L'etere di cellulosa è un composto polimerico sintetizzato dalla cellulosa naturale mediante un processo di eterificazione ed è un eccellente addensante e agente di ritenzione idrica.
Contesto della ricerca
Negli ultimi anni, gli eteri di cellulosa sono stati ampiamente utilizzati nelle malte a secco; i più utilizzati sono alcuni eteri di cellulosa non ionici, tra cui l'etere di metilcellulosa (MC), l'etere di idrossietilcellulosa (HEC), l'etere di idrossietilcellulosa, l'etere di metilcellulosa (HEMC) e l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC). Attualmente, non esiste molta letteratura scientifica sui metodi di misurazione della viscosità delle soluzioni di etere di cellulosa. Nel nostro Paese, solo alcune norme e monografie stabiliscono il metodo di prova per la viscosità delle soluzioni di etere di cellulosa.
Il metodo di preparazione della soluzione di etere di cellulosa
Preparazione della soluzione di etere di metilcellulosa
Gli eteri di metilcellulosa si riferiscono agli eteri di cellulosa contenenti gruppi metilici nella molecola, come MC, HEMC e HPMC. A causa dell'idrofobicità del gruppo metilico, le soluzioni di etere di cellulosa contenenti gruppi metilici hanno proprietà di gelificazione termica, ovvero sono insolubili in acqua calda a una temperatura superiore alla loro temperatura di gelificazione (circa 60-80 °C). Per evitare che la soluzione di etere di cellulosa formi agglomerati, riscaldare l'acqua oltre la sua temperatura di gelificazione, circa 80~90 °C, quindi aggiungere la polvere di etere di cellulosa all'acqua calda, mescolare per disperdere, continuare a mescolare e raffreddare. Raggiunta la temperatura impostata, può essere preparata in una soluzione di etere di cellulosa uniforme.
Proprietà di solubilità degli eteri contenenti metilcellulosa non trattati in superficie
Per evitare l'agglomerazione dell'etere di cellulosa durante il processo di dissoluzione, i produttori talvolta eseguono un trattamento chimico superficiale sui prodotti in polvere a base di etere di cellulosa per ritardarne la dissoluzione. Il processo di dissoluzione avviene dopo la completa dispersione dell'etere di cellulosa, consentendone la dissoluzione diretta in acqua fredda a pH neutro senza formare agglomerati. Maggiore è il pH della soluzione, minore sarà il tempo di dissoluzione dell'etere di cellulosa con proprietà di dissoluzione ritardata. Regolare il pH della soluzione a un valore più alto. L'alcalinità eliminerà la solubilità ritardata dell'etere di cellulosa, causandone la formazione di agglomerati durante la dissoluzione. Pertanto, il pH della soluzione deve essere aumentato o diminuito dopo la completa dispersione dell'etere di cellulosa.
Proprietà di solubilità degli eteri contenenti metilcellulosa trattati in superficie
Preparazione della soluzione di etere di idrossietilcellulosa
La soluzione di etere di idrossietilcellulosa (HEC) non ha la proprietà di gelificazione termica, pertanto anche l'HEC senza trattamento superficiale formerà agglomerati in acqua calda. I produttori generalmente eseguono un trattamento chimico superficiale sull'HEC in polvere per ritardarne la dissoluzione, in modo che possa essere disperso direttamente in acqua fredda con un pH neutro senza formare agglomerati. Analogamente, in una soluzione con elevata alcalinità, l'HEC può anche formare agglomerati a causa della perdita ritardata di solubilità. Poiché la boiacca di cemento è alcalina dopo l'idratazione e il pH della soluzione è compreso tra 12 e 13, anche la velocità di dissoluzione dell'etere di cellulosa trattato superficialmente nella boiacca di cemento è molto rapida.
Proprietà di solubilità dell'HEC trattato in superficie
Conclusione e analisi
1. Processo di dispersione
Per evitare effetti negativi sul tempo di prova dovuti alla lenta dissoluzione delle sostanze di trattamento superficiale, si consiglia di utilizzare acqua calda per la preparazione.
2. Processo di raffreddamento
Le soluzioni di etere di cellulosa devono essere agitate e raffreddate a temperatura ambiente per ridurre la velocità di raffreddamento, che richiede tempi di prova più lunghi.
3. Processo di agitazione
Dopo aver aggiunto l'etere di cellulosa all'acqua calda, assicurarsi di continuare a mescolare. Quando la temperatura dell'acqua scende al di sotto della temperatura del gel, l'etere di cellulosa inizierà a dissolversi e la soluzione diventerà gradualmente viscosa. A questo punto, è necessario ridurre la velocità di agitazione. Una volta che la soluzione ha raggiunto una certa viscosità, è necessario lasciarla ferma per più di 10 ore prima che le bolle salgano lentamente in superficie, scoppiando e scomparendo.
Bolle d'aria nella soluzione di etere di cellulosa
4. Processo di idratazione
La qualità dell'etere di cellulosa e dell'acqua deve essere misurata con precisione e non bisogna aspettare che la soluzione raggiunga una maggiore viscosità prima di aggiungere acqua.
5. Test di viscosità
A causa della tissotropia della soluzione di etere di cellulosa, quando si misura la viscosità, il rotore del viscosimetro rotazionale viene inserito nella soluzione, la perturba e i risultati della misurazione vengono influenzati. Pertanto, dopo l'inserimento del rotore nella soluzione, è necessario lasciarlo riposare per 5 minuti prima di procedere alla misurazione.
Data di pubblicazione: 22 marzo 2023