Éteres de celulose em adesivos para azulejos

1 Introdução

A argamassa colante à base de cimento é atualmente a aplicação mais comum de argamassa seca especial, composta principalmente de cimento e complementada por agregados graduados, agentes retentores de água, agentes de resistência inicial, látex em pó e outros aditivos orgânicos ou inorgânicos. Geralmente, basta misturá-la com água para o uso. Comparada à argamassa de cimento comum, ela melhora significativamente a aderência entre o revestimento e o substrato, além de apresentar boa resistência ao deslizamento e excelente impermeabilidade. É utilizada principalmente para colar materiais decorativos, como azulejos para paredes internas e externas, pisos, etc., sendo amplamente aplicada em paredes internas e externas, pisos, banheiros, cozinhas e outros ambientes decorativos. Atualmente, é o material de colagem de azulejos mais utilizado.

Normalmente, ao avaliarmos o desempenho de uma argamassa colante para azulejos, não nos atentamos apenas ao seu desempenho operacional e capacidade antiderrapante, mas também à sua resistência mecânica e tempo de secagem. O éter celulósico presente na argamassa colante não só afeta as propriedades reológicas da argamassa, como a facilidade de aplicação e a aderência da espátula, mas também exerce forte influência sobre as propriedades mecânicas da argamassa.

2. O impacto do adesivo para azulejos no tempo de secagem.

Quando o pó de borracha e o éter de celulose coexistem em argamassa úmida, alguns modelos de dados mostram que o pó de borracha possui maior energia cinética para se ligar aos produtos de hidratação do cimento, e o éter de celulose está presente em maior quantidade no fluido intersticial, o que afeta a viscosidade e o tempo de pega da argamassa. A tensão superficial do éter de celulose é maior que a do pó de borracha, e um maior enriquecimento de éter de celulose na interface da argamassa será benéfico para a formação de ligações de hidrogênio entre a superfície da base e o éter de celulose.

Na argamassa úmida, a água evapora e o éter de celulose se concentra na superfície, formando uma película em cerca de 5 minutos. Essa película reduz a taxa de evaporação subsequente, pois, à medida que mais água é removida da camada mais espessa da argamassa, parte dela migra para a camada mais fina. A película formada inicialmente se dissolve parcialmente e essa migração de água aumenta a concentração de éter de celulose na superfície da argamassa.

Portanto, a formação da película de éter celulósico na superfície da argamassa tem grande influência no seu desempenho. 1) Se a película formada for muito fina, ela se dissolverá duas vezes, o que não limita a evaporação da água e reduz a resistência. 2) Se a película formada for muito espessa, a concentração de éter celulósico no líquido intersticial da argamassa será alta, e a viscosidade também, dificultando a quebra da película superficial durante a aplicação dos revestimentos cerâmicos. Percebe-se, portanto, que as propriedades de formação de película do éter celulósico têm um impacto significativo no tempo de trabalho. O tipo de éter celulósico (HPMC, HEMC, MC, etc.) e o grau de eterificação (grau de substituição) afetam diretamente as propriedades de formação de película do éter celulósico, bem como a dureza e a tenacidade da película.

3. A influência na força de tração

Além de conferir as propriedades benéficas mencionadas acima à argamassa, o éter de celulose também retarda a cinética de hidratação do cimento. Esse efeito retardador deve-se principalmente à adsorção de moléculas de éter de celulose em diversas fases minerais do sistema de cimento em processo de hidratação, mas, de modo geral, o consenso é que as moléculas de éter de celulose são adsorvidas principalmente em moléculas de água, como CSH e hidróxido de cálcio. Nos produtos químicos, a adsorção é rara na fase mineral original do clínquer. Além disso, o éter de celulose reduz a mobilidade de íons (Ca²⁺, SO₄²⁻, etc.) na solução dos poros devido ao aumento da viscosidade dessa solução, retardando ainda mais o processo de hidratação.

A viscosidade é outro parâmetro importante, que representa as características químicas do éter de celulose. Como mencionado anteriormente, a viscosidade afeta principalmente a capacidade de retenção de água e também tem um efeito significativo na trabalhabilidade da argamassa fresca. No entanto, estudos experimentais demonstraram que a viscosidade do éter de celulose praticamente não afeta a cinética de hidratação do cimento. A massa molecular tem pouco efeito na hidratação, e a diferença máxima entre diferentes massas moleculares é de apenas 10 minutos. Portanto, a massa molecular não é um parâmetro fundamental para controlar a hidratação do cimento.

A capacidade de retardamento do éter de celulose depende de sua estrutura química, e a tendência geral observada para o MHEC é que, quanto maior o grau de metilação, menor o efeito retardador. Além disso, o efeito retardador da substituição hidrofílica (como a substituição por HEC) é mais forte do que o da substituição hidrofóbica (como a substituição por MH, MHEC e MHPC). O efeito retardador do éter de celulose é influenciado principalmente por dois parâmetros: o tipo e a quantidade de grupos substituintes.

Nossos experimentos sistemáticos também constataram que o teor de substituintes desempenha um papel importante na resistência mecânica de adesivos para azulejos. Avaliamos o desempenho do HPMC com diferentes graus de substituição em adesivos para azulejos e testamos o efeito de éteres de celulose contendo diferentes grupos sob diferentes condições de cura sobre as propriedades mecânicas dos adesivos.

No teste, consideramos o HPMC, que é um éter composto, portanto, precisamos combinar as duas imagens. O HPMC precisa de um certo grau de absorção para garantir sua solubilidade em água e transmissão de luz. Sabemos que o teor de substituintes também determina a temperatura de gelificação do HPMC, que, por sua vez, determina o ambiente de uso do HPMC. Dessa forma, o teor de grupos do HPMC geralmente aplicável também é definido dentro de uma faixa. Dentro dessa faixa, como combinar metoxi e hidroxipropoxi para obter o melhor efeito é o foco de nossa pesquisa. A Figura 2 mostra que, dentro de uma determinada faixa, um aumento no teor de grupos metoxi leva a uma tendência de queda na resistência à tração, enquanto um aumento no teor de grupos hidroxipropoxi leva a um aumento na resistência à tração. Há um efeito semelhante em relação ao tempo de abertura.

A tendência de variação da resistência mecânica em condições de tempo aberto é consistente com a observada em condições de temperatura normal. O HPMC com alto teor de metoxila (DS) e baixo teor de hidroxipropoxila (MS) apresenta boa tenacidade do filme, mas isso afetará negativamente as propriedades de molhabilidade da argamassa úmida.