Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) ist ein nichtionischer Celluloseether, der aus dem natürlichen Polymer Cellulose durch eine Reihe chemischer Prozesse hergestellt wird. Es handelt sich um ein geruchloses, geschmackloses und ungiftiges weißes Pulver, das in kaltem Wasser zu einer klaren oder leicht trüben kolloidalen Lösung quillt. HPMC besitzt verdickende, bindende, dispergierende, emulgierende, filmbildende, suspendierende, adsorbierende, gelierende, oberflächenaktive, feuchtigkeitsspeichernde und schützende kolloidale Eigenschaften. Hydroxypropylmethylcellulose und Methylcellulose finden Anwendung in der Baustoff-, Farben-, Kunstharz-, Keramik-, Medizin-, Lebensmittel-, Textil-, Landwirtschafts- und Konsumchemikalienindustrie sowie in weiteren Branchen.
Wasserspeichernde Wirkung und Wirkungsprinzip von Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
Celluloseether-HPMC dient hauptsächlich der Wasserrückhaltung und Verdickung von Zementmörtel und Gipsaufschlämmungen und kann die Kohäsionskraft und die Absackbeständigkeit der Aufschlämmung wirksam verbessern.
Faktoren wie Lufttemperatur, Temperatur und Windgeschwindigkeit beeinflussen die Verdunstungsrate von Wasser in Zementmörtel und Gipsprodukten. Daher variiert die Wasserrückhaltewirkung von Produkten mit gleicher HPMC-Zugabe je nach Jahreszeit. Im konkreten Bauvorhaben lässt sich die Wasserrückhaltewirkung der Zementschlämme durch Erhöhen oder Verringern der HPMC-Zugabe anpassen. Die Wasserrückhaltung von Methylcelluloseether unter hohen Temperaturen ist ein wichtiger Indikator für dessen Qualität. Hochwertige HPMC-Produkte lösen das Problem der Wasserrückhaltung bei hohen Temperaturen effektiv. In heißen Jahreszeiten, insbesondere in trockenen Gebieten und bei dünnschichtigen Konstruktionen auf Sonnenseiten, ist hochwertiges HPMC erforderlich, um die Wasserrückhaltung des Zementschlämmes zu verbessern. Hochwertiges HPMC zeichnet sich durch eine sehr gute Homogenität aus. Seine Methoxy- und Hydroxypropoxygruppen sind gleichmäßig entlang der Cellulosemolekülkette verteilt, wodurch die Fähigkeit der Sauerstoffatome an den Hydroxyl- und Etherbindungen zur Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen mit Wasser verbessert wird. Dadurch wird freies Wasser gebunden, wodurch die durch hohe Temperaturen verursachte Verdunstung von Wasser effektiv kontrolliert und eine hohe Wasserspeicherung erreicht wird.
Hochwertiges Cellulose-HPMC lässt sich gleichmäßig und effektiv in Zementmörtel und Gipsprodukten dispergieren, umhüllt alle Feststoffpartikel und bildet einen Benetzungsfilm. Dadurch wird die Feuchtigkeit im Untergrund über einen längeren Zeitraum hinweg allmählich abgegeben. Die Hydratationsreaktion des koagulierten Materials mit anorganischem Bindemittel gewährleistet die Haft- und Druckfestigkeit des Materials. Daher ist es bei Bauarbeiten im Sommer bei hohen Temperaturen notwendig, hochwertiges HPMC gemäß der Rezeptur in ausreichender Menge zuzugeben, um die gewünschte Wasserspeicherwirkung zu erzielen. Andernfalls kommt es zu unzureichender Hydratation, Festigkeitsverlust, Rissbildung, Hohlräumen und Abplatzungen durch übermäßige Austrocknung. Dies erhöht zudem die Schwierigkeit der Bauarbeiten. Mit sinkenden Temperaturen kann die zugegebene HPMC-Menge schrittweise reduziert werden, wobei die gleiche Wasserspeicherwirkung erzielt wird.
Die Wasserretention des Hydroxypropylmethylcellulose-Produkts (HPMC) wird häufig durch folgende Faktoren beeinflusst:
Gleichmäßig umgesetztes HPMC, Methoxyl- und Hydroxypropoxylgruppen sind gleichmäßig verteilt, und die Wasserretentionsrate ist hoch;
Bei der thermischen Gelierung von Celluloseether-HPMC ist die Wasserrückhalterate hoch; andernfalls ist die Wasserrückhalterate niedrig.
Wenn die Viskosität von Celluloseether HPMC zunimmt, steigt auch die Wasserretentionsrate; wenn die Viskosität einen bestimmten Wert erreicht, verläuft der Anstieg der Wasserretentionsrate tendenziell langsamer;
Je höher die Menge an zugesetztem Celluloseether HPMC ist, desto höher ist die Wasserrückhalterate und desto besser ist die Wasserrückhaltewirkung. Im Bereich von 0,25–0,6 % Zugabe steigt die Wasserrückhalterate mit zunehmender Zugabemenge rapide an; bei weiterer Erhöhung der Zugabemenge verlangsamt sich der Anstieg.
Veröffentlichungsdatum: 01.06.2023