Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC)je vodní rozpustný polymer široce používaný ve stavebních materiálech, léčivech, potravinářském a chemickém průmyslu. HPMC má dobré zahušťování, zadržování vody, vlastnosti formování filmu a lepení a je obzvláště důležité v materiálech na bázi cementu a na bázi sádry. Proces rozpouštění Kimacell®HPMC ve vodě je ovlivněn mnoha faktory, mezi nimiž je charakteristika zpoždění hydratace klíčovým faktorem, zejména ve stavebnictví, který určuje stavební výkon a konečnou kvalitu malty, tmelu a dalších produktů. Studie charakteristik hydratačního zpoždění HPMC má proto velký význam pro optimalizaci formulací materiálu.
1. mechanismus zpoždění hydratace HPMC
Rozpuštění HPMC ve vodě zahrnuje čtyři fáze: smáčení povrchu, rozptyl částic, otok a rozpuštění. Když jsou konvenční částice HPMC v přímém kontaktu s vodou, povrchová vrstva rychle absorbuje vodu za vzniku gelové vrstvy, což brání dalšímu rozpuštění vnitřních částic, čímž se ukazuje fenomén zpoždění hydratace. Za účelem zlepšení výkonu výstavby jsou některé produkty HPMC speciálně ošetřeny, jako je povrchová etherifikace nebo ošetření povlakem, aby se dále prodloužila doba hydratace a zlepšila otevření a operaci během výstavby.
Mezi hlavní faktory ovlivňující zpoždění hydratace patří:
Rozložení velikosti částic: Větší částice se rozpouštějí pomaleji než malé částice a doba zpoždění hydratace je delší.
Povrchové ošetření: Některé HPMC jsou zesíťovány nebo hydrofobně potaženy, což může výrazně zpozdit hydrataci.
Teplota roztoku: Zvýšená teplota může urychlit rozpuštění HPMC, ale může také ovlivnit charakteristiky zpoždění hydratace v určitém rozmezí.
Systém rozpouštědla: Elektrolyty, hodnota pH a další přísady mohou ovlivnit rychlost rozpouštění a doba zpoždění hydratace HPMC.
2. experimentální design a metody
2.1 Experimentální materiály
Vzorky HPMC (různé viskozity, různé typy úpravy povrchu)
Destilovaná voda
Míchání zařízení
Viscometer (například rotační viskozimetr)
Analyzátor velikosti částic laserových částic
2.2 Experimentální kroky
Stanovení doby zpoždění hydratace
Při konstantní teplotě (25 ℃) bylo určité množství Kimacell®HPMC pomalu posypáno do destilované vody bez míchání a byl pozorován doba potřebná pro vytvoření vrstvy povrchového gelu a doba potřebná pro zcela navlhčené částice.
Měření změny viskozity
Viskozita roztoku byla měřena každých 5 minut pomocí rotačního viskozimetru k zaznamenání postupného rozpuštění částic HPMC.
Test rozpustnosti
Vzorkování bylo prováděno v různých časových bodech a nezjištěné částice byly separovány filtrační membránou, aby se stanovil trend rozpustnosti v průběhu času.
Analýza velikosti částic
K měření změny distribuce velikosti částic HPMC částic během procesu hydratace byl použit analyzátor velikosti částic laserových částic k vyhodnocení účinku zpoždění hydratace.
3. Výsledky testu a analýza
Výsledky testu ukazují, že HPMC s různými známkami viskozity a metodami úpravy povrchu mají různé charakteristiky zpoždění hydratace. HPMC bez povrchového ošetření rychle tvoří gelovou vrstvu ve vodě, zatímco HPMC se zvláštním povrchovým úpravou má výrazně zpožděnou dobu hydratace a rovnoměrnější rozpuštění.
Vliv viskozity na zpoždění hydratace
Částice HPMC s nízkou viscozitou mají kratší dobu hydratace v důsledku jejich malé molekulové hmotnosti; HPMC s vysokou viscozitou má delší dobu zpoždění hydratace díky své molekulární struktuře s dlouhým řetězcem.
Vliv povrchového úpravy na zpoždění hydratace
Částice HPMC ošetřené hydrofobním povlakem mají sníženou počáteční smáčivost ve vodě a doba zpoždění hydratace může být prodloužena na 10-30 minut.
Vliv distribuce velikosti částic
Jemné částice mají krátkou dobu zpoždění hydratace, zatímco větší částice mají významnější zpoždění hydratace v důsledku vlivu vrstvy povrchového gelu.
Racionální výběrHPMCMůže optimalizovat jeho aplikaci ve stavebnictví a jiných průmyslových odvětvích, zlepšit stavební výkon a stabilitu materiálu. Tato studie může poskytnout vědecký základ pro optimalizaci aplikací HPMC a vedení vývoje a nastavení formulace produktu
Čas příspěvku: 21.-20. února