Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC)ir ūdenī šķīstošs polimēru materiāls, ko plaši izmanto būvniecības, medicīnas, pārtikas un ķīmiskās rūpniecības jomās. Tā lieliskā ūdens saglabāšanas veiktspēja padara to nozīmīgu lomu daudzos rūpnieciskos lietojumos.
HPMC ir nejonu celulozes ēteris, kas iegūts, ķīmiski modificējot dabisko celulozi, piemēram, sārmu un ēterifikāciju. Sakarā ar labo sabiezēšanu, plēvju veidošanos, ūdens aizturi un eļļošanas īpašībām to plaši izmanto cementa javā, pārklājumos, farmaceitiskās tabletēs un citos laukos. Celtniecības materiālos Kimacell®HPMC ūdens aiztures spēja tieši ietekmē būvniecības kvalitāti un gatavo produktu veiktspēju, tāpēc ir ļoti svarīgi izpētīt tā ūdens aiztures mehānismu.
1. HPMC molekulārā struktūra un ūdens aiztures mehānisms
HPMC pamata skelets ir celuloze, un tā hidroksildaļa tiek aizstāta ar hidroksipropilu un metilgrupu, kas tai padara labu šķīdību ūdenī un ūdens aizturi. HPMC ūdens aiztures mehānisms galvenokārt ietver šādus aspektus:
Ūdeņraža saite: HPMC molekulas satur lielu skaitu hidroksilgrupu, kas var veidot ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, adsorbēt un saglabāt ūdeni, tādējādi uzlabojot materiāla ūdens aizturi.
Šķīdumu sabiezēšanas efekts: HPMC uzbriest ūdenī, veidojot augstu viskozitātes šķīdumu, kas samazina ūdens molekulu difūzijas ātrumu, palēnina ūdens iztvaikošanu un uzlabo sistēmas ūdens aizturi.
Gēla efekts: HPMC šķīdumam noteiktā temperatūrā tiks veikta termiskā želeja, veidojot tīkla struktūru, kas palīdz noturēt ūdeni.
2. Faktori, kas ietekmē HPMC ūdens aiztures veiktspēju
HPMC ūdens aiztures veiktspēju ietekmē daudzi faktori, ieskaitot molekulmasu, aizvietošanas pakāpi, šķīduma koncentrāciju un ārējos vides faktorus.
Molekulmasa: HPMC ar lielāku molekulmasu ir spēcīgāks sabiezēšanas efekts, tādējādi uzlabojot ūdens aiztures spēju, bet izšķīšanas ātrums ir lēnāks.
Aizvietošanas pakāpe: Metoksi un hidroksipropila aizvietošanas pakāpe HPMC ietekmē tā šķīdību ūdenī un ūdens aizturi. Atbilstoša aizstāšanas pakāpe palīdz uzlabot ūdens saglabāšanas rādītājus.
Šķīduma koncentrācija: jo augstāka ir HPMC koncentrācija, jo lielāka ir šķīduma viskozitāte un jo lielāks ir ūdens difūzijas kavējums, tādējādi uzlabojot ūdens aiztures efektu.
Vides faktori: ārējiem apstākļiem, piemēram, temperatūrai un mitrumam, ir būtiska ietekme uz HPMC ūdens aiztures efektu. Augstas temperatūras vide var paātrināt ūdens iztvaikošanu, bet HPMC termiskās želejas īpašības var zināmā mērā mazināt šo efektu.
3. HPMC ūdens aizture dažādos uzklāšanas scenārijos
Celtniecības materiāli: Cementa javas un ģipša materiālos Kimacell®HPMC var efektīvi novērst pārāk ātri zaudēt ūdeni, uzlabot būvniecības veiktspēju, samazināt plaisas un palielināt stiprību.
Farmaceitiskie preparāti: Farmaceitiskās tabletēs HPMC var izmantot kā ilgstošas darbības materiālu, lai kontrolētu ūdens izdalīšanās ātrumu un uzlabotu zāļu stabilitāti.
Pārtikas rūpniecība: HPMC tiek izmantots kā pārtikas biezinātājs un mitrinātājs, lai uzlabotu pārtikas garšu un saglabāšanu.
Ar savu unikālo ķīmisko struktūru,HPMCTam ir plašs pielietojuma vērtības diapazons būvniecības, medicīnas, pārtikas utt. Lietās turpmākie pētījumi var vēl optimizēt HPMC molekulāro struktūru, lai uzlabotu tā ūdens aiztures veiktspēju un paplašinātu tā pielietojuma diapazonu.
Pasta laiks: 21.-2025. Februāris