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 właściwości fizyczne HPMC sprawiają, że odgrywa on istotną rolę w poprawie przyczepności, wydajności konstrukcyjnej i trwałości klejów do płytek.
(1) Podstawowa znajomość HPMC
1. Struktura chemiczna HPMC
HPMC jest pochodną celulozy otrzymywaną poprzez chemiczną modyfikację naturalnej celulozy. Jego strukturę tworzą głównie grupy metoksylowe (-OCH₃) i hydroksypropoksylowe (-CH₂CHOHCH₃) zastępujące niektóre grupy hydroksylowe w łańcuchu celulozy. Taka struktura zapewnia HPMC dobrą rozpuszczalność i zdolność hydratacji.
2. Właściwości fizyczne HPMC
Rozpuszczalność: HPMC może rozpuścić się w zimnej wodzie, tworząc przezroczysty roztwór koloidalny i ma dobrą zdolność uwodnienia i zagęszczenia.
Termożelowanie: Roztwór HPMC po podgrzaniu utworzy żel, a po ochłodzeniu powróci do stanu ciekłego.
Aktywność powierzchniowa: HPMC ma dobrą aktywność powierzchniową w roztworze, co pomaga w tworzeniu stabilnej struktury pęcherzyków.
Te unikalne właściwości fizyczne i chemiczne sprawiają, że HPMC jest idealnym materiałem do modyfikacji cementowych klejów do płytek.
(2) Mechanizm HPMC poprawiający działanie cementowych klejów do płytek
1. Popraw retencję 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.
Popraw przyczepność: Kleje do płytek na bazie cementu wymagają wilgoci, aby uczestniczyć w reakcji hydratacji podczas procesu utwardzania. HPMC utrzymuje wilgotność, umożliwiając całkowite uwodnienie cementu, poprawiając w ten sposób przyczepność kleju.
Wydłużenie czasu otwartego: Zatrzymanie wody zapobiega szybkiemu wysychaniu kleju podczas budowy, wydłużając czas dostosowania do układania płytek.
2. Popraw wydajność konstrukcji
Zasada: HPMC ma dobry efekt zagęszczający, a jego cząsteczki mogą tworzyć strukturę sieciową w roztworze wodnym, zwiększając w ten sposób lepkość roztworu.
Popraw właściwości zapobiegające osiadaniu: Zagęszczona zawiesina ma lepsze właściwości zapobiegające osiadaniu podczas procesu budowy, dzięki czemu płytki mogą pozostać stabilnie w określonej pozycji podczas procesu układania i nie będą się zsuwać pod wpływem grawitacji.
Poprawa płynności: Odpowiednia lepkość sprawia, że klej łatwo się aplikuje i rozprowadza podczas budowy, a jednocześnie charakteryzuje się dobrą operacyjnością, co zmniejsza trudność budowy.
3. Zwiększ trwałość
Zasada: HPMC zwiększa retencję wody i przyczepność kleju, poprawiając w ten sposób trwałość kleju do płytek na bazie cementu.
Popraw siłę wiązania: W pełni uwodnione podłoże cementowe zapewnia silniejszą przyczepność i nie jest podatne na odpadanie ani pękanie podczas długotrwałego użytkowania.
Zwiększa odporność na pękanie: Dobra retencja wody pozwala uniknąć skurczu kleju na dużą skalę podczas procesu suszenia, zmniejszając w ten sposób problem pękania spowodowanego skurczem.
(3) Wsparcie danymi eksperymentalnymi
1. Eksperyment z retencją wody
Badania wykazały, że zdolność zatrzymywania wody przez cementowe kleje do płytek z dodatkiem HPMC ulega znacznej poprawie. Na przykład dodanie 0,2% HPMC do kleju może zwiększyć współczynnik zatrzymywania wody z 70% do 95%. To ulepszenie ma kluczowe znaczenie 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 kilkakrotnie zwiększyć lepkość, zapewniając dobre właściwości zapobiegające ściekaniu kleju i właściwości konstrukcyjne.
3. Badanie wytrzymałości wiązania
W wyniku badań porównawczych stwierdzono, że siła wiązania płytek z podłożami klejów zawierających HPMC jest znacznie lepsza niż klejów bez HPMC. Na przykład po dodaniu 0,5% HPMC siłę wiązania można zwiększyć o około 30%.
(4) Przykłady zastosowań
1. Układanie płytek podłogowych i ściennych
Podczas układania płytek podłogowych i ściennych cementowe kleje do płytek wzbogacone HPMC wykazały lepsze właściwości konstrukcyjne i trwałe wiązanie. Podczas budowy klej nie traci szybko wody, zapewniając gładkość konstrukcji i płaskość płytek.
2. System ocieplenia ścian zewnętrznych
Kleje z dodatkiem HPMC są również szeroko stosowane w systemach ociepleń ścian zewnętrznych. Doskonała retencja wody i przyczepność zapewniają mocne połączenie płyty izolacyjnej ze ścianą, poprawiając tym samym trwałość i stabilność systemu ocieplenia ściany zewnętrznej.
Zastosowanie HPMC w cementowych klejach do płytek znacząco poprawia działanie kleju. Poprawiając retencję wody, poprawiając wydajność konstrukcji i poprawiając trwałość, HPMC sprawia, że kleje do płytek na bazie cementu są bardziej odpowiednie dla potrzeb współczesnego budownictwa. Wraz z rozwojem technologii i rosnącym zapotrzebowaniem na wysokowydajne materiały budowlane, perspektywy zastosowań HPMC będą coraz szersze.
Czas publikacji: 26 czerwca 2024 r