Hýdroxýprópýl metýlsellulósi (HPMC)er ójónískur sellulósaeter sem er mikið notaður á mörgum sviðum eins og byggingarefnum, lyfjum, matvælum, húðun og snyrtivörum. Í byggingariðnaði, sérstaklega í þurrblönduðum múrsteini, flísalími, kítti og öðrum vörum, er HPMC mjög skilvirkt vatnsheldandi efni og vatnsheldni þess hefur mikilvæg áhrif á uppbyggingu, viðloðun og lokaárangur efnisins.
1. Uppbygging og eiginleikar HPMC
HPMC er hálftilbúið fjölliða sem er breytt með etermyndun náttúrulegrar sellulósa. Grunngrind þess er β-D-glúkósaeining og sumir hýdroxýlhópar eru skipt út fyrir metýl (–CH₃) og hýdroxýprópýl (–CH₂CHOHCH₃). Vegna innleiðingar þessara staðgengla hefur HPMC bæði vatnssækni og ákveðna vatnsfælni, sem gefur því góða vatnsleysni og yfirborðsvirkni.
Í vatni getur HPMC myndað kolloidlausn með mikilli seigju með fjölmörgum virkni eins og þykknun, sviflausn, fleyti og filmumyndun. Meðal þeirra er vatnsheldni einn mikilvægasti eiginleiki þess, sérstaklega í sementsmúr og gifsefnum, sem gegnir mikilvægu hlutverki í að koma í veg fyrir að vatn tapist of hratt og bæta byggingarframmistöðu.
2. Vatnsgeymslukerfi HPMC
Vatnsheldniáhrif HPMC birtast aðallega í eftirfarandi þáttum:
2.1. Myndun þrívíddar netbyggingar
HPMC þenst út í vatni og myndar seigfljótandi lausn og fjölliðukeðjur þess mynda ákveðna þrívíddarnetbyggingu með vetnistengjum og flækjum. Þessi uppbygging getur á áhrifaríkan hátt bundið vatn, breytt fríu vatni í „bundið vatn“ eða „bundið vatn“ og þar með dregið úr vatnsflutningshraða og gegnt hlutverki í vatnsgeymslu.
2.2. Auka seigju kerfisins
Eftir að HPMC hefur verið leyst upp í vatni getur seigja kerfisins aukist verulega. Vökvafasaumhverfið með mikilli seigju hægir á flutningshraða vatns í gegndræpum miðlum, dregur úr hraða vatnsmissis til undirlagsins vegna háræðavirkni og seinkar þannig uppgufun eða gegndræpi vatns. Þetta er sérstaklega mikilvægt fyrir rakaviðbrögð sements og viðhald múrs.
2.3. Filmumyndun og hindrunaráhrif
HPMC hefur góða filmumyndandi eiginleika. Í byggingarferlinu getur HPMC myndað þunna fjölliðufilmu á yfirborði steypuhræru eða húðunar, sem virkar sem efnisleg hindrun. Þessi filma getur að hluta til hindrað uppgufun vatns, en leyft ákveðnu magni af vatnsgufu að komast inn, viðhaldið innra raka umhverfi og stuðlað að eðlilegri hörðnun og rakamyndun sementsefnisins.
2.4. Aðsog og hæg losun
Sameindabygging HPMC inniheldur marga vatnssækna hópa (eins og hýdroxýlhópa, etertengi o.s.frv.) sem geta myndað vetnistengi við vatnssameindir til að aðsoga og virkað sem „vatnsgeymir“. Í þurru umhverfi eða þegar ekki er nægur raki inni í efninu losar HPMC smám saman aðsogaða rakann til að ná fram hægfara losun vatns. Þessi hægfara losunarhegðun hjálpar til við að bæta uppbyggingu og viðloðun múrsteinsins í þurru umhverfi.
3. Þættir sem hafa áhrif á áhrif vatnsgeymslu
Vatnsheldni HPMC er háð mörgum þáttum, aðallega eftirfarandi atriðum:
3.1. Seigjuflokkur
Seigja HPMC er einn af lykilþáttunum sem hefur áhrif á vatnsheldni þess. Almennt séð, því hærri sem seigja HPMC er, því sterkari er vatnsheldni þess. HPMC með mikla seigju getur myndað þéttari netbyggingu og sterkari vatnsbindandi getu. Hins vegar getur of mikil seigja haft áhrif á flæði og byggingareiginleika efnisins, þannig að það er nauðsynlegt að velja skynsamlega í hagnýtum tilgangi.
3.2. Skiptingarstig og sameindabygging
Stig skiptingar (DS) og mólar skiptingar (MS) HPMC hafa áhrif á vatnssækni þess og leysni og hafa þannig óbeint áhrif á vatnsheldni þess. Almennt séð getur miðlungs stig skiptingar tryggt góða leysni og aukið getu þess til að binda vatn.
3.3. Skammtar
Skammtur af HPMC hefur bein áhrif á vatnsheldni. Með aukinni skammti eykst vatnsheldni venjulega, en eftir að ákveðið bil er farið yfir hefur frammistöðubætur tilhneigingu til mettunar og getur jafnvel valdið því að efnið verði of seigt eða seinki storknun. Þess vegna þarf að hámarka skammtinn í formúlunni.
3.4. Umhverfishitastig og raki
Hækkun hitastigs mun flýta fyrir uppgufun vatns og vatnsheldni HPMC við hátt hitastig mun minnka. Að auki geta hitamyndunareiginleikar HPMC (hitamyndun á sér stað yfir um 60°C) valdið því að seigja lausnarinnar minnkar, sem hefur áhrif á vatnsheldniáhrifin. Þess vegna ætti að velja viðeigandi HPMC líkan í byggingarumhverfi við hátt hitastig.
HPMC hindrar á áhrifaríkan hátt hraðt tap á vatni og bætir vatnsgeymslugetu byggingarefnisins með ýmsum aðferðum eins og að auka seigju kerfisins, mynda netbyggingu, taka upp vatn og mynda filmuhindrun.Vatnsheldni HPMCgegnir lykilhlutverki í að bæta byggingarframmistöðu, auka styrk efnisins og lengja opnunartíma.
Birtingartími: 14. maí 2025