Focus on Cellulose ethers

Wie viele Zellulosearten gibt es?

1. Celluloseether

Celluloseether in Bauqualität ist ein allgemeiner Begriff für eine Reihe von Produkten, die durch die Reaktion von Alkalicellulose und einem Veretherungsmittel unter bestimmten Bedingungen entstehen. Alkalicellulose wird durch verschiedene Veretherungsmittel ersetzt, um unterschiedliche Celluloseether zu erhalten. Entsprechend den Ionisierungseigenschaften der Substituenten können Celluloseether in zwei Kategorien eingeteilt werden: ionische (wie Carboxymethylcellulose) und nichtionische (wie Methylcellulose). Je nach Art des Substituenten kann Celluloseether in Monoether (wie Methylcellulose) und Mischether (wie Hydroxypropylmethylcellulose) unterteilt werden. Je nach Löslichkeit kann es in wasserlösliche (wie Hydroxyethylcellulose) und in organischen Lösungsmitteln lösliche (wie Ethylcellulose) usw. unterteilt werden. Trockenmörtel besteht hauptsächlich aus wasserlöslicher Cellulose und wasserlöslicher Cellulose unterteilt in Instant-Typ und oberflächenbehandelten Typ mit verzögerter Auflösung.

Der Wirkungsmechanismus von Celluloseether im Mörtel ist wie folgt:

  1. Nach dem Auflösen des Celluloseethers im Mörtel in Wasser ist durch die Oberflächenaktivität eine effektive und gleichmäßige Verteilung des zementären Materials im System gewährleistet. Als Schutzkolloid „umhüllt“ der Celluloseether die Feststoffpartikel und versiegelt sie an der Außenoberfläche. Bilden Sie einen Gleitfilm, machen Sie das Mörtelsystem stabiler und verbessern Sie außerdem die Fließfähigkeit des Mörtels während des Mischvorgangs und die Glätte der Konstruktion.
  2. Aufgrund ihrer eigenen Molekularstruktur sorgt die Celluloseetherlösung dafür, dass das Wasser im Mörtel nicht so leicht verloren geht, sondern gibt es über einen langen Zeitraum allmählich ab, wodurch der Mörtel eine gute Wasserspeicherung und Verarbeitbarkeit erhält.

2. Methylcellulose

Methylcellulose (MC)-Molekülformel [C6H7O2(OH)3-h(OCH3) n]x.

Nachdem die raffinierte Baumwolle mit Alkali behandelt wurde, wird durch eine Reihe von Reaktionen mit Methanchlorid als Veretherungsmittel Celluloseether hergestellt. Im Allgemeinen beträgt der Substitutionsgrad 1,6 bis 2,0, und auch die Löslichkeit ist je nach Substitutionsgrad unterschiedlich. Es gehört zu den nichtionischen Celluloseethern.

  1. Methylcellulose ist in kaltem Wasser löslich und lässt sich in heißem Wasser nur schwer auflösen. Seine wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 3 bis 12 sehr stabil. Es weist eine gute Verträglichkeit mit Stärke, Guarkernmehl usw. und vielen Tensiden auf. Wenn die Temperatur die Gelierungstemperatur erreicht, kommt es zur Gelierung.
  2. Die Wasserretention von Methylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität, der Partikelfeinheit und der Auflösungsgeschwindigkeit ab. Im Allgemeinen ist die Wasserretentionsrate hoch, wenn die Zugabemenge groß, die Feinheit gering und die Viskosität groß ist. Unter diesen hat die Zugabemenge den größten Einfluss auf die Wasserretentionsrate, und der Grad der Viskosität ist nicht direkt proportional zum Grad der Wasserretentionsrate. Die Auflösungsgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Grad der Oberflächenmodifizierung der Cellulosepartikel und der Partikelfeinheit ab. Unter den oben genannten Celluloseethern weisen Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose höhere Wasserretentionsraten auf.
  3. Temperaturschwankungen können die Wasserretention von Methylcellulose ernsthaft beeinträchtigen. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Temperatur, desto schlechter ist die Wassereinlagerung. Wenn die Mörteltemperatur 40 °C übersteigt, wird die Wasserretention der Methylzellulose erheblich verringert, was die Konstruktion des Mörtels erheblich beeinträchtigt.
  4. Methylcellulose hat einen wesentlichen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit und Haftung von Mörtel. Unter „Haftung“ versteht man hier die zwischen dem Auftragswerkzeug des Werkers und dem Wanduntergrund empfundene Haftkraft, also die Scherfestigkeit des Mörtels. Die Haftfähigkeit ist hoch, die Scherfestigkeit des Mörtels ist groß und die von den Arbeitern bei der Verwendung benötigte Festigkeit ist ebenfalls groß und die Bauleistung des Mörtels ist schlecht. Die Haftung von Methylcellulose ist bei Celluloseetherprodukten mäßig.

3.Hydroxypropylmethylcellulose

Die Summenformel von Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) lautet [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3) m, OCH2CH(OH)CH3] n]x

Hydroxypropylmethylcellulose ist eine Zellulosesorte, deren Produktion und Verbrauch stark ansteigt. Es handelt sich um einen nichtionischen Cellulose-Mischether, der nach der Alkalisierung unter Verwendung von Propylenoxid und Methylchlorid als Veretherungsmittel durch eine Reihe von Reaktionen aus raffinierter Baumwolle hergestellt wird. Der Substitutionsgrad beträgt im Allgemeinen 1,2 bis 2,0. Seine Eigenschaften sind aufgrund der unterschiedlichen Verhältnisse von Methoxylgehalt und Hydroxypropylgehalt unterschiedlich.

  1. Hydroxypropylmethylcellulose ist in kaltem Wasser leicht löslich, löst sich jedoch nur schwer in heißem Wasser auf. Allerdings ist seine Gelierungstemperatur in heißem Wasser deutlich höher als die von Methylcellulose. Auch die Löslichkeit in kaltem Wasser ist im Vergleich zu Methylcellulose deutlich verbessert.
  2. Die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von ihrem Molekulargewicht ab, und je größer das Molekulargewicht, desto höher die Viskosität. Auch die Temperatur beeinflusst die Viskosität, denn mit steigender Temperatur nimmt die Viskosität ab. Allerdings hat seine hohe Viskosität einen geringeren Temperatureffekt als Methylcellulose. Die Lösung ist bei Lagerung bei Raumtemperatur stabil.
  3. Die Wasserretention von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität usw. ab und ihre Wasserretentionsrate ist bei gleicher Zugabemenge höher als die von Methylcellulose.
  4. Hydroxypropylmethylcellulose ist säure- und alkalibeständig und ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 2 bis 12 sehr stabil. Natronlauge und Kalkwasser haben kaum Einfluss auf seine Leistung, aber Alkali kann seine Auflösung beschleunigen und seine Viskosität erhöhen. Hydroxypropylmethylcellulose ist gegenüber gewöhnlichen Salzen stabil, aber wenn die Konzentration der Salzlösung hoch ist, steigt die Viskosität der Hydroxypropylmethylcelluloselösung tendenziell an.
  5. Hydroxypropylmethylcellulose kann mit wasserlöslichen Polymerverbindungen gemischt werden, um eine gleichmäßige Lösung mit höherer Viskosität zu bilden. Wie Polyvinylalkohol, Stärkeether, Pflanzengummi usw.
  6. Hydroxypropylmethylcellulose hat eine bessere Enzymbeständigkeit als Methylcellulose und ihre Lösung wird weniger wahrscheinlich durch Enzyme abgebaut als Methylcellulose.
  7. Die Haftung von Hydroxypropylmethylcellulose an Mörtelkonstruktionen ist höher als die von Methylcellulose.

4.Hydroxyethylcellulose

Hydroxyethylcellulose (HEC)

Es wird aus raffinierter Baumwolle hergestellt, die mit Alkali behandelt und in Gegenwart von Aceton mit Ethylenoxid als Veretherungsmittel umgesetzt wird. Der Substitutionsgrad beträgt im Allgemeinen 1,5 bis 2,0. Es weist eine starke Hydrophilie auf und nimmt leicht Feuchtigkeit auf.

  1. Hydroxyethylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser jedoch schwer löslich. Seine Lösung ist bei hohen Temperaturen stabil, ohne zu gelieren. Es kann über einen langen Zeitraum bei hohen Temperaturen im Mörtel verwendet werden, seine Wasserspeicherung ist jedoch geringer als die von Methylcellulose.
  2. Hydroxyethylcellulose ist gegenüber allgemeinen Säuren und Laugen stabil, und Alkali kann ihre Auflösung beschleunigen und ihre Viskosität leicht erhöhen. Seine Dispergierbarkeit in Wasser ist etwas schlechter als die von Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose.
  3. Hydroxyethylzellulose hat bei Mörtel eine gute Standfestigkeit, bei Zement jedoch eine längere Verzögerungszeit.
  4. Die Leistung der von einigen inländischen Unternehmen hergestellten Hydroxyethylcellulose ist aufgrund ihres hohen Wassergehalts und hohen Aschegehalts offensichtlich geringer als die von Methylcellulose.

5.Carboxymethylcellulose

Carboxymethylcellulose (CMC)[C6H7O2(OH)2OCH2COONa] n

Ionischer Celluloseether wird aus Naturfasern (Baumwolle usw.) nach einer Alkalibehandlung unter Verwendung von Natriummonochloracetat als Veretherungsmittel und einer Reihe von Reaktionsbehandlungen hergestellt. Der Substitutionsgrad beträgt im Allgemeinen 0,4 bis 1,4, und seine Leistung wird stark vom Substitutionsgrad beeinflusst.

  1. Carboxymethylcellulose ist hygroskopischer und enthält bei Lagerung unter normalen Bedingungen mehr Wasser.
  2. Eine wässrige Lösung von Carboxymethylcellulose bildet kein Gel und die Viskosität nimmt mit steigender Temperatur ab. Wenn die Temperatur 50 °C übersteigt, ist die Viskosität irreversibel.
  3. Seine Stabilität wird stark vom pH-Wert beeinflusst. Im Allgemeinen kann es in Mörtel auf Gipsbasis verwendet werden, nicht jedoch in Mörtel auf Zementbasis. Wenn es stark alkalisch ist, verliert es an Viskosität.
  4. Seine Wasserretention ist viel geringer als die von Methylcellulose. Es wirkt verzögernd auf Gipsmörtel und verringert dessen Festigkeit. Allerdings ist der Preis von Carboxymethylcellulose deutlich niedriger als der von Methylcellulose.

Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. März 2023
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