HPMC의 중국어 이름은 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스입니다. 비이온성 물질이며 건식 혼합 모르타르에서 보수제로 자주 사용됩니다. 모르타르에 사용되는 보수제 중 가장 흔하게 사용되는 물질입니다.
HPMC는 주로 국내산 면섬유를 알칼리화 및 에테르화하여 생산하는 다당류계 에테르 제품입니다. 자체적으로 전하를 띠지 않고 겔화 재료 내의 하전 이온과 반응하지 않아 안정적인 성능을 보입니다. 또한 다른 종류의 셀룰로오스 에테르보다 가격이 저렴하여 건식 혼합 모르타르에 널리 사용됩니다.
하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC)의 기능: 갓 혼합한 모르타르의 점도를 높여 일정한 습윤 점도를 유지하고 재료 분리를 방지합니다. (점도 증가) 또한, 중요한 특성 중 하나는 수분 보유력입니다. HPMC는 모르타르 내 자유수의 양을 유지하여 시공 후 시멘트질 재료가 수화될 시간을 충분히 확보해 줍니다. (수분 보유) HPMC는 공기 연행 특성을 가지고 있어 균일하고 미세한 기포를 모르타르에 도입함으로써 시공성을 향상시킵니다.
하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 에테르(HPMC)의 점도가 높을수록 수분 보유 성능이 우수합니다. 점도는 HPMC 성능을 나타내는 중요한 매개변수입니다. 현재 여러 HPMC 제조업체는 HPMC의 점도를 측정하기 위해 다양한 방법과 기기를 사용하고 있습니다. 주요 측정 방법으로는 하케-로토비스코법, 호플러법, 우벨로데법, 브룩필드법 등이 있습니다.
동일한 제품이라도 측정 방법에 따라 점도 결과가 크게 달라지며, 심지어 두 배 이상 차이가 나는 경우도 있습니다. 따라서 점도를 비교할 때는 온도, 교반기 등 모든 측정 방법을 동일하게 적용해야 합니다. 입자 크기에 관해서는 입자가 미세할수록 수분 보유력이 좋습니다. 셀룰로오스 에테르의 큰 입자는 물과 접촉하면 표면이 즉시 용해되어 겔을 형성하고, 이 겔이 물질을 감싸 수분 분자의 침투를 막습니다. 때로는 장시간 교반해도 균일하게 분산 및 용해되지 않아 탁한 응집 용액이나 덩어리가 형성될 수 있습니다. 이는 셀룰로오스 에테르의 수분 보유력에 큰 영향을 미치며, 용해도는 셀룰로오스 에테르를 선택하는 중요한 요소 중 하나입니다.
미세도는 메틸셀룰로오스 에테르의 중요한 성능 지표 중 하나입니다. 건식 분말 모르타르에 사용되는 MC는 수분 함량이 낮은 분말 형태여야 하며, 입자 크기가 63μm 미만인 입자가 20%~60%를 차지해야 하는 미세도가 요구됩니다. 미세도는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 에테르의 용해도에 영향을 미칩니다. 입자가 굵은 MC는 일반적으로 과립형이며, 응집 없이 물에 쉽게 용해되지만 용해 속도가 매우 느리기 때문에 건식 분말 모르타르에 사용하기에는 적합하지 않습니다.
건조 분말 모르타르에서 메틸셀룰로오스 에테르(MC)는 골재, 미세 충전재, 시멘트 등의 접착 재료 사이에 분산되는데, 물과 혼합 시 MC의 응집을 방지하려면 충분히 미세한 분말이어야 합니다. MC를 물에 첨가하여 응집물을 용해시키려 해도 분산 및 용해가 매우 어렵습니다. MC의 입자가 너무 굵으면 낭비일 뿐만 아니라 모르타르의 국부적인 강도를 저하시킵니다. 이러한 건조 분말 모르타르를 넓은 면적에 시공할 경우, 국부적인 경화 속도가 현저히 느려지고 경화 시간 차이로 인해 균열이 발생할 수 있습니다. 기계적 시공이 가능한 분사 모르타르의 경우, 혼합 시간이 짧기 때문에 미세도에 대한 요구 조건이 더욱 높습니다. 일반적으로 점도가 높을수록 수분 보유 효과가 좋습니다. 그러나 점도가 높고 MC의 분자량이 클수록 용해도가 감소하여 모르타르의 강도 및 시공 성능에 부정적인 영향을 미칩니다.
점도가 높을수록 모르타르의 점도 증가 효과가 뚜렷해지지만, 직접적인 비례 관계는 아닙니다. 점도가 높을수록 습식 모르타르의 점도가 높아져 시공 시 스크레이퍼에 잘 달라붙고 바탕면에 대한 접착력이 강해집니다. 하지만 이는 습식 모르타르 자체의 구조적 강도를 향상시키는 데는 도움이 되지 않습니다. 즉, 시공 중 처짐 방지 성능이 뚜렷하지 않습니다. 반대로, 중저점도의 변성 메틸셀룰로오스 에테르는 습식 모르타르의 구조적 강도 향상에 탁월한 효과를 나타냅니다.
HPMC의 수분 보유력은 사용 온도와도 관련이 있으며, 메틸셀룰로오스 에테르의 수분 보유력은 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 그러나 실제 재료 적용 환경에서는 건조 분말 모르타르가 고온(40도 이상)의 뜨거운 기판에 시공되는 경우가 많으며, 예를 들어 여름철 햇볕 아래 외벽 미장 작업과 같이 고온 환경에서는 시멘트 경화 및 건조 분말 모르타르의 경화가 가속화됩니다. 수분 보유율 감소는 작업성 및 균열 저항성에 뚜렷한 영향을 미치므로, 이러한 조건에서 온도 요인의 영향을 최소화하는 것이 특히 중요합니다.
이와 관련하여 메틸하이드록시에틸셀룰로오스 에테르 첨가제는 현재 기술 개발의 최전선에 있는 것으로 여겨집니다. 메틸하이드록시에틸셀룰로오스의 함량을 증가시켰음에도 불구하고(하계 배합), 작업성과 균열 저항성은 여전히 사용 요구를 충족시키지 못합니다. 에테르화 정도를 높이는 등의 특수 처리를 통해 고온에서도 수분 보유 효과를 유지할 수 있으므로 가혹한 조건에서도 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다.
HPMC의 투입량이 너무 많으면 모르타르의 물 요구량이 증가하고, 흙손에 달라붙으며, 경화 시간이 지나치게 길어져 시공성에 영향을 미칩니다. 다양한 모르타르 제품에는 점도가 다른 HPMC가 사용되며, 고점도 HPMC를 함부로 사용해서는 안 됩니다. 따라서 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 제품은 좋지만, 올바르게 사용할 때 그 효과가 극대화됩니다. 적절한 HPMC를 선택하는 것은 기업 실험실 담당자의 가장 중요한 책임입니다. 현재 많은 비양심적인 업체들이 품질이 매우 떨어지는 HPMC를 제조하고 있습니다. 특정 셀룰로오스를 선택할 때 실험실은 모르타르 제품의 안정성을 확보하기 위해 실험을 철저히 수행해야 하며, 단순히 저렴한 제품을 찾다가 불필요한 손실을 초래해서는 안 됩니다.
게시 시간: 2023년 5월 4일