Hydroxypropylméthylcellulose

Présentation : Appelée HPMC, poudre fibreuse ou granulaire blanche ou blanc cassé. Il existe de nombreux types de cellulose, largement utilisés, mais nous travaillons principalement avec des clients du secteur des matériaux de construction en poudre sèche. La cellulose la plus courante est l'hypromellose.

Procédé de production : Les principales matières premières de l’HPMC sont le coton raffiné, le chlorure de méthyle et l’oxyde de propylène. Les autres matières premières comprennent les alcalis en paillettes, l’acide, le toluène, l’isopropanol, etc. La cellulose de coton raffinée est traitée avec une solution alcaline à 35-40 °C pendant une demi-heure, pressée, pulvérisée et vieillie à 35 °C afin que le degré de polymérisation moyen des fibres alcalines obtenues soit dans la plage requise. Placer les fibres alcalines dans une cuve d’éthérification, ajouter successivement l’oxyde de propylène et le chlorure de méthyle, puis éthérifier à 50-80 °C pendant 5 heures, sous une pression maximale d’environ 1,8 MPa. Ajouter ensuite une quantité appropriée d’acide chlorhydrique et d’acide oxalique à l’eau chaude à 90 °C pour laver le matériau et augmenter son volume. Déshydrater à l’aide d’une centrifugeuse. Laver jusqu'à neutralité, puis sécher à l'air chaud à 130 °C jusqu'à ce que le taux d'humidité du matériau soit inférieur à 60 %. Fonctions : rétention d'eau, épaississement, thixotropie, anti-affaissement, maniabilité par entraînement d'air, retardateur de prise.

Rétention d'eau : La rétention d'eau est la propriété la plus importante de l'éther de cellulose ! Dans la production de mortier de plâtre et d'autres matériaux, l'utilisation d'éther de cellulose est essentielle. Une rétention d'eau élevée permet une réaction complète des cendres de ciment et du gypse calcique (plus la réaction est complète, plus la résistance est élevée). Dans les mêmes conditions, plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est sa rétention d'eau (l'écart au-dessus de 100 000 est réduit) ; plus le dosage est élevé, meilleure est la rétention d'eau. Généralement, une petite quantité d'éther de cellulose peut améliorer considérablement les performances du mortier. Le taux de rétention d'eau : lorsque la teneur atteint un certain niveau, la tendance à l'augmentation du taux de rétention d'eau ralentit ; le taux de rétention d'eau de l'éther de cellulose diminue généralement lorsque la température ambiante augmente, mais certains éthers de cellulose à haute gélification présentent également de meilleures performances à haute température. Rétention d'eau. L'interdiffusion entre les molécules d'eau et les chaînes moléculaires d'éther de cellulose permet aux molécules d'eau de pénétrer à l'intérieur des chaînes macromoléculaires d'éther de cellulose et de recevoir une forte force de liaison, formant ainsi de l'eau libre, enchevêtrant l'eau et améliorant la rétention d'eau du coulis de ciment.

Épaississant, thixotrope et anti-affaissement : confère une excellente viscosité au mortier frais ! Il peut augmenter significativement l'adhérence entre le mortier frais et la couche de base, et améliorer les performances anti-affaissement du mortier. L'effet épaississant des éthers de cellulose augmente également la résistance à la dispersion et l'homogénéité des matériaux fraîchement mélangés, empêchant ainsi le délaminage, la ségrégation et le ressuage. L'effet épaississant des éthers de cellulose sur les matériaux à base de ciment provient de la viscosité des solutions d'éther de cellulose. Dans les mêmes conditions, plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la viscosité du matériau à base de ciment modifié. En revanche, une viscosité trop élevée affectera la fluidité et l'opérabilité du matériau (comme la truelle collante et le racloir). Les mortiers autonivelants et les bétons autoplaçants nécessitant une fluidité élevée nécessitent une faible viscosité de l'éther de cellulose. De plus, l'effet épaississant de l'éther de cellulose augmentera la demande en eau des matériaux à base de ciment et augmentera le rendement du mortier. Une solution aqueuse d'éther de cellulose à haute viscosité présente une thixotropie élevée, une caractéristique majeure de l'éther de cellulose. Les solutions aqueuses de cellulose présentent généralement des propriétés d'écoulement pseudoplastiques et non thixotropes en dessous de leur température de gel, mais des propriétés d'écoulement newtoniennes à faibles taux de cisaillement. La pseudoplasticité augmente avec la masse moléculaire ou la concentration d'éther de cellulose. Des gels structuraux se forment lorsque la température augmente, ce qui entraîne un écoulement thixotrope élevé. Les éthers de cellulose à forte concentration et à faible viscosité présentent une thixotropie même en dessous de la température de gel. Cette propriété est très avantageuse pour la construction de mortiers de construction, car elle permet d'ajuster leur nivellement et leur affaissement. Il convient de noter que plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, meilleure est la rétention d'eau. En revanche, plus la viscosité est élevée, plus la masse moléculaire relative de l'éther de cellulose est élevée, ce qui diminue sa solubilité, ce qui a un impact négatif sur la concentration et l'ouvrabilité du mortier.

Cause : L'éther de cellulose a un effet entraîneur d'air évident sur les matériaux à base de ciment frais. L'éther de cellulose possède à la fois un groupe hydrophile (groupe hydroxyle, groupe éther) et un groupe hydrophobe (groupe méthyle, cycle glucose). C'est un tensioactif, possède une activité de surface et possède donc un effet entraîneur d'air. Cet effet entraîneur d'air produit un effet « bille », ce qui peut améliorer les performances du matériau fraîchement mélangé, notamment en augmentant la plasticité et la régularité du mortier pendant le travail, ce qui est bénéfique pour la pose du mortier ; il augmente également le rendement du mortier, réduisant ainsi le coût de production du mortier ; mais il augmente la porosité du matériau durci et réduit ses propriétés mécaniques telles que la résistance et le module d'élasticité. En tant que tensioactif, l'éther de cellulose exerce également un effet mouillant ou lubrifiant sur les particules de ciment. Cet effet, combiné à son effet entraîneur d'air, augmente la fluidité des matériaux à base de ciment, mais son effet épaississant réduit cette fluidité. L'effet d'écoulement est une combinaison d'effets plastifiant et épaississant. Lorsque la teneur en éther de cellulose est très faible, il se manifeste principalement par un effet plastifiant ou réducteur d'eau ; lorsque la teneur est élevée, l'effet épaississant de l'éther de cellulose augmente rapidement et son effet entraîneur d'air tend à être saturé, ce qui augmente les performances. Effet épaississant ou augmentation de la demande en eau.

Retard de prise : L'éther de cellulose peut retarder le processus d'hydratation du ciment. Il confère au mortier diverses propriétés bénéfiques, réduit le dégagement de chaleur initial et retarde la cinétique d'hydratation. Ceci est défavorable à l'utilisation du mortier dans les régions froides. Ce retard est dû à l'adsorption des molécules d'éther de cellulose sur des produits d'hydratation tels que CSH et ca(OH)2. En augmentant la viscosité de la solution interstitielle, l'éther de cellulose réduit la mobilité des ions dans la solution, retardant ainsi le processus d'hydratation. Plus la concentration d'éther de cellulose dans le gel minéral est élevée, plus l'effet du retard d'hydratation est prononcé. Les éthers de cellulose retardent non seulement la prise, mais aussi le durcissement du mortier de ciment. L'effet retardateur de l'éther de cellulose dépend non seulement de sa concentration dans le gel minéral, mais aussi de sa structure chimique. Plus le degré de méthylation de l'HEMC est élevé, plus l'effet retardateur de l'éther de cellulose est important. Cet effet est plus marqué. Cependant, la viscosité de l'éther de cellulose a peu d'effet sur la cinétique d'hydratation du ciment. L'augmentation de la teneur en éther de cellulose entraîne une augmentation significative du temps de prise du mortier. Il existe une bonne corrélation non linéaire entre le temps de prise initial et la teneur en éther de cellulose, et une bonne corrélation linéaire entre le temps de prise final et la teneur en éther de cellulose. La modification de la teneur en éther de cellulose permet de contrôler le temps de prise du mortier. Dans le produit, il joue un rôle de rétention d'eau, d'épaississement, de retardement de l'hydratation du ciment et d'amélioration des performances de construction. Une bonne capacité de rétention d'eau permet une meilleure réaction du ciment, du gypse et du calcium, augmente significativement la viscosité à l'état humide, améliore la résistance d'adhérence du mortier et, parallèlement, améliore la résistance à la traction et au cisaillement, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la construction et l'efficacité du travail. Le temps de prise est réglable. Améliore la pulvérisation ou la pompabilité du mortier, ainsi que sa résistance structurelle. Dans le processus d'application réel, il est nécessaire de déterminer le type, la viscosité et la quantité de cellulose en fonction des différents produits, des habitudes de construction et de l'environnement.