淺談可再分散乳膠粉在干粉砂漿中的作用機(jī)理

時(shí)間：2013-07-12作者：戈麥斯化工（中國(guó)）有限公司瀏覽：163

可再分散乳膠粉與其他無(wú)機(jī)膠黏劑（如水泥、熟石灰、石膏、黏土等）以及各種骨料、填料和其他添加劑[如羥纖維素、聚多糖（淀粉醚）、纖維素纖維等]經(jīng)物理混合制成干拌砂漿。當(dāng)干粉砂漿加入水中攪拌時(shí)，在親水性的保護(hù)膠體以及機(jī)械剪切力的作用下，乳膠粉顆粒可**分散到水中，并足以使可再分散乳膠粉充分成膜。膠粉的組成不同，分別對(duì)砂漿的流變性以及各種施工性能產(chǎn)生影響：乳膠粉再分散時(shí)對(duì)水的親和性、乳膠粉分散后不同的黏度、對(duì)砂漿含氣量以及氣泡分布的影響，膠粉與其它添加劑的相互作用等，使不同的乳膠粉分別具有增加流動(dòng)性、增加觸變性、增加黏度等作用。
   一般認(rèn)為，可再分散性乳膠粉改善新拌砂漿和易性的機(jī)理是：乳膠粉尤其是保護(hù)膠體分散時(shí)對(duì)水的親和并增加了漿體的粘稠度，提高了施工砂漿的內(nèi)聚力。
    含有乳膠粉分散液的新拌砂漿成型后，隨著基面對(duì)水分的吸收、水化反應(yīng)的消耗、向空氣的揮發(fā)，水分逐漸減少，樹(shù)脂顆粒逐漸靠近，界面逐漸模糊，樹(shù)脂逐漸相互融合，較終聚合成膜。聚合物成膜的過(guò)程分為三個(gè)階段。**階段，在初始乳液中聚合物顆粒以布朗運(yùn)動(dòng)的形式自由移動(dòng)。隨著水分的蒸發(fā)，顆粒的移動(dòng)自然受到了越來(lái)越多的限制，水與空氣的界面張力促使它們逐漸排列在一起。*二階段，顆粒開(kāi)始相互接觸時(shí)，網(wǎng)絡(luò)狀的水分通過(guò)毛細(xì)管蒸發(fā)，施加于顆粒表面的高毛細(xì)張力引起乳膠球體的變形使它們?nèi)诤显谝黄?，剩余的水分填充在孔隙中，膜大致形成?三階段，最后階段使聚合物分子的擴(kuò)散（有時(shí)稱為自黏性）相成真正的連續(xù)膜。在成膜過(guò)程中，孤立的可移動(dòng)的乳膠顆粒固結(jié)為新的薄膜相，該薄膜具有較高的拉應(yīng)力。顯然，為了使可再分散乳膠粉能夠再硬化沙漿內(nèi)成膜 ，****較低成膜溫度（MFT）**砂漿的養(yǎng)護(hù)溫度。
    為使得這一過(guò)程不可逆，即當(dāng)聚合物膜再次遇水不會(huì)二次分散，可再分散乳膠粉的保護(hù)膠體——**從聚合物膜的體系中分離出去。這在堿性的水泥砂漿體系不是難題，因?yàn)闀?huì)被水泥水化生成的堿所皂化，同時(shí)石英材料的吸附作用使得逐漸從體系中分離，沒(méi)有了親水性的保護(hù)膠體，本身不溶于水的由可再分散乳膠粉一次分散所成的膜就可不但在干燥條件，也可在長(zhǎng)期浸水的條件發(fā)揮作用。當(dāng)然在非堿性體系中，如石膏或僅有填料的體系中，由于仍有部分存在于較終的聚合物膜中，影響到膜的耐水性，當(dāng)這些體系不用于長(zhǎng)期浸水的場(chǎng)合，以及聚合物仍然具有其特有的機(jī)械性能，可再分散乳膠粉仍可在這些體系中應(yīng)用。
    隨著聚合物薄膜的較終形成，在固化的砂漿中形成了由無(wú)機(jī)于**黏結(jié)劑結(jié)構(gòu)的體系，即水硬性材料構(gòu)成的脆硬性骨架，以及可再分散乳膠粉在間隙與固體表面成膜構(gòu)成的柔性網(wǎng)絡(luò)。由于乳膠粉形成的高分子樹(shù)脂薄膜的拉伸強(qiáng)度得以增強(qiáng)、內(nèi)聚力得以提高。由于聚合物的柔性，變形能力遠(yuǎn)**水泥石剛性結(jié)構(gòu)，砂漿的變形性能得以提高，分散應(yīng)力的作用大幅度提高，從而提高了砂漿的抗裂能力。
    隨著可再分散乳膠粉摻量的提高，整個(gè)體系向塑料方向發(fā)展。在高乳膠粉摻量的情況下，固化后砂漿中的聚合物相逐漸**過(guò)無(wú)機(jī)水化產(chǎn)物相，砂漿將發(fā)生質(zhì)的變化，變成彈性體，同時(shí)水泥的水化產(chǎn)物變成一種“填料”。采用可再分散乳膠粉改性后砂漿的抗拉強(qiáng)度、彈性、柔性和封閉性均有提高。摻和可再分散乳膠粉可使聚合物膜（乳膠膜）形成并構(gòu)成孔壁的一部分，從而對(duì)砂漿的高孔隙構(gòu)造起到了封閉的作用。乳膠膜具有自拉伸機(jī)制，可對(duì)其與砂漿錨接處施加拉力。通過(guò)這些內(nèi)部作用力，將砂漿保持為一個(gè)整體，從而提高砂漿的內(nèi)聚強(qiáng)度。高柔性和高彈性聚合物的存在改善了砂漿的柔性和彈性。屈服應(yīng)力和破壞強(qiáng)度提高的機(jī)理如下：當(dāng)施加作用力時(shí)，由于柔性和彈性的改善會(huì)使微裂縫推遲，直到達(dá)到較高的應(yīng)力時(shí)才形成。此外，互相交織的聚合物區(qū)域?qū)ξ⒘芽p合并為貫穿裂縫也有阻礙作用。因此，可再分散乳膠粉提升了材料的破壞應(yīng)力和破壞應(yīng)變。
    聚合物改性砂漿中的聚合物膜對(duì)硬化砂漿具有十分重要的作用效果。分布于界面上的可再分散乳膠粉經(jīng)分散、成膜又起到了另一種關(guān)鍵的作用，即增加了對(duì)所接觸材料的黏結(jié)性。粉末聚合物改性瓷磚黏結(jié)砂漿與瓷磚界面區(qū)的微結(jié)構(gòu)中，聚合物形成的膜在吸水率較低的玻化瓷磚與水泥砂漿基體之間形成了橋聯(lián)。兩種不同材料之間的接觸區(qū)時(shí)收縮裂縫形成并導(dǎo)致黏結(jié)力損失的特殊高危區(qū)域。所以，乳膠膜使收縮裂縫得以愈合的能力對(duì)于瓷磚膠黏劑具有重要的作用。

    同時(shí)，含有的可再分散乳膠粉對(duì)**基面特別是同類的材料，如聚氯、聚等黏結(jié)力較為**，這在聚合物改性干粉砂漿用于聚板黏結(jié)與罩面時(shí)便是很好的例證。

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