甲基纤维素醚

北京安顺达装饰材料有限公司

　　甲基羟乙基纤维素醚(MHEC) 和甲基羟丙纤维素醚（HPMC）一起统称甲基纤维素醚CelluloSe），简称MC，甲基

纤维素醚是干粉砂浆中非常重要的添加剂之一，主要起到保水和增稠的作用。

　　甲基纤维素醚是以木质纤维或精制短棉纤维作为主要原料，经化学处理后，通过氮化乙烯、氮化丙烯或氧化乙

烯等醚加剂发生反应所形成的粉状纤维素醚。纤维素的分子结构是由失水葡萄糖单元分子键组成的，每个葡萄糖单

元含有3个羟基。当在一定的条件下，羟基被甲基，羟乙基，羟丙基的等基团所取代，生成各种不同的纤维素品种。

被甲基取代称为甲基纤维素，被羟乙基取代称为羟乙基纤维素，被羟丙基取代成为羟丙基纤维素，因此被称为甲基

纤维素醚或甲基羟丙基纤维素醚。

　　纤维素醚由于取代基不同（如：甲基、 羟乙基、羟丙基）以及取代度不同（在纤维素上每个活性羟基被取代的

物质的量），因此，尘成了各类不同的纤维素品种和品牌，不同的品种可广泛应用于不同的领域，如建筑工程、食品

和医药行业、 日用化学工业、 石油工业等。

　　目前世界上成产最大的有四种纤维素醚，其主要用途如下：

①　甲基羟乙基纤维素醚（MHEC），在化学建材中占80%，涂料行业中占20%，世界上干粉砂浆主要使用的是这类纤

　　维素醚，它比其他类型的维素醚保水性个增稠性更好，质量更稳定。

②　甲基羟丙基纤维素醚，（HPMC）,该类纤维素醚主要用于医药、日化行业，也有相当一部分用于化学建材行业，

　　但其保水性的增稠性稍低于甲基羟乙基纤维素醚，特别在高温下的保水性较低。国内生产的纤维素醚主要是这

　　种产品。

③　羟乙基纤维素醚（HEC）主要用于涂料行业和油田钻井泥浆的稳定剂，但其分散性、增稠和保水性明显低于甲

　　基纤维素醚（MC）。

④　羟丙基纤维素钠（CMC）主要用于日用化工、食品、造纸、纺织等行业，有少量用于涂料行业。

1　甲基纤维素醚（MC）的特点

　　生产甲基纤维素醚的过程如图1-1所示。首先纤维素原料经过粉碎，然后再苛性钠的作用下碱化并形成浆。加

入烯羟氧化物（如环氧乙烷或环氧丙烷）和氮甲烷进行醚化。最后进行水洗和提纯。最终得到白色的粉末，这种粉

末，尤其是它的水溶液，具有有趣的物理性能，用于建筑

行业的纤维素醚是甲基羟乙基纤维素醚或甲基羟丙基纤维

素醚（简称为MHEC或MHPC，或更加减化的称谓MC），这种

产品在干粉砂浆领域起到了非常重要的作用。

　　在干粉砂浆领域中，甲基纤维素醚是抹灰砂浆、粉刷

石膏、瓷砖胶粘剂、腻子、自流平材料、喷射砂浆、墙纸胶

和嵌缝材料等干粉砂浆的重要改性材料。在各种干粉砂浆，

甲基纤维素醚控制砂浆的稠度、工作性能、粘接性能和保水性。

　　甲基纤维素醚在建筑材料中的作用以水泥基瓷砖粘接剂为例表明。加有或未加有纤维素醚的水泥基瓷砖胶。甲

基纤维素醚赋予材料作为胶粘剂的性能，该性能在涂布瓷砖胶的时候将更加明显。

　　甲基纤维素醚按照产品的稠度、取代度、特殊性能要求又分为数十种产品。可用于不同的干粉砂浆中，最主要的

应用领域是涂料。德国拜尔公司下属的Walocel公司是世界上主要的甲基纤维素醚生产企业，甲基纤维素醚的主要特

点有如下几点：

　　保水性的高低是衡量甲基纤维素醚质量的 重要指标之一。特别在水泥砂浆及石膏基产品的薄层施工中显得尤其

重要。增强保水性，可以有效地防止过快干燥和水化不够引起强度下降的可裂的现象。此外，甲基纤维素醚在高温条

件下保水性的良好是区分甲基纤维素醚性能的重要治标之一。通常情况下大部分普通的甲基纤维素醚随着温度的升高

，其保水性能下降。当温度升高到40℃时，普通甲基纤维素醚的保水性则大大降低，这对在炎热干燥地区及夏季向阳

面的薄层施工带来严重影响。而通过高掺量来弥补保水性不足，又会因掺量高造成材料的高粘性，给施工造成不变。

　　图1-2和图1-3显示了普通和优良的甲基纤维素醚保水性和温度变化之间的关系，从图中可以看出，温度的变化将

会严重影响普通甲基纤维素醚的保水性，而使用优良的甲基纤维素醚系列产品则可有效地解决高温下的保水性问题。

　　保水性对于优化矿物胶凝体系的硬化过程非常重要。在纤维素醚的作用下，水分在一段延长的时间内才被逐步

释放到基层或空气中去，这样就保证了凝胶材料（水泥或石膏）

有足够长的时间与水逐步结晶硬化。

　　保水性取决于不同甲基纤维素醚产品的性能，如 添加量、

稠度和细度 。在图1-4是保水性与上述各项性能的关系。

　　在添加量为0.05%-0.04%的范围内，保水率随着添加量的增

加而增加。当添加量进一步增加，保水率增加的逐势变缓，如图1-5所示。

　　保水率与黏度也有类似的关系，当纤维素醚的黏度上升时，保水率也上升，当黏度达到一定程度时，保水率增

加的幅度趋于平缓。如图1-6所示。

　　优质的甲基纤维素醚产品是经过特殊醚化工艺处理，具有优异

的分散和保水性作用。能使纤维素有效而十分均匀的在水泥砂浆和

石膏基产品中，并包裹所有的固态颗粒。且形成一层润湿膜。使整

个体系变得十分稳定。包裹的水分由于在相当长的一段时间内才逐

步释放，其中部分剩余水分继续和水泥、石灰、或石膏发生水化作

用；即使在炎热高温环境下，也有充足的水分和时间发生水化反应

，从而保证科材料的粘结强度的抗压强度。 甲基纤维素醚的保水

性还与它的黏度、细度、溶解度以及添加量有关，一般黏度越高，

细度越细，添加量越大，保水性越好。

　　甲基纤维素醚另一个重要特性是具有非常好的增稠效应，在

干粉砂浆产品中加入甲基纤维素醚，可以使黏度增大数千倍。特别

是在使用优质的甲基纤维素醚，可以获得比使用普通甲基纤维素醚高得多的黏度。使其具有良好的抗垂性和更好的粘

结性，在实际应用中，甲基纤维素醚可以精确的控制产品的稠度，这些稠度可以加入甲基纤维素醚的类型及添加量进

行调节。

　　优质的甲基纤维素醚的增稠作用与其特殊的流变性密切有关，尤其是其黏度将影响材料的粘结强度、流动性、结

构稳定性和施工性。

　　由于高质量的甲基纤维素醚其表面颗粒经特殊处理，无论在水泥砂浆、石膏中还是涂料体系中，溶解性非常好、

不易结团，溶解速度快。特别在PH值较大的砂浆体系中，对快速溶解有明显的促进作用，通常几分钟便能完全溶解；

在涂料体系中，甲基纤维素醚可配制成2%-3%的增稠水溶液，作为涂料的增稠剂、保水剂、乳化剂、比羟乙基纤维素

（HEC）有更好的溶解性、和易性、保水性，并有助于涂料的流平，避免刷痕，成膜均匀，减少飞溅。触变性更好。

2 　 甲基纤维素醚在干粉砂浆中的作用

　　甲基纤维素醚 在干粉砂浆产品中是必不可少的添加剂之一。和可再分散乳胶粉配合使用，对普通水泥砂浆及石

膏基产品起到协同改性作用。甲基纤维素醚最大的贡献是它的保水性和增稠效应，如加气混凝土砌块或板材是一种质

轻新型墙体材料产品。有着较好的物理力学性能和热工性能，质轻、保温、节能。但在加气混凝土墙体上抹灰极易脱

落开裂，加之抗渗性差，极大地影响的加气混凝土产品牛的进一步发展。加气混凝土砌块抹灰砂浆之所以极易开裂、

脱落 是因为它吸水率大，普通砂浆中水分易被砌块吸收，水泥水化不完全，造成砂浆强度低，而且加气混凝土砌块

表面起粉，强度低，不易与砂浆粘结，使用未添加甲基纤维素醚的普通砂浆，因为没有保水和增稠效果，需要抹较厚

的砂浆粘结，由于基层吸水率大， 极易造成失水，水化反应不完全，造成砂浆开裂、脱落。加入甲基纤维素醚后，

使其具有优异的保水功能，砂浆中水不易被吸收，水化较完全，和可再分散乳胶协同渗入砌块表面，形成新的粘结表

面，该表面有良好的强度和柔度。与加气混凝土砌块的粘接强度较高，咬合能力强。高的粘结强度对收缩和开裂会产

生一定 的抑制作用，是阻止开裂的重要因素。对于在高吸水率基底上施工的砂浆和底层抹面及粘结施工中，保水性

显得十分重要，甲基纤维素醚还可以提高水泥砂浆的可塑性，改善流变性能，可以延长瓷砖胶粘剂的调整时间和开放

时间。

　　 甲基纤维素醚用于高流动可泵送砂浆可提高水相黏度，减少和防止离析和泌水。

　　在抹灰腻子中，甲基纤维素醚可以增强黏度和良好的保水性，保证在刮抹中，不起皮，不打卷，具有操作性好等

特点。

　　在所有的干粉砂浆产品中，无一例外都需要加入甲基纤维素醚，它的最大贡献是增加砂浆的保水能力，改善流动

性和施工性，提高水泥砂浆的初期强度和避免开裂，特别在高吸水性基层和高温施工中表现尤其突出。

3 　 甲基纤维素醚的产品分类和应用

　　以德国拜尔公司的产品为例，说明甲基纤维素醚产品的分类。

　　如代号为 MKX40000PF的产品，M表示取代类型，如甲基羟乙基纤维素醚或甲基羟丙基纤维素醚；K表示取代度

（表示纤维素上每个活性羟基被取代的物质的量）；X表示醚化的程度。

　　40000X表示黏度（平均黏度从300-70000MPa·S不等）

　　PF：表示颗粒的尺寸，用G、PP、PF、PP表示

　　其中：G=颗粒；P=粉末；PF=细粉末；PP=极细粉末