O éter de celulose é um polímero sintético feito de celulose natural por meio de modificação química. O éter de celulose é um derivado da celulose natural. A produção de éter de celulose é diferente da produção de polímeros sintéticos. Seu material mais básico é a celulose, um composto polimérico natural. Devido à particularidade da estrutura natural da celulose, a própria celulose não tem capacidade de reagir com agentes de eterificação. No entanto, após o tratamento do agente de inchaço, as fortes ligações de hidrogênio entre as cadeias moleculares e as cadeias são destruídas, e a liberação ativa do grupo hidroxila torna-se uma celulose alcalina reativa. Obtenha éter de celulose.
As propriedades dos éteres de celulose dependem do tipo, número e distribuição dos substituintes. A classificação dos éteres de celulose também é baseada no tipo de substituintes, grau de eterificação, solubilidade e propriedades de aplicação relacionadas. De acordo com o tipo de substituintes na cadeia molecular, pode ser dividido em monoéter e éter misto. O MC que normalmente usamos é monoéter e o HPMC é éter misto. O éter de metilcelulose MC é o produto após o grupo hidroxila na unidade de glicose da celulose natural ser substituído por metoxi. É um produto obtido pela substituição de uma parte do grupo hidroxila da unidade por um grupo metoxi e outra parte por um grupo hidroxipropil. A fórmula estrutural é [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Éter hidroxietilmetilcelulose HEMC, estas são as principais variedades amplamente utilizadas e vendidas no mercado.
Em termos de solubilidade, pode ser dividido em iônico e não iônico. Os éteres de celulose não iônicos solúveis em água são compostos principalmente por duas séries de éteres alquílicos e éteres hidroxialquílicos. O CMC iônico é usado principalmente em detergentes sintéticos, impressão e tingimento têxtil, alimentos e exploração de petróleo. MC não iônico, HPMC, HEMC, etc. são usados principalmente em materiais de construção, revestimentos de látex, medicamentos, produtos químicos diários, etc.
Retenção de água do éter de celulose
Na produção de materiais de construção, principalmente argamassas secas, o éter de celulose desempenha um papel insubstituível, principalmente na produção de argamassas especiais (argamassa modificada), é um componente indispensável e importante.
O importante papel do éter de celulose solúvel em água na argamassa tem principalmente três aspectos, um é a excelente capacidade de retenção de água, o outro é a influência na consistência e tixotropia da argamassa e o terceiro é a interação com o cimento.
O efeito de retenção de água do éter de celulose depende da absorção de água da camada de base, da composição da argamassa, da espessura da camada de argamassa, da demanda de água da argamassa e do tempo de pega do material de pega. A retenção de água do próprio éter de celulose vem da solubilidade e desidratação do próprio éter de celulose. Como todos sabemos, embora a cadeia molecular da celulose contenha um grande número de grupos OH altamente hidratáveis, ela não é solúvel em água, pois a estrutura da celulose apresenta alto grau de cristalinidade. A capacidade de hidratação dos grupos hidroxila por si só não é suficiente para cobrir as fortes ligações de hidrogênio e as forças de van der Waals entre as moléculas. Portanto, apenas incha, mas não se dissolve na água. Quando um substituinte é introduzido na cadeia molecular, não apenas o substituinte destrói a cadeia de hidrogênio, mas também a ligação de hidrogênio intercadeias é destruída devido ao encaixe do substituinte entre as cadeias adjacentes. Quanto maior o substituinte, maior a distância entre as moléculas. Quanto maior a distância. Quanto maior o efeito de destruição das ligações de hidrogênio, o éter de celulose torna-se solúvel em água após a expansão da rede de celulose e a entrada da solução, formando uma solução de alta viscosidade. Quando a temperatura aumenta, a hidratação do polímero enfraquece e a água entre as cadeias é expelida. Quando o efeito de desidratação é suficiente, as moléculas começam a se agregar, formando uma estrutura de rede tridimensional em gel e desdobrada. Os factores que afectam a retenção de água da argamassa incluem a viscosidade do éter de celulose, a quantidade adicionada, a finura das partículas e a temperatura de utilização.
Quanto maior a viscosidade do éter de celulose, melhor será o desempenho de retenção de água e maior será a viscosidade da solução polimérica. Dependendo do peso molecular (grau de polimerização) do polímero, também é determinado pelo comprimento da estrutura molecular e pela forma da cadeia, e a distribuição dos tipos e quantidades dos substituintes também afeta diretamente sua faixa de viscosidade. [η]=Kmα
[η] Viscosidade intrínseca da solução polimérica
m peso molecular do polímero
Constante característica do polímero α
Coeficiente de solução de viscosidade K
A viscosidade de uma solução polimérica depende do peso molecular do polímero. A viscosidade e concentração da solução de éter de celulose estão relacionadas à aplicação em diversos campos. Portanto, cada éter de celulose possui diversas especificações de viscosidade, e o ajuste da viscosidade é realizado principalmente pela degradação da celulose alcalina, ou seja, pela quebra das cadeias moleculares da celulose.
Quanto maior a quantidade de éter de celulose adicionado à argamassa, melhor será o desempenho de retenção de água, e quanto maior a viscosidade, melhor será o desempenho de retenção de água.
Para o tamanho da partícula, quanto mais fina for a partícula, melhor será a retenção de água. Veja a Figura 3. Após a grande partícula de éter de celulose entrar em contato com a água, a superfície se dissolve imediatamente e forma um gel para envolver o material e evitar que as moléculas de água continuem a se infiltrar. A dispersão menos que uniforme se dissolve, formando uma solução turva e floculenta ou aglomerados. Afeta muito a retenção de água do éter de celulose, e a solubilidade é um dos fatores para a escolha do éter de celulose.
Espessamento e Tixotropia do Éter de Celulose
A segunda função do éter de celulose – espessamento, depende: do grau de polimerização do éter de celulose, concentração da solução, taxa de cisalhamento, temperatura e outras condições. A propriedade gelificante da solução é exclusiva da alquilcelulose e seus derivados modificados. As propriedades de gelificação estão relacionadas ao grau de substituição, concentração da solução e aditivos. Para derivados modificados com hidroxialquil, as propriedades do gel também estão relacionadas ao grau de modificação do hidroxialquil. Para MC e HPMC de baixa viscosidade, solução de 10%-15% pode ser preparada, MC e HPMC de média viscosidade podem ser preparados solução de 5%-10%, e MC e HPMC de alta viscosidade só podem preparar solução de 2%-3%, e geralmente A classificação de viscosidade do éter de celulose também é graduada com solução de 1% a 2%. O éter de celulose de alto peso molecular possui alta eficiência de espessamento. Na mesma solução de concentração, polímeros com pesos moleculares diferentes apresentam viscosidades diferentes. Alto grau. A viscosidade alvo só pode ser alcançada adicionando uma grande quantidade de éter de celulose de baixo peso molecular. Sua viscosidade tem pouca dependência da taxa de cisalhamento, e a alta viscosidade atinge a viscosidade alvo, e a quantidade de adição necessária é pequena, e a viscosidade depende da eficiência de espessamento. Portanto, para atingir uma certa consistência, deve-se garantir uma certa quantidade de éter de celulose (concentração da solução) e viscosidade da solução. A temperatura do gel da solução também diminui linearmente com o aumento da concentração da solução, e gelifica à temperatura ambiente após atingir uma determinada concentração. A concentração gelificante de HPMC é relativamente alta à temperatura ambiente.
A consistência também pode ser ajustada escolhendo o tamanho das partículas e escolhendo éteres de celulose com diferentes graus de modificação. A chamada modificação consiste em introduzir um certo grau de substituição de grupos hidroxialquil na estrutura do esqueleto do MC. Alterando os valores de substituição relativa dos dois substituintes, ou seja, os valores de substituição relativa DS e MS dos grupos metoxi e hidroxialquil que costumamos dizer. Vários requisitos de desempenho do éter de celulose podem ser obtidos alterando os valores relativos de substituição dos dois substituintes.
Os éteres de celulose utilizados em materiais de construção em pó devem dissolver-se rapidamente em água fria e fornecer uma consistência adequada ao sistema. Se for dada uma certa taxa de cisalhamento, ele ainda se torna um bloco floculento e coloidal, o que é um produto abaixo do padrão ou de baixa qualidade.
Existe também uma boa relação linear entre a consistência da pasta de cimento e a dosagem do éter de celulose. O éter de celulose pode aumentar muito a viscosidade da argamassa. Quanto maior a dosagem, mais óbvio será o efeito.
A solução aquosa de éter de celulose de alta viscosidade possui alta tixotropia, que também é uma característica importante do éter de celulose. Soluções aquosas de polímeros MC geralmente apresentam fluidez pseudoplástica e não tixotrópica abaixo da temperatura do gel, mas propriedades de fluxo newtonianas em baixas taxas de cisalhamento. A pseudoplasticidade aumenta com o peso molecular ou concentração de éter de celulose, independentemente do tipo de substituinte e do grau de substituição. Portanto, éteres de celulose do mesmo grau de viscosidade, sejam eles MC, HPMC, HEMC, sempre apresentarão as mesmas propriedades reológicas, desde que a concentração e a temperatura sejam mantidas constantes. Géis estruturais são formados quando a temperatura aumenta e ocorrem fluxos altamente tixotrópicos. Éteres de celulose de alta concentração e baixa viscosidade apresentam tixotropia mesmo abaixo da temperatura do gel. Esta propriedade é de grande benefício para o ajuste de nivelamento e flacidez na construção de argamassas. É necessário explicar aqui que quanto maior for a viscosidade do éter de celulose, melhor será a retenção de água, mas quanto maior for a viscosidade, maior será o peso molecular relativo do éter de celulose e a correspondente diminuição na sua solubilidade, o que tem um impacto negativo. na concentração de argamassa e no desempenho da construção. Quanto maior a viscosidade, mais evidente é o efeito de espessamento da argamassa, mas não é totalmente proporcional. Algumas viscosidades média e baixa, mas o éter de celulose modificado tem melhor desempenho na melhoria da resistência estrutural da argamassa úmida. Com o aumento da viscosidade, a retenção de água do éter de celulose melhora
Horário da postagem: 22 de novembro de 2022