Дискусия относно хидроксипропил метилцелулозен етер (HPMC) за сух прахообразен разтвор

Китайското наименование на HPMC е хидроксипропилметилцелулоза. Тя е нейонна и често се използва като водозадържащ агент в сухи строителни разтвори. Тя е най-често използваният водозадържащ материал в строителните разтвори.

Производственият процес на HPMC е основно етерен продукт на полизахаридна основа, получен чрез алкализиране и етерификация на памучни влакна (домашни). Самият той няма заряд, не реагира със заредените йони в желиращия материал и има стабилни характеристики. Цената му е по-ниска от другите видове целулозни етери, така че се използва широко в сухи смеси за строителни разтвори.

Функция на хидроксипропилметилцелулозата: Може да сгъсти прясно смесения разтвор, за да постигне определен мокър вискозитет и да предотврати сегрегацията. (Сгъстяване) Задържането на вода е и най-важната характеристика, която помага да се поддържа количеството свободна вода в разтвора, така че след като разтворът е изграден, циментовият материал да има повече време за хидратация. (Задържане на вода) Притежава въздуховъвличащи свойства, които могат да въведат равномерни и фини въздушни мехурчета за подобряване на конструкцията на разтвора.

Колкото по-висок е вискозитетът на хидроксипропилметилцелулозния етер, толкова по-добри са показателите за задържане на вода. Вискозитетът е важен параметър за производителността на HPMC. В момента различните производители на HPMC използват различни методи и инструменти за измерване на вискозитета на HPMC. Основните методи са Haake, Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde и Brookfield.

За един и същ продукт резултатите от вискозитета, измерени по различни методи, са много различни, а някои дори имат двойни разлики. Следователно, когато се сравнява вискозитетът, той трябва да се извършва между едни и същи методи за изпитване, включително температура, ротор и др. Що се отнася до размера на частиците, колкото по-фини са частиците, толкова по-добро е задържането на вода. След като големите частици целулозен етер влязат в контакт с вода, повърхността им незабавно се разтваря и образува гел, който обгръща материала, предотвратявайки продължното проникване на водните молекули. Понякога те не могат да се диспергират и разтворят равномерно дори след продължително разбъркване, образувайки мътен флокулентен разтвор или агломерация. Това силно влияе върху задържането на вода от целулозен етер, а разтворимостта е един от факторите за избор на целулозен етер.

Фиността на зърнеста смес също е важен показател за производителност на метилцелулозния етер. MC, използван за сух прахообразен разтвор, трябва да е прахообразен, с ниско съдържание на вода, а фиността също така изисква 20%~60% от размера на частиците да е по-малък от 63μm. Фиността влияе върху разтворимостта на хидроксипропилметилцелулозния етер. Едрозърнестият MC обикновено е гранулиран и лесно се разтваря във вода без агломерация, но скоростта на разтваряне е много бавна, така че не е подходящ за използване в сух прахообразен разтвор.

В сухия прахообразен разтвор, MC е диспергиран между циментиращи материали като агрегат, фин пълнител и цимент, и само достатъчно фин прах може да избегне агломерацията на метилцелулозен етер при смесване с вода. Когато MC се добави с вода за разтваряне на агломератите, е много трудно да се диспергира и разтвори. Едрият финиш на MC е не само разточителен, но и намалява локалната якост на разтвора. Когато такъв сух прахообразен разтвор се нанесе върху голяма площ, скоростта на втвърдяване на локалния сух прахообразен разтвор ще бъде значително намалена и ще се появят пукнатини поради различното време на втвърдяване. За пръскания разтвор с механична конструкция изискването за финиш на зърнест материал е по-високо поради по-краткото време на смесване. Най-общо казано, колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-добър е ефектът на задържане на вода. Въпреки това, колкото по-висок е вискозитетът и колкото по-високо е молекулното тегло на MC, съответното намаляване на неговата разтворимост ще има отрицателно въздействие върху якостта и строителните характеристики на разтвора.

Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-очевиден е ефектът на сгъстяване върху разтвора, но той не е правопропорционален. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-вискозен ще бъде мокрият разтвор, тоест по време на строителството това се проявява като залепване за стъргалката и висока адхезия към основата. Но това не е полезно за увеличаване на структурната якост на самия мокър разтвор. Тоест, по време на строителството, противосвлачищните свойства не са очевидни. Напротив, някои модифицирани метилцелулозни етери със среден и нисък вискозитет имат отлични показатели за подобряване на структурната якост на мокрия разтвор.

Задържането на вода от HPMC също е свързано с използваната температура, а задържането на вода от метилцелулозен етер намалява с повишаване на температурата. Въпреки това, в реалните приложения на материалите, сухият прахообразен разтвор често се нанася върху горещи основи при високи температури (по-високи от 40 градуса) в много среди, като например шпакловка на външни стени под слънцето през лятото, което често ускорява втвърдяването на цимента и сухия прахообразен разтвор. Намаляването на скоростта на задържане на вода води до очевидното усещане, че са засегнати както обработваемостта, така и устойчивостта на пукнатини, и е особено важно да се намали влиянието на температурните фактори при това условие.

В тази връзка, добавките на базата на метилхидроксиетилцелулозен етер понастоящем се считат за водещи в технологичното развитие. Въпреки че количеството на метилхидроксиетилцелулозата е увеличено (лятна формула), обработваемостта и устойчивостта на напукване все още не могат да отговорят на нуждите на употреба. Чрез специална обработка на MC, като например повишаване на степента на етерификация и др., ефектът на задържане на вода може да се поддържа при по-висока температура, така че да се осигури по-добра производителност при тежки условия.

Дозировката на HPMC не трябва да бъде твърде висока, в противен случай това ще увеличи нуждата от вода за разтвора, той ще залепне за мистрията и времето за втвърдяване ще бъде твърде дълго, което ще повлияе на строителните качества. Различните продукти за разтвори използват HPMC с различен вискозитет и не използвайте HPMC с висок вискозитет небрежно. Следователно, въпреки че продуктите от хидроксипропилметилцелулоза са добри, те са приветствани, когато се използват правилно. Изборът на правилния HPMC е основна отговорност на персонала на лабораторията в предприятието. В момента много безскрупулни търговци смесват HPMC, а качеството е доста лошо. При избора на определен вид целулоза, лабораторията трябва да се погрижи добре за стабилността на разтвора и да не се стреми към евтини продукти, което води до ненужни загуби.


Време на публикуване: 04 май 2023 г.