Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC)es un polímero soluble en agua ampliamente utilizado en materiales de construcción, farmacéuticos, industrias alimentarias y químicas. HPMC tiene un buen engrosamiento, retención de agua, formación de películas y propiedades de unión, y es particularmente importante en los materiales a base de cemento y a base de yeso. El proceso de disolución de Kimacell®HPMC en el agua se ve afectado por muchos factores, entre los cuales la característica del retraso de hidratación es un factor clave, especialmente en la industria de la construcción, que determina el rendimiento de la construcción y la calidad final de mortero, masas y otros productos. Por lo tanto, estudiar las características del retraso de hidratación de HPMC es de gran importancia para optimizar las formulaciones de materiales.
1. Mecanismo de retraso de hidratación HPMC
La disolución de HPMC en el agua implica cuatro etapas: humectación de la superficie, dispersión de partículas, hinchazón y disolución. Cuando las partículas HPMC convencionales están en contacto directo con el agua, la capa superficial absorberá rápidamente el agua para formar una capa de gel, lo que dificulta la disolución adicional de las partículas internas, mostrando así un fenómeno de retraso de hidratación. Para mejorar el rendimiento de la construcción, algunos productos HPMC se tratan especialmente, como la eterificación de la superficie o el tratamiento de recubrimiento, para extender aún más el tiempo de hidratación y mejorar el tiempo abierto y la operabilidad durante la construcción.
Los principales factores que afectan el retraso de hidratación incluyen:
Distribución del tamaño de partícula: las partículas más grandes se disuelven más lentamente que las partículas pequeñas, y el tiempo de retraso de hidratación es más largo.
Tratamiento de la superficie: algunos HPMC están reticulados o recubiertos hidrófóbicamente, lo que puede retrasar significativamente la hidratación.
Temperatura de la solución: el aumento de la temperatura puede acelerar la disolución de HPMC, pero también puede afectar las características del retraso de hidratación dentro de un cierto rango.
Sistema de solvente: los electrolitos, el valor de pH y otros aditivos pueden afectar la velocidad de disolución y el tiempo de retraso de hidratación de HPMC.
2. Diseño y métodos experimentales
2.1 Materiales experimentales
Muestras de HPMC (diferentes viscosidades, diferentes tipos de tratamiento de superficie)
Agua destilada
Dispositivo de agitación
Viscosco (como viscosímetro rotacional)
Analizador de tamaño de partícula láser
2.2 Pasos experimentales
Determinación del tiempo de retraso de hidratación
Bajo temperatura constante (25 ℃), una cierta cantidad de Kimacell®HPMC se roció lentamente en agua destilada sin agitar, y se observó el tiempo requerido para que se formara la capa de gel de la superficie y el tiempo requerido para que las partículas fueran humedecidas por completo.
Medición del cambio de viscosidad
La viscosidad de la solución se midió cada 5 minutos usando un viscosímetro rotacional para registrar la disolución gradual de las partículas HPMC.
Prueba de solubilidad
El muestreo se realizó en diferentes puntos de tiempo, y las partículas no disueltas se separaron mediante una membrana de filtro para determinar la tendencia de solubilidad con el tiempo.
Análisis de tamaño de partícula
Se usó un analizador de tamaño de partícula láser para medir el cambio en la distribución del tamaño de partícula de las partículas HPMC durante el proceso de hidratación para evaluar el efecto del retraso de hidratación.
3. Resultados y análisis de pruebas
Los resultados de la prueba muestran que HPMC con diferentes grados de viscosidad y métodos de tratamiento de superficie tienen diferentes características de retraso de hidratación. HPMC sin tratamiento superficial forma rápidamente una capa de gel en el agua, mientras que HPMC con tratamiento de superficie especial tiene un tiempo de hidratación significativamente retrasado y una disolución más uniforme.
Efecto de la viscosidad sobre el retraso de hidratación
Las partículas HPMC de baja viscosidad tienen un tiempo de retraso de hidratación más corto debido a su pequeño peso molecular; HPMC de alta viscosidad tiene un tiempo de retraso de hidratación más largo debido a su estructura molecular de cadena larga.
Efecto del tratamiento de la superficie sobre el retraso de hidratación
Las partículas de HPMC tratadas con recubrimiento hidrofóbico han reducido la humectabilidad inicial en el agua, y el tiempo de retraso de hidratación puede extenderse a 10-30 minutos.
Efecto de la distribución del tamaño de partícula
Las partículas finas tienen un tiempo de retraso de hidratación corto, mientras que las partículas más grandes tienen un retraso de hidratación más significativo debido a la influencia de la capa de gel superficial.
Selección racional deHPMCPuede optimizar su aplicación en la construcción y otras industrias, mejorar el rendimiento de la construcción y la estabilidad del material. Este estudio puede proporcionar una base científica para la optimización de la aplicación de HPMC y guiar el desarrollo de productos y el ajuste de la formulación
Tiempo de publicación: 21-2025 de febrero de febrero