การกักเก็บน้ำ การทำให้หนาขึ้น และทิกโซโทรปีของเซลลูโลสอีเทอร์

เซลลูโลสอีเทอร์มีการกักเก็บน้ำได้ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้ความชื้นในปูนเปียกระเหยก่อนเวลาอันควรหรือถูกดูดซับโดยชั้นฐาน และช่วยให้แน่ใจว่าซีเมนต์ได้รับความชุ่มชื้นอย่างเต็มที่ ดังนั้นในที่สุดจึงมั่นใจได้ถึงคุณสมบัติเชิงกลของปูนซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง ไปจนถึงปูนชั้นบางและชั้นฐานดูดซับน้ำ หรือปูนที่สร้างภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและแห้ง ผลการกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์สามารถเปลี่ยนกระบวนการก่อสร้างแบบเดิมและปรับปรุงความคืบหน้าในการก่อสร้างได้ ตัวอย่างเช่น การก่อสร้างฉาบปูนสามารถทำได้บนพื้นผิวที่ดูดซับน้ำโดยไม่ต้องทำให้เปียกก่อน

ความหนืด ปริมาณ อุณหภูมิโดยรอบ และโครงสร้างโมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ยิ่งความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์มากเท่าไร การกักเก็บน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ยิ่งปริมาณมากเท่าไรก็ยิ่งกักเก็บน้ำได้ดีขึ้นเท่านั้น โดยปกติแล้ว เซลลูโลสอีเทอร์จำนวนเล็กน้อยสามารถปรับปรุงการกักเก็บน้ำของปูนได้อย่างมาก เมื่อปริมาณถึงระดับหนึ่ง เมื่อระดับการกักเก็บน้ำเพิ่มขึ้น แนวโน้มอัตราการกักเก็บน้ำจะช้าลง เมื่ออุณหภูมิโดยรอบเพิ่มขึ้น การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์มักจะลดลง แต่เซลลูโลสอีเทอร์ที่ผ่านการดัดแปลงบางชนิดก็มีการกักเก็บน้ำได้ดีกว่าภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง เส้นใยที่มีระดับการทดแทนต่ำกว่า อีเทอร์มังสวิรัติ มีประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำได้ดีกว่า

หมู่ไฮดรอกซิลบนโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์และอะตอมออกซิเจนบนพันธะอีเทอร์จะเชื่อมโยงกับโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างพันธะไฮโดรเจน เปลี่ยนน้ำอิสระให้เป็นน้ำที่ถูกกักกัน จึงมีบทบาทสำคัญในการกักเก็บน้ำ โมเลกุลของน้ำและสายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์การแพร่กระจายช่วยให้โมเลกุลของน้ำเข้าสู่ภายในของสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสอีเทอร์และอยู่ภายใต้แรงยึดเกาะที่แข็งแกร่ง จึงสร้างน้ำที่ถูกผูกไว้และน้ำที่พันกัน ซึ่งปรับปรุงการกักเก็บน้ำของสารละลายซีเมนต์ เซลลูโลสอีเทอร์ช่วยเพิ่มสารละลายซีเมนต์สด คุณสมบัติทางรีโอโลยี โครงสร้างโครงข่ายที่มีรูพรุน และแรงดันออสโมติก หรือคุณสมบัติการสร้างฟิล์มของเซลลูโลสอีเทอร์ขัดขวางการแพร่กระจายของน้ำ

เซลลูโลสอีเทอร์ช่วยให้ปูนเปียกมีความหนืดที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถเพิ่มความสามารถในการยึดเกาะระหว่างปูนเปียกกับชั้นฐานได้อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันการหย่อนคล้อยของปูน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปูนฉาบ ปูนประสานอิฐ และระบบฉนวนผนังภายนอก ผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่หนาขึ้นยังช่วยเพิ่มความสามารถในการป้องกันการกระจายตัวและความสม่ำเสมอของวัสดุที่ผสมใหม่ ป้องกันการหลุดล่อนของวัสดุ การแยกตัว และการตกเลือด และสามารถใช้ในคอนกรีตไฟเบอร์ คอนกรีตใต้น้ำ และคอนกรีตอัดตัวเองได้

ผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่หนาขึ้นต่อวัสดุที่เป็นซีเมนต์นั้นมาจากความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ ภายใต้สภาวะเดียวกันยิ่งความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์สูงเท่าใดความหนืดของวัสดุที่ใช้ซีเมนต์ดัดแปลงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แต่หากความหนืดสูงเกินไปก็จะส่งผลต่อความลื่นไหลและการทำงานของวัสดุ (เช่น การติดมีดฉาบปูน ). ปูนปรับระดับตัวเองและคอนกรีตอัดเองซึ่งต้องการการไหลสูงต้องใช้เซลลูโลสอีเทอร์ความหนืดต่ำ นอกจากนี้ ผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่หนาขึ้นจะทำให้ความต้องการน้ำของวัสดุที่เป็นซีเมนต์เพิ่มขึ้น และเพิ่มผลผลิตของปูนขาว

ความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้: น้ำหนักโมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์ ความเข้มข้น อุณหภูมิ อัตราเฉือน และวิธีการทดสอบ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์มากขึ้นเท่าใด ความหนืดของสารละลายก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ยิ่งความเข้มข้นสูง ความหนืดของสารละลายก็จะยิ่งสูงขึ้น เมื่อใช้งานควรระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงปริมาณที่มากเกินไปและส่งผลต่อประสิทธิภาพของปูนและคอนกรีต เซลลูโลสอีเทอร์ ความหนืดของสารละลายอีเทอร์จะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และยิ่งความเข้มข้นสูงเท่าใด อิทธิพลของอุณหภูมิก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สารละลายเซลลูโลสอีเทอร์มักจะเป็นของเหลวเทียมที่มีคุณสมบัติเฉือนบางลง ยิ่งอัตราเฉือนมากขึ้นในระหว่างการทดสอบ ความหนืดก็จะยิ่งน้อยลง ดังนั้นการเกาะกันของปูนจะลดลงภายใต้การกระทำของแรงภายนอกซึ่งเป็นประโยชน์ต่อ การขูดการก่อสร้างปูนเพื่อให้ปูนสามารถทำงานได้ดีและการทำงานร่วมกันในเวลาเดียวกัน เนื่องจากสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ไม่ใช่แบบนิวตัน สำหรับของเหลว เมื่อวิธีการทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์หรือสภาพแวดล้อมการทดสอบที่ใช้ในการทดสอบความหนืดแตกต่างกัน ผลการทดสอบของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์เดียวกันจะแตกต่างกันค่อนข้างมาก

โมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์สามารถตรึงโมเลกุลของน้ำบางส่วนของวัสดุสดที่บริเวณรอบนอกของสายโซ่โมเลกุล ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความหนืดของสารละลาย สายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์เชื่อมต่อกันเพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติ ซึ่งจะทำให้สารละลายที่เป็นน้ำมีความหนืดดี

สารละลายน้ำเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความหนืดสูงมีไทโซโทรปีสูง ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของเซลลูโลสอีเทอร์ด้วย สารละลายที่เป็นน้ำของเมทิลเซลลูโลสมักจะมีของเหลวเทียมและไม่ใช่ไทโซโทรปิกต่ำกว่าอุณหภูมิเจล แต่แสดงคุณสมบัติการไหลของนิวตันที่อัตราเฉือนต่ำ ความเป็นพลาสติกปลอมจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักโมเลกุลหรือความเข้มข้นของเซลลูโลสอีเทอร์ โดยไม่คำนึงถึงประเภทของสารทดแทนและระดับของการทดแทน ดังนั้น เซลลูโลสอีเทอร์ที่มีเกรดความหนืดเดียวกัน ไม่ว่า mc, HPmc, HEmc จะแสดงคุณสมบัติทางรีโอโลจีที่เหมือนกันเสมอตราบใดที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิคงที่ เจลโครงสร้างเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และเกิดการไหลแบบทิโซโทรปิกสูง เซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความเข้มข้นสูงและความหนืดต่ำจะแสดงไทโซโทรปีแม้จะต่ำกว่าอุณหภูมิเจลก็ตาม คุณสมบัตินี้มีประโยชน์อย่างมากในการปรับระดับและความหย่อนคล้อยในการก่อสร้างปูนฉาบอาคาร จำเป็นต้องอธิบายที่นี่ว่ายิ่งความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์สูงเท่าไร การกักเก็บน้ำก็จะดีขึ้นเท่านั้น แต่ยิ่งความหนืดสูง น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของเซลลูโลสอีเทอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้น และความสามารถในการละลายลดลงตามลำดับซึ่งส่งผลเสีย ความเข้มข้นของปูนและประสิทธิภาพการก่อสร้าง ยิ่งความหนืดสูง ผลของการทำให้ปูนหนาขึ้นจะยิ่งชัดเจนมากขึ้น แต่ก็ไม่ได้สัดส่วนอย่างสมบูรณ์ มีความหนืดปานกลางและต่ำ แต่เซลลูโลสอีเทอร์ดัดแปลงมีประสิทธิภาพดีกว่าในการปรับปรุงความแข็งแรงโครงสร้างของปูนเปียก เมื่อความหนืดเพิ่มขึ้น การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์จะดีขึ้น