Zagęszczanie i tiksotropia eterów celulozy
Zagęszczanie i tiksotropia eteru celulozy: Druga funkcja eteru celulozy - efekt zagęszczania zależy od: stopnia polimeryzacji eteru celulozy, stężenia roztworu, szybkości ścinania, temperatury i innych warunków. Właściwości żelujące roztworu są unikalne dla alkilocelulozy i jej zmodyfikowanych pochodnych. Właściwości żelowania są związane ze stopniem podstawienia, stężeniem roztworu i dodatkami. W przypadku pochodnych modyfikowanych hydroksyalkilem właściwości żelu są również związane ze stopniem modyfikacji grupy hydroksyalkilowej. W przypadku MC i HPMC o niskim stężeniu roztworu można przygotować roztwór o stężeniu 10%-15%, MC i HPMC o średniej lepkości można przygotować z 5%-10% roztworem, a MC i HPMC o wysokiej lepkości można przygotować tylko z 2%- 3% roztwór, podczas gdy zwykle stopień lepkości eteru celulozy jest również klasyfikowany przez 1%-2% roztwór.
Eter celulozy o wysokiej masie cząsteczkowej ma wysoką wydajność zagęszczania. W tym samym roztworze o różnym stężeniu polimery o różnych masach cząsteczkowych mają różne lepkości. Lepkość i masę cząsteczkową można wyrazić następująco, [η]=2,92x10-2(DPn) 0,905, DPn to średni wysoki stopień polimeryzacji. Docelową lepkość można osiągnąć tylko wtedy, gdy eter celulozy o małej masie cząsteczkowej zostanie dodany w dużej ilości. Jego lepkość w niewielkim stopniu zależy od szybkości ścinania, wysoka lepkość osiąga lepkość docelową, a wymagana ilość dodatku jest niewielka, a lepkość zależy od wydajności zagęszczania. Dlatego, aby osiągnąć określoną konsystencję, należy zapewnić pewną ilość eteru celulozy (stężenie roztworu) i lepkość roztworu. Temperatura żelowania roztworu również spadała liniowo wraz ze wzrostem stężenia roztworu, a żelował w temperaturze pokojowej po osiągnięciu określonego stężenia. Stężenie żelowania HPMC w temperaturze pokojowej jest wyższe.
Konsystencja może być również regulowana poprzez dobór wielkości cząstek i dobór eterów celulozy o różnym stopniu modyfikacji. Tak zwana modyfikacja polega na wprowadzeniu do szkieletu MC grupy hydroksyalkilowej z pewnym stopniem podstawienia. Zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników, to znaczy względne wartości podstawienia DS i ms grup metoksy i hydroksyalkilu, które często mówimy. Wymagania dotyczące różnych właściwości eterów celulozy uzyskuje się zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników.
Zależność między konsystencją a modyfikacją: dodatek eteru celulozy wpływa na zużycie wody przez zaprawę, zmiana stosunku wodno-spoiwowego wody do cementu jest efektem zagęszczania. Im wyższa dawka, tym większe zużycie wody.
Etery celulozy stosowane w sproszkowanych materiałach budowlanych muszą szybko rozpuszczać się w zimnej wodzie i zapewniać systemowi odpowiednią konsystencję. Przy określonej szybkości ścinania jest to nadal kłaczkowaty i koloidalny blok, który jest produktem niekwalifikowanym lub złej jakości.
Istnieje również dobra liniowa zależność między konsystencją zaczynu cementowego a zawartością eteru celulozy. Eter celulozy może znacznie zwiększyć lepkość zaprawy. Im większa treść, tym bardziej widoczny efekt. Wodny roztwór eteru celulozy o wysokiej lepkości ma wysoką tiksotropię, która jest również główną cechą eteru celulozy. Wodne roztwory polimerów opartych na MC ogólnie mają właściwości płynięcia pseudoplastyczne, nietiksotropowe poniżej ich temperatury żelowania, ale właściwości płynięcia Newtona przy niskich szybkościach ścinania. Pseudoplastyczność wzrasta wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej lub stężenia eteru celulozy, niezależnie od rodzaju podstawnika i stopnia podstawienia. Dlatego etery celulozy o tym samym stopniu lepkości, czy to MC, HPMC czy HEMC, zawsze wykazują te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura są utrzymywane na stałym poziomie.
Żele strukturalne tworzą się, gdy temperatura wzrasta i występuje wysoki przepływ tiksotropowy. Etery celulozy o wysokich stężeniach i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelu. Ta właściwość jest bardzo korzystna przy budowie zaprawy budowlanej, aby dostosować jej poziomowanie i ugięcie. Należy tutaj zauważyć, że im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody, ale im wyższa lepkość, tym wyższa względna masa cząsteczkowa eteru celulozy i odpowiedni spadek jego rozpuszczalności, co ma negatywny wpływ na stężenie zaprawy i właściwości konstrukcyjne. Im wyższa lepkość, tym bardziej widoczny efekt zagęszczenia zaprawy, ale nie jest on całkowicie proporcjonalny. Niektóre modyfikowane etery celulozy o średniej i niskiej lepkości mają lepsze właściwości poprawiające wytrzymałość strukturalną mokrej zaprawy. Wraz ze wzrostem lepkości wzrasta retencja wody przez etery celulozy.
