La section précédente a présenté les propriétés physiques générales de la méthylcellulose. Parmi les autres indicateurs de performance figurent la teneur en méthoxy, la viscosité, l’humidité, les cendres (en termes de sulfate), le chlorure (en termes de NaCl), l’alcalinité (en termes de NaOH), la teneur en fer, les métaux lourds (en termes de plomb), les esters acides et la densité relative.
L’application initiale du MC dépend de sa solubilité dans l’eau, une propriété cruciale. La teneur en méthoxy des MC solubles dans les alcalis (DS=0,1 0,9) varie de 2% à 16% ; pour les MC solubles dans l’eau (DS=1,3 2,0), la teneur en méthoxy est de 26% à 32% ; et pour les MC solubles dans les solvants organiques (DS=2,1 ou plus), la teneur en méthoxy est supérieure à 36%. Ces variations de la teneur en méthoxy jouent un rôle important dans les diverses applications de la MC.
En outre, la solution aqueuse de MC forme un gel lorsqu’elle est chauffée et se liquéfie après refroidissement, se transformant en une solution transparente. De nombreuses utilisations du MC sont basées sur cette capacité. Le MC peut être utilisé comme filmogène, adhésif, dispersant, agent mouillant, épaississant et stabilisateur d’émulsifiant. Il est largement utilisé dans les matériaux de construction, les cosmétiques et la médecine, les détergents, les polymères et d’autres domaines.
1. Industrie des matériaux de construction
La méthylcellulose, un composé polyvalent, est largement utilisée comme liant dans les industries des matériaux de construction et de la céramique. Ses propriétés uniques renforcent la cohésion des boues, réduisent la floculation et améliorent la viscosité et le retrait. Dans les glaçures céramiques, le MC agit comme un agent suspensif et un liant, assurant une dispersion uniforme des pigments et permettant une application épaisse. Son ajout aux matériaux réfractaires réduit la demande en eau, améliore l’uniformité et la stabilité dimensionnelle du produit et minimise les déchets. Le MC sert également d’agent de cure dans le mortier des briques et des tuiles, améliorant la force d’adhérence et contrôlant le temps de prise et la résistance initiale du ciment structurel.
Le MC, comme le HPMC, a un effet de rétention de l’humidité dans le coulis de ciment, ce qui peut réduire de manière significative la perte d’humidité à la surface du béton. Par exemple, l’utilisation du MC pour préparer le ciment pour le collage des murs secs permet d’éviter les fissures sur les bords et d’améliorer l’adhérence, la cohésion et les performances de la construction. Le collage de briques et de tuiles sur des surfaces rugueuses peut améliorer l’adhérence du mortier, et les briques et les tuiles n’ont pas besoin d’être prétrempées. Il peut également être utilisé pour préparer un mortier résistant à l’eau et à la température (-15-60℃) pour coller les briques et les tuiles ; un mortier pour coller les briques réfractaires en silice qui sont résistantes à des températures élevées (1500℃) ; l’ajout de 4000mPa-s MC et d’une petite quantité d’urée ou de thiocyanate de sodium au mortier de ciment peut être utilisé pour la construction à des températures élevées, et un mortier de ciment pour coller les carreaux de céramique résistants à la charge peut être préparé. L’ajout de MC et de copolymère d’acétate de vinyle et d’anhydride maléique au mortier de ciment pour lier les briques et les tuiles peut augmenter la force d’adhérence des briques et des tuiles sur la surface du ciment de 0,277 MPa (sans additifs) à 0,78MPa.
L’ajout d’une petite quantité de MC et d’un accélérateur de coagulation du ciment (tel que le formiate de calcium) au mortier de ciment utilisé pour les murs intérieurs et extérieurs des bâtiments permet d’améliorer considérablement sa coagulation et ses performances de construction. Par exemple, l’ajout de MC et d’acétate de polyvinyle au mortier de ciment permet la construction de couches minces sur les briques et les tuiles. Le MC améliore également les performances des matériaux de brossage en poudre diluables à l’eau, en augmentant l’adhérence, en réduisant les fissures et la consommation d’eau, en améliorant la résistance à l’usure et en facilitant la construction.
L’ajout de MC, de dispersant et de fibres synthétiques au ciment et au mortier de sable de quartz peut être utilisé comme plâtre d’isolation thermique et pour réparer et remplacer le plâtre de gypse. L’ajout de MC à la boue de ciment blanc peut être utilisé comme revêtement de surface du béton résistant à l’usure, aux acides et à l’adhérence et comme couche d’étanchéité.
Si une fibre de verre, un fil d’acier ou une fibre de nylon est trempée dans une solution de MC (poids moléculaire de 18 000 à 200 000) et ajoutée au plâtre ou au béton, elle peut devenir un matériau de construction en ciment renforcé par des fibres. La pâte de mortier légère qui peut être extrudée et construite, préparée à partir de MC (0,1 %~2 %), de fibres et d’un agent moussant, peut être utilisée comme matériau de construction poreux à haute résistance. Le matériau cimentaire léger préparé par un mélange de MC, de surfactant (tel que le sulfonate d’alkylbenzène de sodium) et de bicarbonate de sodium peut permettre au ciment de coaguler rapidement et d’éviter les fissures. En raison des différentes proportions, la densité peut être ajustée dans une fourchette de 573,4~1103,4kg/m³.
Le MC, ainsi que d’autres polymères, peuvent améliorer de manière significative les propriétés de la pâte de ciment dans les éléments de construction. Par exemple, l’ajout de MC à haute viscosité (10 000-15 000 mPa-s) au ciment, au sable ou à la pâte de chaux peut améliorer sa force d’adhérence et sa facilité de mélange. Les produits de ciment qui en résultent sont non seulement durs, mais ils résistent également à un retrait excessif. En outre, le MC peut également être utilisé pour protéger la surface des structures d’éléments en ciment moulés, ce qui démontre une fois de plus sa valeur dans le domaine de la construction.
L’ajout de MC permet de contrôler le temps de prise du coulis de ciment, d’améliorer la résistance à la flexion et à la compression et de réduire le retrait. Par exemple, en ajoutant un mélange de 0,1 % de MC et de tartrate de sodium retardateur dans le coulis de ciment, le temps de prise du coulis de ciment original de 2h22min (initial) et 3h18min (final) peut être retardé à 4h11min (initial) et 5h21min (final), et sa résistance à la flexion et à la compression passe de l’original (sans additifs) de 6,64MPa et 39,2MPa à 7. 24MPa et 42. 4MPa ; par exemple, en ajoutant le liant MC, l’agent d’expansion (tel que le sulfate d’aluminate de calcium), le bouche-pores [siliciure de calcium (CaSi) ou nitrure d’aluminium (AlN)], le dispersant (tel que le sulfate de lignine), le promoteur (tel que ZnCl₂, AlCl₃) dans la pâte de ciment, le temps de prise de la pâte de ciment originale peut être retardé à 4h11min (initial) et à 5h21min (final). Sa résistance à la flexion et à la compression passe de 6,64MPa et 39,2MPa à 7,24MPa et 42,4MPa. L’utilisation d’additifs (tels que les halogénures, le CaCl₂ ou d’autres halogénures) peut prévenir les intempéries et améliorer la résistance initiale, en particulier lors de la fixation des fondations des ponts. Sa résistance à la flexion et son coefficient d’expansion après 7 jours sont respectivement de 3333,15MPa et +0,32%, tandis que ceux sans ces additifs sont respectivement de 309,46MPa et -0,47% ; par exemple, l’ajout de 0,1%~0,5% de MC et d’une petite quantité de pentachlorophénol de sodium (5%~30% de l’ajout de MC) au coulis de ciment peut retenir l’humidité et améliorer la plasticité, améliorer l’adhérence à la surface, réduire le retrait du gel et les besoins en eau, réduire le retrait et l’absence de fissures, et améliorer la résistance à la flexion. Après 28 jours, la résistance à la flexion a augmenté de 276% par rapport à celle sans additifs.
2. Application dans les revêtements
La méthylcellulose, un composé polyvalent, est largement utilisée dans divers composants de revêtement tels que le latex et les résines hydrosolubles. Elle joue notamment le rôle de filmogène, d’épaississant, d’émulsifiant et de stabilisateur. Cette multifonctionnalité contribue à la résistance à l’usure, à la fluidité, à l’égalisation, à la stabilité au stockage, à la stabilité du pH et à la tolérance aux pigments de métaux lourds du revêtement, ce qui permet de bien comprendre ses applications dans l’industrie.
Le rôle du MC dans le traitement du papier est tout aussi important. Il agit comme un composant d’apprêt léger dans le papier ciré, réduisant la pénétration de la paraffine pendant le cirage et empêchant la pénétration de l’encre ou du vernis. Il améliore ainsi le lustre et la brillance des produits de papier imprimés. Le MC améliore également les performances d’impression du papier blanc fin et renforce la résistance du papier kraft. Sa polyvalence s’étend au papier d’enregistrement et au papier photosensible, où il joue un rôle dans l’émulsion de couchage du papier carbone à transfert sensible à la pression. Il présente une bonne adhérence aux pigments des composants du revêtement du papier et sert de dispersant pour les pigments utilisés dans les revêtements de papier de couleur, ce qui souligne sa valeur pratique dans l’industrie.
Dans les années 1950, le MC était utilisé dans les décapants de peinture. Il peut être mélangé à de la paraffine dans une solution mixte eau/alcool/dichlorométhane, ce qui permet de bloquer la volatilisation des solvants et de rendre les décapants adaptés à l’élimination des peintures de surface. Il peut être mélangé à des alcools gras de faible niveau (tels que l’éthylène glycol, l’éther monoéthylique de l’éthylène glycol ou l’éther butylique) pour conférer aux décapants de peinture une thixotropie. Dans les composants du décapant, le MC est principalement mélangé à de la paraffine, du dichlorométhane, des alcools gras de faible concentration, des sels d’ammonium, de la soude et de l’eau, ce qui permet d’éliminer les peintures séchées à l’air ou les revêtements en émail synthétique sec (tels que l’urée-formaldéhyde, la résine de mélamine-formaldéhyde). Il ramollit ou fait fondre la vieille peinture, qui est facile à gratter ou à laver à l’eau ; dans certains cas, le décapant est utilisé pour traiter la vieille peinture sur des objets en bronze et la laver ensuite avec des solvants. Les décapants rapides représentatifs sont composés de MC, dichlorométhane, méthanol, alcool méthylbenzylique, éthylbenzène, thiourée, paraffine et eau. Pour une couche épaisse de résine alkyde/mélamine sur l’apprêt époxy, le décapant peut être dissous après 7 minutes d’application et éliminé par rinçage avec un fort débit d’eau.
