1. Apžvalga
Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) yra didelės molekulinės masės junginys, pasižymintis puikiomis savybėmis, plačiai naudojamas statybinėse medžiagose, ypač cemento skiedinio gamyboje. Pagrindinės HPMC funkcijos cemento skiedinyje yra tirštinimas, vandens sulaikymas, sukibimo savybių gerinimas ir apdirbamumo gerinimas. Norint optimizuoti jo veikimą, labai svarbu suprasti HPMC dispersijos elgesį cemento skiedinyje.
2. Pagrindinės HPMC savybės
HPMC yra nejoninis celiuliozės eteris, kurio struktūrinius vienetus sudaro celiuliozė, hidroksipropilas ir metilas. HPMC cheminė struktūra suteikia jam unikalių fizinių ir cheminių savybių vandeniniame tirpale:
Tirštinimo efektas: HPMC gali sudaryti klampų tirpalą vandenyje, o tai daugiausia dėl to, kad ištirpus vandenyje molekulės susipainioja viena su kita ir sudaro tinklo struktūrą.
Vandens sulaikymas: HPMC pasižymi dideliu vandens sulaikymo gebėjimu ir gali sulėtinti vandens išgaravimą, taip sulaikant vandenį cemento skiedinyje.
Sukibimas: Kadangi HPMC molekulės sudaro apsauginę plėvelę tarp cemento dalelių, pagerėja dalelių sukibimas.
3. HPMC dispersijos procesas cemento skiedinyje
Tirpimo procesas: HPMC pirmiausia reikia ištirpinti vandenyje. Tirpimo procesas yra toks, kad HPMC milteliai sugeria vandenį ir išsipučia ir palaipsniui išsisklaido, sudarydami vienodą tirpalą. Kadangi HPMC tirpumas vandenyje priklauso nuo jo pakeitimo laipsnio (DS) ir molekulinės masės, labai svarbu pasirinkti tinkamą HPMC specifikaciją. HPMC tirpimas vandenyje yra difuzijos procesas, kurį reikia tinkamai maišyti, kad paspartėtų dispersija.
Dispersijos vienodumas: tirpstant HPMC, jei maišymas yra nepakankamas arba tirpimo sąlygos netinkamos, HPMC gali susidaryti aglomeratus (žuvies akis). Šiuos aglomeratus sunku toliau ištirpinti, todėl jie turi įtakos cemento skiedinio veikimui. Todėl vienodas maišymas tirpimo proceso metu yra svarbi grandis, užtikrinanti vienodą HPMC dispersiją.
Sąveika su cemento dalelėmis: polimerų grandinės, susidarančios ištirpus HPMC, palaipsniui adsorbuojasi ant cemento dalelių paviršiaus ir susilieja tarp cemento dalelių, sudarydamos apsauginę plėvelę. Ši apsauginė plėvelė, viena vertus, gali padidinti sukibimą tarp dalelių, kita vertus, ji gali sudaryti kliūtį dalelių paviršiuje, kad būtų atidėtas vandens migracija ir išgaravimas.
Dispersijos stabilumas: HPMC polimero grandinė gali fiziškai adsorbuotis su Ca2+, SiO2 ir kitais jonais ant cemento dalelių paviršiaus, kad stabilizuotų jos dispersijos būseną. Reguliuojant HPMC pakeitimo laipsnį ir molekulinę masę, galima optimizuoti jo dispersijos stabilumą cemento skiedinyje.
4. HPMC funkcinis optimizavimas cemento skiedinyje
Tirštinimo efektas:
HPMC tirštinamasis poveikis skiedinyje priklauso nuo jo koncentracijos ir molekulinės masės. Didesnės molekulinės masės HPMC gali žymiai padidinti skiedinio klampumą, o mažos molekulinės masės HPMC gali sukurti geresnį tirštinimo efektą esant mažoms koncentracijoms.
Tirštinimo efektas gali pagerinti skiedinio apdirbamumą ir pagerinti skiedinio veikimą, ypač vertikalioje konstrukcijoje.
Vandens sulaikymas:
HPMC gali efektyviai sulaikyti drėgmę ir prailginti skiedinio atsidarymo laiką. Vandens sulaikymas gali ne tik sumažinti skiedinio susitraukimo ir įtrūkimo problemas, bet ir pagerinti skiedinio sukibimą su pagrindu.
HPMC vandens sulaikymo gebėjimas yra glaudžiai susijęs su jo tirpumu. Pasirinkus HPMC su atitinkamu pakeitimo laipsniu, galima optimizuoti skiedinio vandens sulaikymo efektą.
Patobulintos sukibimo savybės:
Kadangi HPMC gali sudaryti lipnų tiltelį tarp cemento dalelių, jis gali veiksmingai pagerinti skiedinio sukibimo stiprumą, ypač kai naudojamas termoizoliaciniame skiedinyje ir plytelių klijuose.
HPMC taip pat gali pagerinti statybos našumą sumažindamas greitą vandens išgaravimą ir pailgindamas darbo laiką.
Statybos našumas:
HPMC panaudojimas skiedinyje gali žymiai pagerinti jo konstrukcines charakteristikas. Dėl HPMC skiedinys pasižymi geresniu tepimu ir klampumu, todėl jį lengva tepti ir konstruoti, ypač atliekant detalias operacijas, kad būtų užtikrinta sklandi konstrukcija.
Koreguojant HPMC kiekį ir konfigūraciją, galima optimizuoti skiedinio reologines savybes, pritaikyti jį įvairiems statybos poreikiams.
5. HPMC panaudojimo cemento skiedinyje pavyzdžiai
Plytelių klijai:
HPMC daugiausia atlieka plytelių klijų vandens sulaikymo ir tirštinimo funkciją. Gerindamas klijų vandens sulaikymą, HPMC gali pailginti atvirą laiką, užtikrinti pakankamą derinimo laiką ir užkirsti kelią plytelių slydimui po statybos.
Tirštinamasis efektas užtikrina, kad fasado statybos metu klijai nenuslinks, pagerina konstrukcijos patogumą ir efektą.
Išorės sienų izoliacijos skiedinys:
Išorės sienų izoliacijos skiedinyje pagrindinė HPMC funkcija yra pagerinti skiedinio vandens sulaikymą ir atsparumą įtrūkimams. Sugerdamas drėgmę, HPMC gali veiksmingai sumažinti skiedinio susitraukimą ir įtrūkimus džiovinimo proceso metu.
Kadangi izoliaciniam skiediniui keliami aukšti konstrukcijų eksploatacinių savybių reikalavimai, HPMC tirštinamasis poveikis gali užtikrinti tolygų skiedinio pasiskirstymą ant sienos, taip pagerindamas bendrą izoliacinio sluoksnio veikimą.
Savaime išsilyginantis skiedinys:
HPMC savaime išsilyginančiame skiedinyje gali užtikrinti, kad išlyginimo proceso metu nebūtų sluoksniavimosi ar vandens prasiskverbimo, padidinant skiedinio klampumą, taip užtikrinant savaiminio išsilyginimo lygumą ir stiprumą.
6. HPMC ateities plėtros tendencija
Žalioji ir aplinkos apsauga:
Tobulėjant aplinkosaugos reikalavimams, mažai toksiškų ir biologiškai skaidžių HPMC produktų kūrimas taps svarbia kryptimi ateityje.
Žalias ir aplinką tausojantis HPMC gali ne tik sumažinti poveikį aplinkai, bet ir užtikrinti saugesnę eksploatavimo aplinką statybos metu.
Didelis našumas:
Optimizuojant HPMC molekulinę struktūrą, didelio našumo HPMC produktai yra sukurti taip, kad atitiktų cemento skiedinio taikymą su aukštesniais eksploatacinių savybių reikalavimais.
Pavyzdžiui, koreguojant HPMC pakeitimo laipsnį ir molekulinę masę, galima sukurti didesnio klampumo ir stipresnio vandens sulaikymo produktus.
Išmani programa:
Tobulėjant medžiagų mokslui, cemento skiediniui taikomas išmanusis reaguojantis HPMC, leidžiantis reguliuoti savo veikimą pagal aplinkos pokyčius, pvz., automatiškai reguliuoti vandens sulaikymą esant skirtingam drėgniui.
Aukštos kokybės celiuliozės HPMC dėl savo unikalios cheminės struktūros ir fizinių savybių gali veiksmingai išsklaidyti ir sutirštinti, sulaikyti vandenį ir pagerinti konstrukcines savybes cementiniame skiedinyje. Racionaliai parenkant ir optimizuojant HPMC naudojimą, bendras cemento skiedinio veikimas gali būti žymiai pagerintas, kad atitiktų skirtingų taikymo scenarijų poreikius. Ateityje ekologiškas, našus ir protingas HPMC kūrimas toliau skatins jo taikymą ir plėtrą statybinėse medžiagose.
Paskelbimo laikas: 2024-06-21