Celluloseether ist eine Polymerverbindung, die durch einen Veretherungsprozess aus natürlicher Cellulose synthetisiert wird und ein hervorragendes Verdickungsmittel und Wasserrückhaltemittel ist.
Forschungshintergrund
Celluloseether werden seit einigen Jahren häufig in Trockenmörteln verwendet. Am häufigsten werden nichtionische Celluloseether verwendet, darunter Methylcelluloseether (MC), Hydroxyethylcelluloseether (HEC), Hydroxyethylcelluloseether, Methylcelluloseether (HEMC) und Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC). Derzeit gibt es nur wenige Literaturstellen zur Messmethode der Viskosität von Celluloseetherlösungen. In unserem Land legen nur einige Normen und Monographien die Prüfmethode zur Viskositätsbestimmung von Celluloseetherlösungen fest.
Die Herstellungsmethode der Celluloseetherlösung
Herstellung einer Methylcelluloseetherlösung
Methylcelluloseether sind Celluloseether mit Methylgruppen im Molekül, wie beispielsweise MC, HEMC und HPMC. Aufgrund der Hydrophobie der Methylgruppe besitzen methylgruppenhaltige Celluloseetherlösungen thermische Gelierungseigenschaften, d. h. sie sind in heißem Wasser oberhalb ihrer Gelierungstemperatur (ca. 60–80 °C) unlöslich. Um die Bildung von Agglomeraten in der Celluloseetherlösung zu verhindern, wird das Wasser über die Gelierungstemperatur (ca. 80–90 °C) erhitzt. Anschließend wird das Celluloseetherpulver in das heiße Wasser gegeben, umgerührt und anschließend auf die eingestellte Temperatur abgekühlt. So entsteht eine homogene Celluloseetherlösung.
Löslichkeitseigenschaften von nicht oberflächenbehandelten Methylcellulose-haltigen Ethern
Um die Agglomeration von Celluloseether während des Lösungsprozesses zu vermeiden, behandeln Hersteller pulverförmige Celluloseetherprodukte manchmal chemisch, um die Auflösung zu verzögern. Der Lösungsprozess beginnt, nachdem der Celluloseether vollständig dispergiert ist. Er kann daher direkt in kaltem Wasser mit neutralem pH-Wert dispergiert werden, ohne dass sich Agglomerate bilden. Je höher der pH-Wert der Lösung, desto kürzer ist die Lösungszeit des Celluloseethers mit verzögerter Lösungseigenschaft. Stellen Sie den pH-Wert der Lösung auf einen höheren Wert ein. Durch die Alkalinität wird die verzögerte Löslichkeit des Celluloseethers aufgehoben, wodurch der Celluloseether beim Auflösen Agglomerate bildet. Daher sollte der pH-Wert der Lösung erhöht oder gesenkt werden, nachdem der Celluloseether vollständig dispergiert ist.
Löslichkeitseigenschaften von oberflächenbehandelten Methylcellulose-haltigen Ethern
Herstellung einer Hydroxyethylcelluloseetherlösung
Hydroxyethylcelluloseether (HEC)-Lösungen besitzen keine thermische Gelierungseigenschaft. Daher bildet auch HEC ohne Oberflächenbehandlung in heißem Wasser Agglomerate. Hersteller führen in der Regel eine chemische Oberflächenbehandlung von HEC-Pulver durch, um die Auflösung zu verzögern, sodass es direkt in kaltem Wasser mit neutralem pH-Wert dispergiert werden kann, ohne Agglomerate zu bilden. Ebenso kann HEC in hochalkalischen Lösungen aufgrund des verzögerten Löslichkeitsverlusts Agglomerate bilden. Da der Zementschlamm nach der Hydratisierung alkalisch ist und der pH-Wert der Lösung zwischen 12 und 13 liegt, löst sich der oberflächenbehandelte Celluloseether im Zementschlamm sehr schnell auf.
Löslichkeitseigenschaften von oberflächenbehandeltem HEC
Schlussfolgerung und Analyse
1. Dispersionsprozess
Um eine Beeinträchtigung der Prüfzeit durch die langsame Auflösung von Oberflächenbehandlungssubstanzen zu vermeiden, empfiehlt sich die Verwendung von heißem Wasser zur Vorbereitung.
2. Kühlprozess
Celluloseetherlösungen sollten gerührt und bei Raumtemperatur gekühlt werden, um die Abkühlgeschwindigkeit zu verringern, was längere Testzeiten erforderlich macht.
3. Rührvorgang
Nachdem der Celluloseether dem heißen Wasser hinzugefügt wurde, muss ständig gerührt werden. Sinkt die Wassertemperatur unter die Geltemperatur, beginnt sich der Celluloseether aufzulösen, und die Lösung wird allmählich zähflüssig. Reduzieren Sie nun die Rührgeschwindigkeit. Sobald die Lösung eine bestimmte Viskosität erreicht hat, muss sie mindestens 10 Stunden ruhen, bevor die Blasen langsam an die Oberfläche steigen, platzen und verschwinden.
Luftblasen in Celluloseetherlösung
4. Hydratisierungsprozess
Die Qualität von Celluloseether und Wasser sollte genau gemessen werden. Versuchen Sie nicht zu warten, bis die Lösung eine höhere Viskosität erreicht hat, bevor Sie Wasser nachfüllen.
5. Viskositätstest
Aufgrund der Thixotropie der Celluloseetherlösung wird beim Testen der Viskosität der Rotor des Rotationsviskosimeters in die Lösung eingeführt, wodurch die Lösung gestört wird und die Messergebnisse beeinträchtigt werden. Daher sollte der Rotor nach dem Einführen in die Lösung vor dem Testen 5 Minuten ruhen.
Veröffentlichungszeit: 22. März 2023