Metyloceluloza hydroksypropylo (HPMC)jest rozpuszczalnym w wodzie polimerem szeroko stosowanym w materiałach budowlanych, farmaceutycznych, żywności i chemikaliach. HPMC ma dobre pogrubienie, zatrzymywanie wody, tworzenie folii i wiązania, a jest szczególnie ważne w materiałach opartych na cementach i gipsach. Na proces rozpuszczania Kimacell®HPMC w wodzie ma wpływ wiele czynników, w tym charakterystyka opóźnienia nawodnienia jest kluczowym czynnikiem, szczególnie w branży budowlanej, która określa wydajność budowy i końcową jakość zapraw, kuta i innych produktów. Dlatego badanie charakterystyki opóźnienia hydratacji HPMC ma ogromne znaczenie dla optymalizacji preparatów materiałowych.
1. Mechanizm opóźnienia nawodnienia HPMC
Rozpuszczenie HPMC w wodzie obejmuje cztery etapy: zwilżanie powierzchni, dyspersja cząstek, obrzęk i rozpuszczanie. Gdy konwencjonalne cząstki HPMC są w bezpośrednim kontakcie z wodą, warstwa powierzchniowa szybko pochłania wodę, tworząc warstwę żelową, która utrudnia dalsze rozpuszczenie cząstek wewnętrznych, tym samym wykazując zjawisko opóźnienia nawodnienia. Aby poprawić wydajność budowy, niektóre produkty HPMC są specjalnie traktowane, takie jak eteryfikacja powierzchni lub obróbka powlekania, w celu dalszego wydłużenia czasu nawodnienia i poprawy czasu otwarcia i operacji podczas budowy.
Główne czynniki wpływające na opóźnienie nawodnienia obejmują:
Rozkład wielkości cząstek: większe cząstki rozpuszczają się wolniej niż małe cząstki, a czas opóźnienia nawodnienia jest dłuższy.
Obróbka powierzchni: Niektóre HPMC są powlekane krzyżowo lub hydrofobowo, co może znacznie opóźnić nawodnienie.
Temperatura roztworu: Zwiększona temperatura może przyspieszyć rozpuszczanie HPMC, ale może również wpływać na charakterystykę opóźnienia nawodnienia w określonym zakresie.
System rozpuszczalnika: elektrolity, wartość pH i inne dodatki mogą wpływać na szybkość rozpuszczania i czas opóźnienia nawodnienia HPMC.
2. Eksperymentalny projekt i metody
2.1 Materiały eksperymentalne
Próbki HPMC (różne lepkości, różne typy obróbki powierzchni)
Woda destylowana
Urządzenie mieszające
Wiskozymetr (taki jak wiskozymetr obrotowy)
Analizator wielkości cząstek laserowych
2.2 Kroki eksperymentalne
Określenie czasu opóźnienia nawodnienia
W stałej temperaturze (25 ℃) pewna ilość Kimacell®HPMC powoli posypano do wody destylowanej bez mieszania, a czas wymagany do powstania warstwy żelu powierzchniowego i czas wymagany do całkowitego zwilżania cząstek.
Pomiar zmiany lepkości
Lepkość roztworu mierzono co 5 minut, stosując wiskozymetr obrotowy w celu rejestrowania stopniowego rozpuszczania cząstek HPMC.
Test rozpuszczalności
Pobieranie próbek przeprowadzono w różnych punktach czasowych, a nierozpozlone cząstki oddzielono błoną filtracyjną w celu ustalenia trendu rozpuszczalności w czasie.
Analiza wielkości cząstek
Do pomiaru zmiany rozkładu wielkości cząstek cząstek cząstek HPMC zastosowano analizator wielkości cząstek laserowych w celu oceny wpływu opóźnienia nawodnienia.
3. Wyniki testu i analiza
Wyniki testu pokazują, że HPMC o różnych stopniach lepkości i metodach obróbki powierzchni mają różne charakterystyki opóźnienia nawodnienia. HPMC bez obróbki powierzchni szybko tworzy warstwę żelową w wodzie, podczas gdy HPMC ze specjalnym obróbką powierzchni ma znacznie opóźniony czas nawodnienia i bardziej jednolite rozpuszczanie.
Wpływ lepkości na opóźnienie nawodnienia
Cząstki HPMC o niskiej wartości mają krótszy czas opóźnienia nawodnienia ze względu na ich małą masę cząsteczkową; HPMC o wysokiej wartości ma dłuższy czas opóźnienia nawodnienia ze względu na jego długą łańcuchową strukturę molekularną.
Wpływ obróbki powierzchni na opóźnienie nawodnienia
Cząstki HPMC traktowane powłoką hydrofobową mają zmniejszoną początkową zwilżalność w wodzie, a czas opóźnienia nawodnienia można wydłużyć do 10-30 minut.
Wpływ rozkładu wielkości cząstek
Drobne cząstki mają krótki czas opóźnienia nawodnienia, podczas gdy większe cząstki mają bardziej znaczące opóźnienie nawodnienia ze względu na wpływ warstwy żelu powierzchniowego.
Racjonalny wybórHPMCmoże zoptymalizować swoje zastosowanie w budownictwie i innych branżach, poprawić wydajność budowy i stabilność materiałów. To badanie może stanowić naukową podstawę do optymalizacji aplikacji HPMC i kierowania opracowywaniem produktu i dostosowania sformułowania
Czas po: 21-2025 lutego