Por que esses três termos causam confusão
Fibra, celulose e éter de celulose parecem estar intimamente relacionados, mas se referem a materiais diferentes.
Essa confusão é especialmente comum no setor de materiais de construção. Um fabricante de argamassa pode se referir ao HEMC ou ao HPMC como “celulose”. Um fornecedor de concreto pode falar sobre fibra de celulose. Um formulador de revestimentos pode solicitar HEC. Esses produtos têm uma relação com a celulose de origem vegetal, mas sua forma física e função técnica não são as mesmas.
A fibra é uma ampla categoria de materiais. A celulose é um polímero natural encontrado nas estruturas vegetais. O éter de celulose é um derivado da celulose quimicamente modificado que altera o fluxo e o comportamento hídrico de uma formulação.
Essa distinção é importante porque o material errado não pode resolver o problema certo.
A fibra para controle de fissuras no concreto não pode substituir um éter de celulose no adesivo para azulejos. Um éter de celulose não é capaz de proporcionar o mesmo reforço pós-fissuração que o aço, o polipropileno, o basalto ou a fibra de celulose. A celulose natural também não pode ser adicionada diretamente a todas as formulações à base de água e esperar que se dissolva.
A Shandong Jianbang Fiber constata que muitos erros na compra têm origem em um nome de produto pouco claro. Os compradores devem, em primeiro lugar, identificar a função de que precisam. Em seguida, podem escolher entre uma fibra natural, uma fibra à base de celulose ou um tipo de éter de celulose.
O que é fibra?
“Fibra” é um termo geral para designar um material composto por elementos finos e alongados. Esses elementos podem ser filamentos contínuos ou fios curtos e individuais.
As fibras podem ter diversas origens:
- Plantas
- Animais
- Polímeros sintéticos
- Vidro
- Rocha basáltica
- Carbono
- Aço
- Polpa de celulose
A palavra descreve o forma e estrutura do material, e não de uma composição química específica.
Na construção civil, as fibras são normalmente dispersas no concreto, na argamassa, no asfalto, no reboco ou em materiais compostos. Sua forma alongada permite que atravessem zonas frágeis e fissuras em formação.
Uma fibra pode conter uma microfissura antes que ela se torne visível. Fibras maiores podem continuar suportando a tensão após a matriz de cimento se fissurar. Outras fibras servem principalmente para reter umidade, melhorar a coesão ou reduzir a segregação.
A Shandong Jianbang Chemical Fiber fornece diversos tipos de fibras para construção através do Ecocretefiber™ marca. A linha de produtos inclui fibra de polipropileno, fibra sintética macro, fibra de aço, fibra de basalto, Fibra PVA, fibra de PAN, fibra de vidro AR e fibra de celulose.
Cada um deles resolve um problema de engenharia diferente.
Microfibra de polipropileno é comumente escolhido para a formação de trincas precoces por retração plástica. Fibras sintéticas macro e de aço proporcionam um reforço mais resistente após a formação de trincas. Basalto e Fibras de vidro AR oferecem reforço mineral para determinados sistemas à base de cimento. Fibra de celulose proporciona uma estrutura fibrosa natural e pode contribuir para o controle da umidade, a coesão e a distribuição de fissuras em formulações adequadas.
O que é a celulose?
A celulose é um polissacarídeo natural. As plantas a utilizam como principal material estrutural em suas paredes celulares.
Suas longas cadeias moleculares contêm unidades de glicose ligadas por ligações glicosídicas beta-1,4. Essas cadeias retas associam-se estreitamente umas às outras e formam fortes redes internas de ligações de hidrogênio. Essa estrutura confere rigidez à celulose e torna a celulose nativa difícil de se dissolver na água.
O algodão contém uma porcentagem muito alta de celulose. A madeira também contém celulose, além de hemicelulose, lignina e outros componentes naturais. Essas matérias-primas podem ser purificadas e transformadas em celulose, papel, fibras regeneradas, derivados químicos e aditivos industriais.
A celulose natural não funciona automaticamente como espessante em todas as fórmulas aquosas. Sua estrutura molecular nativa limita a solubilidade na água.
A modificação química altera esse comportamento. Os fabricantes introduzem novos grupos funcionais na cadeia de celulose. O derivado resultante pode se dispersar, inchar ou se dissolver na água. O éter de celulose é uma das famílias de derivados mais importantes.
A celulose e o amido não são a mesma coisa
Tanto a celulose quanto o amido são compostos por glicose, mas suas estruturas moleculares são diferentes.
O amido utiliza principalmente ligações glicosídicas alfa. Suas cadeias podem ser lineares ou ramificadas. A celulose utiliza ligações beta-1,4 e forma cadeias longas e retas.
Essa diferença estrutural altera o comportamento de ambos os materiais.
O amido pode inchar e gelatinizar-se em água quente. Muitas enzimas também conseguem decompor o amido com relativa facilidade. A celulose permanece muito mais resistente nas mesmas condições.
O artigo original destaca corretamente a diferença entre as ligações alfa e beta. No entanto, ele também inclui uma afirmação de que a celulose pode se decompor em amido. Essa afirmação não foi utilizada aqui porque não descreve com precisão a relação química normal entre os dois polímeros.
O que é o éter de celulose?
O éter de celulose é produzido por meio da modificação química da celulose.
Durante a produção, a celulose purificada reage com um ou mais agentes eterificantes. Os grupos hidroxila na cadeia de celulose são parcialmente substituídos por grupos funcionais, como os grupos metil, hidroxietil, hidroxipropil ou carboximetil.
Essa modificação altera várias propriedades:
- Solubilidade em água
- Velocidade de hidratação
- Eficiência de espessamento
- Comportamento do gel térmico
- Tolerância ao sal
- Atividade superficial
- Compatibilidade com ligantes e surfactantes
Os éteres de celulose podem ser iônicos ou não iônicos.
O CMC é um éter de celulose aniônico. O HEC, o HEMC e o HPMC são comumente considerados éteres de celulose não-iônicos.
Esses materiais são normalmente fornecidos na forma de pós brancos ou esbranquiçados. Quando adicionados corretamente à água ou a uma formulação de mistura seca, eles se hidratam e alteram a viscosidade e o comportamento de fluxo do sistema.
Os éteres de celulose são amplamente utilizados em argamassas, massas para paredes, adesivos para azulejos, revestimentos, detergentes, produtos de higiene pessoal, fluidos para campos petrolíferos, tintas e muitos outros produtos à base de água.
Como o éter de celulose aumenta a viscosidade
Um éter de celulose não espessa uma fórmula da mesma forma que um enchimento mineral.
Após a umectação, as cadeias poliméricas se hidratam e se expandem na fase aquosa. As cadeias também interagem entre si e se entrelaçam. Isso gera resistência ao fluxo.
Esse efeito altera o movimento da água, do pigmento, do aglutinante, das partículas de cimento, das partículas de látex e de outros sólidos em suspensão.
Uma rede polimérica estável pode retardar a sedimentação. Também pode reduzir o sangramento e a segregação. Em um revestimento, esse mesmo controle reológico afeta a sensação ao aplicar com pincel, o comportamento ao aplicar com rolo, o nivelamento, a resistência ao escorrimento e a estabilidade de armazenamento.
O resultado final depende de muito mais do que apenas o nome do produto.
O peso molecular, o nível de substituição, o grau de viscosidade, o tratamento das partículas, a concentração, a temperatura, o teor de sal, o pH, a energia de mistura e a composição química da formulação influenciam o desempenho.
É por isso que um tipo de produto de alta viscosidade nem sempre é a melhor opção. Um adesivo para azulejos, uma massa para parede, um detergente e um fluido de perfuração exigem perfis de viscosidade e comportamentos de hidratação diferentes.
Fibra de celulose x Éter de celulose
A fibra de celulose e o éter de celulose são derivados da celulose, mas seus mecanismos de ação são diferentes.
| Comparação | Fibra de celulose | Éter de celulose |
|---|---|---|
| Condição física | Fibras curtas visíveis ou microscópicas | Pó fino de polímero |
| Mecanismo principal | Rede física e ponte de fibra óptica | Hidratação, dissolução e entrelaçamento das cadeias poliméricas |
| Função principal na construção | Distribuição de fissuras, coesão, gestão da umidade, reforço estrutural | Retenção de água, controle de viscosidade, reologia, tempo de trabalho e estabilidade do concreto fresco |
| Comportamento na água | Absorve ou retém água, mas normalmente mantém a forma de fibra | Hidrata, incha ou se dissolve, dependendo do tipo |
| Aplicações comuns | Concreto, argamassa, asfalto, reboco, placas, sistemas de reforço | Cola para azulejos, massa para parede, gesso, rejunte, argamassa impermeável, revestimentos |
| Fornecedor típico | Produtor de concreto e fibras para a construção civil | Fabricante de produtos químicos à base de éter de celulose |
| Exemplo de produto | Fibra de celulose Ecocretefiber™ | Zhiwei HEC, HEMC ou HPMC |
Uma fibra de celulose continua sendo uma fibra dentro da mistura. Os fios físicos fazem parte da estrutura do material.
Um éter de celulose se comporta como um polímero solúvel ou hidratável. Ele altera a fase líquida e a reologia no estado fresco.
Os dois produtos podem, às vezes, constar em uma única fórmula de mistura seca, mas não podem ser substituídos em proporções iguais.
Por que os trabalhadores da construção civil costumam chamar o éter de celulose de “celulose”
Nos mercados de argamassas pré-misturadas, os trabalhadores costumam abreviar os nomes dos produtos.
O HPMC pode ser chamado de “celulose”. O HEMC também pode ser comercializado com essa mesma denominação informal. Essa forma de se referir ao produto é prática no dia a dia, mas é tecnicamente incompleta.
O termo pode se referir a:
- HPMC
- HEMC
- HEC
- CMC
- Outro éter de celulose modificado
- Uma fibra de celulose física
Esses produtos não apresentam o mesmo desempenho.
Um comprador que solicitar apenas “celulose” pode receber um produto com composição química, viscosidade, tratamento de superfície ou tipo de aplicação inadequados.
Uma solicitação profissional deve indicar o tipo completo do produto e a aplicação pretendida. Por exemplo:
- HEMC para adesivo para azulejos à base de cimento
- HEMC para massa de parede externa
- HEC para tinta látex arquitetônica
- HEC para fluido de perfuração
- HPMC para reboco de gesso
- Fibra de celulose para concreto ou argamassa
Nomes claros facilitam muito a comunicação técnica.
Principais tipos de éter de celulose
CMC
A carboximetilcelulose é normalmente comercializada na forma de carboximetilcelulose de sódio.
O CMC é solúvel em água e pode proporcionar espessamento, suspensão, ligação, formação de película e controle da água. A página de origem lista aplicações em massa de gesso comum para interiores, revestimentos, alimentos, medicamentos, cerâmica, impressão, detergentes e muitos outros setores.
Seu caráter iônico afeta a compatibilidade com sais, cimento, pigmentos e outros aditivos. Um tipo de CMC utilizado em um setor não deve ser automaticamente transferido para outra formulação.
HEC
HEC significa hidroxietilcelulose.
Trata-se de um éter de celulose não iônico e solúvel em água, utilizado em revestimentos, produtos químicos de uso diário, fluidos para campos petrolíferos, tintas, produtos de limpeza e outras formulações à base de água.
Zhiwei descreve o HEC como um polímero que aumenta a viscosidade e controla o fluxo. Seus principais grupos de aplicação são revestimentos, produtos químicos de uso diário e fluidos para campos petrolíferos.
Em revestimentos à base de água, o HEC contribui para o aumento da viscosidade, a sensação na aplicação, a suspensão dos pigmentos e a estabilidade de armazenamento.
Em produtos de higiene pessoal e para o lar, ele ajuda a criar uma textura estável e controlada.
Em fluidos de perfuração, manutenção de poços, completação e produção, o HEC atua como viscosificante e componente de controle de fluidos.
O HEC não deve ser confundido com o HEMC. A página da web de origem comete esse erro de nomenclatura em uma seção.
HEMC
HEMC significa hidroxietilmetilcelulose.
O HEMC é amplamente utilizado em materiais de construção à base de cimento. Sua combinação de propriedades espessantes e de retenção de água ajuda a controlar a argamassa fresca durante a mistura, a aplicação, o alisamento e a presa.
Na argamassa para azulejos, o HEMC contribui para a retenção de água, o tempo aberto, o tempo de ajuste, a sensação ao alisamento com espátula, o controle de deslizamento, a aderência e a resistência ao cisalhamento. O resultado final ainda depende do cimento, da granulometria da areia, dos aditivos, do polímero redispersável, da temperatura e da ordem de mistura.
Na massa para paredes, o HEMC ajuda a retardar a perda rápida de umidade, estabilizar a mistura fresca, melhorar a espalhabilidade e produzir uma camada aplicada mais uniforme.
Outras aplicações incluem gesso, reboco, camadas de base de sistemas de isolamento térmico externo (EIFS), argamassa de reparo, argamassa de rejunte, argamassa impermeável e argamassa para alvenaria.
HPMC
A hidroxipropilmetilcelulose é outro éter de celulose não iônico comum.
Os tipos para construção são utilizados em formulações à base de cimento e gesso. O HPMC pode melhorar a retenção de água, o tempo aberto, a trabalhabilidade, a reologia e a resistência à sedimentação ou ao sangramento.
Diferentes tipos de HPMC podem apresentar comportamentos distintos em termos de viscosidade, grau de substituição, temperatura de gelificação, dissolução e incorporação de ar. Um tipo destinado ao rejunte de azulejos pode não ser adequado para um reboco de alta espessura ou um composto autonivelante.
Como o éter de celulose funciona no adesivo para azulejos
A argamassa para azulejos deve permanecer maleável, mantendo, ao mesmo tempo, consistência suficiente para reter os sulcos da espátula.
Se a água sair da argamassa muito rapidamente, a hidratação do cimento e a umectação do adesivo podem ser prejudicadas. O instalador também pode perder a capacidade de ajustar o azulejo.
O HEMC ou o HPMC retarda o movimento da água e melhora a estabilidade do rejunte quando fresco. A argamassa se espalha de maneira mais uniforme sobre o substrato. O instalador ganha mais tempo para a colocação e o ajuste dos azulejos.
Em superfícies verticais, um perfil reológico adequado limita o deslizamento dos azulejos sem tornar a argamassa excessivamente pegajosa.
O éter de celulose deve atuar em conjunto com toda a formulação. A composição química do cimento, a granulometria dos agregados, o pó de polímero redispersável, o éter de amido, o enchimento, a demanda de água, a temperatura e o tempo de repouso influenciam o resultado final.
Zhiwei recomenda avaliar o tempo aberto, o deslizamento, o tempo de ajuste, o comportamento na alisamento com espátula e a aderência, em vez de selecionar uma classe com base apenas na viscosidade.
Como o éter de celulose atua na massa de parede
A massa para parede precisa ser aplicada de maneira uniforme e proporcionar um acabamento limpo.
A rápida perda de água gera resistência durante o alisamento com a espátula. A superfície pode ficar áspera, pulverulenta ou difícil de corrigir. A baixa estabilidade na fase fresca também pode levar ao sangramento, à separação ou a espessuras irregulares.
O HEMC ajuda a reter água e a manter uma consistência estável. O aplicador consegue espalhar e raspar a massa com menos resistência. A camada permanece maleável para correções na superfície.
Uma melhor estabilidade em estado fresco contribui para um acabamento mais uniforme. No entanto, o éter de celulose não pode compensar um aglutinante inadequado, um enchimento de granulometria grossa, excesso de água, má preparação do substrato ou um sistema polimérico desequilibrado.
A escolha do tipo de produto deve levar em consideração o uso em ambientes internos ou externos, a finura do material de preenchimento, a espessura de aplicação, a aplicação manual ou mecânica, o clima e o toque desejado para a superfície.
Como o HEC funciona em revestimentos à base de água
Os revestimentos à base de água exigem uma viscosidade controlada em várias etapas.
O revestimento deve permanecer estável no recipiente. Deve ser derramado sem respingos excessivos. Deve espalhar-se com pincel ou rolo. Após a aplicação, a viscosidade precisa se recuperar o suficiente para reduzir o escorrimento, sem deixar de permitir que a superfície se nivele.
O HEC é amplamente utilizado para gerenciar esse equilíbrio.
Além disso, favorece a suspensão de pigmentos e enchimentos durante o armazenamento. Os tipos com tratamento de superfície podem se hidratar mais lentamente, o que ajuda a evitar a formação de grumos durante a adição.
O artigo da Sohu inclui descrições úteis sobre o fluxo, a espalhabilidade, a proteção contra respingos, a dispersão e o comportamento de armazenamento do HEC. Zhiwei também destaca o HEC para revestimentos arquitetônicos, tintas com alto teor de PVC, revestimentos industriais à base de água, revestimentos texturizados e tintas à base de água.
As fibras de concreto e o éter de celulose podem ser utilizados em conjunto?
Sim, mas eles desempenham tarefas diferentes.
Uma fibra pode controlar rachaduras ou formar uma rede de reforço. O éter de celulose atua na fase fresca, antes que o material endureça.
Considere usar uma argamassa de reparo.
Fibras macro ou micro pode melhorar a distribuição das fissuras e a tenacidade. O HEMC pode melhorar a retenção de água e a aplicação com espátula. O pó de polímero redispersável pode contribuir para a adesão e a flexibilidade. Um antiespumante pode controlar o ar indesejado.
Cada componente tem sua própria função.
A fórmula ainda precisa ser testada, pois os aditivos podem interagir entre si. Uma viscosidade mais elevada do éter de celulose pode afetar a dispersão das fibras. O excesso de ar pode reduzir a densidade. A retenção excessiva de água pode alterar a presa e a resistência inicial. Fibras longas podem reduzir a trabalhabilidade.
Um ensaio de laboratório deve verificar:
- Mistura a seco e distribuição de fibras
- Demanda por água
- Tempo de mistura e formação de grumos
- Comportamento de espalhamento com espátula ou bombeamento
- Tempo de abertura e configuração
- Teor de ar
- Comportamento de fissuração
- Aderência e desempenho mecânico
Como escolher o produto certo
1. Definir o problema principal
Utilize éter de celulose quando o objetivo principal for a retenção de água, a viscosidade, o tempo aberto, a trabalhabilidade, a suspensão ou a estabilidade do concreto fresco.
2. Identificar o sistema de pastas
Cimento, gesso, cal, dispersão de polímeros, surfactantes detergentes e salmouras de campos petrolíferos reagem de maneira diferente aos éteres de celulose.
O grau do produto deve corresponder ao do aglutinante e à fase líquida.
3. Compare o desempenho, não apenas a viscosidade
Dois produtos com viscosidade de laboratório semelhante podem apresentar comportamentos diferentes na argamassa.
A química de substituição, o peso molecular, o tamanho das partículas, o tratamento de superfície, a temperatura do gel e o arrastamento de ar podem alterar o desempenho da aplicação.
4. Use uma fórmula de teste
A recomendação de um fornecedor é um ponto de partida.
O fabricante deve testar o material utilizando seu próprio cimento, areia, aditivo, polímero, água, temperatura e equipamento de mistura.
5. Solicitar documentos em lote
TDS, SDS, COA, método de viscosidade, umidade, teor de cinzas, finura e aparência ajudam a confirmar a consistência do lote.
A Zhiwei afirma que seus controles de qualidade de rotina incluem viscosidade, finura, umidade, teor de cinzas, aparência e documentação de análise de lote (COA).
Erros comuns nas compras
- Solicitar “celulose” sem indicar o nome químico completo
O fornecedor não tem como saber se o comprador precisa de HEC, HEMC, HPMC, CMC ou fibra de celulose. - Confundindo HEC com HEMC
HEC é a hidroxietilcelulose. HEMC é a hidroxietilmetilcelulose. - Seleção apenas por viscosidade
O comportamento da aplicação depende de mais de um resultado de viscosidade. - Utilização de HEC para revestimento em uma fórmula de construção sem realização de testes
A hidratação, a reologia, a tolerância ao sal e a compatibilidade com o aglutinante podem não corresponder. - Substituição da fibra de celulose pelo éter de celulose
Um mantém uma estrutura fibrosa. O outro modifica a fase aquosa. - Copiar diretamente uma receita de putty da internet
O cimento, o aditivo, o clima, os equipamentos de produção e as matérias-primas locais variam. - Adicionar um pouco mais de água quando a argamassa estiver muito dura
Uma quantidade maior de água pode reduzir a resistência, a aderência, a resistência ao afundamento e a qualidade da superfície. - Partir do princípio de que uma dosagem mais alta sempre traz melhores resultados
O excesso de éter de celulose pode retardar a presa, aumentar a presença de ar ou alterar o desempenho mecânico.
A Shandong Jianbang Fiber e a Zhiwei atendem a diferentes necessidades
Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. concentra-se em fibras de reforço físico através do Ecocretefiber™ marca.
Essas fibras são utilizadas no concreto, na argamassa, concreto projetado, asfalto, produtos pré-moldados, pisos, estradas, pontes, túneis e outras aplicações de infraestrutura.
Zhiwei (Jinan) é o fabricante e parceiro de fornecimento de éteres de celulose mencionado neste artigo. Sua linha de produtos inclui os tipos HEC, HEMC e HPMC para materiais de construção, revestimentos à base de água, produtos químicos de uso diário e formulações para campos petrolíferos. A empresa também oferece recomendações sobre os tipos de produtos, amostras, testes de lotes e documentos de qualidade.
Um cliente que precise de fibra com controle de rachaduras deve entrar em contato com a Shandong Jianbang Fiber.
Um cliente que precise de retenção de água, controle de viscosidade, tempo de trabalho ou ajuste reológico deve avaliar o éter de celulose com a Zhiwei.
Alguns fabricantes de misturas secas precisam das duas famílias de produtos. Nesse caso, ambos os fornecedores devem estar cientes dos mesmos alvos de aplicação e do plano de testes.
Lista de verificação do comprador
| Pergunta | Direção de Produto |
|---|---|
| É necessário controlar as rachaduras após o endurecimento? | Fibra de concreto ou argamassa |
| Você precisa de maior tenacidade pós-fissura? | Aço ou fibra sintética macro |
| Você precisa de um controle de retração do plástico? | Microfibra de polipropileno ou fibra de celulose adequada |
| Você precisa de uma melhor retenção de água? | HEMC ou HPMC para sistemas de construção |
| Você precisa de um horário de funcionamento mais longo? | Éter de celulose para uso na construção civil |
| Você precisa controlar a viscosidade do revestimento? | HEC ou HEMC adequado |
| Você precisa saber a viscosidade dos fluidos de campos petrolíferos? | HEC para campos petrolíferos |
| Você precisa de um aditivo natural fibroso? | Fibra de celulose |
| Você precisa de um modificador de polímero solúvel em água? | Éter de celulose |
| Você está em dúvida quanto à nota? | Realizar um teste com amostras de laboratório |
Conclusão
Fibra, celulose e éter de celulose são termos relacionados, mas não se referem ao mesmo produto.
O termo “fibra” refere-se a um material de forma alongada. No concreto e na argamassa, as fibras formam uma rede física e ajudam a controlar fissuras, distribuir tensões ou melhorar a tenacidade.
A celulose é um polímero vegetal natural. Ela serve de matéria-prima para as fibras de celulose e para muitos derivados quimicamente modificados.
O éter de celulose é produzido por meio da modificação da celulose por eterificação. O polímero resultante pode se hidratar ou dissolver-se na água e alterar a viscosidade, a retenção de água, a trabalhabilidade, o tempo aberto, a suspensão e a estabilidade do produto fresco.
A Shandong Jianbang Fiber considera que a diferença mais importante é o mecanismo de ação. As fibras atuam principalmente por meio de sua estrutura física e da ponte de fissuras. Os éteres de celulose atuam principalmente por meio da interação com a água e da reologia do polímero.
A escolha correta começa pelo problema que a formulação deve resolver.
Ecocretefiber™ fornece fibras de reforço físico para concreto, argamassa, asfalto, concreto projetado e materiais de infraestrutura.
Zhiwei (Jinan) fornece éteres de celulose para os setores de construção, revestimentos, produtos químicos de uso diário e formulações para campos petrolíferos.
Quando o reforço de fibra e o éter de celulose são selecionados de acordo com suas funções específicas, os fabricantes podem obter um melhor controle de fissuras, uma aplicação mais suave, uma produção mais estável e produtos acabados mais consistentes.
