Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)adalah polimer yang larut dalam air yang banyak digunakan dalam bahan bangunan, obat-obatan, industri makanan dan kimia. HPMC memiliki sifat penebalan yang baik, retensi air, pembentukan film dan ikatan, dan sangat penting dalam bahan berbasis semen dan berbasis gipsum. Proses pembubaran Kimacell®HPMC dalam air dipengaruhi oleh banyak faktor, di antaranya karakteristik penundaan hidrasi adalah faktor kunci, terutama di industri konstruksi, yang menentukan kinerja konstruksi dan kualitas akhir mortir, dempul dan produk lainnya. Oleh karena itu, mempelajari karakteristik keterlambatan hidrasi HPMC sangat penting untuk mengoptimalkan formulasi material.
1. Mekanisme penundaan hidrasi HPMC
Pembubaran HPMC dalam air melibatkan empat tahap: pembasahan permukaan, dispersi partikel, pembengkakan dan pembubaran. Ketika partikel HPMC konvensional bersentuhan langsung dengan air, lapisan permukaan akan dengan cepat menyerap air untuk membentuk lapisan gel, yang menghambat pembubaran partikel internal lebih lanjut, sehingga menunjukkan fenomena penundaan hidrasi. Untuk meningkatkan kinerja konstruksi, beberapa produk HPMC diperlakukan secara khusus, seperti eterifikasi permukaan atau perawatan pelapisan, untuk lebih memperpanjang waktu hidrasi dan meningkatkan waktu dan operabilitas terbuka selama konstruksi.
Faktor utama yang mempengaruhi keterlambatan hidrasi meliputi:
Distribusi ukuran partikel: Partikel yang lebih besar larut lebih lambat daripada partikel kecil, dan waktu tunda hidrasi lebih lama.
Perawatan Permukaan: Beberapa HPMC terkait silang atau dilapisi secara hidrofobik, yang secara signifikan dapat menunda hidrasi.
Suhu Solusi: Peningkatan suhu dapat mempercepat pembubaran HPMC, tetapi juga dapat mempengaruhi karakteristik penundaan hidrasi dalam kisaran tertentu.
Sistem pelarut: elektrolit, nilai pH dan aditif lainnya dapat mempengaruhi laju disolusi dan waktu tunda hidrasi HPMC.
2. Desain dan Metode Eksperimental
2.1 Bahan Eksperimental
Sampel HPMC (viskositas yang berbeda, jenis perlakuan permukaan yang berbeda)
Air suling
Mengaduk perangkat
Viskometer (seperti viskometer rotasi)
Penganalisa ukuran partikel laser
2.2 Langkah Eksperimental
Penentuan waktu tunda hidrasi
Di bawah suhu konstan (25 ℃), sejumlah KIMACELL®HPMC secara perlahan ditaburkan ke dalam air suling tanpa pengadukan, dan waktu yang diperlukan untuk lapisan gel permukaan untuk terbentuk dan waktu yang diperlukan untuk partikel -partikel yang dibasahi sepenuhnya diamati.
Pengukuran perubahan viskositas
Viskositas solusi diukur setiap 5 menit menggunakan viskometer rotasi untuk mencatat pembubaran partikel HPMC secara bertahap.
Tes kelarutan
Pengambilan sampel dilakukan pada titik waktu yang berbeda, dan partikel yang tidak terpecahkan dipisahkan oleh membran filter untuk menentukan tren kelarutan dari waktu ke waktu.
Analisis ukuran partikel
Penganalisa ukuran partikel laser digunakan untuk mengukur perubahan dalam distribusi ukuran partikel partikel HPMC selama proses hidrasi untuk mengevaluasi efek keterlambatan hidrasi.
3. Hasil dan Analisis Tes
Hasil tes menunjukkan bahwa HPMC dengan nilai viskositas yang berbeda dan metode perawatan permukaan memiliki karakteristik keterlambatan hidrasi yang berbeda. HPMC tanpa perlakuan permukaan dengan cepat membentuk lapisan gel dalam air, sedangkan HPMC dengan perlakuan permukaan khusus memiliki waktu hidrasi yang tertunda secara signifikan dan pembubaran yang lebih seragam.
Efek viskositas pada penundaan hidrasi
Partikel HPMC viskositas rendah memiliki waktu tunda hidrasi yang lebih pendek karena berat molekulnya yang kecil; HPMC viskositas tinggi memiliki waktu penundaan hidrasi yang lebih lama karena struktur molekul rantai panjangnya.
Pengaruh Perawatan Permukaan pada Penundaan Hidrasi
Partikel HPMC yang diobati dengan lapisan hidrofobik telah mengurangi keterbasahan awal dalam air, dan waktu penundaan hidrasi dapat diperpanjang hingga 10-30 menit.
Pengaruh distribusi ukuran partikel
Partikel -partikel halus memiliki waktu penundaan hidrasi pendek, sementara partikel yang lebih besar memiliki penundaan hidrasi yang lebih signifikan karena pengaruh lapisan gel permukaan.
Pemilihan rasionalHPMCDapat mengoptimalkan aplikasinya dalam konstruksi dan industri lain, meningkatkan kinerja konstruksi dan stabilitas material. Studi ini dapat memberikan dasar ilmiah untuk optimalisasi aplikasi HPMC dan panduan pengembangan produk dan penyesuaian formulasi
Waktu posting: Feb-21-2025