การทดสอบลักษณะการหน่วงเวลาของความชุ่มชื้นของ hydroxypropyl methylcellulose HPMC

Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC)เป็นพอลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้อย่างกว้างขวางในวัสดุก่อสร้างเวชภัณฑ์อุตสาหกรรมอาหารและเคมี HPMC มีความหนาที่ดีการกักเก็บน้ำการขึ้นรูปและการยึดติดของฟิล์มและมีความสำคัญอย่างยิ่งในวัสดุที่ใช้ซีเมนต์และยิปซั่ม กระบวนการสลายตัวของKimacell®HPMCในน้ำได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการซึ่งลักษณะการหน่วงเวลาความชุ่มชื้นเป็นปัจจัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการก่อสร้างซึ่งกำหนดประสิทธิภาพการก่อสร้างและคุณภาพสุดท้ายของครกสีโป๊วและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ดังนั้นการศึกษาลักษณะการหน่วงเวลาของ HPMC จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการปรับสูตรวัสดุให้เหมาะสม

1. กลไกการหน่วงเวลา HPMC Hydration

การสลายตัวของ HPMC ในน้ำเกี่ยวข้องกับสี่ขั้นตอน: พื้นผิวเปียกพื้นผิวการกระจายตัวของอนุภาคอาการบวมและการละลาย เมื่ออนุภาค HPMC แบบดั้งเดิมสัมผัสโดยตรงกับน้ำชั้นพื้นผิวจะดูดซับน้ำอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างชั้นเจลซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการสลายตัวของอนุภาคภายในเพิ่มเติมซึ่งจะแสดงปรากฏการณ์การชะลอความชุ่มชื้น เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างผลิตภัณฑ์ HPMC บางชนิดได้รับการรักษาเป็นพิเศษเช่นพื้นผิว eetherification หรือการรักษาด้วยการเคลือบเพื่อขยายเวลาให้ความชุ่มชื้นและปรับปรุงเวลาและการปฏิบัติงานในระหว่างการก่อสร้าง

ปัจจัยหลักที่มีผลต่อความล่าช้าของการให้ความชุ่มชื้น ได้แก่ :

การกระจายขนาดของอนุภาค: อนุภาคขนาดใหญ่ละลายช้ากว่าอนุภาคขนาดเล็กและเวลาการหน่วงเวลาความชุ่มชื้นนานขึ้น

การรักษาพื้นผิว: HPMCs บางตัวมีการเชื่อมโยงข้ามหรือเคลือบด้วยน้ำซึ่งสามารถชะลอการชุ่มชื้นได้อย่างมีนัยสำคัญ

อุณหภูมิการแก้ปัญหา: อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสามารถเร่งการสลายตัวของ HPMC แต่อาจส่งผลกระทบต่อลักษณะการหน่วงเวลาของความชุ่มชื้นในช่วงที่กำหนด

ระบบตัวทำละลาย: อิเล็กโทรไลต์ค่า pH และสารเติมแต่งอื่น ๆ สามารถส่งผลกระทบต่ออัตราการละลายและเวลาการหน่วงเวลาการชุ่มชื้นของ HPMC

2. การออกแบบและวิธีการทดลอง

2.1 วัสดุทดลอง

ตัวอย่าง HPMC (ความหนืดที่แตกต่างกันประเภทการรักษาพื้นผิวที่แตกต่างกัน)

น้ำกลั่น

เครื่องกวน

Viscometer (เช่น Viscometer แบบหมุน)

เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์

2.2 ขั้นตอนการทดลอง

การกำหนดเวลาการหน่วงเวลาความชุ่มชื้น

ภายใต้อุณหภูมิคงที่ (25 ℃) จำนวนKimacell®HPMCจำนวนหนึ่งถูกโรยอย่างช้าๆลงในน้ำกลั่นโดยไม่ต้องกวนและเวลาที่ต้องใช้สำหรับชั้นเจลพื้นผิวเพื่อก่อตัวและเวลาที่ต้องใช้สำหรับอนุภาคที่จะเปียกอย่างสมบูรณ์

การวัดการเปลี่ยนแปลงความหนืด

ความหนืดของสารละลายถูกวัดทุก ๆ 5 นาทีโดยใช้เครื่องหนืดแบบหมุนเพื่อบันทึกการสลายตัวของอนุภาค HPMC อย่างค่อยเป็นค่อยไป

การทดสอบความสามารถในการละลาย

การสุ่มตัวอย่างดำเนินการในเวลาที่แตกต่างกันและอนุภาคที่ไม่ละลายถูกคั่นด้วยเยื่อหุ้มตัวกรองเพื่อกำหนดแนวโน้มของความสามารถในการละลายเมื่อเวลาผ่านไป

การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค

เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคเลเซอร์ถูกนำมาใช้เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงของการกระจายขนาดอนุภาคของอนุภาค HPMC ในระหว่างกระบวนการชุ่มชื้นเพื่อประเมินผลของความล่าช้าของความชุ่มชื้น

3. ผลการทดสอบและการวิเคราะห์

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า HPMC ที่มีเกรดความหนืดที่แตกต่างกันและวิธีการรักษาพื้นผิวมีลักษณะการหน่วงเวลาความชุ่มชื้นที่แตกต่างกัน HPMC ที่ไม่มีการบำบัดพื้นผิวจะสร้างชั้นเจลอย่างรวดเร็วในน้ำในขณะที่ HPMC ที่มีการบำบัดพื้นผิวพิเศษมีเวลาให้ความชุ่มชื้นอย่างมีนัยสำคัญและการสลายตัวที่สม่ำเสมอมากขึ้น

ผลของความหนืดต่อความล่าช้าของความชุ่มชื้น

อนุภาค HPMC ที่มีความหนืดต่ำมีเวลาหน่วงเวลาที่สั้นลงเนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลเล็ก ๆ HPMC ที่มีความหนืดสูงมีเวลาหน่วงเวลาที่มีความชุ่มชื้นนานขึ้นเนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลยาวโซ่

ผลของการรักษาพื้นผิวต่อความล่าช้าของความชุ่มชื้น

อนุภาค HPMC ที่ได้รับการรักษาด้วยการเคลือบที่ไม่เข้ากับน้ำได้ลดความสามารถในการเปียกน้ำเริ่มต้นในน้ำและเวลาการหน่วงเวลาความชุ่มชื้นสามารถขยายได้ถึง 10-30 นาที

ผลของการกระจายขนาดอนุภาค

อนุภาคละเอียดมีเวลาชะลอการชุ่มชื้นสั้น ๆ ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่มีความล่าช้าอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของชั้นเจลพื้นผิว

การเลือกอย่างมีเหตุผลของHPMCสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการประยุกต์ใช้ในการก่อสร้างและอุตสาหกรรมอื่น ๆ ปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและเสถียรภาพของวัสดุ การศึกษาครั้งนี้สามารถให้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของ HPMC และแนะนำการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการปรับสูตร