Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC)е водоразтворим полимер, широко използван в строителните материали, фармацевтични продукти, хранителни и химически промишления. HPMC има добро сгъстяване, задържане на вода, филмови формиращи и свързващи свойства и е особено важно в материали на базата на цимент и гипс. Процесът на разтваряне на Kimacell®HPMC във вода се влияе от много фактори, сред които характеристиката на забавяне на хидратацията е ключов фактор, особено в строителната индустрия, който определя строителните показатели и крайното качество на хоросана, замайката и други продукти. Следователно, изучаването на характеристиките на забавяне на хидратацията на HPMC е от голямо значение за оптимизирането на материалните състави.
1. Механизъм за забавяне на хидратация на HPMC
Разтварянето на HPMC във вода включва четири етапа: повърхностно намокряне, дисперсия на частиците, подуване и разтваряне. Когато конвенционалните HPMC частици са в пряк контакт с вода, повърхностният слой бързо ще абсорбира водата, за да образува гел слой, което пречи на по -нататъшното разтваряне на вътрешните частици, като по този начин показва явление за забавяне на хидратацията. За да се подобрят строителните характеристики, някои продукти на HPMC се обработват специално, като повърхностна етерификация или обработка на покритие, за да се удължи допълнително времето за хидратация и да се подобри времето за отворена и експлоатация по време на строителството.
Основните фактори, влияещи върху забавянето на хидратацията, включват:
Разпределение на размера на частиците: По -големите частици се разтварят по -бавно от малките частици, а времето за забавяне на хидратацията е по -дълго.
Повърхностна обработка: Някои HPMC са омрежени или хидрофобно покрити, което може значително да забави хидратацията.
Температура на разтвора: Повишената температура може да ускори разтварянето на HPMC, но може също да повлияе на характеристиките на забавяне на хидратацията в определен диапазон.
Система за разтворител: Електролитите, стойността на рН и други добавки могат да повлияят на скоростта на разтваряне и времето за забавяне на хидратацията на HPMC.
2. Експериментален дизайн и методи
2.1 Експериментални материали
HPMC проби (различни вискозитети, различни видове повърхностни обработки)
Дестилирана вода
Разбъркващо устройство
Вискоскомер (като въртящ се вискокомер)
Анализатор на размера на лазерните частици
2.2 Експериментални стъпки
Определяне на времето за забавяне на хидратацията
При постоянна температура (25 ℃), определено количество Kimacell®HPMC бавно се поръсва в дестилирана вода, без да се разбърква, а времето, необходимо за образуването на повърхностния гел слой и се наблюдава времето, необходимо за частиците, които да бъдат напълно намокрени.
Измерване на промяната на вискозитета
Вискозитетът на разтвора се измерва на всеки 5 минути, като се използва въртящ сескомер за записване на постепенното разтваряне на HPMC частиците.
Тест за разтворимост
Вземането на проби се извършва в различни времеви точки и неразтворените частици се разделят чрез филтърна мембрана, за да се определи тенденцията на разтворимост във времето.
Анализ на размера на частиците
Използва се лазерен анализатор на размера на частиците за измерване на промяната в разпределението на размера на частиците на HPMC частици по време на процеса на хидратация, за да се оцени ефекта от забавянето на хидратацията.
3. Резултати от тестове и анализ
Резултатите от теста показват, че HPMC с различни степени на вискозитет и методите на повърхностно обработка имат различни характеристики на забавяне на хидратацията. HPMC без повърхностна обработка бързо образува гел слой във вода, докато HPMC със специална обработка на повърхността има значително забавено време за хидратация и по -равномерно разтваряне.
Ефект на вискозитета върху забавянето на хидратацията
HPMC частиците с ниска вискозност имат по-кратко време за забавяне на хидратацията поради малкото си молекулно тегло; HPMC с висока вискозност има по-дълго време за забавяне на хидратация поради своята молекулна структура с дълга верига.
Ефект от повърхностното обработка върху забавянето на хидратацията
Частиците на HPMC, третирани с хидрофобно покритие, намаляват първоначалната омокряемост във водата и времето за забавяне на хидратацията може да бъде удължено до 10-30 минути.
Ефект от разпределението на размера на частиците
Фините частици имат кратко време за забавяне на хидратация, докато по -големите частици имат по -значително забавяне на хидратацията поради влиянието на повърхностния гел слой.
Рационална подбор наHPMCможе да оптимизира приложението си в строителството и други индустрии, да подобри строителните характеристики и стабилността на материала. Това проучване може да предостави научна основа за оптимизиране на приложенията на HPMC и разработване на продукта и корекция на формулировките
Време за публикация: февруари-21-2025