ドライミックスモルタルにおけるセルロースエーテルの役割！

ヒドロキシプロピルメチルセルロース 天然セルロースを化学修飾して作られた合成ポリマーです。セルロースエーテルは天然セルロースの誘導体です。セルロースエーテルの製造は合成ポリマーとは異なります。その最も基本的な材料は、天然ポリマー化合物であるセルロースです。天然セルロースの特殊な構造により、セルロース自体はエーテル化剤と反応する能力がありません。しかし、膨潤剤で処理すると、分子鎖間および分子鎖内の強い水素結合が破壊され、ヒドロキシル基が活発に放出され、反応能力のあるアルカリセルロースになります。エーテル化剤の反応後、-OH基は-OR基に変換されます。セルロースエーテルが得られます。

セルロースエーテルの特性は、置換基の種類、数、分布によって異なります。セルロースエーテルの分類は、置換基の種類、エーテル化度、溶解特性、および関連する応用能力にも基づいています。分子鎖上の置換基の種類に応じて、モノエーテルと混合エーテルに分けることができます。通常使用するMCはモノエーテルであり、HPMCは混合エーテルです。メチルセルロースエーテルMCは、天然セルロースのグルコース単位のヒドロキシル基がメトキシ基に置き換えられた製品です。ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルHPMC単位の水酸基の一部をメトキシ基に、他の部分をヒドロキシプロピル基に置換した製品です。ラジカル置換によって得られた製品、ヒドロキシエチルメチルセルロースエーテルHEMCが、市場で広く使用され販売されている主な品種です。

溶解特性の観点から、イオン性と非イオン性に分けられます。水溶性非イオン性セルロースエーテルは、主にアルキルエーテルとヒドロキシアルキルエーテルの2つのシリーズで構成されています。イオン性CMCは、主に合成洗剤、繊維印刷、染色、食品、油抽出に使用されます。非イオン性MC、HPMC、HEMC等は主に建材、ラテックス塗料、医薬品、日用化学品等に使用され、増粘剤、保水剤、安定剤、分散剤、皮膜形成剤として使用されます。

建築材料、特に乾式混合モルタルの製造において、セルロースエーテルはかけがえのない役割を果たしており、特に特殊モルタル（改質モルタル）の製造においては、不可欠かつ重要な成分です。

モルタルにおける水溶性セルロースエーテルの重要な役割は、主に3つの側面にあります。1つは優れた保水能力、2つ目はモルタルの稠度とチキソトロピーへの影響、そして3つ目はセメントとの相互作用です。

セルロースエーテルの保水効果は、基層の吸水率、モルタルの組成、モルタル層の厚さ、モルタルの水分要求量、および硬化材の硬化時間に依存します。セルロースエーテル自体の保水性は、セルロースエーテル自体の溶解性と脱水性に由来します。ご存知のように、セルロース分子鎖には水和性の高いOH基が多数含まれていますが、それ自体は水に溶けません。これは、セルロース構造が高度に結晶化しているためです。ヒドロキシル基の水和能力だけでは、分子間の強い水素結合とファンデルワールス力を補うのに十分ではありません。そのため、膨潤するだけで水に溶けません。分子鎖に置換基が導入されると、置換基が水素鎖を破壊するだけでなく、隣接する鎖間の置換基のくさびにより、鎖間水素結合も破壊されます。置換基が大きいほど、分子間空間が広くなります。距離が大きいほど。水素結合効果が破壊されるほど、セルロース格子が膨潤し、溶液が入り込み、セルロースエーテルが水溶性になり、高粘度溶液を形成する。温度が上昇するにつれて、ポリマーの水和が弱まり、鎖間水が追い出される。脱水効果が十分になると、分子が凝集し始め、3次元ネットワーク構造を形成し、ゲルが折り畳まれる。モルタルの保水性に影響を与える要因には、セルロースエーテルの粘度、添加量、粒子の細かさ、使用温度などがあります。

7. 漆喰：天然物質の代わりにペーストとして使用することで、保水性が向上し、基材との接着性が向上します。

8. コーティング：ラテックスコーティングの可塑剤として、コーティングやパテパウダーの操作性や流動性を向上させる役割を果たします。

9. スプレーコーティング：セメントやラテックススプレーフィラーの沈下を防ぎ、流動性とスプレーパターンを改善する効果があります。

10. セメント・石膏二次製品：セメント・石綿系などの水硬性物質の圧出成形用バインダーとして使用され、流動性を向上させ、均一な成形品を得る。

11. 繊維壁：抗酵素・抗菌効果により、砂壁の接着剤として効果的です。

12.その他：薄モルタル、砂モルタル、泥水圧機用の気泡保持剤（PC版）としても使用できます。

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