Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC)é un polímero soluble en auga moi usado en materiais de construción, farmacéuticos, industrias alimentarias e químicas. O HPMC ten un bo engrosamento, retención de auga, propiedades de formación de películas e de unión, e é particularmente importante nos materiais baseados no cemento e no xeso. O proceso de disolución de Kimacell®HPMC na auga está afectado por moitos factores, entre os que a característica de atraso de hidratación é un factor clave, especialmente na industria da construción, que determina o rendemento da construción e a calidade final de morteiro, masilla e outros produtos. Polo tanto, estudar as características de atraso de hidratación do HPMC é de gran importancia para optimizar as formulacións de materiais.
1. Mecanismo de atraso de hidratación de HPMC
A disolución de HPMC na auga implica catro etapas: humectación superficial, dispersión de partículas, inchazo e disolución. Cando as partículas convencionais de HPMC están en contacto directo coa auga, a capa superficial absorberá rapidamente a auga para formar unha capa de xel, que dificulta a disolución adicional das partículas internas, mostrando así un fenómeno de atraso de hidratación. Para mellorar o rendemento da construción, algúns produtos HPMC son especialmente tratados, como a eterificación superficial ou o tratamento do revestimento, para ampliar aínda máis o tempo de hidratación e mellorar o tempo aberto e a operación durante a construción.
Os principais factores que afectan ao atraso de hidratación inclúen:
Distribución do tamaño das partículas: as partículas máis grandes disólvense máis lentamente que as partículas pequenas e o tempo de atraso de hidratación é máis longo.
Tratamento superficial: Algúns HPMC están reticulados ou revestidos hidrofóbicamente, o que pode retrasar significativamente a hidratación.
Temperatura da solución: o aumento da temperatura pode acelerar a disolución de HPMC, pero tamén pode afectar as características de atraso de hidratación dentro dun determinado rango.
Sistema de disolventes: electrólitos, valor de pH e outros aditivos poden afectar a taxa de disolución e o tempo de atraso de hidratación do HPMC.
2. Deseño e métodos experimentais
2.1 Materiais experimentais
Mostras de HPMC (diferentes viscosidades, diferentes tipos de tratamento de superficie)
Auga destilada
Dispositivo de axitación
Visímetro (como o visímetro rotativo)
Analizador de tamaño de partículas láser
2.2 Pasos experimentais
Determinación do tempo de atraso de hidratación
A temperatura constante (25 ℃), unha certa cantidade de Kimacell®HPMC foi lentamente salpicada en auga destilada sen axitar e observouse o tempo necesario para que a capa de xel superficial se formase e o tempo necesario para que as partículas se poidan verter.
Medición do cambio de viscosidade
A viscosidade da solución medíase cada 5 minutos usando un visímetro de rotación para rexistrar a disolución gradual das partículas HPMC.
Proba de solubilidade
A mostraxe realizouse en diferentes momentos e as partículas non resoltas foron separadas por unha membrana do filtro para determinar a tendencia da solubilidade ao longo do tempo.
Análise do tamaño de partículas
Utilizouse un analizador de tamaño de partículas láser para medir o cambio na distribución do tamaño de partículas de partículas de HPMC durante o proceso de hidratación para avaliar o efecto do atraso de hidratación.
3. Resultados e análises das probas
Os resultados das probas mostran que o HPMC con diferentes graos de viscosidade e métodos de tratamento superficial teñen diferentes características de atraso de hidratación. O HPMC sen tratamento superficial forma rapidamente unha capa de xel en auga, mentres que o HPMC cun tratamento especial de superficie ten un tempo de hidratación significativamente atrasado e unha disolución máis uniforme.
Efecto da viscosidade sobre o atraso de hidratación
As partículas de HPMC de baixa viscosidade teñen un tempo de atraso de hidratación máis curto debido ao seu pequeno peso molecular; HPMC de alta viscosidade ten un tempo de atraso de hidratación máis longo debido á súa estrutura molecular de cadea longa.
Efecto do tratamento superficial sobre o atraso de hidratación
As partículas de HPMC tratadas con revestimento hidrofóbico reduciron a humedibilidade inicial na auga e o tempo de atraso de hidratación pódese estender a 10-30 minutos.
Efecto da distribución do tamaño das partículas
As partículas finas teñen un curto tempo de atraso en hidratación, mentres que as partículas máis grandes teñen un atraso de hidratación máis significativo debido á influencia da capa de xel superficial.
Selección racional deHPMCPode optimizar a súa aplicación en construción e outras industrias, mellorar o rendemento da construción e a estabilidade dos materiais. Este estudo pode proporcionar unha base científica para a optimización de aplicacións de HPMC e guiar o desenvolvemento de produtos e axuste de formulación
Tempo de publicación: FEB-21-2025