1. Introducció
La hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) és un polímer soluble en aigua àmpliament utilitzat en recobriments, materials de construcció, productes farmacèutics i altres camps. A la indústria del recobriment, HPMC no només s'utilitza com a espessidor, estabilitzador i formador de pel·lícules, sinó també com a dispersant altament eficient. Les seves principals funcions en recobriments inclouen la millora de l'estabilitat dels recobriments, la millora de la reologia, la millora del rendiment de la construcció i la qualitat del recobriment final.
2. Característiques estructurals de HPMC
L'estructura molecular de HPMC consta d'un esquelet de cel·lulosa i substituents hidroxipropil i metil. La seva estructura especial li dóna solubilitat a l'HPMC en aigua i la capacitat de formar una solució viscoelàstica en solució aquosa. L'HPMC interacciona amb les molècules de dissolvent mitjançant enllaços d'hidrogen i forces de van der Waals, dissolent-se així en aigua i formant un sistema de dispersió estable.
El pes molecular i el grau de substitució (DS) de HPMC afecten la seva solubilitat i viscositat. En termes generals, un pes molecular més alt i un grau de substitució augmenten la viscositat i el temps de dissolució de HPMC. Aquestes característiques són crucials per a la funció de HPMC com a dispersant de recobriment.
3. El paper de les HPMC en els recobriments
3.1 Millora de la dispersibilitat del pigment
HPMC s'utilitza principalment per millorar la dispersibilitat dels pigments en recobriments. En el procés de producció de recobriments, l'aglomeració de partícules de pigment és un problema comú, que condueix a recobriments desiguals i inestables, afectant la brillantor i la uniformitat del color del recobriment. Els dispersants HPMC tenen un paper en els aspectes següents:
Repulsió electrostàtica: La solució formada per HPMC dissolt en aigua té una gran activitat superficial i es pot adsorbir a la superfície de les partícules de pigment per fer-les carregades. Aquesta repulsió electrostàtica separa les partícules de pigment entre si i redueix l'aglomeració.
Efecte d'obstacle estèric: la cadena de polímer de HPMC pot formar una capa protectora a la superfície de les partícules de pigment, augmentar la distància espacial entre partícules i, per tant, inhibir l'atracció i l'aglomeració mútua entre partícules.
Efecte d'estabilització: HPMC es combina amb molècules d'aigua mitjançant enllaços d'hidrogen per formar un sistema de solució estable, evitar que les partícules de pigment s'assentin al sistema i millorar l'estabilitat del recobriment.
3.2 Millora de la reologia
Una altra funció important de l'HPMC és millorar la reologia dels recobriments, és a dir, les característiques de flux i deformació dels recobriments. Les bones propietats reològiques del recobriment l'ajuden a tenir una bona extensibilitat i anivellació durant el procés de construcció, formant una pel·lícula de recobriment uniforme. HPMC afecta les propietats reològiques del recobriment mitjançant els mecanismes següents:
Millora de la viscoelasticitat: l'estructura de xarxa de cadena de polímer formada per HPMC a l'aigua dóna a la solució una certa viscoelasticitat. Aquesta viscoelasticitat pot ajustar el comportament de flux del recobriment, de manera que tingui una viscositat adequada a l'hora de raspallar, reduint la flacciditat i el degoteig.
Aprimament per cisalla: les solucions HPMC solen presentar propietats d'aprimament per cisalla, és a dir, tenen una viscositat més alta a baixes taxes de cisalla i menor viscositat a altes velocitats de cisalla. Aquesta propietat fa que el recobriment tingui una millor estabilitat en estat estàtic i fàcil d'estendre durant la construcció.
Tixotropia: Algunes solucions d'HPMC també presenten tixotropia, és a dir, la viscositat es restableix en repòs, la qual cosa és especialment important per reduir l'afluència i el degoteig del recobriment.
3.3 Millora del rendiment del recobriment
HPMC no només té una influència important en el rendiment del recobriment durant la construcció, sinó que també millora significativament la qualitat del recobriment final. HPMC millora el rendiment dels recobriments en els aspectes següents:
Planitud del recobriment: HPMC millora la reologia del recobriment, millora l'extensió i l'anivellament del recobriment i fa que el recobriment sigui més suau i uniforme.
Resistència a l'aigua i resistència a la intempèrie: HPMC forma una densa estructura de xarxa en el recobriment, que augmenta la resistència a l'aigua i la capacitat anti-envelliment del recobriment i millora la resistència a la intempèrie del recobriment.
Adhesió: HPMC millora l'adhesió del recobriment, de manera que el recobriment es pot unir més fermament a la superfície del substrat i millora la durabilitat del recobriment.
4. Exemples d'aplicació de HPMC
4.1 Revestiments arquitectònics
En recobriments arquitectònics, HPMC s'utilitza per millorar la dispersió de pigments i la reologia dels recobriments, especialment per als recobriments a base d'aigua. HPMC millora l'estabilitat i el rendiment de construcció del recobriment, de manera que el recobriment té una millor anivellament i adherència a la paret, i evita que la pel·lícula s'enfonsi i el recobriment desigual.
4.2 Recobriments industrials
HPMC també s'utilitza àmpliament en recobriments industrials. No només millora la dispersibilitat dels pigments, sinó que també millora el rendiment de construcció dels recobriments, fent que la pel·lícula de recobriment sigui més adherent al metall, plàstic i altres substrats, i la pel·lícula de recobriment formada sigui més duradora.
4.3 Altres recobriments
HPMC també s'utilitza en diversos recobriments especials, com ara recobriments ignífugs, recobriments anticorrosió, etc. El seu paper en aquests recobriments és principalment millorar l'estabilitat dels recobriments i el rendiment de la pel·lícula de recobriment, de manera que els recobriments tinguin un bon rendiment en diversos entorns complexos.
Com a dispersant de recobriment, HPMC té un paper important en la millora de la dispersibilitat dels pigments, la millora de la reologia dels recobriments i la millora del rendiment de les pel·lícules de recobriment. La seva estructura i funció úniques li donen una àmplia gamma de perspectives d'aplicació a la indústria del recobriment. Amb el desenvolupament de la tecnologia de recobriment, l'aplicació d'HPMC continuarà ampliant-se, oferint més possibilitats per a la millora i la innovació del rendiment del recobriment.
Hora de publicació: 25-juny-2024