Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC) to powszechnie stosowany rozpuszczalny w wodzie polimer szeroko stosowany w materiałach budowlanych, zwłaszcza w klejach do płytek na bazie cementu. Unikalne właściwości chemiczne i fizyczne HPMC sprawiają, że odgrywa on kluczową rolę w poprawie przyczepności, wydajności konstrukcji i trwałości klejów do płytek.
(1) Podstawowa wiedza na temat HPMC
1. Struktura chemiczna HPMC
HPMC to pochodna celulozy uzyskana przez chemiczną modyfikację naturalnej celulozy. Jej struktura jest głównie utworzona przez grupy metoksy (-OCH₃) i hydroksypropoksy (-CH₂CHOHCH₃) zastępujące niektóre grupy hydroksylowe w łańcuchu celulozy. Ta struktura zapewnia HPMC dobrą rozpuszczalność i zdolność hydratacji.
2. Właściwości fizyczne HPMC
Rozpuszczalność: HPMC może rozpuścić się w zimnej wodzie, tworząc przezroczysty roztwór koloidalny, charakteryzuje się dobrą zdolnością do hydratacji i zagęszczania.
Termożelowanie: Roztwór HPMC po podgrzaniu tworzy żel, który po ochłodzeniu powraca do stanu ciekłego.
Aktywność powierzchniowa: HPMC ma dobrą aktywność powierzchniową w roztworze, co pomaga w tworzeniu stabilnej struktury pęcherzyków.
Te wyjątkowe właściwości fizyczne i chemiczne sprawiają, że HPMC jest idealnym materiałem do modyfikacji klejów do płytek na bazie cementu.
(2) Mechanizm działania HPMC poprawiającego wydajność klejów do płytek na bazie cementu
1. Poprawa retencji wody
Zasada: HPMC tworzy w roztworze lepką strukturę sieciową, która może skutecznie zatrzymywać wilgoć. Ta zdolność zatrzymywania wody wynika z dużej liczby grup hydrofilowych (takich jak grupy hydroksylowe) w cząsteczkach HPMC, które mogą absorbować i zatrzymywać dużą ilość wilgoci.
Poprawa przyczepności: Kleje do płytek na bazie cementu wymagają wilgoci, aby uczestniczyć w reakcji hydratacji podczas procesu utwardzania. HPMC utrzymuje obecność wilgoci, umożliwiając pełne uwodnienie cementu, co poprawia przyczepność kleju.
Wydłużony czas otwarty: Zatrzymywanie wody zapobiega szybkiemu wysychaniu kleju w trakcie budowy, wydłużając czas przydatności do układania płytek.
2. Popraw wydajność konstrukcji
Zasada działania: HPMC ma dobre właściwości zagęszczające, a jego cząsteczki mogą tworzyć w roztworze wodnym strukturę przypominającą sieć, zwiększając w ten sposób lepkość roztworu.
Poprawa właściwości zapobiegających osiadaniu: Zagęszczona masa ma lepsze właściwości zapobiegające osiadaniu w trakcie procesu budowy, dzięki czemu płytki mogą pozostać stabilnie w ustalonej pozycji podczas układania nawierzchni i nie będą się zsuwać pod wpływem grawitacji.
Poprawa płynności: Odpowiednia lepkość sprawia, że klej jest łatwy do nakładania i rozprowadzania w trakcie budowy, a jednocześnie zapewnia dobrą operacyjność, co zmniejsza trudności związane z budową.
3. Zwiększ trwałość
Zasada działania: HPMC zwiększa retencję wody i przyczepność kleju, co przekłada się na większą trwałość cementowego kleju do płytek.
Poprawa wytrzymałości wiązania: W pełni uwodnione podłoże cementowe zapewnia lepszą przyczepność i nie jest podatne na odpadanie lub pękanie podczas długotrwałego użytkowania.
Zwiększona odporność na pęknięcia: Dobre zatrzymywanie wody zapobiega dużemu skurczowi kleju w procesie suszenia, zmniejszając tym samym problem pękania wywoływanego skurczem.
(3) Wsparcie danych eksperymentalnych
1. Eksperyment z retencją wody
Badania wykazały, że współczynnik retencji wody w klejach do płytek na bazie cementu z dodatkiem HPMC jest znacznie lepszy. Na przykład dodanie 0,2% HPMC do kleju może zwiększyć współczynnik retencji wody z 70% do 95%. Ta poprawa jest kluczowa dla poprawy siły wiązania i trwałości kleju.
2. Badanie lepkości
Ilość dodanego HPMC ma znaczący wpływ na lepkość. Dodanie 0,3% HPMC do kleju do płytek na bazie cementu może zwiększyć lepkość kilkakrotnie, zapewniając, że klej ma dobre właściwości przeciwzwisające i właściwości konstrukcyjne.
3. Badanie wytrzymałości wiązania
W wyniku eksperymentów porównawczych stwierdzono, że siła wiązania między płytkami a podłożami klejów zawierających HPMC jest znacznie lepsza niż klejów bez HPMC. Na przykład po dodaniu 0,5% HPMC siła wiązania może wzrosnąć o około 30%.
(4) Przykłady zastosowań
1. Układanie płytek podłogowych i ściennych
W rzeczywistym układaniu płytek podłogowych i ściennych kleje do płytek na bazie cementu wzbogacone HPMC wykazały lepszą wydajność konstrukcyjną i trwałe wiązanie. Podczas procesu budowy klej nie traci łatwo wody, zapewniając gładkość konstrukcji i płaskość płytek.
2. System ociepleń ścian zewnętrznych
Kleje wzbogacone HPMC są również szeroko stosowane w systemach izolacji ścian zewnętrznych. Ich doskonałe zatrzymywanie wody i przyczepność zapewniają silne połączenie między płytą izolacyjną a ścianą, poprawiając w ten sposób trwałość i stabilność systemu izolacji ścian zewnętrznych.
Zastosowanie HPMC w cementowych klejach do płytek znacząco poprawia wydajność kleju. Poprzez poprawę retencji wody, zwiększenie wydajności konstrukcji i poprawę trwałości, HPMC sprawia, że cementowe kleje do płytek są bardziej odpowiednie dla nowoczesnych potrzeb budowlanych. Wraz z rozwojem technologii i rosnącym zapotrzebowaniem na materiały budowlane o wysokiej wydajności, perspektywy zastosowania HPMC będą szersze.
Czas publikacji: 26-06-2024