纤 维 素 醚

纤维素醚

纤维素醚是以木质纤维或精制短棉纤维作为主要原料，经化学处理后，通过氯化乙烯、氯化丙烯或氧化乙烯等醚化剂发生反应所生成的粉状纤维素醚。

纤维素醚的生产过程很复杂，它是先从棉花或木材中提取纤维素，然后加入氢氧化钠后经过化学反应(碱溶)转化成为碱性纤维素，碱性纤维素在醚化剂的作用（醚化反应）下，并经水洗、干燥、研磨等工序生成纤维素醚。

不同的醚化剂可把碱性纤维素醚化成各种不同类型的纤维素醚。纤维素的分子结构是由失水葡萄糖单元分子键组成的，每个葡萄糖单元内含有三个羟基，在一定条件下，羟基被甲基、羟乙基、羟丙基等基团所取代，可生成各类不同的纤维素品种。如被甲基取代的称为甲基纤维素，被羟乙基取代的称为羟乙基纤维素，被羟丙基取代的称为羟丙基纤维素。由于甲基纤维素是一种通过醚化反应生成的混合醚，以甲基为主，但含有少量的羟乙基或羟丙基，因此被称为甲基羟乙基纤维素醚或甲基羟丙基纤维素醚。由于取代基的不同（如甲基、羟乙基、羟丙基）以及取代度的不同（在纤维素上每个活性羟基被取代的物质的量），因此可生成各类不同的纤维素醚品种和牌号，不同的品种可广泛应用于建筑工程、食品和医药行业，以及日用化学工业、石油工业等不同的领域。

纤维素醚按其取代基的电离性能分为离子型和非离子型。离子型主要有羧甲基纤维素盐，非离子型主要有甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素醚（MHEC)、甲基羟丙基纤维素醚（MHPC）、羟乙基纤维素醚。

图2-3 羧甲基纤维素盐的分子结构图

图2-4 甲基羟乙基纤维素醚的分子结构图

图2-5 甲基羟丙基纤维素醚的分子结构图

由于离子型纤维素（羧甲基纤维素盐）在钙离子存在的情况下不稳，因此在以水泥、熟石灰为胶凝材料的预拌砂浆中很少使用。羟乙基纤维素也用于某些预拌砂浆中，但所占市场份额极少。现在预拌砂浆中使用的主要是甲基羟乙基纤维素醚（MHEC）和甲基羟丙基纤维素醚（MHPC)，它们所占的市场份额巳超过90%。

保水性和增稠性的效果依次为：甲基羟乙基纤维素醚(MHEC)>甲基羟丙基纤维素醚(MHPC)>羟乙基纤维素醚（HEC)>羧甲基纤维素（CMC)。表2-11为纤维素醚在建筑预拌砂浆中的技术要求。

表2-11 纤维素醚在建筑预拌砂浆中的技术要求

纤维素醚是预拌砂浆的一种主要添加剂，虽然添加量很低，但却能显著改善砂浆性能，它可改善砂浆的稠度、工作性能、粘结性能以及保水性能等，在预拌砂浆领域有着非常重要的作用。其主要特性如下：

(1) 优良的保水性

保水性是衡量纤维素醚质量的重要指标之一，特别是薄层施工中显得更为重要。提高砂浆保水性可有效地防止砂浆因失水过快而引起的干燥，以及水泥水化不足而导致的强度下降和开裂现象。影响砂浆保水性的因素有纤维素醚的掺量、黏度、细度以及使用环境等。一般黏度越高，细度越细，掺量越大，则保水性越好。纤维素醚保水性与纤维素醚化程度相关，甲氧基含量高，保水性好。

(2) 粘结力强、抗垂性好

纤维素醚具有非常好的增稠效应，在预拌砂浆中掺入纤维素醚，可使黏度增大数千倍，使砂浆具有更好的粘结性，可使粘贴的瓷砖具有较好的抗下垂性。纤维素醚的黏度大小可影响砂浆的粘结强度、流动性、结构稳定性和施工性。

一般来说，黏度越高，保水效果越好，但黏度越高，纤维素醚的分子量越高，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，湿砂浆会越黏；容易粘刮刀，且对湿砂浆本身的结构强度的增加帮助不大，改善抗下垂效果不明显。

(3) 溶解性好

因纤维素醚表面颗粒经特殊处理，无论在水泥砂浆、石膏中，还是涂料体系中，溶解性都非常好，不易结团，溶解速度快。

在预拌砂浆中，纤维素醚起着保水、增稠、改善施工性能等方面的作用，良好的保水性可避免砂浆因缺水、水泥水化不完全而导致的起砂、起粉和强度降低；增稠效果使新拌砂浆的结构强度大大增强，粘贴的瓷砖具有较好的抗下垂性；掺入纤维素醚可以明显改善湿砂浆的湿黏性，对各种基材都具有良好的黏性，从而提高了湿砂浆的上墙性能，减少浪费。

不同品种纤维素醚在砂浆中发挥的作用也不尽相同，如纤维素醚在瓷砖粘结砂浆中可以提高开放时间，调整时间；在机械喷涂砂浆中可以改善湿砂浆的结构强度；在自流平砂浆中可以起到防止沉降、离析分层的作用。由于不同品种预拌砂浆对纤维素醚提出的技术要求不尽相同，因此，纤维素醚的生产厂家会对相同黏度的纤维素醚进行改性，以适用不同预拌砂浆产品的不同技术要求，以便于砂浆配方设计人员选用。