Vplyv metylhydroxyetylcelulózy na matricu epoxidovej živice

Metylhydroxyetylcelulóza (MHEC) je vo vode rozpustný éter celulózy, ktorý sa široko používa v stavebnom priemysle ako zahusťovadlo a modifikátor reológie v cementových systémoch. Je známe, že zlepšuje tokové vlastnosti, spracovateľnosť a priľnavosť cementových materiálov, vďaka čomu je ideálnou prísadou do betónu, malty a škárovacích zmesí. Menej pozornosti sa však venovalo vplyvu MHEC na vlastnosti matríc z epoxidových živíc.

Epoxidové živice sú triedou termosetových polymérov, ktoré sú široko používané v leteckom, automobilovom a stavebnom priemysle vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam, chemickej odolnosti a priľnavosti k rôznym substrátom. Môžu však byť krehké a vykazovať nízku rázovú pevnosť, čo obmedzuje ich použitie v niektorých aplikáciách. Na vyriešenie tohto problému výskumníci skúmali použitie rôznych prísad, vrátane éterov celulózy, na zlepšenie húževnatosti a odolnosti epoxidových živíc proti nárazu.

Niekoľko štúdií uvádza použitie MHEC ako aditíva v matriciach z epoxidových živíc. Napríklad štúdia Kim et al. (2019) skúmali vplyv MHEC na mechanické vlastnosti kompozitov na epoxidovej báze. Vedci zistili, že pridanie MHEC zlepšilo lomovú húževnatosť a rázovú pevnosť kompozitov, ako aj tepelnú stabilitu a odolnosť voči vode. Autori pripisovali tieto zlepšenia schopnosti MHEC vytvárať vodíkové väzby s matricou epoxidovej živice, čo zvýšilo medzifázovú adhéziu a zabránilo šíreniu trhlín.

Ďalšia štúdia od Pana a kol. (2017) skúmali vplyv MHEC na vytvrdzovacie správanie a mechanické vlastnosti systému epoxidovej živice. Vedci zistili, že pridanie MHEC oneskorilo dobu vytvrdzovania a znížilo maximálnu teplotu vytvrdzovania epoxidovej živice, čo sa pripisuje hydrofilnej povahe MHEC. Pridanie MHEC však tiež zlepšilo pevnosť v ťahu a predĺženie pri pretrhnutí vytvrdenej epoxidovej živice, čo naznačuje, že MHEC môže zlepšiť pružnosť a húževnatosť matrice epoxidovej živice.

Okrem zlepšenia mechanických vlastností matríc z epoxidových živíc sa uvádza, že MHEC má tiež pozitívny vplyv na reologické vlastnosti systémov na báze epoxidov. Napríklad štúdia Li a kol. (2019) skúmali vplyv MHEC na reológiu a mechanické vlastnosti lepidla na epoxidovej báze. Vedci zistili, že pridanie MHEC zlepšilo tixotropné správanie lepidla a znížilo usadzovanie plnív. Pridanie MHEC tiež zlepšilo priľnavosť a odolnosť lepidla proti nárazu.

Celkovo použitie MHEC ako aditíva v matriciach epoxidových živíc ukázalo sľubné výsledky pri zlepšovaní mechanických vlastností, húževnatosti a reologického správania systému. Schopnosť MHEC tvoriť vodíkové väzby s matricou epoxidovej živice sa považuje za kľúčový mechanizmus za týmito zlepšeniami, ktoré môžu viesť k zvýšenej adhézii na rozhraní a zníženiu šírenia trhlín. Na úplné pochopenie vplyvu MHEC na vlastnosti matríc epoxidových živíc a optimalizáciu použitia tohto éteru celulózy v prípravkoch na báze epoxidov je však potrebný ďalší výskum.