1. Éther de cellulose
L'éther de cellulose est le nom général d'une série de produits produits par la réaction de la cellulose alcaline et d'un agent éthérifiant dans certaines conditions. La cellulose alcaline est remplacée par différents agents éthérifiants pour obtenir différents éthers de cellulose. Selon les propriétés d'ionisation des substituants, les éthers de cellulose peuvent être divisés en types ioniques (tels que la carboxyméthylcellulose) et types non ioniques (tels que la méthylcellulose). Selon les types de substituants, les éthers de cellulose peuvent être divisés en monoéthers (comme la méthylcellulose) et en éthers mixtes (comme l'hydroxypropylméthylcellulose). Selon différentes solubilités, il peut être divisé en solubilité dans l'eau (telle que l'hydroxyéthylcellulose) et en solubilité dans les solvants organiques (telle que l'éthylcellulose). Le mortier mélangé sec est principalement de la cellulose soluble dans l'eau, et la cellulose soluble dans l'eau peut être divisée en type instantané et type à dissolution retardée après traitement de surface.
Le mécanisme d’action de l’éther de cellulose dans le mortier est le suivant :
(1) Une fois l'éther de cellulose contenu dans le mortier dissous dans l'eau, la répartition efficace et uniforme du matériau cimentaire dans le système est assurée en raison de l'activité de surface. En tant que colloïde protecteur, l'éther de cellulose « enveloppe » les particules solides et forme une couche de film lubrifiant sur sa surface extérieure, ce qui rend le système de mortier plus stable et améliore également la fluidité du mortier dans le processus de mélange et la douceur du la construction.
(2) En raison des caractéristiques de la structure moléculaire de la solution d'éther de cellulose, l'eau contenue dans le mortier n'est pas facile à perdre et est progressivement libérée sur une longue période, ce qui confère au mortier une bonne rétention d'eau et une bonne maniabilité.
1.1.1 Méthylcellulose (MC)
Le coton raffiné est traité avec un alcali et l'éther de cellulose est préparé par une série de réactions avec du chlorure de méthyle comme agent éthérifiant. Généralement, le degré de substitution est de 1,6 à 2,0 et la solubilité varie en fonction du degré de substitution. Il appartient à l'éther de cellulose non ionique.
(1) La méthylcellulose est soluble dans l'eau froide, mais elle est difficile à dissoudre dans l'eau chaude et sa solution aqueuse est stable dans la plage de pH = 3 ~ 12. Il présente une bonne compatibilité avec l’amidon, la gomme guar et de nombreux tensioactifs. Lorsque la température atteint la température du gel, un phénomène de gel se produit.
(2) La rétention d'eau de la méthylcellulose dépend de la quantité ajoutée, de la viscosité, de la finesse des particules et de la vitesse de dissolution. Généralement, le taux de rétention d'eau est élevé avec une grande quantité ajoutée, une faible finesse et une grande viscosité. La quantité ajoutée a une grande influence sur le taux de rétention d’eau et la viscosité n’est pas directement proportionnelle au taux de rétention d’eau. Le taux de dissolution dépend principalement du degré de modification de surface et de la finesse des particules de cellulose. Parmi les éthers de cellulose ci-dessus, la méthylcellulose et l'hydroxypropylméthylcellulose ont une rétention d'eau plus élevée.
(3) Le changement de température affectera sérieusement le taux de rétention d’eau de la méthylcellulose. Généralement, plus la température est élevée, plus la rétention d’eau est mauvaise. Si la température du mortier dépasse 40 ℃, la propriété de rétention d'eau de la méthylcellulose sera nettement pire, ce qui affectera sérieusement la maniabilité du mortier.
(4) La méthylcellulose a une influence évidente sur l'ouvrabilité et l'adhérence du mortier. L'adhésivité fait ici référence à la force d'adhésion ressentie entre les outils de peinture des ouvriers et le support mural, c'est-à-dire la résistance au cisaillement du mortier. L'adhésivité est grande, la résistance au cisaillement du mortier est grande et la résistance requise par les travailleurs lors du processus d'utilisation est également grande, de sorte que la construction du mortier est médiocre. Dans les produits à base d'éther de cellulose, l'adhérence de la méthylcellulose est moyenne.
1.1.2 Hydroxypropylméthylcellulose (HPMC)
L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est une sorte de cellulose dont le rendement et le dosage augmentent rapidement ces dernières années. Il s'agit d'un éther mixte de cellulose non ionique fabriqué à partir de coton raffiné après traitement d'alcalinisation, utilisant de l'époxy propane et du chlorure de méthyle comme agent éthérifiant par une série de réactions. Le degré de substitution est généralement de 1,2 à 2,0. Ses propriétés sont différentes selon la proportion de teneur en méthoxy et en hydroxypropyle.
(1) L'hydroxypropylméthylcellulose est facilement soluble dans l'eau froide, mais elle est difficile à dissoudre dans l'eau chaude. Cependant, sa température de gel dans l’eau chaude est nettement supérieure à celle de la méthylcellulose. Par rapport à la méthylcellulose, la solubilité dans l’eau froide est également grandement améliorée.
(2) La viscosité de l'hydroxypropylméthylcellulose est liée à son poids moléculaire, et plus le poids moléculaire est élevé, plus la viscosité est élevée. La température affectera également sa viscosité, et la viscosité diminuera lorsque la température augmentera. Cependant, l’effet d’une viscosité et d’une température élevées est inférieur à celui de la méthylcellulose. La solution est stable à température ambiante.
(3) La rétention d'eau de l'HPMC dépend de sa quantité ajoutée et de sa viscosité, et son taux de rétention d'eau est supérieur à celui de la méthylcellulose pour la même quantité ajoutée.
(4) L'hydroxypropylméthylcellulose est stable aux acides et aux bases, et sa solution aqueuse est stable dans la plage de pH = 2 ~ 12. La soude caustique et l'eau de chaux ont peu d'effet sur ses performances, mais les alcalis peuvent accélérer son taux de dissolution et améliorer la viscosité de la goupille. L'hydroxypropylméthylcellulose est stable par rapport aux sels courants, mais lorsque la concentration de la solution saline est élevée, la viscosité de la solution d'hydroxypropylméthylcellulose a tendance à augmenter.
(5) L'hydroxypropylméthylcellulose peut être mélangée avec des composés macromoléculaires solubles dans l'eau pour former une solution uniforme avec une viscosité plus élevée. Tels que l'alcool polyvinylique, l'éther d'amidon, la gomme végétale, etc.
(6) L'hydroxypropylméthylcellulose a une meilleure résistance aux enzymes que la méthylcellulose et la possibilité de dégradation enzymatique de sa solution est inférieure à celle de la méthylcellulose.
(7) L'adhérence de l'hydroxypropylméthylcellulose au mortier de construction est supérieure à celle de la méthylcellulose.
1.1.3 Hydroxyéthylcellulose (HEC)
Le coton raffiné est préparé en réagissant avec de l'oxyde d'éthylène comme agent éthérifiant en présence d'acétone après traitement alcalin. Le degré de substitution est généralement de 1,5 à 2,0. Il a une forte hydrophilie et absorbe facilement l’humidité.
(1) L'hydroxyéthylcellulose est soluble dans l'eau froide, mais difficile à dissoudre dans l'eau chaude. La solution est stable à haute température et n’a pas de propriété gélifiante. Il peut être utilisé longtemps sous la température moyenne et élevée du mortier, mais sa rétention d'eau est inférieure à celle de la méthylcellulose.
(2) L’hydroxyéthylcellulose est stable aux acides et bases courants. Les alcalis peuvent accélérer sa dissolution et améliorer légèrement sa viscosité. Sa dispersibilité dans l'eau est légèrement pire que celle de la méthylcellulose et de l'hydroxypropylméthylcellulose.
(3) L'hydroxyéthylcellulose a de bonnes performances anti-affaissement du mortier, mais son temps de retardement est long pour le ciment.
(4) Les performances de l'hydroxyéthylcellulose produite par certaines entreprises nationales sont nettement inférieures à celles de la méthylcellulose en raison de sa teneur élevée en eau et en cendres.
1.1.4 Carboxyméthylcellulose
L'éther ionique de cellulose est préparé à partir de fibres naturelles (coton, etc.) après traitement alcalin, en utilisant du monochloroacétate de sodium comme agent éthérifiant et par une série de réactions. Son degré de substitution est généralement de 0,4 à 1,4 et ses performances sont grandement affectées par le degré de substitution.
(1) La carboxyméthylcellulose est hautement hygroscopique et contiendra une grande quantité d’eau lorsqu’elle est stockée dans des conditions générales.
(2) La solution aqueuse de carboxyméthylcellulose ne produira pas de gel et la viscosité diminuera avec l'augmentation de la température. Lorsque la température dépasse 50 ℃, la viscosité est irréversible.
(3) Sa stabilité est grandement affectée par le pH. Généralement, il peut être utilisé dans les mortiers à base de plâtre, mais pas dans les mortiers à base de ciment. En cas d'alcalinité élevée, la viscosité sera perdue.
(4) Sa rétention d'eau est bien inférieure à celle de la méthylcellulose. Il a un effet retardateur sur les mortiers à base de plâtre et réduit leur résistance. Cependant, le prix de la carboxyméthylcellulose est nettement inférieur à celui de la méthylcellulose.
2. Poudre polymère redispersable
La poudre de caoutchouc redispersable est constituée d'une lotion polymère spéciale par séchage par pulvérisation. Lors du traitement, le colloïde protecteur et l'agent anti-durcissant deviennent des additifs indispensables. La poudre de caoutchouc séchée est constituée de particules sphériques de 80 à 100 mm rassemblées. Ces particules peuvent être solubles dans l'eau et former une dispersion stable légèrement plus grande que les particules de lotion d'origine. Cette dispersion formera un film après déshydratation et séchage. Ce film est irréversible comme la formation de film d'une lotion ordinaire et ne se dispersera pas en dispersion au contact de l'eau.
La poudre de caoutchouc redispersable peut être divisée en copolymère de styrène-butadiène, copolymère de carbonate d'éthylène tertiaire, copolymère d'acide éthylène-acétique, etc., et sur cette base, du silicium organique et du laurate de vinyle peuvent être greffés pour améliorer les performances. Différentes mesures de modification confèrent à la poudre de caoutchouc redispersable différentes propriétés telles que la résistance à l'eau, la résistance aux alcalis, la résistance aux intempéries et la flexibilité. Il contient du laurate de vinyle et du silicium organique, ce qui peut donner à la poudre de caoutchouc une bonne hydrophobie. Le carbonate tertiaire d'éthylène hautement ramifié a une faible valeur Tg et une bonne flexibilité. L'application de ces poudres dans le mortier a un effet retardateur sur le temps de prise du ciment, mais cet effet retardateur est moindre que celui de l'application directe d'une lotion similaire. En revanche, l’effet retardateur du styrène-butadiène est supérieur à celui de l’éthylène-acétate de vinyle. Si le dosage est trop faible, l’amélioration des performances du mortier n’est pas évidente.
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Heure de publication : 24 octobre 2022