Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC)הוא פולימר מסיס במים הנמצא בשימוש נרחב בחומרי בניין, תרופות, תעשיות מזון ותעשיות כימיות. ל- HPMC יש עיבוי טוב, שמירת מים, תכונות ליצירת סרטים ומליטה, והיא חשובה במיוחד בחומרים מבוססי מלט ובגבס. תהליך הפירוק של Kimacell®hpmc במים מושפע מגורמים רבים, ביניהם מאפיין עיכוב ההידרציה הוא גורם מפתח, במיוחד בענף הבנייה, הקובע את ביצועי הבנייה ואת איכות הסופית של מרגמה, מרק ומוצרים אחרים. לפיכך, לימוד מאפייני עיכוב ההידרציה של HPMC הוא בעל משמעות רבה למיטוב ניסוחים חומריים.
1. מנגנון עיכוב הידרציה של HPMC
פירוק HPMC במים כולל ארבעה שלבים: הרטבת פני השטח, פיזור חלקיקים, נפיחות ופירוק. כאשר חלקיקי HPMC קונבנציונליים נמצאים במגע ישיר עם מים, שכבת השטח תספוג במהירות מים ליצירת שכבת ג'ל, מה שמפריע לפירוק הנוסף של החלקיקים הפנימיים, ובכך יראה תופעת עיכוב הידרציה. על מנת לשפר את ביצועי הבנייה, מטפלים במיוחד במוצרי HPMC, כגון אתריזציה של פני השטח או טיפול בציפוי, כדי להרחיב עוד יותר את זמן ההידרציה ולשפר את הזמן הפתוח ואת יכולת ההפעלה במהלך הבנייה.
הגורמים העיקריים המשפיעים על עיכוב ההידרציה כוללים:
חלוקת גודל החלקיקים: חלקיקים גדולים יותר מתמוססים לאט יותר מאשר חלקיקים קטנים, וזמן עיכוב ההידרציה ארוך יותר.
טיפול פני השטח: חלק מה- HPMC מקושרים צולבים או מצופים הידרופוביים, שיכולים לעכב באופן משמעותי את ההידרציה.
טמפרטורת הפתרון: עלייה בטמפרטורה יכולה להאיץ את פירוק HPMC, אך היא עשויה להשפיע גם על מאפייני עיכוב ההידרציה בטווח מסוים.
מערכת ממס: אלקטרוליטים, ערך pH ותוספים אחרים יכולים להשפיע על קצב הפירוק וזמן עיכוב ההידרציה של HPMC.
2. תכנון ניסיוני ושיטות
2.1 חומרים ניסיוניים
דגימות HPMC (צמיגות שונות, סוגים שונים של טיפול פני השטח)
מים מזוקקים
מכשיר לערבב
ויסקומטר (כגון ויסקומטר סיבוב)
מנתח גודל חלקיקי לייזר
2.2 שלבים ניסיוניים
קביעת זמן עיכוב ההידרציה
תחת טמפרטורה קבועה (25 ℃), כמות מסוימת של Kimacell®hpmc התפזרו לאט לאט למים מזוקקים מבלי לערבב, והזמן הדרוש לשכבת ג'ל השטח נצפתה והזמן הדרוש לחלקיקים שיש לרטט לחלוטין.
מדידת שינוי צמיגות
צמיגות הפיתרון נמדדה כל 5 דקות באמצעות ויסקומטר סיבוב כדי לרשום את הפירוק ההדרגתי של חלקיקי HPMC.
מבחן מסיסות
הדגימה בוצעה בנקודות זמן שונות, והחלקיקים הבלתי מפורידים הופרדו על ידי קרום פילטר כדי לקבוע את מגמת המסיסות לאורך זמן.
ניתוח גודל חלקיקים
מנתח בגודל חלקיקי לייזר שימש למדידת השינוי בהתפלגות גודל החלקיקים של חלקיקי HPMC במהלך תהליך ההידרציה כדי להעריך את ההשפעה של עיכוב הידרציה.
3. תוצאות בדיקה וניתוח
תוצאות הבדיקה מראות כי ל- HPMC עם ציוני צמיגות שונים ושיטות טיפול פני השטח יש מאפייני עיכוב הידרציה שונים. HPMC ללא טיפול לפני השטח יוצר במהירות שכבת ג'ל במים, בעוד של- HPMC עם טיפול משטח מיוחד יש זמן הידרציה מתעכב משמעותית ופירוק אחיד יותר.
השפעת הצמיגות על עיכוב הידרציה
לחלקיקי HPMC בעלי צמיגות נמוכה יש זמן עיכוב הידרציה קצר יותר בגלל המשקל המולקולרי הקטן שלהם; ל- HPMC בעליות גבוהה יש זמן עיכוב הידרציה ארוך יותר בגלל המבנה המולקולרי הארוך שלו.
השפעת הטיפול בשטח על עיכוב הידרציה
חלקיקי HPMC שטופלו בציפוי הידרופובי הפחיתו את הרטיבות הראשונית במים, וניתן להרחיב את זמן עיכוב ההידרציה ל 10-30 דקות.
השפעת חלוקת גודל החלקיקים
לחלקיקים עדינים יש זמן עיכוב הידרציה קצר, בעוד שלחלקיקים גדולים יותר יש עיכוב הידרציה משמעותי יותר בגלל השפעת שכבת ג'ל השטח.
בחירה רציונלית שלHPMCיכול לייעל את היישום שלה בבנייה ותעשיות אחרות, לשפר את ביצועי הבנייה ויציבות החומרים. מחקר זה יכול לספק בסיס מדעי לאופטימיזציה של היישום של HPMC ולהנחות את פיתוח המוצר והתאמת הניסוח
זמן ההודעה: פברואר -21-2025