纤维素醚在预拌砂浆中的重要作用

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　　在预拌砂浆中，纤维素醚的添加量很低，但能显著改善湿砂浆的性能，是影响砂浆施工性能的—种主要添加剂。合理选择不同品种，不同粘度，不同颗粒尺寸，不同粘性程度和添加量的纤维素醚，对干粉砂浆性能的提高产生并发挥着积极的影响。当前，许多砌筑和抹灰砂浆保水性能不好，稍微静置几分钟就会出现水浆分离。

　　保水性是甲基纤维素醚的一个重要性能，也是国内很多干粉砂浆厂家，特别是南方气温较高地区的厂家关注的性能。影响干粉砂浆保水效果的因素包括MC的添加量、MC黏度、颗粒的细度及使用环境的温度等。

　　纤维素醚是以天然纤维素为原料，经化学改性制得的合成型高分子聚合物。纤维素醚是天然纤维素的衍生物，纤维素醚生产与合成聚合物不同，它的最基本的材料是纤维素，天然的高分子化合物。由于天然纤维素结构的特殊性，纤维素本身没有与醚化剂反应的能力。但经过溶胀剂的处理，在分子链间和链内强大的氢键遭到破坏，羟基的活性释放变成具有反应能力的碱纤维素，在经过醚化剂反应-OH基转成-OR基得到纤维素醚。

　　纤维素醚的性质取决于取代基的种类，数量和分布。而纤维素醚的分类也是根据取代基的种类，醚化程度，溶解性能及相关应用型能来分类的。按分子链上取代基类型，可分为单醚和混合醚，我们通常用的MC为单醚，HPMC则为混合醚。甲基纤维素醚MC是天然纤维素葡萄糖单元上的羟基被甲氧基取代后的产物结构式为[COH7O23-hh ]x，羟丙基甲基纤维素醚HPMC是单元上的羟基一部分被甲氧基取代，另一部分被羟丙基取代得到的产物，结构式为[C6H7O23-m-nm[OCH2CHCH3] n]x另外还有羟乙基甲基纤维素醚HEMC，这几种是目前市场上广为应用和销售的主要品种。

　　从溶解性能上又可分为离子型和非离子型。水溶性非离子型纤维素醚主要由烷基醚和羟烷基醚两大系列品种组成。离子型CMC主要应用在合成洗涤剂纺织印染食品和石油开采方面。而非离子型MC，HPMC， HEMC等主要应用于建筑材料、乳胶涂料、医药、日用化学等方面。作为增稠剂、保水剂、稳定剂、分散剂、成膜剂使用。

　　纤维素醚的保水性：在建筑材料特别是干粉砂浆的生产中，纤维素醚发挥着不可替代的作用，特别是在特种砂浆的生产中，更是不可缺少的重要组成部分。水溶性纤维素醚在砂浆中的重要作用主要有三个方面，一是优良的保水能力，二是对砂浆稠度和触变性的影响，三是与水泥的相互作用。纤维素醚的保水作用，取决于基层的吸水性，砂浆的组成，砂浆的层厚，砂浆的需水量，凝结材料的凝结时间。就纤维素醚本身的保水性则来自于纤维素醚本身的溶解性和去水化作用。众所周知，纤维素分子链虽然含有大量水化性很强的OH基，但其本身并不溶于水，这是因为纤维素结构有高度的结晶性。单靠羟基的水化能力还不足以支付分子间强大的氢键和范德华力。所以在水中只溶胀不溶解，当分子链中引入取代基时，不但取代基破坏了氢链，而且因相邻链间取代基楔入而破坏链间氢键，取代基越大拉开分子间距离越大。破坏氢键效应越大，纤维素晶格膨化后，溶液进入，纤维素醚成为水溶性，形成高粘度溶液。当温度升高时，高分子水化作用减弱，而链间的水被逐出。当去水作用充分时，分子开始聚集，形成三维网状结构凝胶折出。

　　影响砂浆的保水性的因素包括纤维素醚粘度，添加量，颗粒细度和使用温度。

　　纤维素醚的粘度越大保水性能越好。黏度是MC性能的重要参数，目前不同的MC生产商采用不同的方法和仪器来测定MC的黏度，主要方法有Haake Rotovisko、Hoppler、Ubbelohde和Brookfield等。对于同一种产品，用不同方法测得的黏度结果差别很大，有的甚至是成倍的差异。因此，比较黏度时，一定要在同一种测试方法之间进行，包括温度、转子等。

　　一般来说，黏度越高，保水效果越好。但黏度越高，MC的分子量越高，其溶解性能就会相应降低，这对砂浆的强度和施工性能有负面的影响。黏度越高，对砂浆的增稠效果越明显，但并不是正比的关系。黏度越高，湿砂浆会越黏，既施工时，表现为粘刮刀和对基材的黏着性高。但对湿砂浆本身的结构强度的增加帮助不大。既施工时，表现为抗下垂性能不明显。相反，一些中低黏度但经过改性的甲基纤维素醚则在改善湿砂浆的结构强度有优异的表现。