L'èter de cel·lulosa és un important additiu de material de construcció, àmpliament utilitzat en morter de construcció, massilla en pols, recobriment i altres productes per millorar les propietats físiques i el rendiment de construcció del material. Els components principals de l'èter de cel·lulosa inclouen l'estructura bàsica de la cel·lulosa i els substituents introduïts per modificació química, que li donen solubilitat, espessiment, retenció d'aigua i propietats reològiques úniques.
1. Estructura bàsica de la cel·lulosa
La cel·lulosa és un dels polisacàrids més comuns a la natura, derivat principalment de fibres vegetals. És el component bàsic de l'èter de cel·lulosa i determina la seva estructura i propietats bàsiques. Les molècules de cel·lulosa estan formades per unitats de glucosa connectades per enllaços β-1,4-glicosídics per formar una estructura de cadena llarga. Aquesta estructura lineal confereix a la cel·lulosa una gran resistència i un alt pes molecular, però la seva solubilitat en aigua és deficient. Per millorar la solubilitat en aigua de la cel·lulosa i adaptar-se a les necessitats dels materials de construcció, la cel·lulosa ha de ser modificada químicament.
2. Substituents-components clau de la reacció d'eterificació
Les propietats úniques de l'èter de cel·lulosa s'aconsegueixen principalment pels substituents introduïts per la reacció d'eterificació entre el grup hidroxil (-OH) de la cel·lulosa i els compostos èter. Els substituents comuns inclouen metoxi (-OCH₃), etoxi (-OC₂H₅) i hidroxipropil (-CH₂CHOHCH₃). La introducció d'aquests substituents modifica la solubilitat, l'engrossiment i la retenció d'aigua de la cel·lulosa. Segons els diferents substituents introduïts, els èters de cel·lulosa es poden dividir en metil cel·lulosa (MC), hidroxietilcel·lulosa (HEC), hidroxipropilmetil cel·lulosa (HPMC) i altres tipus.
Metilcel·lulosa (MC): La metilcel·lulosa es forma introduint substituents metil (-OCH₃) als grups hidroxil de la molècula de cel·lulosa. Aquest èter de cel·lulosa té una bona solubilitat en aigua i propietats espessidores i s'utilitza àmpliament en morter sec, adhesius i recobriments. MC té una excel·lent retenció d'aigua i ajuda a reduir la pèrdua d'aigua en els materials de construcció, assegurant l'adhesió i la resistència del morter i la massilla en pols.
Hidroxietilcel·lulosa (HEC): La hidroxietilcel·lulosa es forma mitjançant la introducció de substituents hidroxietils (-OC₂H₅), cosa que la fa més soluble en aigua i resistent a la sal. HEC s'utilitza habitualment en recobriments a base d'aigua, pintures de làtex i additius de construcció. Té excel·lents propietats espessidores i pel·lícules i pot millorar significativament el rendiment de construcció dels materials.
Hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC): La hidroxipropilmetilcel·lulosa es forma per la introducció simultània de substituents hidroxipropil (-CH₂CHOHCH₃) i metil. Aquest tipus d'èter de cel·lulosa presenta una excel·lent retenció d'aigua, lubricitat i operativitat en materials de construcció com ara morter sec, adhesius de rajoles i sistemes d'aïllament de parets exteriors. HPMC també té una bona resistència a la temperatura i resistència a les gelades, de manera que pot millorar eficaçment el rendiment dels materials de construcció en condicions climàtiques extremes.
3. Solubilitat en aigua i espessiment
La solubilitat en aigua de l'èter de cel·lulosa depèn del tipus i el grau de substitució del substituent (és a dir, el nombre de grups hidroxil substituïts a cada unitat de glucosa). El grau adequat de substitució permet que les molècules de cel·lulosa formin una solució uniforme en aigua, donant al material bones propietats espessidores. En els materials de construcció, els èters de cel·lulosa com a espessidors poden augmentar la viscositat del morter, prevenir l'estratificació i la segregació dels materials i, per tant, millorar el rendiment de la construcció.
4. Retenció d'aigua
La retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa és crucial per a la qualitat dels materials de construcció. En productes com el morter i la massilla en pols, l'èter de cel·lulosa pot formar una pel·lícula d'aigua densa a la superfície del material per evitar que l'aigua s'evapori massa ràpidament, ampliant així el temps obert i l'operativitat del material. Això té un paper important en la millora de la força d'unió i en la prevenció d'esquerdes.
5. Reologia i rendiment constructiu
L'addició d'èter de cel·lulosa millora significativament les propietats reològiques dels materials de construcció, és a dir, el comportament de flux i deformació dels materials sota forces externes. Pot millorar la retenció d'aigua i la lubricitat del morter, augmentar la bombabilitat i la facilitat de construcció dels materials. En el procés de construcció, com ara la polvorització, el raspat i la maçoneria, l'èter de cel·lulosa ajuda a reduir la resistència i millorar l'eficiència del treball, alhora que garanteix un recobriment uniforme sense flaccid.
6. Compatibilitat i protecció del medi ambient
L'èter de cel·lulosa té una bona compatibilitat amb una varietat de materials de construcció, com ara ciment, guix, calç, etc. Durant el procés de construcció, no reaccionarà negativament amb altres components químics per garantir l'estabilitat del material. A més, l'èter de cel·lulosa és un additiu verd i respectuós amb el medi ambient, que es deriva principalment de fibres vegetals naturals, és inofensiu per al medi ambient i compleix els requisits de protecció ambiental dels materials de construcció moderns.
7. Altres ingredients modificats
Per tal de millorar encara més el rendiment de l'èter de cel·lulosa, es poden introduir altres ingredients modificats en la producció real. Per exemple, alguns fabricants milloraran la resistència a l'aigua i a la intempèrie de l'èter de cel·lulosa combinant-los amb silicona, parafina i altres substàncies. L'addició d'aquests ingredients modificats sol ser per satisfer requisits específics d'aplicació, com ara augmentar l'antipermeabilitat i durabilitat del material en revestiments de parets exteriors o morters impermeables.
Com a component important dels materials de construcció, l'èter de cel·lulosa té propietats multifuncionals, com ara espessiment, retenció d'aigua i propietats reològiques millorades. Els seus components principals són l'estructura bàsica de la cel·lulosa i els substituents introduïts per la reacció d'eterificació. Els diferents tipus d'èters de cel·lulosa tenen diferents aplicacions i rendiments en materials de construcció a causa de les diferències en els seus substituents. Els èters de cel·lulosa no només poden millorar el rendiment de la construcció dels materials, sinó que també poden millorar la qualitat general i la vida útil dels edificis. Per tant, els èters de cel·lulosa tenen àmplies perspectives d'aplicació en materials de construcció moderns.
Hora de publicació: 18-set-2024