Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC)je polymér rozpustný vo vode, ktorý sa bežne používa v stavebných materiáloch, farmaceutikách, potravinách a chemickom priemysle. HPMC má dobré zahusťovanie, zadržiavanie vody, tvorby filmu a väzby a je obzvlášť dôležitá v materiáloch na báze cementu a sadry. Proces rozpúšťania Kimacell®HPMC vo vode je ovplyvnený mnohými faktormi, medzi ktorými je charakteristika oneskorenia hydratácie kľúčovým faktorom, najmä v stavebníctve, ktorý určuje stavebnú výkonnosť a konečnú kvalitu malty, tmelu a ďalšie výrobky. Štúdium charakteristík oneskorenia hydratácie HPMC je preto veľmi významné pre optimalizáciu materiálových formulácií.
1. Mechanizmus oneskorenia hydratácie HPMC
Rozpúšťanie HPMC vo vode zahŕňa štyri štádiá: zmáčanie povrchu, disperzia častíc, opuch a rozpustenie. Ak sú konvenčné častice HPMC v priamom kontakte s vodou, povrchová vrstva rýchlo absorbuje vodu za vzniku gélovej vrstvy, ktorá brzdí ďalšie rozpustenie vnútorných častíc, čím sa vykazuje jav hydratačného oneskorenia. Aby sa zlepšil stavebný výkon, niektoré produkty HPMC sa špeciálne ošetrí, ako je povrchová étifikácia alebo ošetrenie potiahnutia, na ďalšie predĺženie času hydratácie a zlepšenie času a prevádzky počas výstavby.
Hlavné faktory ovplyvňujúce oneskorenie hydratácie zahŕňajú:
Rozdelenie veľkosti častíc: Väčšie častice sa rozpúšťajú pomalšie ako malé častice a čas oneskorenia hydratácie je dlhší.
Povrchové spracovanie: Niektoré HPMC sú zosieťované alebo hydrofóbne potiahnuté, čo môže výrazne oddialiť hydratáciu.
Teplota roztoku: Zvýšená teplota môže urýchliť rozpustenie HPMC, ale môže tiež ovplyvniť charakteristiky oneskorenia hydratácie v určitom rozsahu.
Systém rozpúšťadla: Elektrolyty, hodnota pH a ďalšie prísady môžu ovplyvniť rýchlosť rozpúšťania a čas oneskorenia hydratácie HPMC.
2. Experimentálny návrh a metódy
2.1 Experimentálne materiály
Vzorky HPMC (rôzne viskozity, rôzne typy povrchového spracovania)
Destilovaná voda
Miešanie
Viskoziter (napríklad rotačný viskoziter)
Analyzátor veľkosti laserových častíc
2.2 Experimentálne kroky
Stanovenie času oneskorenia hydratácie
Pri konštantnej teplote (25 ℃) sa určité množstvo Kimacell®HPMC pomaly posypal do destilovanej vody bez miešania a čas potrebný na vytvorenie vrstvy povrchového gélu a čas potrebný na úplné zvlhčenie častíc.
Meranie zmeny viskozity
Viskozita roztoku sa merala každých 5 minút pomocou rotačného viskozitelu na zaznamenanie postupného rozpúšťania častíc HPMC.
Test rozpustnosti
Odber vzoriek sa uskutočňoval v rôznych časových bodoch a nerozpustené častice boli oddelené filtračnou membránou, aby sa stanovil trend rozpustnosti v priebehu času.
Analýza veľkosti častíc
Analyzátor veľkosti laserových častíc sa použil na meranie zmeny distribúcie veľkosti častíc častíc HPMC počas procesu hydratácie na vyhodnotenie účinku oneskorenia hydratácie.
3. Výsledky a analýza testov
Výsledky testu ukazujú, že HPMC s rôznymi stupňami viskozity a metódami povrchového spracovania majú rôzne charakteristiky oneskorenia hydratácie. HPMC bez povrchového ošetrenia rýchlo tvorí gélovú vrstvu vo vode, zatiaľ čo HPMC so špeciálnym povrchovým ošetrením má výrazne oneskorenú dobu hydratácie a rovnomernejšie rozpustenie.
Vplyv viskozity na oneskorenie hydratácie
Častice HPMC s nízkou viskozitou majú kratšiu dobu oneskorenia hydratácie v dôsledku svojej malej molekulovej hmotnosti; HPMC s vysokou viskozitou má dlhšiu dobu oneskorenia hydratácie v dôsledku molekulárnej štruktúry s dlhým reťazcom.
Vplyv povrchového ošetrenia na oneskorenie hydratácie
Častice HPMC ošetrené hydrofóbnym povlakom majú zníženú počiatočnú zmáčateľnosť vo vode a čas oneskorenia hydratácie sa môže predĺžiť na 10-30 minút.
Vplyv distribúcie veľkosti častíc
Jemné častice majú krátky čas oneskorenia hydratácie, zatiaľ čo väčšie častice majú výraznejšie oneskorenie hydratácie v dôsledku vplyvu vrstvy povrchového gélu.
Racionálny výberHpmcMôže optimalizovať svoje uplatňovanie v stavebníctve a iných odvetviach, zlepšiť stavebnú výkonnosť a stabilitu materiálu. Táto štúdia môže poskytnúť vedecký základ pre optimalizáciu aplikácií HPMC a usmernenie vývoja produktov a úpravy formulácie
Čas príspevku: február-21-2025