Реакции и механизмы редиспергирования полимерного порошка
Уникальная способность РПП редиспергироваться в воде и образовывать стабильные полимерные дисперсии имеет решающее значение для его эффективности в различных применениях. В этой главе будут рассмотрены реакции и механизмы, участвующие в процессе редиспергирования, а также взаимодействие между РПП и другими компонентами в цементных системах.
а.Механизм редиспергирования
Редиспергирование РПП в воде включает разрушение порошка частиц и образование стабильной полимерной дисперсии. На этот процесс влияют несколько факторов, включая состав и морфологию частиц РПП, наличие добавок и условия водной среды.

б.Набухание и растворение частиц
При введении РПП в воду первым шагом является набухание полимерных частиц. Вода проникает в структуру частиц, гидратируя защитные коллоиды и водорастворимые агенты, присутствующие в порошке[1, 2]. Этот процесс набухания имеет решающее значение для последующего растворения полимерных частиц.
Скорость и степень набухания частиц зависят от состава РПП, в частности, от типа и количества гидрофильных мономеров, используемых в слое оболочки. Мономеры, такие как метакриловая кислота (МАК) и акриловая кислота, повышают гидрофильность оболочки, способствуя поглощению воды и набуханию[3].

c. Электростатическое отталкивание и стерическая стабилизация
По мере набухания и растворения частиц РПП защитные коллоиды и поверхностно-активные вещества, адсорбированные на поверхности частиц, играют решающую роль в стабилизации образующейся полимерной дисперсии. Эти добавки обеспечивают электростатическое отталкивание и стерическую стабилизацию, предотвращая агрегацию полимерных частиц [1, 4].
Электростатическое отталкивание возникает, когда частицы несут одинаковый электрический заряд, заставляя их отталкиваться друг от друга. Это достигается за счёт диссоциации карбоксильных групп в оболочке слоя, которые образуют отрицательно заряженные карбоксилат-ионы в присутствии основания[5]. Дзета-потенциал, мера разности электрических потенциалов между дисперсионной средой и неподвижным слоем жидкости, прикреплённым к дисперсной частице, является индикатором стабильности редиспергирования[3].
Стерическая стабилизация обеспечивается адсорбированными защитными коллоидами, такими как поливиниловый спирт (ПВС), которые образуют физический барьер вокруг полимерных частиц[1]. Защитные коллоиды проникают в водную среду, создавая «ворсистую» структуру, которая препятствует тесному соприкосновению частиц и агрегации[5].

г. Взаимодействие с цементными системами
При включении РПП в цементные системы, такие как растворы и бетон, он вступает в различные взаимодействия с продуктами гидратации цемента и другими компонентами. Эти взаимодействия необходимы для эксплуатационных свойств и функциональности РПП в строительных материалах. е. Образование пленки и полимер-цементная коматрица. По мере гидратации и схватывания цементной системы, редиспергированные полимерные частицы вступают в тесный контакт с продуктами гидратации цемента. Полимерные частицы коалесцируют и образуют сплошную пленку внутри цементной матрицы, создавая полимер-цементную коматрицу [4, 6]. Формирование этой коматрицы зависит от температуры стеклования (Tg) полимера и условий отверждения. Полимеры с низкой температурой стеклования (Tg), такие как на основе этиленвинилацетата (ЭВА) или стирол-акриловых сополимеров, способны образовывать гибкие пленки при температуре окружающей среды, повышая гибкость и трещиностойкость цементной системы[4]. f. Межфазное сцепление и адгезия Полимерная пленка, образуемая РПП, также играет решающую роль в адгезии между цементной матрицей и различными основаниями, такими как плитка или армирующие волокна. Полимерная пленка проникает в поры и неровности поверхности основания, создавая прочное механическое сцепление[6].
Помимо механического связывания, функциональные группы, присутствующие в РПП, такие как карбоксильные и сложноэфирные группы, могут образовывать химические связи с субстратом и продуктами гидратации цемента [7]. Это химическое взаимодействие дополнительно улучшает адгезию и долговечность полимер-модифицированной цементной системы.

g.Гидрофобность и водостойкость
РПП, содержащие гидрофобные мономеры, такие как виниловые эфиры версатиковой кислоты (VeoVa), могут придавать водостойкость и гидрофобность цементной системе[7]. Разветвленная, богатая углеродом структура этих мономеров уменьшает водопоглощение и проницаемость полимерной пленки, защищая цементную матрицу от разрушения, вызванного воздействием влаги.


Ссылки
1. Хуан-цинь, С. Достижения в области механизма редиспергируемости воды для редиспергируемых полимерных порошков. 2011.
2. Чжун, Чж., Влияние суперпластификатора и редиспергируемого полимерного порошка на прочность резиновой крошки раствора. Журнал Пекинского технологического университета, 2009.
3. Ли, З., Механизм влияния метакриловой кислоты на редисперсионные свойства редиспергируемых полимерных порошков. Acta Physico-chimica Sinica, 2010.
4. Кайми, С. и др., Морфология ядра и оболочки редиспергируемых порошков в полимерцементных водостойких растворах. Полимеры (Базель), 2018. 10(10).
5. Хуан-цинь, Ч., Механизм влияния гидрофобного взаимодействия на диспергируемость в воде редиспергируемого полимерного порошка. Журнал химической инженерии китайских университетов, 2011.
6. Герольд, Д.Х. КРЕПЛЕНИЕ КЕРАМОГРАНИТНОЙ ПЛИТКИ "ПОРЦЕЛАНОВОЙ" С ПОМОЩЬЮ КЕРАМИЧЕСКИХ ПЛИТОЧНЫХ КЛЕЕВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫМ ПОРОШКОМ, СПОСОБНЫМ РЕДИСПЕРГИРОВАТЬСЯ. 2007.
7. Дин, Дж. Дж. и др., Анализ состава неизвестного редиспергируемого порошка. Key Engineering Materials, 2017. 726: с. 55–59.