Hidroksipropilo metilceliuliozė (HPMC, hidroksipropilo metilceliuliozė) yra svarbus celiuliozės eteris, plačiai naudojamas statybose, medicinoje, maiste ir kitose srityse, ir yra ypač paplitusi statybinės medžiagos. HPMC vandens sulaikymas yra viena iš svarbių jo savybių ir vaidina pagrindinį vaidmenį daugelio taikymo scenarijų veiksmingumui. Veiksniai, darantys įtaką HPMC vandens sulaikymui, yra molekulinė struktūra, pakeitimo laipsnis, molekulinė masė, tirpumas, aplinkos temperatūra, priedai ir kt.
1. Molekulinė struktūra
HPMC yra celiuliozės darinys, kurio molekulinė struktūra daro didelę įtaką vandens sulaikymui. HPMC molekulinėje struktūroje yra hidrofilinio hidroksilo (-OH), lipofilinio metilo (-Ch₃) ir hidroksipropilo (-Ch₂chohch₃). Šių hidrofilinių ir lipofilinių grupių proporcija ir pasiskirstymas daro tiesioginį poveikį HPMC vandens sulaikymo efektyvumui.
Hidroksilo grupių vaidmuo: hidroksilo grupės yra hidrofilinės grupės, kurios gali sudaryti vandenilio ryšius su vandens molekulėmis, taip padedančios pagerinti HPMC vandens sulaikymą.
Metilo ir hidroksipropilo grupių vaidmuo: Šios grupės yra hidrofobinės ir gali paveikti HPMC tirpumą ir geliacijos temperatūrą vandenyje, tokiu būdu paveikdamos vandens sulaikymo efektyvumą.
2. Pakeitimo laipsnis
Pakaitalų laipsnis (DS) reiškia vidutinį pakeistų hidroksilo grupių skaičių celiuliozės molekulėse. HPMC dažniausiai susijęs su metoksi (-och₃) ir hidroksipropoksido (-ochohchch₃) pakeitimo laipsniu, tai yra, tai yra metoksi (MS) pakeitimo laipsnis ir hidroksipropoksi (HP) pakeitimo laipsnis:
Aukštas pakaitalų laipsnis: kuo aukštesnis pakaitalų laipsnis, tuo labiau hidrofilinės grupės turi HPMC, o teoriškai vandens susilaikymas bus pagerintas. Tačiau per didelis pakeitimo laipsnis gali sukelti per didelį tirpumą, o vandens sulaikymo poveikis gali būti sumažintas.
Mažas pakeitimo laipsnis: HPMC su žemu pakeitimo laipsniu yra menkas tirpumas vandenyje, tačiau suformuota tinklo struktūra gali būti stabilesnė, todėl palaikyti geresnį vandens sulaikymą.
Koregavus pakeitimo laipsnį tam tikrame diapazone, galite optimizuoti HPMC vandens sulaikymą. Dažni pakaitinių laipsnių diapazonai paprastai yra 19–30% metoksi ir 4–12% hidroksipropoksi.
3. Molekulinė svoris
HPMC molekulinė masė daro didelę įtaką jo vandens sulaikymui:
Didelė molekulinė masė: HPMC su didele molekuline mase turi ilgesnes molekulines grandines ir sudaro tankesnę tinklo struktūrą, kuri gali pritaikyti ir išlaikyti daugiau vandens, taip pagerindamas vandens sulaikymą.
Maža molekulinė masė: HPMC su maža molekuline mase turi trumpesnes molekules ir santykinai silpną vandens sulaikymo pajėgumą, tačiau turi gerą tirpumą ir yra tinkamas pritaikymams, kuriems reikia greičiau tirpinti.
Paprastai HPMC molekulinės masės diapazonas, naudojamas statybinėse medžiagose, svyruoja nuo 80 000 iki 200 000.
4. Tirpumas
HPMC tirpumas daro tiesioginį poveikį jo vandens sulaikymui. Geras tirpumas padeda HPMC visiškai išsklaidyti matricoje, taip sudarant vienodą vandens sulaikymo struktūrą. Tirpumui įtakos turi:
Ištirpimo temperatūra: HPMC lėtai ištirpsta šaltame vandenyje, tačiau šiltame vandenyje ištirpsta greičiau. Tačiau dėl per aukštos temperatūros HPMC ištirps per aukštai, darant įtaką jo vandens sulaikymo struktūrai.
PH vertė: HPMC yra jautrus pH vertei ir geriau tirpsta neutralioje ar silpnai rūgščioje aplinkoje. Jis gali pablogėti arba turėti sumažėjusį tirpumą esant ekstremalioms pH vertėms.
5. Aplinkos temperatūra
Temperatūra daro didelę įtaką HPMC vandens sulaikymui:
Žemas temperatūra: žemoje temperatūroje HPMC tirpumas mažėja, tačiau klampumas yra didesnis, o tai gali sudaryti stabilesnę vandens sulaikymo struktūrą.
Aukšta temperatūra: aukšta temperatūra pagreitina HPMC tirpimą, tačiau gali pakenkti vandens sulaikymo struktūrai ir paveikti jo vandens sulaikymo poveikį. Paprastai geras vandens sulaikymas gali būti mažesnis nei 40 ℃.
6. Priedai
HPMC dažnai naudojamas kartu su kitais priedais praktiniuose pritaikymuose. Šie priedai gali paveikti HPMC vandens sulaikymą:
Plastifikatoriai: pavyzdžiui, glicerolis ir etilenglikolias, kurie gali pagerinti HPMC lankstumą ir vandens sulaikymą.
Užpildai: tokie kaip gipso ir kvarco milteliai, turės įtakos HPMC vandens sulaikymui ir pakeis jo dispersijos ir tirpimo charakteristikas, sąveikaudami su HPMC.
7. Taikymo sąlygos
HPMC vandens sulaikymo efektyvumas taip pat turės įtakos skirtingoms taikymo sąlygoms:
Statybos sąlygos: tokios kaip statybos laikas, aplinkos drėgmė ir kt. Turės įtakos HPMC vandens sulaikymo poveikiui.
Naudojimo suma: HPMC kiekis tiesiogiai veikia vandens sulaikymą. Paprastai HPMC su didesnėmis dozėmis rodo geresnį vandens sulaikymo poveikį cemento skiedinyje ir kitose medžiagose.
Yra daugybė veiksnių, turinčių įtakos HPMC vandens sulaikymui, įskaitant jo molekulinę struktūrą, pakeitimo laipsnį, molekulinę masę, tirpumą, aplinkos temperatūrą, priedus ir faktines taikymo sąlygas. Taikymo proceso metu, racionaliai pasirinkus ir koreguojant šiuos veiksnius, HPMC vandens sulaikymo efektyvumas gali būti optimizuotas, kad būtų patenkinti skirtingų laukų poreikiai.
Pašto laikas: 2012 m. Birželio 24 d