Hidroxipropil metilcelulose (HPMC)é um polímero solúvel em água amplamente utilizado em materiais de construção, produtos farmacêuticos, alimentos e indústrias químicas. O HPMC possui boas propriedades de espessamento, retenção de água, formação de filmes e ligação e é particularmente importante em materiais baseados em cimento e baseados em gesso. O processo de dissolução de Kimacell®HPMC na água é afetado por muitos fatores, entre os quais a característica do atraso da hidratação é um fator -chave, especialmente na indústria da construção, que determina o desempenho da construção e a qualidade final da argamassa, massa e outros produtos. Portanto, o estudo das características de atraso da hidratação do HPMC é de grande importância para otimizar as formulações de materiais.
1. Mecanismo de atraso de hidratação do HPMC
A dissolução do HPMC na água envolve quatro estágios: umedecimento da superfície, dispersão de partículas, inchaço e dissolução. Quando as partículas convencionais de HPMC estão em contato direto com a água, a camada superficial absorve rapidamente a água para formar uma camada de gel, o que dificulta a dissolução adicional das partículas internas, mostrando assim um fenômeno de atraso de hidratação. Para melhorar o desempenho da construção, alguns produtos de HPMC são especialmente tratados, como o tratamento de etherificação da superfície ou revestimento, para estender ainda mais o tempo de hidratação e melhorar o tempo e a operação de abertura durante a construção.
Os principais fatores que afetam o atraso da hidratação incluem:
Distribuição do tamanho das partículas: Partículas maiores se dissolvem mais lentamente do que pequenas partículas e o tempo de atraso da hidratação é mais longo.
Tratamento da superfície: Alguns HPMCs são reticulados ou revestidos hidrofobicamente, o que pode atrasar significativamente a hidratação.
Temperatura da solução: O aumento da temperatura pode acelerar a dissolução do HPMC, mas também pode afetar as características de atraso da hidratação dentro de um determinado intervalo.
Sistema de solvente: eletrólitos, valor de pH e outros aditivos podem afetar a taxa de dissolução e o tempo de atraso da hidratação do HPMC.
2. Projeto e métodos experimentais
2.1 Materiais experimentais
Amostras de HPMC (diferentes viscosidades, diferentes tipos de tratamento de superfície)
Água destilada
Dispositivo de agitação
Visco (como viscosímetro rotacional)
Analisador de tamanho de partícula a laser
2.2 Etapas experimentais
Determinação do tempo de atraso de hidratação
Sob temperatura constante (25 ℃), uma certa quantidade de Kimacell®HPMC foi lentamente polvilhada em água destilada sem mexer, e o tempo necessário para a camada de gel superficial se formar e o tempo necessário para que as partículas sejam completamente molhadas.
Medição da mudança de viscosidade
A viscosidade da solução foi medida a cada 5 minutos usando um viscosímetro rotacional para registrar a dissolução gradual das partículas HPMC.
Teste de solubilidade
A amostragem foi realizada em diferentes momentos e as partículas não dissolvidas foram separadas por uma membrana de filtro para determinar a tendência da solubilidade ao longo do tempo.
Análise de tamanho de partícula
Um analisador de tamanho de partícula a laser foi usado para medir a mudança na distribuição do tamanho das partículas das partículas de HPMC durante o processo de hidratação para avaliar o efeito do atraso da hidratação.
3. Resultados e análise dos testes
Os resultados do teste mostram que o HPMC com diferentes graus de viscosidade e métodos de tratamento de superfície têm diferentes características de atraso de hidratação. O HPMC sem tratamento superficial forma rapidamente uma camada de gel na água, enquanto o HPMC com tratamento de superfície especial tem um tempo de hidratação significativamente atrasado e uma dissolução mais uniforme.
Efeito da viscosidade no atraso de hidratação
As partículas HPMC de baixa viscosidade têm um tempo de atraso de hidratação mais curto devido ao seu pequeno peso molecular; O HPMC de alta viscosidade tem um tempo de atraso de hidratação mais longo devido à sua estrutura molecular de cadeia longa.
Efeito do tratamento da superfície no atraso de hidratação
As partículas de HPMC tratadas com revestimento hidrofóbico reduziram a molhabilidade inicial na água e o tempo de atraso da hidratação pode ser estendido para 10 a 30 minutos.
Efeito da distribuição de tamanho de partícula
As partículas finas têm um tempo de atraso de hidratação curto, enquanto partículas maiores têm um atraso de hidratação mais significativo devido à influência da camada de gel superficial.
Seleção racional deHPMCPode otimizar sua aplicação na construção e outras indústrias, melhorar o desempenho da construção e a estabilidade do material. Este estudo pode fornecer uma base científica para a otimização da aplicação do HPMC e guiar o desenvolvimento de produtos e ajuste de formulação de produtos
Hora de postagem: 21-2025 de fevereiro