Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC)ir ūdenī šķīstošs polimērs, ko plaši izmanto celtniecības materiālos, farmaceitiskos izstrādājumos, pārtikas un ķīmiskajā rūpniecībā. HPMC ir laba sabiezēšana, ūdens aizture, plēvju veidošana un saistīšanas īpašības, un tas ir īpaši svarīgs uz cementa bāzes un uz ģipša bāzes materiālos. Kimacell®HPMC izšķīšanas procesu ūdenī ietekmē daudzi faktori, starp kuriem hidratācijas kavēšanās raksturojums ir galvenais faktors, īpaši būvniecības nozarē, kas nosaka javas, špakteles un citu produktu būvniecības veiktspēju un galīgo kvalitāti. Tāpēc materiālu formulējumu optimizēšanai ir liela nozīme HPMC hidratācijas kavējuma raksturlielumu izpētei.
1. HPMC hidratācijas kavēšanās mehānisms
HPMC izšķīšana ūdenī ietver četrus posmus: virsmas mitrināšanu, daļiņu izkliedi, pietūkumu un izšķīšanu. Ja parastās HPMC daļiņas ir tiešā saskarē ar ūdeni, virsmas slānis ātri absorbēs ūdeni, veidojot želejas slāni, kas kavē turpmāku iekšējo daļiņu izšķīšanu, tādējādi parādot hidratācijas aizkaves parādību. Lai uzlabotu būvniecības veiktspēju, daži HPMC produkti tiek īpaši apstrādāti, piemēram, virsmas ēterifikācija vai pārklājuma apstrāde, lai vēl vairāk pagarinātu hidratācijas laiku un uzlabotu atvērto laiku un darbību būvniecības laikā.
Galvenie faktori, kas ietekmē hidratācijas kavēšanos, ir:
Daļiņu lieluma sadalījums: lielākas daļiņas izšķīst lēnāk nekā mazas daļiņas, un hidratācijas kavēšanās laiks ir ilgāks.
Virsmas apstrāde: Daži HPMC ir savstarpēji saistīti vai hidrofobiski pārklāti, kas var ievērojami aizkavēt hidratāciju.
Risinājuma temperatūra: paaugstināta temperatūra var paātrināt HPMC izšķīšanu, bet tā var ietekmēt arī hidratācijas kavējuma raksturlielumus noteiktā diapazonā.
Šķīdinātāju sistēma: elektrolīti, pH vērtība un citas piedevas var ietekmēt HPMC izšķīšanas ātrumu un hidratācijas kavēšanās laiku.
2. Eksperimentāls dizains un metodes
2.1 Eksperimentālie materiāli
HPMC paraugi (dažādas viskozitātes, dažādi virsmas apstrādes veidi)
Destilēts ūdens
Maisīšanas ierīce
Visimetrs (piemēram, rotācijas viskozimetrs)
Lāzera daļiņu lieluma analizators
2.2 Eksperimentālas darbības
Hidratācijas kavēšanās laika noteikšana
Pastāvīgā temperatūrā (25 ℃) noteikts daudzums Kimacell®HPMC lēnām tika iespiests destilētā ūdenī, nemaisot, un tika novērots laiks, lai virsmas želejas slānis veidotos, un tika novērots laiks, lai daļiņas būtu pilnībā samitrinātas.
Viskozitātes maiņas mērīšana
Šķīduma viskozitāte tika izmērīta ik pēc 5 minūtēm, izmantojot rotācijas viskozimetru, lai reģistrētu HPMC daļiņu pakāpenisku izšķīšanu.
Šķīdības pārbaude
Paraugu ņemšana tika veikta dažādos laika punktos, un neizšķīdušās daļiņas tika atdalītas ar filtra membrānu, lai laika gaitā noteiktu šķīdības tendenci.
Daļiņu lieluma analīze
Lai izmērītu HPMC daļiņu daļiņu lieluma sadalījuma izmaiņas hidratācijas procesā, tika izmantots lāzera daļiņu lieluma analizators, lai novērtētu hidratācijas kavēšanās efektu.
3. Testa rezultāti un analīze
Pārbaudes rezultāti parāda, ka HPMC ar dažādām viskozitātes pakāpēm un virsmas apstrādes metodēm ir atšķirīgas hidratācijas kavēšanās īpašības. HPMC bez virsmas apstrādes ātri veido želejas slāni ūdenī, savukārt HPMC ar īpašu virsmas apstrādi ir ievērojami aizkavēts hidratācijas laiks un vienmērīgāka izšķīšana.
Viskozitātes ietekme uz hidratācijas kavēšanos
Zemas viskozitātes HPMC daļiņām ir īsāks hidratācijas kavēšanās laiks to mazās molekulmasas dēļ; Augstas viskozitātes HPMC ir ilgāks hidratācijas kavēšanās laiks, pateicoties tā garās ķēdes molekulārajai struktūrai.
Virsmas apstrādes ietekme uz hidratācijas kavēšanos
HPMC daļiņas, kas apstrādātas ar hidrofobu pārklājumu, ir samazinājušas sākotnējo mitrumu ūdenī, un hidratācijas kavēšanās laiku var pagarināt līdz 10-30 minūtēm.
Daļiņu lieluma sadalījuma ietekme
Smalkām daļiņām ir īss hidratācijas kavēšanās laiks, savukārt lielākām daļiņām ir nozīmīgāka hidratācijas kavēšanās virsmas gēla slāņa ietekmes dēļ.
Racionāla atlaseHPMCvar optimizēt savu pielietojumu būvniecībā un citās nozarēs, uzlabot būvniecības veiktspēju un materiālu stabilitāti. Šis pētījums var sniegt zinātnisku pamatu HPMC lietošanas optimizēšanai un virzīt produktu attīstību un formulēšanas pielāgošanu
Pasta laiks: 21.-2025. Februāris