纖維素醚在預(yù)拌砂漿中的重要作用

　　在預(yù)拌砂漿中，纖維素醚的添加量很低，但能顯著改善濕砂漿的性能，是影響砂漿施工性能的—種主要添加劑。合理選擇不同品種，不同粘度，不同顆粒尺寸，不同粘性程度和添加量的纖維素醚，對(duì)干粉砂漿性能的提高產(chǎn)生并發(fā)揮著積極的影響。當(dāng)前，許多砌筑和抹灰砂漿保水性能不好，稍微靜置幾分鐘就會(huì)出現(xiàn)水漿分離。

　　保水性是甲基纖維素醚的一個(gè)重要性能，也是國(guó)內(nèi)很多干粉砂漿廠家，特別是南方氣溫較高地區(qū)的廠家關(guān)注的性能。影響干粉砂漿保水效果的因素包括MC的添加量、MC黏度、顆粒的細(xì)度及使用環(huán)境的溫度等。

　　纖維素醚是以天然纖維素為原料，經(jīng)化學(xué)改性制得的合成型高分子聚合物。纖維素醚是天然纖維素的衍生物，纖維素醚生產(chǎn)與合成聚合物不同，它的最基本的材料是纖維素，天然的高分子化合物。由于天然纖維素結(jié)構(gòu)的特殊性，纖維素本身沒(méi)有與醚化劑反應(yīng)的能力。但經(jīng)過(guò)溶脹劑的處理，在分子鏈間和鏈內(nèi)強(qiáng)大的氫鍵遭到破壞，羥基的活性釋放變成具有反應(yīng)能力的堿纖維素，在經(jīng)過(guò)醚化劑反應(yīng)-OH基轉(zhuǎn)成-OR基得到纖維素醚。

　　纖維素醚的性質(zhì)取決于取代基的種類，數(shù)量和分布。而纖維素醚的分類也是根據(jù)取代基的種類，醚化程度，溶解性能及相關(guān)應(yīng)用型能來(lái)分類的。按分子鏈上取代基類型，可分為單醚和混合醚，我們通常用的MC為單醚，HPMC則為混合醚。甲基纖維素醚MC是天然纖維素葡萄糖單元上的羥基被甲氧基取代后的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為[COH7O23-hh ]x，羥丙基甲基纖維素醚HPMC是單元上的羥基一部分被甲氧基取代，另一部分被羥丙基取代得到的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)式為[C6H7O23-m-nm[OCH2CHCH3] n]x另外還有羥乙基甲基纖維素醚HEMC，這幾種是目前市場(chǎng)上廣為應(yīng)用和銷售的主要品種。

　　從溶解性能上又可分為離子型和非離子型。水溶性非離子型纖維素醚主要由烷基醚和羥烷基醚兩大系列品種組成。離子型CMC主要應(yīng)用在合成洗滌劑紡織印染食品和石油開(kāi)采方面。而非離子型MC，HPMC， HEMC等主要應(yīng)用于建筑材料、乳膠涂料、醫(yī)藥、日用化學(xué)等方面。作為增稠劑、保水劑、穩(wěn)定劑、分散劑、成膜劑使用。

　　纖維素醚的保水性：在建筑材料特別是干粉砂漿的生產(chǎn)中，纖維素醚發(fā)揮著不可替代的作用，特別是在特種砂漿的生產(chǎn)中，更是不可缺少的重要組成部分。水溶性纖維素醚在砂漿中的重要作用主要有三個(gè)方面，一是優(yōu)良的保水能力，二是對(duì)砂漿稠度和觸變性的影響，三是與水泥的相互作用。纖維素醚的保水作用，取決于基層的吸水性，砂漿的組成，砂漿的層厚，砂漿的需水量，凝結(jié)材料的凝結(jié)時(shí)間。就纖維素醚本身的保水性則來(lái)自于纖維素醚本身的溶解性和去水化作用。眾所周知，纖維素分子鏈雖然含有大量水化性很強(qiáng)的OH基，但其本身并不溶于水，這是因?yàn)槔w維素結(jié)構(gòu)有高度的結(jié)晶性。單靠羥基的水化能力還不足以支付分子間強(qiáng)大的氫鍵和范德華力。所以在水中只溶脹不溶解，當(dāng)分子鏈中引入取代基時(shí)，不但取代基破壞了氫鏈，而且因相鄰鏈間取代基楔入而破壞鏈間氫鍵，取代基越大拉開(kāi)分子間距離越大。破壞氫鍵效應(yīng)越大，纖維素晶格膨化后，溶液進(jìn)入，纖維素醚成為水溶性，形成高粘度溶液。當(dāng)溫度升高時(shí)，高分子水化作用減弱，而鏈間的水被逐出。當(dāng)去水作用充分時(shí)，分子開(kāi)始聚集，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)凝膠折出。

　　影響砂漿的保水性的因素包括纖維素醚粘度，添加量，顆粒細(xì)度和使用溫度。

　　纖維素醚的粘度越大保水性能越好。黏度是MC性能的重要參數(shù)，目前不同的MC生產(chǎn)商采用不同的方法和儀器來(lái)測(cè)定MC的黏度，主要方法有Haake Rotovisko、Hoppler、Ubbelohde和Brookfield等。對(duì)于同一種產(chǎn)品，用不同方法測(cè)得的黏度結(jié)果差別很大，有的甚至是成倍的差異。因此，比較黏度時(shí)，一定要在同一種測(cè)試方法之間進(jìn)行，包括溫度、轉(zhuǎn)子等。

　　一般來(lái)說(shuō)，黏度越高，保水效果越好。但黏度越高，MC的分子量越高，其溶解性能就會(huì)相應(yīng)降低，這對(duì)砂漿的強(qiáng)度和施工性能有負(fù)面的影響。黏度越高，對(duì)砂漿的增稠效果越明顯，但并不是正比的關(guān)系。黏度越高，濕砂漿會(huì)越黏，既施工時(shí)，表現(xiàn)為粘刮刀和對(duì)基材的黏著性高。但對(duì)濕砂漿本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的增加幫助不大。既施工時(shí)，表現(xiàn)為抗下垂性能不明顯。相反，一些中低黏度但經(jīng)過(guò)改性的甲基纖維素醚則在改善濕砂漿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有優(yōu)異的表現(xiàn)。