Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC, Hydroxypropyl Methylcellulose) е важен целулозен етер, широко користен во градежништвото, медицината, храната и други области, а особено е чест во градежни материјали. Задржувањето на водата на HPMC е едно од неговите важни својства и игра клучна улога во ефективноста на многу сценарија за примена. Факторите кои влијаат на задржувањето на водата на HPMC вклучуваат молекуларна структура, степен на супституција, молекуларна тежина, растворливост, температура на околината, адитиви итн.
1. Молекуларна структура
HPMC е дериват на целулоза чија молекуларна структура има значително влијание врз задржувањето на водата. Молекуларната структура на HPMC содржи хидрофилен хидроксил (-OH), липофилен метил (-CH3) и хидроксипропил (-CH2CHOHCH3). Пропорцијата и дистрибуцијата на овие хидрофилни и липофилни групи имаат директно влијание врз перформансите на задржување на водата на HPMC.
Улогата на хидроксилните групи: Хидроксилните групи се хидрофилни групи кои можат да формираат водородни врски со молекулите на водата, а со тоа помагаат да се подобри задржувањето на водата на HPMC.
Улогата на метил и хидроксипропил групи: Овие групи се хидрофобни и можат да влијаат на растворливоста и температурата на гелација на HPMC во вода, а со тоа влијае на перформансите на задржување на водата.
2. Степен на замена
Степенот на супституција (DS) се однесува на просечниот број на супституирани хидроксилни групи во молекулите на целулоза. За HPMC, обично се работи за степенот на замена на метокси (-OCH3) и хидроксипропокси (-OCH2CHOHCH3), односно степенот на замена на метокси (MS) и степенот на замена на хидроксипропокси (HP):
Висок степен на супституција: Колку е повисок степенот на супституција, толку повеќе хидрофилни групи има HPMC и теоретски ќе се подобри задржувањето на водата. Сепак, превисокиот степен на супституција може да доведе до прекумерна растворливост, а ефектот на задржување на водата може да се намали.
Низок степен на супституција: HPMC со низок степен на супституција има слаба растворливост во вода, но формираната структура на мрежата може да биде постабилна, а со тоа одржува подобро задржување на водата.
Прилагодувањето на степенот на замена во одреден опсег може да го оптимизира задржувањето на водата на HPMC. Опсегот на степени на замена обично се 19-30% за метокси и 4-12% за хидроксипропокси.
3. Молекуларна тежина
Молекуларната тежина на HPMC има значително влијание врз неговото задржување на водата:
Висока молекуларна тежина: HPMC со висока молекуларна тежина има подолги молекуларни синџири и формира погуста мрежна структура, која може да прими и задржува повеќе вода, со што се подобрува задржувањето на водата.
Ниска молекуларна тежина: HPMC со мала молекуларна тежина има пократки молекули и релативно слаб капацитет за задржување вода, но има добра растворливост и е погоден за апликации кои бараат побрзо растворање.
Типично, опсегот на молекуларна тежина на HPMC што се користи во градежни материјали се движи од 80.000 до 200.000.
4. Растворливост
Растворливоста на HPMC директно влијае на неговото задржување на вода. Добрата растворливост му помага на HPMC целосно да се дисперзира во матрицата, со што се формира униформа структура што ја задржува водата. Растворливоста е под влијание на:
Температура на растворање: HPMC полека се раствора во ладна вода, но побрзо се раствора во топла вода. Сепак, превисоката температура ќе предизвика HPMC да се раствори премногу високо, што ќе влијае на неговата структура што ја задржува водата.
pH вредност: HPMC е чувствителна на pH вредност и има подобра растворливост во неутрални или слабо кисели средини. Може да се деградира или да има намалена растворливост при екстремни pH вредности.
5. Амбиентална температура
Температурата има значително влијание врз задржувањето на водата на HPMC:
Ниска температура: При ниска температура, растворливоста на HPMC се намалува, но вискозноста е поголема, што може да формира постабилна структура што ја задржува водата.
Висока температура: високата температура го забрзува растворањето на HPMC, но може да предизвика оштетување на структурата што ја задржува водата и да влијае на нејзиниот ефект на задржување на водата. Општо земено, доброто задржување на водата може да се одржува под 40℃.
6. Адитиви
HPMC често се користи заедно со други адитиви во практична примена. Овие адитиви можат да влијаат на задржувањето на водата на HPMC:
Пластификатори: како што се глицерол и етилен гликол, кои можат да ја подобрат флексибилноста и задржувањето на водата на HPMC.
Полнила: како што се гипсот и кварцниот прав, ќе влијаат на задржувањето на водата на HPMC и ќе ги променат неговите карактеристики на дисперзија и растворање преку интеракција со HPMC.
7. Услови за примена
Перформансите на задржување вода на HPMC исто така ќе бидат засегнати при различни услови на примена:
Условите за изградба: како што се времето на изградба, влажноста на околината итн. ќе влијаат на ефектот на задржување на водата на HPMC.
Количина на употреба: Количината на HPMC директно влијае на задржувањето на водата. Општо земено, HPMC со повисоки дози покажува подобар ефект на задржување на водата во цементниот малтер и другите материјали.
Постојат многу фактори кои влијаат на задржувањето на водата на HPMC, вклучувајќи ја неговата молекуларна структура, степенот на супституција, молекуларна тежина, растворливост, температура на околината, адитиви и вистински услови за примена. Во текот на процесот на апликација, со рационално избирање и прилагодување на овие фактори, перформансите за задржување на водата на HPMC може да се оптимизираат за да се задоволат потребите на различни области.
Време на објавување: 24.06.2024