1. Обзор
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) — высокомолекулярное соединение с отличными эксплуатационными характеристиками, широко используемое в строительных материалах, особенно при производстве растворов на цементной основе. Основные функции ГПМЦ в цементном растворе включают загущение, удержание воды, улучшение связующих свойств и улучшение удобоукладываемости. Понимание поведения дисперсии ГПМЦ в цементном растворе имеет большое значение для оптимизации его характеристик.
2. Основные свойства ГПМЦ.
ГПМЦ представляет собой неионный эфир целлюлозы, структурные единицы которого состоят из целлюлозы, гидроксипропила и метила. Химическая структура ГПМЦ придает ему уникальные физические и химические свойства в водном растворе:
Эффект загущения: ГПМЦ может образовывать вязкий раствор в воде, что главным образом связано с тем, что после растворения в воде молекулы перепутываются друг с другом, образуя сетчатую структуру.
Удержание воды: HPMC обладает сильной водоудерживающей способностью и может задерживать испарение воды, тем самым играя роль в удержании воды в цементном растворе.
Характеристики адгезии: поскольку молекулы ГПМЦ образуют защитную пленку между частицами цемента, эффективность сцепления между частицами улучшается.
3. Процесс диспергирования ГПМЦ в цементном растворе.
Процесс растворения: ГПМЦ необходимо сначала растворить в воде. Процесс растворения заключается в том, что порошок ГПМЦ поглощает воду, набухает и постепенно диспергируется с образованием однородного раствора. Поскольку растворимость ГПМЦ в воде зависит от степени его замещения (DS) и молекулярной массы, крайне важно выбрать правильную спецификацию ГПМЦ. Растворение ГПМЦ в воде представляет собой диффузионный процесс, который требует надлежащего перемешивания для ускорения диспергирования.
Однородность дисперсии: при растворении ГПМЦ, если перемешивание недостаточно или условия растворения неподходящие, ГПМЦ склонна к образованию агломератов («рыбий глаз»). Эти агломераты трудно растворить в дальнейшем, что влияет на характеристики цементного раствора. Следовательно, равномерное перемешивание в процессе растворения является важным звеном для обеспечения равномерного диспергирования ГПМЦ.
Взаимодействие с частицами цемента. Полимерные цепи, образующиеся после растворения ГПМЦ, постепенно адсорбируются на поверхности частиц цемента и образуют мостик между частицами цемента, образуя защитную пленку. Эта защитная пленка может, с одной стороны, увеличивать адгезию между частицами, а с другой стороны, она может образовывать барьер на поверхности частиц, замедляя миграцию и испарение воды.
Стабильность дисперсии: полимерная цепь ГПМЦ может физически адсорбироваться с ионами Ca2+, SiO2 и другими ионами на поверхности частиц цемента, стабилизируя свое дисперсионное состояние. Регулируя степень замещения и молекулярную массу ГПМЦ, можно оптимизировать его стабильность дисперсии в цементном растворе.
4. Функциональная оптимизация ГПМЦ в цементном растворе.
Эффект утолщения:
Загущающий эффект ГПМЦ в строительном растворе зависит от его концентрации и молекулярной массы. ГПМЦ с более высокой молекулярной массой может значительно повысить вязкость строительного раствора, тогда как ГПМЦ с низкой молекулярной массой может обеспечить лучший эффект загущения при низких концентрациях.
Эффект загущения может улучшить удобоукладываемость раствора и улучшить его рабочие характеристики, особенно в вертикальном строительстве.
Удержание воды:
HPMC может эффективно улавливать влагу и продлевать открытое время раствора. Удержание воды может не только уменьшить проблемы усадки и растрескивания раствора, но и улучшить характеристики сцепления раствора с основанием.
Водоудерживающая способность ГПМЦ тесно связана с его растворимостью. Выбирая ГПМЦ с соответствующей степенью замещения, можно оптимизировать водоудерживающий эффект строительного раствора.
Улучшенные свойства сцепления:
Поскольку HPMC может образовывать липкий мостик между частицами цемента, он может эффективно улучшить прочность сцепления раствора, особенно при использовании в теплоизоляционном растворе и клеях для плитки.
HPMC также может улучшить эксплуатационные характеристики строительства за счет уменьшения быстрого испарения воды и увеличения рабочего времени.
Производительность строительства:
Применение HPMC в строительном растворе может значительно улучшить его строительные характеристики. HPMC придает раствору лучшую смазывающую способность и вязкость, его легко наносить и изготавливать, особенно при выполнении детальных операций, чтобы обеспечить плавность конструкции.
Регулируя количество и конфигурацию ГПМЦ, можно оптимизировать реологические свойства раствора, чтобы адаптировать его к различным строительным потребностям.
5. Примеры применения ГПМЦ в цементном растворе.
Плиточный клей:
ГПМЦ в основном играет роль удержания воды и загущения в клеях для плитки. Улучшая водоудержание клея, HPMC может продлить время его открытого состояния, обеспечить достаточное время адаптации и предотвратить скольжение плитки после укладки.
Эффект загущения гарантирует, что клей не провиснет во время строительства фасада, повышая удобство и эффект строительства.
Раствор для утепления наружных стен:
В растворе для изоляции наружных стен основная функция ГПМЦ заключается в улучшении водоудержания и трещиностойкости раствора. Улавливая влагу, HPMC может эффективно уменьшить усадку и растрескивание раствора в процессе высыхания.
Поскольку к изоляционному раствору предъявляются высокие требования к строительным характеристикам, загущающий эффект HPMC может обеспечить равномерное распределение раствора на стене, тем самым улучшая общие характеристики изоляционного слоя.
Самовыравнивающийся раствор:
HPMC в самовыравнивающемся растворе может гарантировать отсутствие расслоения или просачивания воды во время процесса выравнивания за счет увеличения вязкости раствора, тем самым обеспечивая плоскостность и прочность самовыравнивающегося раствора.
6. Тенденции будущего развития HPMC
Зелень и охрана окружающей среды:
С повышением требований по защите окружающей среды важным направлением в будущем станет разработка малотоксичных и биоразлагаемых продуктов ГПМЦ.
Экологически чистый и экологически чистый HPMC может не только снизить воздействие на окружающую среду, но и обеспечить более безопасную рабочую среду во время строительства.
Высокая производительность:
Путем оптимизации молекулярной структуры HPMC разрабатываются высокопроизводительные продукты HPMC, отвечающие требованиям к цементным растворам с более высокими требованиями к производительности.
Например, регулируя степень замещения и молекулярную массу ГПМЦ, можно разработать продукты с более высокой вязкостью и более сильным удержанием воды.
Интеллектуальное приложение:
С развитием материаловедения интеллектуальный и отзывчивый HPMC применяется к цементному раствору, что позволяет ему регулировать свои характеристики в соответствии с изменениями окружающей среды, например, автоматически регулировать удержание воды при различной влажности.
Высококачественная целлюлоза HPMC может эффективно диспергировать и обеспечивать загущение, удержание воды и улучшение строительных характеристик цементного раствора благодаря своей уникальной химической структуре и физическим свойствам. Рационально выбирая и оптимизируя использование ГПМЦ, можно значительно улучшить общие характеристики цементного раствора, чтобы удовлетворить потребности различных сценариев применения. В будущем экологичное, высокопроизводительное и интеллектуальное развитие HPMC будет способствовать дальнейшему его применению и развитию в строительных материалах.
Время публикации: 21 июня 2024 г.