A hidroxi-propil-metil-cellulóz (HPMC, hidroxi-propil-metil-cellulóz) egy fontos cellulóz-éter, amelyet széles körben használnak az építőiparban, az orvostudományban, az élelmiszeriparban és más területeken, és különösen gyakori az építőanyagokban. A HPMC vízvisszatartása az egyik fontos tulajdonsága, és kulcsszerepet játszik számos alkalmazási forgatókönyv hatékonyságában. A HPMC vízvisszatartását befolyásoló tényezők közé tartozik a molekulaszerkezet, a szubsztitúció mértéke, a molekulatömeg, az oldhatóság, a környezeti hőmérséklet, az adalékanyagok stb.
1. Molekulaszerkezet
A HPMC egy cellulózszármazék, amelynek molekuláris szerkezete jelentős hatással van a vízvisszatartásra. A HPMC molekulaszerkezete hidrofil hidroxilt (-OH), lipofil metilt (-CH3) és hidroxipropil-csoportot (-CH2CHOHCH3) tartalmaz. Ezen hidrofil és lipofil csoportok aránya és eloszlása közvetlen hatással van a HPMC vízvisszatartó teljesítményére.
A hidroxilcsoportok szerepe: A hidroxilcsoportok olyan hidrofil csoportok, amelyek hidrogénkötést tudnak kialakítani a vízmolekulákkal, ezáltal elősegítve a HPMC vízvisszatartásának javítását.
A metil- és hidroxi-propil-csoportok szerepe: Ezek a csoportok hidrofóbok, és befolyásolhatják a HPMC vízben való oldhatóságát és gélesedési hőmérsékletét, ezáltal befolyásolva a vízvisszatartási teljesítményt.
2. A helyettesítés mértéke
A szubsztitúció mértéke (DS) a cellulózmolekulákban lévő helyettesített hidroxilcsoportok átlagos számát jelenti. A HPMC esetében általában a metoxi- (-OCH3) és hidroxi-propoxi- (-OCH2CHOHCH3) szubsztitúció mértéke, azaz a metoxi szubsztitúció foka (MS) és a hidroxi-propoxi (HP) szubsztitúciós foka:
Magas szubsztitúciós fok: Minél magasabb a szubsztitúció foka, annál több hidrofil csoportot tartalmaz a HPMC, és elméletileg a vízvisszatartás javulni fog. A túl nagy szubsztitúció azonban túlzott oldhatósághoz vezethet, és a vízvisszatartó hatás csökkenhet.
Alacsony szubsztitúciós fok: Az alacsony szubsztitúciós fokú HPMC vízben rosszul oldódik, de a kialakult hálózati struktúra stabilabb lehet, ezáltal jobb vízvisszatartást biztosít.
A helyettesítés mértékének egy bizonyos tartományon belüli beállítása optimalizálhatja a HPMC vízvisszatartását. A szubsztitúció általános mértéke általában 19-30% a metoxi és 4-12% a hidroxipropoxi esetében.
3. Molekulatömeg
A HPMC molekulatömege jelentős hatással van a vízvisszatartására:
Nagy molekulatömeg: A nagy molekulatömegű HPMC hosszabb molekulaláncokkal rendelkezik, és sűrűbb hálózati szerkezetet alkot, amely több vizet képes befogadni és megtartani, így javítja a vízvisszatartást.
Alacsony molekulatömeg: Az alacsony molekulatömegű HPMC rövidebb molekulákkal és viszonylag gyenge vízvisszatartó képességgel rendelkezik, de jó az oldhatósága, és alkalmas a gyorsabb oldódást igénylő alkalmazásokra.
Az építőanyagokban használt HPMC molekulatömeg-tartománya jellemzően 80 000 és 200 000 között van.
4. Oldhatóság
A HPMC oldhatósága közvetlenül befolyásolja vízvisszatartását. A jó oldhatóság elősegíti, hogy a HPMC teljesen diszpergálódjon a mátrixban, ezáltal egységes vízmegtartó szerkezet alakuljon ki. Az oldhatóságot befolyásolják:
Oldódási hőmérséklet: A HPMC lassan oldódik hideg vízben, de gyorsabban oldódik fel meleg vízben. A túl magas hőmérséklet azonban a HPMC túl magas feloldódását okozza, ami befolyásolja a vízvisszatartó szerkezetét.
pH-érték: A HPMC érzékeny a pH-értékre, és jobban oldódik semleges vagy gyengén savas környezetben. Szélsőséges pH-értékek mellett lebomolhat vagy csökkent az oldhatósága.
5. Környezeti hőmérséklet
A hőmérséklet jelentős hatással van a HPMC vízvisszatartására:
Alacsony hőmérséklet: Alacsony hőmérsékleten a HPMC oldhatósága csökken, de a viszkozitása nagyobb, ami stabilabb vízvisszatartó szerkezetet képezhet.
Magas hőmérséklet: A magas hőmérséklet felgyorsítja a HPMC oldódását, de károsíthatja a vízvisszatartó szerkezetet és befolyásolhatja annak vízvisszatartó hatását. Általában a jó vízvisszatartás 40 ℃ alatt tartható.
6. Adalékok
A HPMC-t gyakran használják más adalékokkal együtt a gyakorlati alkalmazásokban. Ezek az adalékok befolyásolhatják a HPMC vízvisszatartását:
Lágyítók: például glicerin és etilénglikol, amelyek javíthatják a HPMC rugalmasságát és vízvisszatartását.
Töltőanyagok: mint például a gipsz és a kvarcpor, befolyásolják a HPMC vízvisszatartását, és megváltoztatják diszperziós és oldódási jellemzőit a HPMC-vel való kölcsönhatás révén.
7. Pályázati feltételek
A HPMC vízvisszatartó teljesítménye különböző alkalmazási körülmények között is hatással lesz:
Az építési feltételek: például az építési idő, a környezet páratartalma stb. befolyásolják a HPMC vízvisszatartó hatását.
Felhasználási mennyiség: A HPMC mennyisége közvetlenül befolyásolja a vízvisszatartást. Általában a magasabb dózisú HPMC jobb vízvisszatartó hatást mutat cementhabarcsban és más anyagokban.
Számos tényező befolyásolja a HPMC vízvisszatartását, beleértve a molekulaszerkezetét, a szubsztitúció fokát, a molekulatömeget, az oldhatóságot, a környezeti hőmérsékletet, az adalékanyagokat és a tényleges alkalmazási feltételeket. Az alkalmazási folyamat során ezen tényezők racionális megválasztásával és beállításával a HPMC vízvisszatartási teljesítménye a különböző területek igényeihez optimalizálható.
Feladás időpontja: 2024. június 24