L'éther de cellulose est un polymère synthétique fabriqué à partir de cellulose naturelle par modification chimique. L'éther de cellulose est un dérivé de la cellulose naturelle. La production d'éther de cellulose est différente des polymères synthétiques. Son matériau le plus basique est la cellulose, un composé en polymère naturel. En raison de la particularité de la structure naturelle de la cellulose, la cellulose elle-même n'a pas la capacité de réagir avec les agents d'éthérification. Cependant, après le traitement de l'agent de gonflement, les fortes liaisons hydrogène entre les chaînes moléculaires et les chaînes sont détruites, et la libération active du groupe hydroxyle devient une cellulose alcaline réactive. Obtenir de l'éther de cellulose.
Les propriétés des éthers de cellulose dépendent du type, du nombre et de la distribution des substituants. La classification des éthers de cellulose est également basée sur le type de substituants, le degré d'éthérification, la solubilité et les propriétés d'application connexes. Selon le type de substituants sur la chaîne moléculaire, il peut être divisé en éther mono et éther mixte. Nous utilisons généralement MC comme éther mono et HPMC comme éther mixte. L'éther de méthyl-cellulose MC est le produit après le groupe hydroxyle sur l'unité de glucose de la cellulose naturelle qui est remplacé par le groupe méthoxy. La formule structurelle est [CO H7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] x C'est un produit obtenu en substituant une partie du groupe hydroxyle sur l'unité avec un groupe de méthoxy et une autre partie avec un groupe hydroxypropyle. La formule structurelle est [C6H7O2 (OH) 3-mn (OCH3) -M [OCH2CH (OH) CH3] N] x Il y a l'hydroxyéthyl méthylcellulose Ether HEMC, qui sont les principales variétés largement utilisées et vendues sur le marché.
En termes de solubilité, il peut être divisé en ionique et non ionique. Les éthers de cellulose non ioniques solubles dans l'eau sont principalement composés de deux séries d'éthers alkyle et d'éthers hydroxyalkyle. Le CMC ionique est principalement utilisé dans les détergents synthétiques, l'impression textile et la teinture, l'exploration alimentaire et pétrolière. MC non ionique, HPMC, HEMC, etc. sont principalement utilisés dans les matériaux de construction, la peinture en latex, les médicaments, les produits chimiques quotidiens, etc. Utilisé comme épaississant, agent de retenue en eau, stabilisateur, dispersant et agent de formation de film.
Rétention d'eau de l'éther de cellulose
Dans la production de matériaux de construction, en particulier le mortier à sec, l'éther de cellulose joue un rôle irremplaçable, en particulier dans la production de mortier spécial (mortier modifié), c'est un composant indispensable et important.
Le rôle important de l'éther de cellulose soluble dans l'eau dans le mortier a principalement trois aspects, l'un est une excellente capacité de rétention d'eau, l'autre est l'influence sur la cohérence et la thixotropie du mortier, et la troisième est l'interaction avec le ciment.
L'effet de rétention d'eau de l'éther de cellulose dépend de l'absorption d'eau de la couche de base, de la composition du mortier, de l'épaisseur de la couche de mortier, de la demande en eau du mortier et du temps de réglage du matériau de réglage. La rétention d'eau de l'éther de cellulose elle-même provient de la solubilité et de la déshydratation de l'éther de cellulose elle-même. Il est bien connu que bien que la chaîne moléculaire de cellulose contient un grand nombre de groupes OH hautement hydratables, il n'est pas soluble dans l'eau, car la structure de la cellulose a un degré élevé de cristallinité. La capacité d'hydratation des groupes hydroxyle n'est pas suffisante pour couvrir les fortes liaisons hydrogène et les forces de van der Waals entre les molécules. Par conséquent, il gonfle seulement mais ne se dissout pas dans l'eau. Lorsqu'un substituant est introduit dans la chaîne moléculaire, non seulement le substituant détruit la chaîne d'hydrogène, mais aussi la liaison hydrogène interchaine est détruite en raison du coin du substituant entre les chaînes adjacentes. Plus le substituant est grand, plus la distance entre les molécules est grande. Plus la distance est grande. Plus l'effet de détruire les liaisons hydrogène, l'éther de cellulose devient soluble dans l'eau après que le réseau de cellulose se développe et que la solution entre, formant une solution à haute viscosité. Lorsque la température augmente, l'hydratation du polymère s'affaiblit et l'eau entre les chaînes est chassée. Lorsque l'effet de déshydratation est suffisant, les molécules commencent à s'agréger, formant un gel de structure de réseau tridimensionnel et replié. Les facteurs affectant la rétention d'eau du mortier comprennent la viscosité de l'éther de cellulose, la quantité ajoutée, la finesse des particules et la température d'utilisation.
Plus la viscosité de l'éther de la cellulose est élevée, meilleures sont les performances de rétention d'eau et plus la viscosité de la solution de polymère est élevée. Selon le poids moléculaire (degré de polymérisation) du polymère, il est également déterminé par la longueur de la chaîne de la structure moléculaire et la forme de la chaîne, et la distribution des types et des quantités des substituants affecte également directement sa plage de viscosité.
[η] = km α
[η] Viscosité intrinsèque de la solution de polymère
m poids moléculaire du polymère
CARACTÉRISTIQUE CARACTÉRISTIQUE du polymère α
K coefficient de solution de viscosité
La viscosité d'une solution de polymère dépend du poids moléculaire du polymère. La viscosité et la concentration de la solution éther de cellulose sont liées à l'application dans divers domaines. Par conséquent, chaque éther de cellulose a de nombreuses spécifications de viscosité différentes, et l'ajustement de la viscosité est principalement réalisé par la dégradation de la cellulose alcaline, c'est-à-dire la rupture des chaînes moléculaires de cellulose.
On peut voir sur la figure 1.2 que plus la quantité d'éther de cellulose est plus ajoutée au mortier, meilleures sont les performances de rétention d'eau, et plus la viscosité est élevée, meilleure est la performance de rétention d'eau.
Pour la taille des particules, plus la particule est fine, meilleure est la rétention d'eau, voir la figure 3. Après que les grandes particules d'éther de cellulose entrent en contact avec l'eau, la surface dissolve immédiatement et forme un gel pour envelopper le matériau pour empêcher les molécules d'eau de s'infiltrer. Parfois, il ne peut pas être uniformément dispersé et dissous même après l'agitation à long terme, formant une solution ou une agglomération floculent nuageuse. Il affecte considérablement la rétention d'eau de son éther de cellulose, et la solubilité est l'un des facteurs de choix de l'éther de cellulose.
Épaississement et thixotropie de l'éther de cellulose
La deuxième fonction de l'éther de cellulose - l'épaississement dépend de: le degré de polymérisation de l'éther de cellulose, la concentration de la solution, le taux de cisaillement, la température et d'autres conditions. La propriété gélifiante de la solution est unique à l'alkyl cellulose et à ses dérivés modifiés. Les propriétés de gélification sont liées au degré de substitution, à la concentration en solution et aux additifs. Pour les dérivés modifiés par l'hydroxyalkyle, les propriétés du gel sont également liées au degré de modification de l'hydroxyalkyle. Pour MC et HPMC avec une faible viscosité, une solution de concentration à 10% -15% peut être préparée, une solution de 5% -10% peut être préparée pour la viscosité moyenne MC et le HPMC, et une solution de 2% -3% peut être préparée pour une viscosité élevée MC et HPMC, et généralement la classification de la viscosité de l'éther de cellulose est également gradée avec 1% de solution. L'éther de cellulose à poids moléculaire élevé a une efficacité d'épaississement élevée. Les polymères avec différents poids moléculaires ont des viscosités différentes dans la même solution de concentration. Degré élevé. La viscosité cible ne peut être obtenue qu'en ajoutant une grande quantité d'éther de cellulose à faible poids moléculaire. Sa viscosité a peu de dépendance à la vitesse de cisaillement, et la viscosité élevée atteint la viscosité cible, et la quantité d'addition requise est faible, et la viscosité dépend de l'efficacité d'épaississement. Par conséquent, pour atteindre une certaine cohérence, une certaine quantité d'éther de cellulose (concentration de la solution) et la viscosité de la solution doivent être garanties. La température du gel de la solution diminue également linéairement avec l'augmentation de la concentration de la solution et les gels à température ambiante après avoir atteint une certaine concentration. La concentration de gélification de HPMC est plus élevée à température ambiante.
La cohérence peut également être ajustée en choisissant la taille des particules et en choisissant des éthers de cellulose avec différents degrés de modification. La soi-disant modification est d'introduire un certain degré de substitution des groupes hydroxyalkyle sur la structure squelette de MC. En modifiant les valeurs de substitution relative des deux substituants, c'est-à-dire les valeurs de substitution relative DS et MS des groupes méthoxy et hydroxyalkyle que nous disons souvent. Diverses exigences de performance de l'éther de cellulose peuvent être obtenues en modifiant les valeurs de substitution relatives des deux substituants.
À partir de la figure 4, nous pouvons voir la relation entre la cohérence et la modification. L'ajout d'éther de cellulose sur la figure 5 affecte la consommation d'eau du mortier et modifie le rapport eau / ciment, qui est l'effet d'épaississement. Plus la dose est élevée, plus la consommation d'eau est élevée.
Les éthers de cellulose utilisés dans les matériaux de construction en poudre doivent se dissoudre rapidement dans l'eau froide et fournir une consistance appropriée pour le système. S'il est donné un certain taux de cisaillement, il devient toujours un bloc floculeux et colloïdal, qui est un produit de qualité inférieure ou de mauvaise qualité.
Il existe également une bonne relation linéaire entre la cohérence de la pâte de ciment et le dosage de l'éther de cellulose. L'éther de cellulose peut augmenter considérablement la viscosité du mortier. Plus la posologie est grande, plus l'effet est évident, voir la figure 6.
La solution aqueuse de l'éther de cellulose à haute viscosité a une thixotropie élevée, qui est également une caractéristique majeure de l'éther de cellulose. Les solutions aqueuses de polymères de type MC ont généralement une fluidité pseudoplasique et non thixotrope en dessous de leur température de gel, mais des propriétés d'écoulement newtoniennes à de faibles taux de cisaillement. La pseudoplasticité augmente avec le poids moléculaire ou la concentration d'éther de cellulose, quel que soit le type de substituant et le degré de substitution. Par conséquent, les éthers de cellulose du même grade de viscosité, peu importe MC, HPMC, HEMC, montrera toujours les mêmes propriétés rhéologiques tant que la concentration et la température sont maintenues constantes. Des gels structurels se forment lorsque la température est augmentée et que des flux hautement thixotropes se produisent. Des éthers de cellulose à forte concentration et à faible viscosité montrent une thixotropie même en dessous de la température du gel. Cette propriété est très avantageuse à l'ajustement du nivellement et de l'affaissement dans la construction du mortier de construction. Il faut expliquer ici que plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, plus la rétention d'eau est élevée, mais plus la viscosité est élevée, plus le poids moléculaire relatif de l'éther de cellulose est élevé, et plus la diminution de sa solubilité, ce qui a un impact négatif sur la concentration et les performances de construction du mortier. Plus la viscosité est élevée, plus l'effet d'épaississement est évident sur le mortier, mais il n'est pas complètement proportionnel. Une certaine viscosité moyenne et faible, mais l'éther de cellulose modifiée a de meilleures performances dans l'amélioration de la force structurelle du mortier humide. Avec l'augmentation de la viscosité, la rétention d'eau de l'éther de cellulose s'améliore.
Heure du poste: 18 février-2023