Гідроксіетилцелюлоза (HEC) — це неіонна водорозчинна полімерна сполука, хімічна структура якої модифікована з целюлози за допомогою реакції гідроксіетилювання. HEC має хорошу розчинність у воді, згущує, суспендує, емульгує, диспергує та плівкоутворює властивості, тому він широко використовується в будівельних матеріалах, покриттях, щоденних хімікатах та харчовій промисловості. У водонепроникних покриттях із гумового асфальту, покритих розпиленням, введення гідроксиетилцелюлози може значно підвищити їх термостійкість.
1. Основні властивості гідроксиетилцелюлози
Гідроксиетилцелюлоза має ефективні згущувальні та плівкоутворювальні властивості у воді, що робить її ідеальним загусником для різних покриттів на водній основі. Він значно підвищує в'язкість фарби, утворюючи водневі зв'язки з молекулами води, роблячи мережу молекул води більш щільною. Ця властивість особливо важлива для водонепроникних покриттів, оскільки висока в’язкість допомагає покриттю зберігати свою форму та товщину перед затвердінням, забезпечуючи консистенцію та суцільність плівки.
2. Механізм підвищення термостійкості
2.1 Підвищення стійкості покриттів
Наявність гідроксиетилцелюлози може покращити термічну стійкість гумоасфальтних покриттів. В'язкість фарб зазвичай зменшується при підвищенні температури, а гідроксиетилцелюлоза уповільнює цей процес і зберігає фізичні властивості фарби. Це пояснюється тим, що гідроксіетильна група в молекулі HEC може утворювати фізичну зшиту мережу з іншими компонентами покриття, що підвищує термічну стабільність плівки покриття та дозволяє їй зберігати хорошу структуру та функціонування за умов високої температури.
2.2 Поліпшення механічних властивостей покривної плівки
Механічні властивості покривної плівки, такі як гнучкість, міцність на розрив тощо, безпосередньо впливають на її роботу в умовах високої температури. Введення HEC може покращити механічні властивості покривної плівки, що в основному пов’язано з його ефектом потовщення, який робить плівку покриття більш щільною. Щільна структура плівки покриття не тільки покращує термостійкість, але й підвищує здатність протистояти фізичним навантаженням, викликаним зовнішнім тепловим розширенням і звуженням, запобігаючи розтріскування або відшарування плівки покриття.
2.3 Покращення адгезії плівки покриття
В умовах високих температур водонепроникні покриття схильні до розшарування або відшаровування, що в основному пов’язано з недостатньою адгезією між основою та плівкою покриття. HEC може покращити адгезію покриття до основи шляхом покращення конструктивних характеристик і плівкоутворюючих властивостей покриття. Це допомагає покриттю підтримувати тісний контакт із основою при високих температурах, зменшуючи ризик відшарування або розшарування.
3. Експериментальні дані та практичне застосування
3.1 План експерименту
Щоб перевірити вплив гідроксиетилцелюлози на термостійкість напиленого швидкотвердіючого гумового асфальтового водонепроникного покриття, можна спланувати серію експериментів. В експерименті до водонепроникного покриття можна додати різний вміст HEC, а потім термостабільність, механічні властивості та адгезію покриття можна оцінити за допомогою термогравіметричного аналізу (TGA), динамічного термомеханічного аналізу (DMA) і випробування на розтяг.
3.2 Експериментальні результати
Експериментальні результати показують, що після додавання ГЕК жаростійка температура покриття значно підвищується. У контрольній групі без ГЕК плівка покриття почала розкладатися при 150°C. Після додавання HEC температура, яку могла витримати плівка покриття, зросла до 180°C. Крім того, введення HEC збільшило міцність на розрив плівки покриття приблизно на 20%, тоді як випробування на відшаровування показали, що адгезія покриття до основи зросла приблизно на 15%.
4. Інженерне застосування та запобіжні заходи
4.1 Інженерне застосування
У практичних застосуваннях використання гідроксиетилцелюлози може значно покращити конструкційні та кінцеві характеристики водонепроникних гумоасфальтових покриттів, що швидко затвердіють. Це модифіковане покриття можна використовувати в таких галузях, як гідроізоляція будівель, гідроізоляція підземних інженерних споруд і захист від корозії трубопроводів, і особливо підходить для вимог гідроізоляції в середовищах з високими температурами.
4.2 Запобіжні заходи
Хоча HEC може значно покращити ефективність покриттів, його дозування необхідно розумно контролювати. Надмірна ГЕК може призвести до занадто високої в'язкості покриття, що вплине на працездатність конструкції. Таким чином, у фактичному розробці формули дозування HEC має бути оптимізовано шляхом експериментів для досягнення найкращих характеристик покриття та ефекту конструкції.
Гідроксіетилцелюлоза ефективно покращує термостійкість водонепроникних покриттів з гумового асфальту, що розпилюються, швидко застигає, збільшуючи в’язкість покриття, покращуючи механічні властивості плівки покриття та покращуючи адгезію покриття. Експериментальні дані та практичне застосування показують, що ГЕК має значний вплив на підвищення термічної стабільності та надійності покриттів. Раціональне використання ГЕК може не тільки підвищити будівельні характеристики покриттів, але й значно подовжити термін служби водонепроникних покриттів у високотемпературних середовищах, надаючи нові ідеї та методи розробки будівельних водонепроникних матеріалів.
Час публікації: 08 липня 2024 р