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, feuchtigkeitsbindende und schützende kolloidale Eigenschaften. Hydroxypropylmethylcellulose findet Anwendung in der Baustoff-, Beschichtungs-, Kunstharz-, Keramik-, Medizin-, Lebensmittel-, Textil-, Landwirtschafts- und Kosmetikindustrie sowie in weiteren Branchen.
Funktion und Wirkungsweise der Wasserrückhaltung: Celluloseether-HPMC dient hauptsächlich der Wasserrückhaltung und Verdickung von Zementmörtel und Gipsbrei und verbessert so die Haftfestigkeit und die Standfestigkeit des Breis. Faktoren wie Lufttemperatur, Temperatur und Windgeschwindigkeit beeinflussen die Verdunstungsrate des Wassers in Zementmörtel und Gipsprodukten. Daher variiert die Wasserrückhaltewirkung gleicher HPMC-Mengen je nach Jahreszeit. Im konkreten Bauvorhaben lässt sich die Wasserrückhaltewirkung des Breis durch Erhöhen oder Verringern der HPMC-Zugabe anpassen.
Das Wasserrückhaltevermögen von Methylcelluloseether unter hohen Temperaturen ist ein wichtiger Indikator für dessen Qualität. Hochwertige HPMC-Produkte lösen dieses Problem effektiv. Insbesondere in heißen und trockenen Gebieten sowie bei dünnschichtigen Konstruktionen auf Sonnenseiten ist in der heißen Jahreszeit hochwertiges HPMC erforderlich, um das Wasserrückhaltevermögen der Suspension 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, was die durch hohe Temperaturen verursachte Verdunstung effektiv reduziert und eine hohe Wasserspeicherkapazität ermöglicht.
Hochwertiges Cellulose-HPMC lässt sich gleichmäßig und effektiv in Zementmörtel und Gipsprodukten dispergieren, umhüllt alle Feststoffpartikel und bildet einen Benetzungsfilm. Das im Untergrund enthaltene Wasser wird über einen längeren Zeitraum allmählich freigesetzt. Das kondensierte Material durchläuft eine Hydratationsreaktion, wodurch die Haft- und Druckfestigkeit des Materials gewährleistet wird. Daher muss bei Bauarbeiten im Sommer bei hohen Temperaturen hochwertiges HPMC gemäß der Rezeptur in ausreichender Menge zugesetzt werden, um die gewünschte Wasserspeicherwirkung zu erzielen. Andernfalls kommt es aufgrund übermäßiger Austrocknung zu unzureichender Hydratation, Festigkeitsverlust, Rissbildung, Hohlräumen und Abplatzungen. Dies erschwert zudem die Arbeit der Bauarbeiter. Mit sinkenden Temperaturen kann die zugesetzte HPMC-Menge schrittweise reduziert werden, wobei die gleiche Wasserspeicherwirkung erzielt wird.
Die Wasserretention von HPMC wird durch folgende Faktoren beeinflusst:
1. Homogenität von Celluloseether-HPMC
Im homogen reagierten HPMC sind die Methoxy- und Hydroxypropoxygruppen gleichmäßig verteilt, und die Wasserretentionsrate ist hoch.
2. Thermische Gelierungstemperatur von Celluloseether HPMC
Bei hoher Temperatur des Thermogels ist die Wasserrückhalterate hoch; umgekehrt ist die Wasserrückhalterate niedrig.
3. Viskosität von Celluloseether HPMC
Wenn die Viskosität von HPMC zunimmt, steigt auch die Wasserretentionsrate; wenn die Viskosität einen bestimmten Wert erreicht, flacht der Anstieg der Wasserretentionsrate tendenziell ab.
4. Zugabe von Celluloseether HPMC
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 schneller an; bei weiterer Erhöhung der Zugabemenge verlangsamt sich der Anstieg.
Veröffentlichungsdatum: 16. Dezember 2021