一、什么是纤维素醚
纤维素醚是以天然纤维素为原料，经化学改性制得的合成型高分子聚合物。纤维素醚是天然纤维素的衍生物，纤维素醚生产与合成聚合物不同，它的最基本的材料是纤维素，经过碱化、醚化反应而生成的天然的高分子化合物。
天然纤维素种类
由于天然纤维素结构的特殊性，纤维素本身没有与醚化剂反应的能力。但经过溶胀剂的处理，在分子链间和链内强大的氢键遭到破坏，羟基的活性释放变成具有反应能力的碱纤维素，在经过醚化剂反应—OH基转成—OR基得到纤维素醚。
羧甲基纤维素CMC（PAC）生产流程简图
纤维素醚类由于它们具有本身的特性，如增稠、分散、悬浮、乳化、粘合、成膜、保护胶体、保持水分等。因此，可广泛应用于石油开采工业、建筑工业、涂料工作、合成树脂工业、造纸工业、纺织工业、日用化工用品工业、食品工业、医药工业等领域。
二、纤维素醚的分类与发展
我国纤维素类的研究与生产起步较晚。20世纪50年代未开发了离子型羧甲基纤维素。60年代中期以来，陆续生产了乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟丙基纤维素等非离子型纤维素醚。
纤维素醚的性质取决于取代基的种类，数量和分布。而纤维素醚的分类也是根据取代基的种类，醚化程度，溶解性能及相关应用型能来分类的。
1、按分子链上取代基类型，可分为单醚和混合醚
① 单一醚中只有一种类型的取代基。MC、EC、HEC、HPC、CMC、CEC、SEC、HMC；
② 混合醚中，纤维素醚分子链上可以有两种或两种以上的取代基。HEMC、HPMC、HBMC、HEHMC、CMHEC、CMHPC、CMMC、CMEC；
我们通常用的mc为单醚，HPmc则为混合醚。甲基纤维素醚mc是天然纤维素葡萄糖单元上的羟基被甲氧基取代后的产物结构式为[C O H7O2（OH）3-h（OCH3）h ]x，羟丙基甲基纤维素醚HPmc是单元上的羟基一部分被甲氧基取代，另一部分被羟丙基取代得到的产物，结构式为[C6H7O2（OH）3-m-n（OCH3）m[OCH2CH（OH）CH3] n]x另外还有羟乙基甲基纤维素醚HEmc，这几种是目前市场上广为应用和销售的主要品种。
2、按电离性分为：
①离子型醚，如CMC、SEC。离子型Cmc主要应用在合成洗涤剂纺织印染食品和石油开采方面。
②非离子型醚，如MC，HEC，HPMC等。而非离子型mc，HPmc，HEmc等主要应用于建筑材料、乳胶涂料、医药、日用化学等方面。作为增稠剂、保水剂、稳定剂、分散剂、成膜剂使用。
③离子型和非离子型混合醚，如CMHEC、CMHPC等。
3、按溶解性能分为：
①水溶性纤维素醚，如CMC、MC，HEC、HEMC、HPC、HPMC等。水溶性非离子型纤维素醚主要由烷基醚和羟烷基醚两大系列品种组成。
②有机溶性纤维素醚，如EC、CEC等。
三、纤维素醚的物理性质
1、物理性质
纤维素醚是白色或淡黄色的固体，通常是颗粒式或粉状（湿度高达10%）。粉状的表观密度范围是0.3~0.5g/cm3。一些含纤维产品的表观密度低于0.2g/cm3。
根据用途不同，厂家可调整不同的纯度等级。纯度高的产品是没有气味和没有味道的。未处理的产品可能含有高达40wt%的钠盐，如NaC1。产品根据需要可混入添加剂以保证其稳定性、可控溶解性以及易加工性。另外，大部分纤维素醚工业品可与其它水溶性聚合物混合，如淀粉产品，天然树脂或聚丙稀酰胺，以得到所要求的流变性能和其它物理特性的混合产品。
2、纤维素醚有毒吗？
纤维素醚一般是无毒的。许多高纯度的纤维素醚工业品可以用作食品添加剂和化妆品成分。有毒的杂质或添加剂，如含汞的生物杀活剂，不允许用于这些产品。
3、储存和加工纤维素醚时的注意事项：
①纤维素醚的细小粉末在空气中会形成爆炸性的粉尘，如同多糖或木屑。
②与其它有机聚合物类似，干燥的非离子型醚会释放静电。当储存和加工纤维素醚时，必须遵守粉未状有机聚合物的一般预防措施。易燃性与纤维素相类似。
③溶液溢出会形成一层很滑的薄膜，这样使得车间操作人员行动不便。
四、纤维素醚在干混砂浆起到什么作用？
在干粉砂浆中，纤维素醚起着保水性、增稠性和触变性，引气性，缓凝性等作用。良好的保水能力使水泥水化更加完全，可以改善湿砂浆的湿粘性，提高砂浆的粘结强度，瓷砖粘结砂浆中，可提高开放时间，调整时间。机械喷涂砂浆加入纤维素醚可以改善砂浆的结构强度。自流平中可以防止沉降，离析分层等。因此，纤维素醚正作为一种重要的添加剂在干粉砂浆中被广泛应用。在干混砂浆应用纤维素醚要想充分发挥其应用的作用，选择好纤维素醚的种类和确定它的应用范围也是至关重要的。
1、纤维素醚的保水性
①纤维素醚的粘度越大保水性能越好，聚合物溶液的粘度。依赖于聚合物的分子量（聚合度）也由分子结构链长和链的形态决定，取代基的种类数量分布也直接影响它的粘度范围
②纤维素醚在砂浆中的添加量越大，保水性能越好，粘度越高，保水性能越优。
③对于颗粒尺寸，颗粒越细保水性越好。大颗粒的纤维素醚与水接触后，表面立即溶解而形成凝胶将物料包裹起来阻止水分子继续渗入，有时长时间搅拌也得不到均匀分散溶解，形成一种浑浊絮状溶液或结块。大大影响其纤维素醚的保水作用，溶解性则是选择纤维素醚的要素之一。
2、纤维素醚的增稠与触变性
纤维素醚第二个作用——增稠作用取决于：纤维素醚的聚合度，溶液浓度，剪切速率，温度等条件。溶液的凝胶化特性是烷基纤维素和它的改性衍生物所独有的性质。凝胶化特性与取代度，溶液浓度和添加剂有关。对于羟烷基改性衍生物，凝胶特性还与羟烷基的改性程度有关。对于溶液浓度低粘度的mc及HPmc可配制10%-15%浓度溶液，中等粘度mc及HPmc可配制5%-10%溶液而高粘度mc及HPmc只能配制2%-3%溶液，而通常纤维素醚的粘度分级也是以1%-2%溶液来分级的。高分子量纤维素醚增稠效率高，同一浓度溶液，不同分子量聚合物有不同的粘度，粘度和分子量之间可用下列表示，[η]=2.92×10-2（DPn）0.905，DPn是平均聚合度性高。低分子量纤维素醚加入量多才能达到目标粘度。其粘度对剪切速率依赖性小，高粘度达到目标粘度，所需加入量少，粘度的大小决定于增稠效率。所以要达到一定的稠度必须保证纤维素醚一定的加入量（溶液的浓度）和溶液粘度。溶液的凝胶温度也随着溶液的浓度增加而降低呈线性，到达一定浓度后室温凝胶化。HPmc在室温凝胶化浓度是较高的。
稠度还可以经过选择颗粒尺寸和选择不同改性程度的纤维素醚调节。所谓改性，就是在mc的骨架结构上引入一定取代程度的羟烷基。通过改变两种取代基的相对取代值，也就是我们常说的甲氧基和羟烷基的DS和ms相对取代值。通过改变两种取代基的相对取代值获得纤维素醚的多种性能的要求。
纤维素醚的加入影响砂浆的用水量改变了水与水泥的水胶比就是增稠效果，使掺量越高，用水量加大。
用于粉状建筑材料的纤维素醚，必须在冷水中迅速溶解，并并能提供给体系适宜的稠度。如果给与一定剪切速率仍成絮状和胶体块状这就是不合格或质量不好的产品。
水泥浆体稠度与纤维素醚的掺量也有着良好的线性关系，纤维素醚可以大大增加砂浆的粘稠度，掺量越大，效果越明显。
高粘度的纤维素醚水溶液具有高的触变性，这也是纤维素醚的一大特性。Mc类聚合物的水溶液在其凝胶温度的以下通常具有假塑性，非触变流动性，但在低剪切速率时呈牛顿型流动性质。假塑性随纤维素醚分子量或浓度的增加而增大，与取代基类型和取代度无关。所以，相同粘度等级的纤维素醚，不管是mc，HPmc，HEmc，只要是浓度和温度保持恒定，总表现出相同的流变性质。当温度提高时形成结构凝胶，出现高触变流动。高浓度低粘度的纤维素醚即使在凝胶温度以下，也表现出触变性。这一性质对建筑砂浆的施工调整其流平和流挂性是大有益处的。这里需要说明一点，纤维素醚的粘度越高，保水性越好，但粘度越高，纤维素醚相对分子量越高，其溶解性能相应降低，这对砂浆浓度和施工性能造成负面影响。粘度越高，对砂浆的增稠效果越明显，但并不是完全的正比关系。一些中低粘度，但经过改性的纤维素醚在改善湿砂浆的结构强度有更加优异的表现，随粘度的增加，纤维素醚保水性提高。
素材参考：百度文库
