اختبار خصائص تأخير الترطيب لهيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز HPMC

هيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز (HPMC)هو بوليمر قابل للذوبان في الماء يستخدم على نطاق واسع في مواد البناء والصيدلانية والصناعات الغذائية والكيميائية. HPMC لديها خصائص جيدة سماكة ، والاحتفاظ بالماء ، وتكوين الأفلام والترابط ، وهي مهمة بشكل خاص في المواد القائمة على الأسمنت واللجيب. تتأثر عملية حل Kimacell®HPMC في الماء بالعديد من العوامل ، من بينها خاصية تأخير الترطيب هي العامل الرئيسي ، وخاصة في صناعة البناء ، والتي تحدد أداء البناء والجودة النهائية لقذائف الهاون والمعجون وغيرها من المنتجات. لذلك ، فإن دراسة خصائص تأخير الترطيب لـ HPMC لها أهمية كبيرة لتحسين تركيبات المواد.

1. آلية تأخير ترطيب HPMC

يتضمن حل HPMC في الماء أربع مراحل: ترطيب السطح ، تشتت الجسيمات ، التورم والحل. عندما تكون جزيئات HPMC التقليدية على اتصال مباشر بالماء ، فإن الطبقة السطحية سوف تمتص الماء بسرعة لتشكيل طبقة هلام ، مما يعيق حل الجسيمات الداخلية ، مما يدل على ظاهرة تأخير ترطيب. من أجل تحسين أداء البناء ، يتم علاج بعض منتجات HPMC خصيصًا ، مثل الأثير السطحي أو علاج الطلاء ، لزيادة تمديد وقت الترطيب وتحسين الوقت المفتوح وقابلية التشغيل أثناء البناء.

تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأخير الترطيب:

توزيع حجم الجسيمات: تذوب الجزيئات الكبيرة ببطء أكثر من الجزيئات الصغيرة ، ووقت تأخير الترطيب أطول.

المعالجة السطحية: بعض HPMCs متشابكة أو مغلفة بالماء ، والتي يمكن أن تؤخر ترطيب بشكل كبير.

درجة حرارة الحل: يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المتزايدة إلى تسريع حل HPMC ، ولكنها قد تؤثر أيضًا على خصائص تأخير الترطيب ضمن نطاق معين.

نظام المذيبات: يمكن أن تؤثر الشوارد وقيمة الرقم الهيدروجيني وغيرها من الإضافات على معدل الذوبان ووقت تأخير ترطيب HPMC.

2. التصميم التجريبي والأساليب

2.1 المواد التجريبية

عينات HPMC (لزوجات مختلفة ، أنواع مختلفة من المعالجة السطحية)

الماء المقطر

الجهاز التحريك

مقياس اللزوجة (مثل مقياس اللزوجة الدورانية)

محلل حجم الجسيمات بالليزر

2.2 الخطوات التجريبية

تحديد وقت تأخير الترطيب

تحت درجة حرارة ثابتة (25 ℃) ، تم رش كمية معينة من Kimacell®HPMC ببطء في الماء المقطر دون التحريك ، ويلاحظ الوقت اللازم لطبقة هلام السطح ويلاحظ الوقت اللازم لتخفيف الجسيمات تمامًا.

لزوجة تغيير القياس

تم قياس لزوجة الحل كل 5 دقائق باستخدام مقياس اللزوجة الدورانية لتسجيل الانحلال التدريجي لجزيئات HPMC.

اختبار الذوبان

تم إجراء أخذ العينات في نقاط زمنية مختلفة ، وتم فصل الجزيئات غير المحلولة بواسطة غشاء مرشح لتحديد اتجاه القابلية للذوبان بمرور الوقت.

تحليل حجم الجسيمات

تم استخدام محلل حجم الجسيمات بالليزر لقياس التغير في توزيع حجم الجسيمات لجزيئات HPMC أثناء عملية الترطيب لتقييم تأثير تأخير الترطيب.

3. نتائج الاختبار والتحليل

تظهر نتائج الاختبار أن HPMC مع درجات لزوجة مختلفة وطرق المعالجة السطحية لها خصائص تأخير ترطيب مختلفة. تشكل HPMC بدون معالجة السطح طبقة هلام في الماء ، في حين أن HPMC مع المعالجة السطحية الخاصة لها وقت ترطيب تأخر بشكل كبير وذوبان أكثر اتساقًا.

تأثير اللزوجة على تأخير الترطيب

تحتوي جزيئات HPMC منخفضة اللزوجة على وقت تأخير في ترطيب أقصر بسبب وزنها الجزيئي الصغير ؛ تتميز HPMC عالية اللزوجة بوقت تأخير ترطيب أطول بسبب بنيتها الجزيئية طويلة السلسلة.

تأثير المعالجة السطحية على تأخير الترطيب

أدت جزيئات HPMC التي عولجت بطبقة مسعور إلى تقليل قابلية التبلل الأولي في الماء ، ويمكن تمديد وقت تأخير الترطيب إلى 10-30 دقيقة.

تأثير توزيع حجم الجسيمات

للجزيئات الدقيقة وقت تأخير ترطيب قصير ، في حين أن الجزيئات الكبيرة لها تأخير ترطيب أكثر أهمية بسبب تأثير طبقة هلام السطح.

اختيار عقلانيHPMCيمكن تحسين تطبيقها في الإنشاءات وغيرها من الصناعات ، وتحسين أداء البناء واستقرار المواد. يمكن أن توفر هذه الدراسة أساسًا علميًا لتحسين التطبيق لـ HPMC وتوجيه تطوير المنتج وتعديل الصياغة