El éter metilhidroxietilcelulósico (MHEC) y el éter metilhidroxipropilcelulósico (HPMC) se denominan colectivamente éter metilcelulósico (metilcelulosa), denominado MC. El éter de metilcelulosa es uno de los aditivos esenciales en el mortero mezclado en seco, que desempeña principalmente la función de retención de agua y espesamiento.
El éter de metilcelulosa es un éter de celulosa en polvo producido por la reacción de fibra de madera o fibra de algodón corta refinada como materia prima primaria, tras un tratamiento químico, mediante la reacción de agentes micronizadores como cloruro de etileno, cloruro de propileno u óxido de etileno. La estructura molecular de la celulosa se compone de enlaces moleculares de unidades de glucosa anhidra, cada una de las cuales contiene 3 grupos hidroxilo. En determinadas condiciones, los grupos hidroxilo se sustituyen por metilo, hidroxietilo e hidroxipropilo para producir diversos tipos de celulosa. La sustituida por metilo se denomina metilcelulosa, la sustituida por hidroxietilo se denomina hidroxietilcelulosa y la sustituida por hidroxipropilo se denomina hidroxipropilcelulosa. Dado que la metilcelulosa es un éter mixto producido por reacción de eterificación, se compone principalmente de grupos metilo. Sin embargo, contiene una pequeña cantidad de grupos hidroxietilo o hidroxipropilo, denominados éter de metilhidroxietilcelulosa o éter de metilhidroxipropilcelulosa.
Debido a los distintos sustituyentes (como metilo, hidroxietilo e hidroxipropilo) y a los diferentes grados de sustitución (el número de sustancias sustituidas por cada grupo hidroxilo activo en la celulosa), existen diversos tipos de variedades y grados para el éter de celulosa. Las distintas combinaciones pueden utilizarse ampliamente en otros campos, como la ingeniería de la construcción, la alimentación y la industria farmacéutica, la química diaria y el petróleo.
En la actualidad, existen cuatro tipos de éteres de celulosa con el volumen de producción más importante del mundo, y sus principales usos son los siguientes:
(1) El éter metilhidroxietilcelulósico (MHEC) representa el 80% de los materiales químicos de construcción y el 20% de la industria de revestimientos. Este tipo de éter de celulosa se utiliza principalmente en morteros secos en todo el mundo. Comparado con otros tipos, el MHEC tiene mejores propiedades de retención de agua y espesamiento y una calidad más estable.
(2) El éter metilhidroxipropilcelulósico (HPMC) se utiliza principalmente en las industrias farmacéutica y de productos químicos de uso cotidiano, y una parte considerable se emplea en la industria de materiales químicos de construcción. Sin embargo, sus propiedades de retención de agua y espesamiento son ligeramente inferiores a las del éter de metilhidroxietilcelulosa, especialmente a altas temperaturas con baja retención de agua.
(3) El éter de hidroxietilcelulosa (HEC) se utiliza principalmente como estabilizador en la industria de los revestimientos y los lodos de perforación de campos petrolíferos, pero su dispersabilidad, espesamiento y retención de agua son significativamente inferiores a los del éter de metilcelulosa (MC).
(4) La carboximetilcelulosa sódica (CMC) se utiliza principalmente en la industria química diaria, alimentaria, papelera, textil y otras, y una pequeña cantidad se utiliza en la industria de recubrimientos.
Propiedades del éter de metilcelulosa (MC)
El éter de metilcelulosa es un material modificado necesario para el mortero mezclado en seco, como el mortero de enlucido, el enlucido de yeso mezclado en seco, el adhesivo para baldosas, la masilla, el material autonivelante, el mortero en spray, el pegamento para papel pintado y el material de calafateado. En varios morteros de mezcla seca, el éter de metilcelulosa controla la consistencia, la trabajabilidad, la adherencia y la retención de agua del mortero.
Las principales características del éter de metilcelulosa son las siguientes:
(1) Excelente retención de agua
El nivel de retención de agua es un indicador importante para medir la calidad del éter de metilcelulosa, especialmente en la construcción de capas finas de mortero de cemento y productos a base de piedra. Una mayor retención de agua puede evitar la pérdida de resistencia y el agrietamiento causados por un secado excesivo y una hidratación insuficiente. Además, la excelente retención de agua del éter de metilcelulosa en condiciones de alta temperatura es uno de los indicadores esenciales para distinguir el rendimiento del éter de metilcelulosa. En circunstancias normales, los éteres de metilcelulosa más comunes disminuyen la retención de agua a medida que aumenta la temperatura. Cuando la temperatura sube a 40T, la retención de agua de los éteres de metilcelulosa comunes se reduce significativamente. La construcción de capas finas en el lado soleado en verano se verá seriamente afectada. Sin embargo, compensar la falta de retención de agua mediante una alta dosificación provocará una alta viscosidad del material debido a la alta dosificación, lo que causará inconvenientes en la construcción.
Los productos de éter de metilcelulosa de alta calidad se procesan mediante un proceso único de eterificación, que tiene una excelente dispersión y retención de agua, que puede distribuir de forma eficaz y uniforme la celulosa en el mortero de cemento y los productos a base de yeso y envolver todas las partículas sólidas y formar una película humectante, haciendo que todo el sistema sea muy estable. La humedad del paquete se libera gradualmente durante un largo período, y parte de la humedad escapa de los poros debido al secado y la evaporación. La mayor parte de la humedad restante continúa hidratándose con cemento, cal o yeso. Incluso en ambientes calurosos y a altas temperaturas, hay suficiente humedad y tiempo para las reacciones de hidratación, garantizando así la resistencia de adherencia y compresión del material. La retención de agua del éter de metilcelulosa también está relacionada con su viscosidad, finura, solubilidad y cantidad adicional. En general, cuanto mayor sea la viscosidad, más fina la finura y más excelente la adición, mejor será la retención de agua.
(2) Fuerte adherencia y buena resistencia al pandeo
Otra característica esencial del éter de metilcelulosa es su excelente efecto espesante. La adición de éter de metilcelulosa a los productos de mortero mezclado en seco puede aumentar la viscosidad miles de veces. Especialmente el uso de éter de metilcelulosa de alta calidad puede obtener una viscosidad mucho mayor que el éter de metilcelulosa ordinario, haciendo que tenga mejor resistencia al pandeo y adherencia. En aplicaciones prácticas, el éter de metilcelulosa puede controlar con precisión la consistencia del producto, que puede ajustarse mediante el tipo y la cantidad de éter de metilcelulosa añadida.
El efecto espesante del éter de metilcelulosa de alta calidad está estrechamente relacionado con su reología única; su viscosidad afectará significativamente a la fuerza de adherencia, la fluidez, la estabilidad estructural y la trabajabilidad del material.
(3)Buena solubilidad
Debido al tratamiento especial de las partículas superficiales del éter de metilcelulosa de alta calidad, la solubilidad es excelente tanto en mortero de cemento, yeso o sistema de pintura; no es fácil de aglomerar, y la velocidad de disolución es rápida. Puede promover la disolución rápida, especialmente en el sistema de mortero con un alto valor de pH. Como espesante, agente de retención de agua y emulsionante de pintura, tiene mejor solubilidad, manejabilidad y retención de agua que la hidroxietilcelulosa (HEC), y es útil para nivelar la pintura y evitar las marcas de brocha: formación de película uniforme, menos salpicaduras, mejor tixotropía.
