Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ, гідраксіпрапілметылцэлюлоза) з'яўляецца важным эфірам цэлюлозы, шырока выкарыстоўваецца ў будаўніцтве, медыцыне, харчаванні і іншых галінах, і асабліва часта сустракаецца ў будаўнічых матэрыялах. Водаўтрыманне HPMC з'яўляецца адным з яго важных уласцівасцяў і гуляе ключавую ролю ў эфектыўнасці многіх сцэнарыяў прымянення. Фактары, якія ўплываюць на ўтрыманне вады ў HPMC, ўключаюць малекулярную структуру, ступень замяшчэння, малекулярную масу, растваральнасць, тэмпературу навакольнага асяроддзя, дабаўкі і г.д.
1. Малекулярная структура
HPMC - гэта вытворнае цэлюлозы, малекулярная структура якога аказвае істотны ўплыў на затрымку вады. Малекулярная структура HPMC змяшчае гідрафільны гідраксіл (-OH), ліпафільны метыл (-CH₃) і гідраксіпрапіл (-CH₂CHOHCH3). Доля і размеркаванне гэтых гідрафільных і ліпафільных груп аказваюць непасрэдны ўплыў на прадукцыйнасць утрымання вады HPMC.
Роля гідраксільных груп: Гідраксільныя групы - гэта гідрафільныя групы, якія могуць утвараць вадародныя сувязі з малекуламі вады, тым самым дапамагаючы палепшыць утрыманне вады ГПМЦ.
Роля метыльных і гидроксипропильных груп: гэтыя групы з'яўляюцца гідрафобнымі і могуць уплываць на растваральнасць і тэмпературу гелеобразования HPMC ў вадзе, тым самым уплываючы на эфектыўнасць утрымання вады.
2. Ступень замяшчэння
Ступень замяшчэння (DS) адносіцца да сярэдняй колькасці замешчаных гідраксільных груп у малекулах цэлюлозы. Для HPMC звычайна разглядаецца ступень замяшчэння метокси (-OCH3) і гидроксипропокси (-OCH₂CHOHCH3), гэта значыць ступень замяшчэння метокси (MS) і ступень замяшчэння гидроксипропокси (HP):
Высокая ступень замяшчэння: Чым вышэй ступень замяшчэння, тым больш гідрафільных груп HPMC, і тэарэтычна ўтрыманне вады будзе палепшана. Аднак занадта высокая ступень замяшчэння можа прывесці да празмернай растваральнасці, і эфект затрымкі вады можа быць зніжаны.
Нізкая ступень замяшчэння: ГПМЦ з нізкай ступенню замяшчэння мае дрэнную растваральнасць у вадзе, але ўтвораная сеткавая структура можа быць больш стабільнай, тым самым забяспечваючы лепшае ўтрыманне вады.
Рэгуляванне ступені замяшчэння ў пэўным дыяпазоне можа аптымізаваць затрымку вады HPMC. Агульныя дыяпазоны ступені замяшчэння звычайна складаюць 19-30% для метокси і 4-12% для гидроксипропокси.
3. Малекулярная маса
Малекулярная маса HPMC аказвае істотны ўплыў на ўтрыманне вады:
Высокая малекулярная маса: HPMC з высокай малекулярнай масай мае больш доўгія малекулярныя ланцугі і ўтварае больш шчыльную сеткаватую структуру, якая можа змясціць і ўтрымліваць больш вады, тым самым паляпшаючы ўтрыманне вады.
Нізкая малекулярная маса: ГПМЦ з нізкай малекулярнай масай мае больш кароткія малекулы і адносна слабую здольнасць утрымліваць ваду, але мае добрую растваральнасць і падыходзіць для прымянення, якое патрабуе больш хуткага растварэння.
Як правіла, дыяпазон малекулярнай масы HPMC, які выкарыстоўваецца ў будаўнічых матэрыялах, вагаецца ад 80 000 да 200 000.
4. Растваральнасць
Растваральнасць HPMC непасрэдна ўплывае на ўтрыманне вады. Добрая растваральнасць дапамагае ГПМЦ цалкам диспергироваться ў матрыцы, тым самым утвараючы аднастайную водоудерживающую структуру. На растваральнасць ўплываюць:
Тэмпература растварэння: HPMC павольна раствараецца ў халоднай вадзе, але раствараецца хутчэй у цёплай вадзе. Аднак занадта высокая тэмпература прывядзе да занадта высокага растварэння ГПМЦ, што паўплывае на яго структуру, якая ўтрымлівае ваду.
Значэнне pH: HPMC адчувальны да значэння pH і мае лепшую растваральнасць у нейтральнай або слабакіслых асяроддзях. Ён можа дэградаваць або мець паніжаную растваральнасць пры экстрэмальных значэннях pH.
5. Тэмпература навакольнага асяроддзя
Тэмпература аказвае істотны ўплыў на ўтрыманне вады ў HPMC:
Нізкая тэмпература: пры нізкай тэмпературы растваральнасць HPMC памяншаецца, але глейкасць вышэй, што можа ўтварыць больш стабільную структуру, якая ўтрымлівае ваду.
Высокая тэмпература: высокая тэмпература паскарае растварэнне HPMC, але можа прывесці да пашкоджання структуры, якая ўтрымлівае ваду, і паўплываць на яе эфект утрымлівання вады. Як правіла, добрае ўтрыманне вады можа падтрымлівацца пры тэмпературы ніжэй за 40 ℃.
6. Дабаўкі
HPMC часта выкарыстоўваецца разам з іншымі дадаткамі ў практычных мэтах. Гэтыя дабаўкі могуць паўплываць на ўтрыманне вады ў HPMC:
Пластыфікатары: такія як гліцэрына і этыленгліколь, якія могуць палепшыць гнуткасць і ўтрыманне вады HPMC.
Напаўняльнікі: такія як гіпс і кварцавы парашок, будуць уплываць на ўтрыманне вады ў ГПМЦ і змяняць яго характарыстыкі дысперсіі і растварэння пры ўзаемадзеянні з ГПМЦ.
7. Умовы прымянення
Прадукцыйнасць утрымання вады HPMC таксама будзе залежаць пры розных умовах прымянення:
Умовы будаўніцтва: такія як час будаўніцтва, вільготнасць навакольнага асяроддзя і г.д. будуць уплываць на эфект утрымання вады HPMC.
Колькасць выкарыстання: колькасць HPMC непасрэдна ўплывае на затрымку вады. Як правіла, HPMC з больш высокімі дозамі паказвае лепшы эфект утрымання вады ў цэментавым растворы і іншых матэрыялах.
Ёсць шмат фактараў, якія ўплываюць на ўтрыманне вады ў ГПМЦ, уключаючы яго малекулярную структуру, ступень замяшчэння, малекулярную масу, растваральнасць, тэмпературу навакольнага асяроддзя, дадаткі і рэальныя ўмовы прымянення. У працэсе прымянення, шляхам рацыянальнага выбару і карэкціроўкі гэтых фактараў, прадукцыйнасць утрымання вады HPMC можа быць аптымізавана ў адпаведнасці з патрэбамі розных абласцей.
Час публікацыі: 24 чэрвеня 2024 г