可再分散胶粉的作用机理

可再分散胶粉的作用机理

可再分散胶粉与其他无机胶粘剂（如水泥、熟石灰、石膏、黏土等）以及各种骨料、填料和其他填加剂如甲基羟丙基纤维素醚、聚多糖（淀粉醚）、纤维素纤维等进行物理混合制成干粉砂浆。当将干粉砂浆加入水中搅拌时，在亲水性的保护胶体以及机械剪切力的作用下，胶粉颗粒分散到水中。

正常的可再分散胶粉分散所需要的时间非常短暂，例如，在干喷混凝土修补砂浆中，加有可再分散胶粉的干砂浆与水仅在喷嘴终处混合约0.1s的时间便喷射到施工面，这已经足以使可再分散胶粉充分分散和成膜。在这早期混合阶段胶粉已经开始对砂浆的流变性以及施工性产生影响，由于胶粉本身的特性以及该性的不同这种影响也就不同，有的有助流的作用，而有的有增加触变性的作用，其影响的机理来自多个方面： 有胶粉在分散时对水的亲和带来的影响；有胶粉分散后黏度不同的影响；有由于保护胶体带来的影响；有由于对水泥和水带来的影响；有对砂浆含气量提高以及气泡分布带来的影响；以及自身填加剂与其他添加剂相互作用带来的影响等。其中接受较多的观点是，可再分散胶粉通常是砂浆含气量提高对砂浆的施工起到润滑的作用，以及胶粉尤其是保护胶体分散时对水的亲和以及随后的黏稠度对施工砂浆的内聚力提高从而提高了和易性。

含有胶粉分散液的湿砂浆施工于作业面上，随着水分在3个层面上的减少，基面的吸收，水硬性材料的反应消耗，面层的水向空气挥发，树脂颗粒逐渐靠近，界面逐渐模糊，树脂逐渐相互融合，最终成为连续的高分子薄膜，这一过程主要发生在砂浆的气孔以及固体的表面。这里要强调的是，要想使得这一过程不可逆，即当聚合物膜再次遇水不会二次分散，可再分散胶粉的保护胶体的保护胶体—聚乙烯醇必须从聚合物膜的体系中分离出去。这对碱性的水泥砂浆体系不是难题，因为聚乙烯醇会被水泥水化生成的碱所皂化，同时石英类的材料对其的吸附作用，使得聚乙烯醇逐渐从体系中分离，没有了亲水性的保护胶体，本身不溶于水的由可再分散胶粉一次分散所成的膜就可不但在干条件，也可在长期浸水的条件发挥作用。当然在非碱性体系中，如石膏或仅有填料的体系中，由于聚乙烯醇仍有部分存在于最终的聚合物膜中，影响到膜的耐水性，但由于这些体系均不用于长期浸水的场合，以及聚合物仍然具有其特有的机械性能，所以并不影响可再分散胶粉在这些体系的应用。 随着最终聚合物薄膜的形成，在固化的砂浆中形成了由无机与有机胶粘剂构成的框架体系，即水硬性材料构成的脆硬性骨架，以及可再分散胶粉在间隙与固体表面成膜构成的柔韧性连接，这种连接可以想象成由很多细小的弹簧连接在刚性的骨架上，由于胶粉形成的高分子树脂薄膜的拉伸强度通常高于水硬性材料一个数量级以上，使得砂浆自身强度得以增强，即内聚力得以提高。由于聚合物的柔性，形变能力远高于如水泥等形成的刚性结构，砂浆的可变形性得以提高，分散应力的作用得到大幅提高，从而提高了砂浆的抗裂能力。随着可再分散胶粉掺量的提高，整个体系向塑料方向发展。在高胶粉掺量的情况下，固化后砂浆中的聚合物相逐渐超过无机水化产物的相，砂浆发生质的改变，变成一个弹性体，同时水泥的水化产物变成一种“填料”。 同时，分布于界面上的可再分散胶粉经分散后成的膜又起到了另一种关键的作用，即增加了对所接触材料的黏结性，这对一些难黏的表面，如极低吸水或不吸水的表面，如光滑的混凝土及水泥材料表面、钢板、同质砖、玻化砖面；有机材料表面，如木材、塑料，显得尤其重要。因为，无机胶粘剂对材料的黏结是通过机械嵌固的原理达到的，即水硬性的浆料渗透到其他材料的空隙中，逐渐固化，最后像要是嵌固在锁中一样将砂浆抓附在材料表面，对以上的年黏表面，对以上的年黏表面，由于无法有效地渗透到材料内部形成良好的机械嵌固，使得仅有无机胶粘剂的砂浆没有有效的黏结，电子显微镜的观察也很好地证明了这一点。而不依赖于表面的空隙率（当然毛糙的表面与增大的接触面会提高黏结力），这一点在有机物基面的情况下表现更为突出，从电子显微镜的观察也证明了其力的优越性。同时，含有乙烯的可再分散胶粉对有机基面特别是同类的材料，如聚氯乙烯、聚苯乙烯等的黏结力更为突出这在聚合物改性干粉砂浆用于聚苯乙烯板黏结与罩面时便是很好的例证