Wpływ metylohydroksyetylocelulozy na matrycę żywicy epoksydowej

Metylohydroksyetyloceluloza (MHEC) to rozpuszczalny w wodzie eter celulozy, szeroko stosowany w budownictwie jako zagęszczacz i modyfikator reologii w systemach cementowych. Wiadomo, że poprawia właściwości płynięcia, urabialności i przyczepności materiałów cementowych, co czyni go idealnym dodatkiem do receptur betonu, zapraw i zaczynów. Mniej uwagi poświęcono jednak wpływowi MHEC na właściwości matryc z żywicy epoksydowej.

Żywice epoksydowe to klasa termoutwardzalnych polimerów, które są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i budowlanym ze względu na ich doskonałe właściwości mechaniczne, odporność chemiczną i przyczepność do różnych podłoży. Mogą jednak być kruche i wykazywać niską udarność, co ogranicza ich zastosowanie w niektórych zastosowaniach. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy zbadali zastosowanie różnych dodatków, w tym eterów celulozy, w celu poprawy wytrzymałości i odporności na uderzenia żywic epoksydowych.

W kilku badaniach opisano zastosowanie MHEC jako dodatku do matryc z żywicy epoksydowej. Na przykład badanie Kim i in. (2019) zbadali wpływ MHEC na właściwości mechaniczne kompozytów na bazie epoksydów. Naukowcy odkryli, że dodatek MHEC poprawił odporność na pękanie i udarność kompozytów, a także stabilność termiczną i wodoodporność. Autorzy przypisali te ulepszenia zdolności MHEC do tworzenia wiązań wodorowych z matrycą z żywicy epoksydowej, co zwiększało adhezję międzyfazową i zapobiegało propagacji pęknięć.

Inne badanie przeprowadzone przez Pan i in. (2017) zbadali wpływ MHEC na zachowanie podczas utwardzania i właściwości mechaniczne systemu żywicy epoksydowej. Naukowcy odkryli, że dodatek MHEC opóźnił czas utwardzania i obniżył maksymalną temperaturę utwardzania żywicy epoksydowej, co przypisuje się hydrofilowemu charakterowi MHEC. Jednakże dodatek MHEC poprawił również wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu utwardzonej żywicy epoksydowej, co wskazuje, że MHEC może poprawić elastyczność i wytrzymałość matrycy żywicy epoksydowej.

Oprócz poprawy właściwości mechanicznych matryc żywicy epoksydowej, doniesiono również, że MHEC ma pozytywny wpływ na właściwości reologiczne systemów na bazie żywic epoksydowych. Na przykład badanie Li i in. (2019) zbadali wpływ MHEC na reologię i właściwości mechaniczne kleju na bazie epoksydu. Naukowcy odkryli, że dodatek MHEC poprawił tiksotropowe zachowanie kleju i ograniczył osiadanie wypełniaczy. Dodatek MHEC poprawił także siłę przyczepności i odporność kleju na uderzenia.

Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie MHEC jako dodatku do matryc z żywicy epoksydowej wykazało obiecujące wyniki w zakresie poprawy właściwości mechanicznych, wytrzymałości i zachowania reologicznego układu. Uważa się, że zdolność MHEC do tworzenia wiązań wodorowych z matrycą z żywicy epoksydowej jest kluczowym mechanizmem tych ulepszeń, co może prowadzić do zwiększonej przyczepności międzyfazowej i ograniczenia propagacji pęknięć. Jednakże potrzebne są dalsze badania, aby w pełni zrozumieć wpływ MHEC na właściwości matryc z żywicy epoksydowej i zoptymalizować wykorzystanie tego eteru celulozy w preparatach na bazie żywic epoksydowych.