Hydroksypropylmetylcellulose (HPMC, Hydroxypropyl Methylcellulose) er en viktig celluloseeter, mye brukt i konstruksjon, medisin, mat og andre felt, og er spesielt vanlig i byggematerialer. Vannretensjonen til HPMC er en av dens viktige egenskaper og spiller en nøkkelrolle i effektiviteten til mange bruksscenarier. Faktorer som påvirker vannretensjonen til HPMC inkluderer molekylstruktur, substitusjonsgrad, molekylvekt, løselighet, omgivelsestemperatur, tilsetningsstoffer, etc.
1. Molekylær struktur
HPMC er et cellulosederivat hvis molekylære struktur har en betydelig innvirkning på vannretensjon. Den molekylære strukturen til HPMC inneholder hydrofil hydroksyl (-OH), lipofil metyl (-CH3) og hydroksypropyl (-CH2CHOHCH3). Andelen og fordelingen av disse hydrofile og lipofile gruppene har en direkte innvirkning på vannretensjonsytelsen til HPMC.
Hydroksylgruppenes rolle: Hydroksylgrupper er hydrofile grupper som kan danne hydrogenbindinger med vannmolekyler, og dermed bidra til å forbedre vannretensjonen til HPMC.
Rollen til metyl- og hydroksypropylgrupper: Disse gruppene er hydrofobe og kan påvirke løseligheten og geleringstemperaturen til HPMC i vann, og dermed påvirke vannretensjonsytelsen.
2. Grad av substitusjon
Substitusjonsgraden (DS) refererer til gjennomsnittlig antall substituerte hydroksylgrupper i cellulosemolekyler. For HPMC er substitusjonsgraden av metoksy (-OCH3) og hydroksypropoksy (-OCH2CHOHCH3) vanligvis bekymret, det vil si graden av substitusjon av metoksy (MS) og substitusjonsgraden av hydroksypropoksy (HP):
Høy substitusjonsgrad: Jo høyere substitusjonsgrad, jo flere hydrofile grupper har HPMC, og teoretisk vil vannretensjonen forbedres. For høy grad av substitusjon kan imidlertid føre til for høy løselighet, og vannretensjonseffekten kan reduseres.
Lav substitusjonsgrad: HPMC med lav substitusjonsgrad har dårlig løselighet i vann, men nettverksstrukturen som dannes kan være mer stabil og dermed opprettholde bedre vannretensjon.
Justering av substitusjonsgraden innenfor et visst område kan optimalisere vannretensjonen til HPMC. Vanlige substitusjonsgrader er vanligvis 19-30% for metoksy og 4-12% for hydroksypropoksy.
3. Molekylvekt
Molekylvekten til HPMC har en betydelig innvirkning på vannretensjonen:
Høy molekylvekt: HPMC med høy molekylvekt har lengre molekylære kjeder og danner en tettere nettverksstruktur, som kan romme og beholde mer vann, og dermed forbedre vannretensjonen.
Lav molekylvekt: HPMC med lav molekylvekt har kortere molekyler og relativt svak vannretensjonskapasitet, men har god løselighet og egner seg for applikasjoner som krever raskere oppløsning.
Vanligvis varierer molekylvektsområdet til HPMC som brukes i byggematerialer fra 80 000 til 200 000.
4. Løselighet
Løseligheten til HPMC påvirker vannretensjonen direkte. God løselighet hjelper HPMC til å være fullstendig dispergert i matrisen, og danner derved en jevn vannholdende struktur. Løselighet påvirkes av:
Oppløsningstemperatur: HPMC oppløses sakte i kaldt vann, men oppløses raskere i varmt vann. Imidlertid vil for høy temperatur føre til at HPMC løses opp for høyt, noe som påvirker dens vannholdende struktur.
pH-verdi: HPMC er følsom for pH-verdi og har bedre løselighet i nøytrale eller svakt sure miljøer. Det kan brytes ned eller ha redusert løselighet under ekstreme pH-verdier.
5. Omgivelsestemperatur
Temperaturen har en betydelig innvirkning på vannretensjonen til HPMC:
Lav temperatur: Ved lav temperatur avtar løseligheten til HPMC, men viskositeten er høyere, noe som kan danne en mer stabil vannholdende struktur.
Høy temperatur: Høy temperatur akselererer oppløsningen av HPMC, men kan forårsake skade på den vannholdende strukturen og påvirke dens vannholdende effekt. Generelt kan god vannretensjon opprettholdes under 40 ℃.
6. Tilsetningsstoffer
HPMC brukes ofte sammen med andre tilsetningsstoffer i praktiske applikasjoner. Disse tilsetningsstoffene kan påvirke vannretensjonen til HPMC:
Myknere: som glyserol og etylenglykol, som kan forbedre fleksibiliteten og vannretensjonen til HPMC.
Fyllstoffer: som gips og kvartspulver, vil påvirke vannretensjonen til HPMC og endre dets dispersjons- og oppløsningsegenskaper ved å samhandle med HPMC.
7. Søknadsbetingelser
Vannretensjonsytelsen til HPMC vil også bli påvirket under forskjellige bruksforhold:
Konstruksjonsforhold: som byggetid, miljøfuktighet, etc. vil påvirke vannretensjonseffekten til HPMC.
Bruksmengde: Mengden HPMC påvirker vannretensjonen direkte. Generelt viser HPMC med høyere dosering bedre vannretensjonseffekt i sementmørtel og andre materialer.
Det er mange faktorer som påvirker vannretensjonen til HPMC, inkludert dens molekylære struktur, substitusjonsgrad, molekylvekt, løselighet, omgivelsestemperatur, tilsetningsstoffer og faktiske bruksforhold. Under søknadsprosessen, ved å rasjonelt velge og justere disse faktorene, kan vannretensjonsytelsen til HPMC optimaliseres for å møte behovene til forskjellige felt.
Innleggstid: 24. juni 2024