Im vorangegangenen Abschnitt wurden die allgemeinen physikalischen Eigenschaften von Methylcellulose vorgestellt. Weitere Leistungsindikatoren sind Methoxidgehalt, Viskosität, Feuchtigkeit, Asche (in Form von Sulfat), Chlorid (in Form von NaCl), Alkalität (in Form von NaOH), Eisengehalt, Schwermetall (in Form von Blei), Säureester und relative Dichte.
Die erste Anwendung von MC hängt von seiner Wasserlöslichkeit ab, einer entscheidenden Eigenschaft. Der Methoxidgehalt von alkalilöslichem MC (DS=0,1 0,9) liegt zwischen 2 % und 16 %; bei wasserlöslichem MC (DS=1,3 2,0) beträgt der Methoxidgehalt 26 % bis 32 %; und bei in organischen Lösungsmitteln löslichem MC (DS=2,1 oder höher) liegt der Methoxidgehalt bei über 36 %. Diese Unterschiede im Methoxidgehalt spielen eine wichtige Rolle bei den verschiedenen Anwendungen von MC.
Darüber hinaus bildet MC in wässriger Lösung beim Erhitzen ein Gel und verflüssigt sich nach dem Abkühlen zu einer transparenten Lösung. Viele Anwendungen von MC beruhen auf dieser Fähigkeit. MC kann als Filmbildner, Klebstoff, Dispergiermittel, Benetzungsmittel, Verdickungsmittel und Emulgatorstabilisator verwendet werden. Es findet breite Anwendung in Baumaterialien, Kosmetika und Medizin, Reinigungsmitteln, Polymeren und anderen Bereichen.
1. Baustoffindustrie
Methylcellulose, eine vielseitige Verbindung, wird häufig als Bindemittel in der Baustoff- und Keramikindustrie eingesetzt. Seine einzigartigen Eigenschaften verbessern die Kohäsion von Aufschlämmungen, verringern die Ausflockung und verbessern Viskosität und Schrumpfung. In keramischen Glasuren wirkt MC als Suspensionsmittel und Bindemittel, das eine gleichmäßige Dispersion der Pigmente gewährleistet und einen dicken Auftrag ermöglicht. Die Zugabe zu feuerfesten Materialien reduziert den Wasserbedarf, verbessert die Gleichmäßigkeit und Dimensionsstabilität des Produkts und minimiert den Ausschuss. MC dient auch als Nachbehandlungsmittel im Mörtel von Ziegeln und Fliesen, verbessert die Bindekraft und steuert die Abbindezeit und Anfangsfestigkeit von Strukturzement.
MC hat wie HPMC eine feuchtigkeitsspeichernde Wirkung in der Zementaufschlämmung, wodurch der Feuchtigkeitsverlust an der Betonoberfläche erheblich reduziert werden kann. Die Verwendung von MC zur Vorbereitung von Zement für die Verklebung von Trockenbauwänden kann beispielsweise Risse an den Rändern vermeiden und die Adhäsion, den Zusammenhalt und die Bauleistung verbessern. Das Verkleben von Ziegeln und Fliesen auf rauen Oberflächen kann die Mörtelhaftung erhöhen, und die Ziegel und Fliesen müssen nicht vorgetränkt werden. Es kann auch zur Herstellung von wasserfestem und temperaturbeständigem (-15-60℃) Mörtel zum Verkleben von Ziegeln und Fliesen verwendet werden; Mörtel zum Verkleben von Siliziumdioxid-Schamottsteinen, die gegen hohe Temperaturen (1500℃) beständig sind; durch Zugabe von 4000mPa-s MC und einer kleinen Menge Harnstoff oder Natriumthiocyanat zu Zementmörtel können Bauarbeiten bei hohen Temperaturen durchgeführt werden, und es kann Zementmörtel zum Verkleben von belastungsbeständigen Keramikfliesen hergestellt werden. Die Zugabe von MC und Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymer zum Zementmörtel für die Verklebung von Ziegeln und Fliesen kann die Haftfestigkeit von Ziegeln und Fliesen auf der Zementoberfläche von 0,277 MPa (ohne Zusatzstoffe) auf 0,78 MPa erhöhen.
Durch die Zugabe einer kleinen Menge MC und eines Zementkoagulationsbeschleunigers (z. B. Kalziumformiat) zum Zementmörtel, der für die Innen- und Außenwände von Gebäuden verwendet wird, können die Koagulation und die Bauleistung erheblich verbessert werden. So ermöglicht der Zusatz von MC und Polyvinylacetat zu Zementmörtel die Herstellung dünner Schichten auf Ziegeln und Fliesen. MC verbessert auch die Leistung von wasserverdünnbaren Sprühpulverbürsten, indem es die Haftung erhöht, Risse und den Wasserverbrauch verringert, die Verschleißfestigkeit verbessert und die Verarbeitung erleichtert.
Die Zugabe von MC, Dispergiermittel und synthetischen Fasern zu Zement- und Quarzsandmörtel kann als wärmedämmender Putz sowie zur Reparatur und zum Ersatz von Gipsputz verwendet werden. Die Zugabe von MC zu Weißzementschlämme kann als verschleißfeste, säurebeständige und gut haftende Betonoberflächenbeschichtung und wasserdichte Schicht verwendet werden.
Wenn Glasfasern, Stahldraht oder Nylonfasern in eine MC-Lösung (Molekulargewicht 18000-200000) getaucht und dem Putz oder Beton hinzugefügt werden, kann daraus ein faserverstärkter Zementbaustoff entstehen. Leichter Mörtelschlamm, der extrudiert und hergestellt werden kann, hergestellt aus MC (0,1%~2%), Fasern und Schaumbildner, kann als hochfestes, poröses Baumaterial verwendet werden. Leichtes Zementmaterial, das aus einer Mischung von MC, Tensid (wie Natriumalkylbenzolsulfonat) und Natriumbikarbonat hergestellt wird, lässt den Zement schnell koagulieren und verhindert Rissbildung. Aufgrund unterschiedlicher Anteile kann die Dichte im Bereich von 573,4 bis 1103,4 kg/m³ eingestellt werden.
MC kann zusammen mit anderen Polymeren die Eigenschaften von Zementstein in Bauelementen erheblich verbessern. So kann beispielsweise die Zugabe von hochviskosem MC (10.000-15.000 mPa-s) zu Zement, Sand oder Kalkstein die Haftfestigkeit und die Mischbarkeit verbessern. Die resultierenden Zementprodukte sind nicht nur hart, sondern auch resistent gegen übermäßiges Schwinden. Darüber hinaus kann MC auch zum Schutz der Oberfläche von geformten Zementelementen verwendet werden, was seinen Wert im Bauwesen weiter unterstreicht.
Die Zugabe von MC kann die Abbindezeit des Zementschlamms steuern, die Biege- und Druckfestigkeit verbessern und das Schwinden verringern. Zum Beispiel kann durch die Zugabe einer Mischung aus 0,1% MC und Verzögerer Natriumtartrat in Zementschlamm die Abbindezeit des ursprünglichen Zementschlamms von 2h22min (anfänglich) und 3h18min (endgültig) auf 4h11min (anfänglich) und 5h21min (endgültig) verzögert werden, und seine Biege- und Druckfestigkeit wird von den ursprünglichen (ohne Zusatzstoffe) 6,64MPa und 39,2MPa auf 7. 24MPa und 42. 4MPa; zum Beispiel durch Zugabe von Bindemittel MC, Expansionsmittel (wie Kalziumaluminatsulfat), Porenbildner [Kalziumsilicid (CaSi) oder Aluminiumnitrid (AlN)], Dispergiermittel (wie Ligninsulfat), Promotor (wie ZnCl₂, AlCl₃) in den Zementschlamm, kann die Abbindezeit des ursprünglichen Zementschlamms auf 4h11min (anfänglich) und 5h21min (endgültig) verzögert werden. Die Biege- und Druckfestigkeit des Zementschlamms wird von den ursprünglichen Werten (ohne Zusatzstoffe) 6,64 MPa und 39,2 MPa auf 7,24 MPa und 42,4 MPa erhöht. Die Zugabe von CaCl₂ (oder anderen Halogeniden) kann die Verwitterung verhindern und die Frühfestigkeit verbessern, insbesondere bei der Befestigung von Brückenfundamenten. Die Biegefestigkeit und der Ausdehnungskoeffizient liegen nach 7 Tagen bei 3333,15 MPa bzw. +0,32 %, während die Werte ohne diese Zusätze bei 309,46 MPa bzw. -0,47 % liegen. Durch die Zugabe von 0,1 % bis 0,5 % MC und einer geringen Menge Natriumpentachlorphenol (5 % bis 30 % des MC-Zusatzes) zur Zementaufschlämmung kann die Feuchtigkeit zurückgehalten und die Plastizität verbessert werden, die Haftung an der Oberfläche wird verbessert, die Gelschwindung und der Wasserbedarf werden verringert, die Schrumpfung wird reduziert und es entstehen keine Risse, und die Biegefestigkeit wird verbessert. Nach 28 Tagen erhöhte sich die Biegefestigkeit um 276% im Vergleich zu derjenigen ohne Zusätze.
2. Anwendung in Beschichtungen
Methylcellulose, eine vielseitige Verbindung, wird in großem Umfang in verschiedenen Beschichtungskomponenten wie Latex und wasserlöslichen Harzen verwendet. Sie dient u. a. als Filmbildner, Verdickungsmittel, Emulgator und Stabilisator. Diese Multifunktionalität trägt zur Verschleißfestigkeit, Fließfähigkeit, Nivellierung, Lagerstabilität, pH-Stabilität und Toleranz gegenüber Schwermetallpigmenten der Beschichtung bei und bietet ein umfassendes Verständnis für ihre Anwendungen in der Industrie.
Die Rolle von MC in der Papierverarbeitung ist ebenso bedeutend. Es wirkt als leichte Grundierungskomponente in Wachspapier, reduziert das Eindringen von Paraffin beim Wachsen und verhindert das Eindringen von Druckfarben oder Lacken. Dadurch wird der Glanz und die Helligkeit von bedruckten Papierprodukten verbessert. MC verbessert auch die Druckleistung von weißem, dünnem Papier und stärkt die Festigkeit von Kraftpapier. Seine Vielseitigkeit erstreckt sich auch auf Registrierpapier und lichtempfindliches Kopierpapier, wo es eine Rolle in der Beschichtungsemulsion von druckempfindlichem Transferkohlepapier spielt. Es zeigt eine gute Haftung an Pigmenten in Papierbeschichtungskomponenten und dient als Dispergiermittel für Pigmente, die in Farbpapierbeschichtungen verwendet werden, was seinen praktischen Wert in der Industrie unterstreicht.
In den 1950er Jahren wurde MC in Abbeizmitteln verwendet. Es kann mit Paraffin in einer gemischten Lösung aus Wasser/Alkohol/Dichlormethan gemischt werden, was die Verflüchtigung von Lösungsmitteln blockieren kann und die Abbeizmittel für die Entfernung von Oberflächenfarbe geeignet macht. Es kann mit schwachen Fettalkoholen (wie Ethylenglykol, Ethylenglykolmonoethylether oder Butylether) gemischt werden, um Abbeizmitteln Thixotropie zu verleihen. In den Abbeizmitteln wird MC hauptsächlich mit Paraffin, Dichlormethan, schwachen Fettalkoholen, Ammoniumsalzen, Soda und Wasser gemischt, die luftgetrocknete Farbe oder trockene synthetische Lacke (wie Harnstoff-Formaldehyd, Melamin-Formaldehydharz) entfernen können. Es erweicht oder schmilzt die alte Farbe, die sich dann leicht abkratzen oder mit Wasser abwaschen lässt; es gibt auch Fälle, in denen das Abbeizmittel verwendet wird, um die alte Farbe auf Bronzegegenständen zu behandeln und sie dann mit Lösungsmitteln abzuwaschen. Repräsentative Schnellabbeizer bestehen aus MC, Dichlormethan, Methanol, Methylbenzylalkohol, Ethylbenzol, Thioharnstoff, Paraffin und Wasser. Bei einer dicken Schicht Alkyd-/Melaminharzbeschichtung auf der Epoxidgrundierung kann das Abbeizmittel nach 7-minütiger Anwendung aufgelöst und durch Spülen mit starkem Wasserstrom entfernt werden.
