Китайское название HPMC — гидроксипропилметилцеллюлоза. Это неионогенное вещество, часто используемое в качестве водоудерживающего агента в сухих строительных смесях. Это наиболее распространенный водоудерживающий материал в строительных растворах.
Производственный процесс HPMC в основном основан на получении полисахаридного эфирного продукта путем щелочной обработки и этерификации хлопкового волокна (отечественного производства). Он сам по себе не имеет заряда, не вступает в реакцию с заряженными ионами в гелеобразующем материале и обладает стабильными характеристиками. Цена также ниже, чем у других видов целлюлозных эфиров, поэтому он широко используется в сухих строительных смесях.
Функция гидроксипропилметилцеллюлозы: Она загущает свежеприготовленный раствор, придавая ему определенную вязкость во влажном состоянии и предотвращая расслоение. (Загущение) Водоудержание также является важнейшей характеристикой, которая помогает поддерживать количество свободной воды в растворе, благодаря чему после завершения строительства цементный материал имеет больше времени для гидратации. (Водоудержание) Обладает воздухововлекающими свойствами, способствуя образованию однородных и мелких пузырьков воздуха, что улучшает качество строительного раствора.
Чем выше вязкость эфира гидроксипропилметилцеллюлозы, тем лучше его влагоудерживающие свойства. Вязкость является важным параметром, определяющим характеристики HPMC. В настоящее время различные производители HPMC используют разные методы и приборы для измерения вязкости HPMC. Основные методы включают HaakeRotovisko, Hoppler, Ubbelohde и Brookfield.
Для одного и того же продукта результаты измерения вязкости разными методами сильно различаются, а в некоторых случаях разница может быть вдвое больше. Поэтому при сравнении вязкости необходимо использовать одни и те же методы измерения, включая температуру, ротор и т.д. Что касается размера частиц, чем мельче частицы, тем лучше влагоудержание. После контакта крупных частиц эфира целлюлозы с водой их поверхность немедленно растворяется, образуя гель, который обволакивает материал, предотвращая дальнейшее проникновение молекул воды. Иногда даже после длительного перемешивания происходит неравномерное диспергирование и растворение, в результате чего образуется мутный хлопьевидный раствор или происходит агломерация. Это существенно влияет на влагоудержание эфира целлюлозы, а растворимость является одним из факторов при выборе эфира целлюлозы.
Тонкость помола также является важным показателем эффективности метилцеллюлозного эфира. Для сухих порошковых растворов требуется метилцеллюлозный эфир в виде порошка с низким содержанием воды, а также с требуемой тонкостью помола, при которой 20–60% частиц имеют размер менее 63 мкм. Тонкость помола влияет на растворимость гидроксипропилметилцеллюлозного эфира. Крупнозернистый метилцеллюлозный эфир обычно имеет гранулированную структуру и легко растворяется в воде без агломерации, но скорость растворения очень низкая, поэтому он не подходит для использования в сухих порошковых растворах.
В сухом порошковом растворе метилцеллюлоза (МЦ) диспергирована между цементирующими материалами, такими как заполнитель, мелкий наполнитель и цемент, и только достаточно мелкий порошок может предотвратить агломерацию эфира метилцеллюлозы при смешивании с водой. При добавлении МЦ в воду для растворения агломератов диспергирование и растворение происходит с большим трудом. Крупная тонкость помола МЦ не только приводит к излишним затратам, но и снижает локальную прочность раствора. При нанесении такого сухого порошкового раствора на большую площадь скорость твердения локального сухого порошкового раствора значительно снижается, и из-за разного времени твердения появляются трещины. Для напыляемого раствора, используемого в механизированном строительстве, требования к тонкости помола выше из-за более короткого времени смешивания. В целом, чем выше вязкость, тем лучше водоудерживающий эффект. Однако, чем выше вязкость и выше молекулярная масса МЦ, тем меньше ее растворимость, что негативно сказывается на прочности и эксплуатационных характеристиках раствора.
Чем выше вязкость, тем заметнее эффект загущения раствора, но это не прямо пропорционально. Чем выше вязкость, тем более вязким будет влажный раствор, то есть во время строительства это проявляется в прилипании к шпателю и высокой адгезии к основанию. Но это не способствует повышению прочности самого влажного раствора. То есть, во время строительства противоскользящие свойства не так очевидны. Напротив, некоторые модифицированные эфиры метилцеллюлозы средней и низкой вязкости обладают превосходными свойствами по повышению прочности влажного раствора.
Водоудерживающая способность HPMC также зависит от используемой температуры, при этом водоудерживающая способность метилцеллюлозного эфира снижается с повышением температуры. Однако в реальных условиях применения сухой порошковый раствор часто наносится на горячие основания при высоких температурах (выше 40 градусов) в различных средах, например, при наружной штукатурке стен под солнцем летом, что часто ускоряет твердение цемента и затвердевание сухого порошкового раствора. Снижение водоудерживающей способности приводит к очевидному ухудшению как удобоукладываемости, так и трещиностойкости, и в таких условиях особенно важно уменьшить влияние температурных факторов.
В этом отношении добавки на основе метилгидроксиэтилцеллюлозы в эфире в настоящее время считаются передовыми в технологическом развитии. Хотя количество метилгидроксиэтилцеллюлозы увеличивается (летняя формула), её технологичность и трещиностойкость всё ещё не соответствуют требованиям применения. Благодаря специальной обработке метилгидроксиэтилцеллюлозы, например, увеличению степени этерификации и т. д., эффект удержания влаги может сохраняться при более высоких температурах, что обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики в суровых условиях.
Дозировка ГПМЦ не должна быть слишком высокой, иначе это увеличит потребность раствора в воде, он будет прилипать к шпателю, а время схватывания увеличится, что повлияет на технологичность строительства. В разных растворах используется ГПМЦ с разной вязкостью, и не следует бездумно использовать ГПМЦ высокой вязкости. Поэтому, хотя продукты на основе гидроксипропилметилцеллюлозы хороши, их следует использовать правильно. Выбор правильной ГПМЦ — первостепенная задача персонала лаборатории предприятия. В настоящее время многие недобросовестные поставщики занимаются производством ГПМЦ, и качество их продукции довольно низкое. При выборе определенной целлюлозы лаборатория должна тщательно проводить эксперименты, чтобы обеспечить стабильность раствора, и не стремиться к дешевизне, что может привести к ненужным потерям.
Дата публикации: 04 мая 2023 г.