Der Einfluss von Methylhydroxyethylcellulose auf die Epoxidharzmatrix

Methylhydroxyethylcellulose (MHEC) ist ein wasserlöslicher Celluloseether, der in der Bauindustrie häufig als Verdickungsmittel und Rheologiemodifikator in zementären Systemen verwendet wird. Es ist dafür bekannt, die Fließeigenschaften, die Verarbeitbarkeit und die Haftung von zementären Materialien zu verbessern, was es zu einem idealen Zusatzstoff für Beton-, Mörtel- und Fugenmörtelformulierungen macht. Der Einfluss von MHEC auf die Eigenschaften von Epoxidharzmatrizen wurde jedoch weniger beachtet.

Epoxidharze sind eine Klasse duroplastischer Polymere, die aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften, chemischen Beständigkeit und Haftung auf verschiedenen Substraten häufig in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Bauindustrie eingesetzt werden. Sie können jedoch spröde sein und eine geringe Schlagzähigkeit aufweisen, was ihre Verwendung in einigen Anwendungen einschränkt. Um dieses Problem anzugehen, haben Forscher die Verwendung verschiedener Additive, darunter Celluloseether, untersucht, um die Zähigkeit und Schlagfestigkeit von Epoxidharzen zu verbessern.

Mehrere Studien haben über die Verwendung von MHEC als Zusatzstoff in Epoxidharzmatrizen berichtet. Eine Studie von Kim et al. (2019) untersuchten die Auswirkung von MHEC auf die mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen auf Epoxidbasis. Die Forscher fanden heraus, dass der Zusatz von MHEC die Bruchzähigkeit und Schlagzähigkeit der Verbundwerkstoffe sowie die thermische Stabilität und Wasserbeständigkeit verbesserte. Die Autoren führten diese Verbesserungen auf die Fähigkeit von MHEC zurück, Wasserstoffbrückenbindungen mit der Epoxidharzmatrix zu bilden, was die Grenzflächenhaftung erhöhte und die Rissausbreitung verhinderte.

Eine weitere Studie von Pan et al. (2017) untersuchten den Einfluss von MHEC auf das Aushärtungsverhalten und die mechanischen Eigenschaften eines Epoxidharzsystems. Die Forscher fanden heraus, dass die Zugabe von MHEC die Aushärtezeit verzögerte und die maximale Aushärtetemperatur des Epoxidharzes verringerte, was auf die hydrophile Natur von MHEC zurückzuführen ist. Allerdings verbesserte die Zugabe von MHEC auch die Zugfestigkeit und Bruchdehnung des ausgehärteten Epoxidharzes, was darauf hindeutet, dass MHEC die Flexibilität und Zähigkeit der Epoxidharzmatrix verbessern kann.

Neben der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Epoxidharzmatrizen wurde berichtet, dass MHEC auch einen positiven Einfluss auf die rheologischen Eigenschaften von Systemen auf Epoxidharzbasis hat. Eine Studie von Li et al. (2019) untersuchten die Wirkung von MHEC auf die Rheologie und die mechanischen Eigenschaften eines Klebstoffs auf Epoxidbasis. Die Forscher fanden heraus, dass der Zusatz von MHEC das thixotrope Verhalten des Klebstoffs verbesserte und das Absetzen von Füllstoffen verringerte. Der Zusatz von MHEC verbesserte zudem die Haftfestigkeit und Schlagfestigkeit des Klebstoffs.

Insgesamt hat die Verwendung von MHEC als Additiv in Epoxidharzmatrizen vielversprechende Ergebnisse bei der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, der Zähigkeit und des rheologischen Verhaltens des Systems gezeigt. Es wird angenommen, dass die Fähigkeit von MHEC, Wasserstoffbrückenbindungen mit der Epoxidharzmatrix zu bilden, ein Schlüsselmechanismus hinter diesen Verbesserungen ist, die zu einer erhöhten Grenzflächenhaftung und einer verringerten Rissausbreitung führen können. Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um den Einfluss von MHEC auf die Eigenschaften von Epoxidharzmatrizen vollständig zu verstehen und die Verwendung dieses Celluloseethers in epoxidbasierten Formulierungen zu optimieren.