Idrossipropil metilcellulosa (HPMC)è un polimero solubile in acqua ampiamente utilizzato in materiali da costruzione, prodotti farmaceutici, industrie alimentari e chimiche. L'HPMC ha proprietà di ispessimento, ritenzione idrica, formazione di film e legami ed è particolarmente importante nei materiali a base di cemento e a base di gesso. Il processo di dissoluzione di KIMACELL®HPMC in acqua è influenzato da molti fattori, tra cui la caratteristica del ritardo dell'idratazione è un fattore chiave, specialmente nel settore delle costruzioni, che determina le prestazioni di costruzione e la qualità finale di malta, stucco e altri prodotti. Pertanto, lo studio delle caratteristiche di ritardo dell'idratazione di HPMC è di grande significato per l'ottimizzazione delle formulazioni di materiali.
1. Meccanismo di ritardo dell'idratazione HPMC
La dissoluzione di HPMC nell'acqua coinvolge quattro fasi: bagnatura superficiale, dispersione di particelle, gonfiore e dissoluzione. Quando le particelle di HPMC convenzionali sono in contatto diretto con l'acqua, lo strato superficiale assorbirà rapidamente l'acqua per formare uno strato di gel, che ostacola l'ulteriore dissoluzione delle particelle interne, mostrando così un fenomeno di ritardo dell'idratazione. Al fine di migliorare le prestazioni di costruzione, alcuni prodotti HPMC sono trattati appositamente, come l'eterificazione superficiale o il trattamento del rivestimento, per estendere ulteriormente il tempo di idratazione e migliorare il tempo aperto e l'operabilità durante la costruzione.
I principali fattori che influenzano il ritardo dell'idratazione includono:
Distribuzione delle dimensioni delle particelle: le particelle più grandi si dissolvono più lentamente delle particelle di piccole dimensioni e il tempo di ritardo dell'idratazione è più lungo.
Trattamento superficiale: alcuni HPMC sono ricchi di legami o rivestiti idrofobicamente, il che può ritardare significativamente l'idratazione.
Temperatura della soluzione: l'aumento della temperatura può accelerare la dissoluzione di HPMC, ma può anche influire sulle caratteristiche di ritardo dell'idratazione all'interno di un determinato intervallo.
Sistema di solvente: elettroliti, valore del pH e altri additivi possono influire sul tasso di dissoluzione e il tempo di ritardo dell'idratazione di HPMC.
2. Design e metodi sperimentali
2.1 Materiali sperimentali
Campioni HPMC (viscosità diverse, diversi tipi di trattamento superficiale)
Acqua distillata
Dispositivo di agitazione
VISCOMETRO (come il viscosimetro rotazionale)
Analizzatore di dimensioni delle particelle laser
2.2 Passaggi sperimentali
Determinazione del tempo di ritardo dell'idratazione
A temperatura costante (25 ℃), una certa quantità di KIMACELL®HPMC veniva lentamente cosparsa in acqua distillata senza agitarsi e venivano osservati il tempo necessario per la formazione dello strato di gel di superficie e il tempo necessario per le particelle completamente bagnate.
La misurazione della viscosità del cambiamento
La viscosità della soluzione è stata misurata ogni 5 minuti utilizzando un viscosimetro rotazionale per registrare la graduale dissoluzione delle particelle HPMC.
Test di solubilità
Il campionamento è stato eseguito in diversi punti temporali e le particelle non insultate sono state separate da una membrana del filtro per determinare la tendenza della solubilità nel tempo.
Analisi delle dimensioni delle particelle
È stato utilizzato un analizzatore di dimensioni delle particelle laser per misurare la variazione della distribuzione delle dimensioni delle particelle di particelle HPMC durante il processo di idratazione per valutare l'effetto del ritardo di idratazione.
3. Risultati dei test e analisi
I risultati del test mostrano che HPMC con diversi gradi di viscosità e metodi di trattamento superficiale hanno caratteristiche di ritardo di idratazione diverse. L'HPMC senza trattamento superficiale forma rapidamente uno strato di gel in acqua, mentre l'HPMC con un trattamento di superficie speciale ha un tempo di idratazione significativamente ritardato e una più dissoluzione uniforme.
Effetto della viscosità sul ritardo dell'idratazione
Le particelle HPMC a bassa viscosità hanno un tempo di ritardo di idratazione più breve a causa del loro piccolo peso molecolare; L'HPMC ad alta viscosità ha un tempo di ritardo di idratazione più lungo a causa della sua struttura molecolare a catena lunga.
Effetto del trattamento superficiale sul ritardo dell'idratazione
Le particelle di HPMC trattate con rivestimento idrofobico hanno una ridotta bagnabilità iniziale in acqua e il tempo di ritardo dell'idratazione può essere esteso a 10-30 minuti.
Effetto della distribuzione delle dimensioni delle particelle
Le particelle fine hanno un breve tempo di ritardo di idratazione, mentre le particelle più grandi hanno un ritardo di idratazione più significativo a causa dell'influenza dello strato di gel di superficie.
Selezione razionale diHPMCpuò ottimizzare la propria applicazione nelle costruzioni e in altri settori, migliorare le prestazioni delle costruzioni e la stabilità dei materiali. Questo studio può fornire una base scientifica per l'ottimizzazione dell'applicazione di HPMC e guidare lo sviluppo del prodotto e la regolazione della formulazione
Tempo post: febbraio-21-2025