1. De belangrijkste functie van cellulose-ether
In kant-en-klare mortel is cellulose-ether een belangrijk additief. Het wordt in een zeer kleine hoeveelheid toegevoegd, maar het kan de prestatie van natte mortel aanzienlijk verbeteren en de bouwprestaties van mortel beïnvloeden.
2. Soorten cellulose-ethers
Cellulose-ether wordt hoofdzakelijk geproduceerd uit natuurlijke vezels door middel van alkali-oplossing, enting (etherificatie), wassen, drogen, malen en andere processen.
Afhankelijk van de belangrijkste grondstoffen kunnen natuurlijke vezels worden onderverdeeld in: katoenvezels, cedervezels, beukenvezels, enz. Hun polymerisatiegraad varieert, wat de uiteindelijke viscositeit van hun producten beïnvloedt. Momenteel gebruiken grote cellulosefabrikanten katoenvezels (een bijproduct van nitrocellulose) als belangrijkste grondstof.
Cellulose-ethers kunnen worden onderverdeeld in ionische en niet-ionische cellulose. De ionische variant omvat voornamelijk carboxymethylcellulosezout, en de niet-ionische variant omvat voornamelijk methylcellulose, methylhydroxyethylcellulose (propylcellulose), hydroxyethylcellulose, enz.
De cellulose-ethers die momenteel in kant-en-klare mortel worden gebruikt, zijn voornamelijk methylcellulose-ether (MC), methylhydroxyethylcellulose-ether (MHEC), methylhydroxypropylcellulose-ether (MHPG) en hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC). Omdat ionische cellulose (carboxymethylcellulosezout) in kant-en-klare mortel instabiel is in aanwezigheid van calciumionen, wordt het zelden gebruikt in kant-en-klare producten met cement, gebluste kalk, enz. als cementeermiddel. Op sommige plaatsen in China wordt carboxymethylcellulosezout gebruikt als verdikkingsmiddel voor sommige producten voor binnengebruik, verwerkt met gemodificeerd zetmeel als belangrijkste cementeermiddel en Shuangfei-poeder als vulstof. Dit product is gevoelig voor schimmelvorming en is niet bestand tegen water, en wordt nu geleidelijk uit de handel genomen. Hydroxyethylcellulose wordt ook gebruikt in sommige kant-en-klare producten, maar heeft een zeer klein marktaandeel.
3. Belangrijkste prestatie-indicatoren van cellulose-ether
(1) Oplosbaarheid
Cellulose is een polyhydroxypolymeerverbinding die niet oplost of smelt. Na verethering is cellulose oplosbaar in water, een verdunde alkalische oplossing en een organisch oplosmiddel, en heeft het thermoplasticiteit. De oplosbaarheid hangt voornamelijk af van vier factoren: ten eerste varieert de oplosbaarheid met de viscositeit; hoe lager de viscositeit, hoe groter de oplosbaarheid. Ten tweede, de eigenschappen van de groepen die tijdens het veretheringsproces worden geïntroduceerd: hoe groter de geïntroduceerde groep, hoe lager de oplosbaarheid; hoe polairder de geïntroduceerde groep, hoe gemakkelijker de cellulose-ether in water oplost. Ten derde, de substitutiegraad en de verdeling van veretherde groepen over macromoleculen. De meeste cellulose-ethers kunnen alleen in water worden opgelost onder een bepaalde substitutiegraad. Ten vierde, de polymerisatiegraad van cellulose-ether: hoe hoger de polymerisatiegraad, hoe minder oplosbaar; hoe lager de polymerisatiegraad, hoe breder het bereik van de substitutiegraad die in water kan worden opgelost.
(2) Waterretentie
Waterretentie is een belangrijke eigenschap van cellulose-ether, en het is ook een eigenschap waar veel binnenlandse fabrikanten van droog poeder, met name in zuidelijke regio's met hoge temperaturen, aandacht aan besteden. Factoren die het waterretentie-effect van mortel beïnvloeden, zijn onder andere de toegevoegde hoeveelheid cellulose-ether, de viscositeit, de fijnheid van de deeltjes en de temperatuur van de gebruiksomgeving. Hoe hoger de toegevoegde hoeveelheid cellulose-ether, hoe beter het waterretentie-effect; hoe hoger de viscositeit, hoe beter het waterretentie-effect; en hoe fijner de deeltjes, hoe beter het waterretentie-effect.
(3) Viscositeit
Viscositeit is een belangrijke parameter voor cellulose-etherproducten. Verschillende fabrikanten van cellulose-ether gebruiken momenteel verschillende methoden en instrumenten om de viscositeit te meten. De viscositeitsresultaten die met verschillende methoden voor hetzelfde product worden gemeten, lopen sterk uiteen, en sommige hebben zelfs dubbele verschillen. Daarom moet een viscositeitsvergelijking worden uitgevoerd met dezelfde testmethoden, waaronder temperatuur, rotor, enz.
Over het algemeen geldt: hoe hoger de viscositeit, hoe beter het waterretentie-effect. Hoe hoger de viscositeit, hoe hoger het molecuulgewicht van cellulose-ether, en de overeenkomstige afname van de oplosbaarheid ervan zal een negatieve invloed hebben op de sterkte en constructieprestaties van de mortel. Hoe hoger de viscositeit, hoe duidelijker het verdikkingseffect op de mortel, maar dit is niet recht evenredig. Hoe hoger de viscositeit, hoe viskeuzer de natte mortel zal zijn. Tijdens de constructie manifesteert dit zich in kleven aan de schraper en een hoge hechting aan de ondergrond. Maar het is niet behulpzaam bij het verhogen van de structurele sterkte van de natte mortel zelf. Tijdens de constructie is de anti-zakkingsprestatie niet duidelijk. Integendeel, sommige middelmatig en laagviskeuze maar gemodificeerde methylcellulose-ethers presteren uitstekend bij het verbeteren van de structurele sterkte van natte mortel.
(4) De fijnheid van de deeltjes:
De cellulose-ether die voor kant-en-klare mortel wordt gebruikt, moet poeder zijn met een laag watergehalte. De fijnheid vereist ook dat 20% tot 60% van de deeltjesgrootte kleiner is dan 63 μm. De fijnheid beïnvloedt de oplosbaarheid van cellulose-ether. Grove cellulose-ethers hebben meestal de vorm van korrels, die gemakkelijk te dispergeren en op te lossen zijn in water zonder te agglomereren. De oplossnelheid is echter zeer laag, waardoor ze niet geschikt zijn voor gebruik in kant-en-klare mortel (sommige huishoudelijke producten zijn vlokkig, moeilijk te dispergeren en op te lossen in water, en hebben de neiging tot klonteren). In kant-en-klare mortel wordt cellulose-ether gedispergeerd tussen toeslagmaterialen, fijne vulstoffen en cement en andere cementeermaterialen. Alleen een voldoende fijn poeder kan agglomeratie van cellulose-ether voorkomen bij het mengen met water. Wanneer cellulose-ether aan water wordt toegevoegd om de agglomeratie op te lossen, is het zeer moeilijk te dispergeren en op te lossen.
(5) Modificatie van cellulose-ether
De modificatie van cellulose-ether is de uitbreiding van de werking en tevens het belangrijkste onderdeel. De eigenschappen van cellulose-ether kunnen worden verbeterd om de bevochtigbaarheid, dispergeerbaarheid, hechting, verdikking, emulgering, waterretentie en filmvormende eigenschappen te optimaliseren, evenals de oliedichtheid.
4. Effect van de omgevingstemperatuur op de waterretentie van mortel
De waterretentie van cellulose-ether neemt af met de temperatuurstijging. In praktische toepassingen wordt mortel vaak aangebracht op hete substraten bij hoge temperaturen (hoger dan 40 °C) in veel omgevingen. De afname van de waterretentie had een merkbare impact op de verwerkbaarheid en scheurbestendigheid. De afhankelijkheid van de temperatuur zal nog steeds leiden tot een verzwakking van de morteleigenschappen, en het is van cruciaal belang om de invloed van temperatuurfactoren onder deze omstandigheden te verminderen. De mortelrecepturen werden dienovereenkomstig aangepast en er werden veel belangrijke wijzigingen aangebracht in de seizoensrecepturen. Hoewel de dosering (zomerformule) werd verhoogd, konden de verwerkbaarheid en scheurbestendigheid nog steeds niet voldoen aan de gebruikseisen. Dit vereist een speciale behandeling van cellulose-ether, zoals het verhogen van de veretheringsgraad, enz., zodat het waterretentie-effect kan worden bereikt bij een relatief hoge temperatuur. Het behoudt een beter effect wanneer deze hoog is, waardoor het beter presteert onder zware omstandigheden.
5. Toepassing in kant-en-klare mortel
In kant-en-klare mortel speelt cellulose-ether een rol bij het vasthouden van water, het verdikken en het verbeteren van de bouwprestaties. Een goede waterretentie zorgt ervoor dat de mortel niet schuurt, verpoedert en de sterkte vermindert door watertekort en onvolledige hydratatie. Het verdikkingseffect verbetert de structurele sterkte van de natte mortel aanzienlijk. De toevoeging van cellulose-ether kan de natte viscositeit van natte mortel aanzienlijk verbeteren en heeft een goede viscositeit voor verschillende substraten, waardoor de wandprestaties van natte mortel worden verbeterd en afval wordt verminderd. Bovendien is de rol van cellulose-ether in verschillende producten ook verschillend. In tegellijmen kan cellulose-ether bijvoorbeeld de open tijd verlengen en aanpassen; in mechanische spuitmortel kan het de structurele sterkte van natte mortel verbeteren; in zelfnivellerende mortel kan het verzakking, segregatie en stratificatie voorkomen. Daarom wordt cellulose-ether als belangrijk additief veel gebruikt in droge poedermortel.
Plaatsingstijd: 11-01-2023