenluloza được phân tán hoàn toàn, do đó nó có thể được phân tán trực tiếp trong nước lạnh có độ pH trung tính mà không tạo thành các cục vón. Độ pH của dung dịch càng cao, thời gian hòa tan của ete xenluloza có tính chất hòa tan chậm càng ngắn. Điều chỉnh độ pH của dung dịch lên cao hơn. Độ kiềm sẽ loại bỏ tính chất hòa tan chậm của ete xenluloza, khiến ete xenluloza tạo thành các cục vón khi hòa tan. Do đó, độ pH của dung dịch nên được tăng hoặc giảm sau khi ete xenluloza được phân tán hoàn toàn.
Tính chất hòa tan của các ete chứa metyl cellulose đã qua xử lý bề mặt
Chuẩn bị dung dịch ete hydroxyethyl cellulose
Dung dịch hydroxyethyl cellulose ether (HEC) không có đặc tính tạo gel nhiệt, do đó, HEC không được xử lý bề mặt cũng sẽ tạo thành các cụm trong nước nóng. Các nhà sản xuất thường thực hiện xử lý bề mặt hóa học trên bột HEC để làm chậm quá trình hòa tan, nhờ đó nó có thể được phân tán trực tiếp trong nước lạnh có độ pH trung tính mà không tạo thành các cụm. Tương tự, trong dung dịch có độ kiềm cao, HEC cũng có thể tạo thành các cụm do sự mất khả năng hòa tan bị chậm lại. Vì vữa xi măng có tính kiềm sau khi hydrat hóa và độ pH của dung dịch nằm trong khoảng từ 12 đến 13, tốc độ hòa tan của cellulose ether được xử lý bề mặt trong vữa xi măng cũng rất nhanh.
Tính chất hòa tan của HEC được xử lý bề mặt
Kết luận và phân tích
1. Quá trình phân tán
Để tránh ảnh hưởng bất lợi đến thời gian thử nghiệm do sự hòa tan chậm của các chất xử lý bề mặt, nên sử dụng nước nóng để pha chế.
2. Quá trình làm nguội
Dung dịch ete xenluloza cần được khuấy đều và làm nguội ở nhiệt độ phòng để giảm tốc độ làm nguội, điều này đòi hỏi thời gian thử nghiệm kéo dài hơn.
3. Quá trình khuấy trộn
Sau khi cho ete xenluloza vào nước nóng, nhớ khuấy đều liên tục. Khi nhiệt độ nước giảm xuống dưới nhiệt độ tạo gel, ete xenluloza sẽ bắt đầu tan ra và dung dịch sẽ dần trở nên nhớt. Lúc này, cần giảm tốc độ khuấy. Sau khi dung dịch đạt đến độ nhớt nhất định, cần để yên trong hơn 10 giờ trước khi các bọt khí từ từ nổi lên bề mặt, vỡ ra và biến mất.
Các bọt khí trong dung dịch ete xenluloza
4. Quá trình cấp nước
Cần đo lường chính xác lượng ete xenluloza và nước, và cố gắng không đợi dung dịch đạt độ nhớt cao hơn mới thêm nước.
5. Thử nghiệm độ nhớt
Do tính chất thixotropy của dung dịch ete xenluloza, khi kiểm tra độ nhớt, nếu đưa rôto của nhớt kế quay vào dung dịch, nó sẽ làm xáo trộn dung dịch và ảnh hưởng đến kết quả đo. Vì vậy, sau khi đưa rôto vào dung dịch, cần để yên trong 5 phút trước khi tiến hành kiểm tra.
Thời gian đăng bài: 22/03/2023