Гідраксіпропил метилцеллюлоза (HPMC) гэта звычайна выкарыстоўваецца палімернае злучэнне, якое шырока выкарыстоўваецца ў будаўніцтве, фармацэўтычным, харчовым і іншых галінах. Як вадзяны палімер, HPMC мае выдатнае ўтрыманне вады, фарміраванне фільмаў, патаўшчэнне і эмульгацыю. Затрымка вады з'яўляецца адным з яго важных уласцівасцей у многіх прыкладаннях, асабліва ў такіх матэрыялах, як цэмент, раствор і пакрыцці ў будаўнічай галіне, якія могуць затрымаць выпарэнне вады і палепшыць эфектыўнасць будаўніцтва і якасць канчатковага прадукту. Аднак захаванне вады HPMC цесна звязана са змяненнем тэмпературы ў знешнім асяроддзі, і разуменне гэтай залежнасці мае вырашальнае значэнне для яго прымянення ў розных галінах.
1. Структура і ўтрыманне вады HPMC
HPMC вырабляецца шляхам хімічнай мадыфікацыі натуральнай цэлюлозы, у асноўным шляхам увядзення гідраксіпрапілу (-C3H7OH) і метылавых (-CH3) груп у ланцужок цэлюлозы, што дае яму добрыя ўласцівасці растваральнасці і рэгулявання. Гідраксільныя групы (-OH) у малекулах HPMC могуць утвараць вадародныя сувязі з малекуламі вады. Такім чынам, HPMC можа паглынаць ваду і злучыць з вадой, паказваючы ўтрыманне вады.
Затрымка вады ставіцца да здольнасці рэчыва захоўваць ваду. Для HPMC ён у асноўным выяўляецца ў сваёй здольнасці падтрымліваць утрыманне вады ў сістэме праз гідратацыю, асабліва ў высокай тэмпературы або ўмовах высокай вільготнасці, што можа эфектыўна прадухіліць хуткую страту вады і падтрымліваць змочванасць рэчыва. Паколькі гідратацыя ў малекулах HPMC цесна звязана з узаемадзеяннем яго малекулярнай структуры, змены тэмпературы непасрэдна паўплываюць на здольнасць паглынання вады і ўтрыманне вады HPMC.
2. Уплыў тэмпературы на ўтрыманне вады HPMC
Узаемасувязь паміж захаваннем вады HPMC і тэмпературай можа быць абмеркавана з двух аспектаў: адзін - уплыў тэмпературы на растваральнасць HPMC, а другі - уплыў тэмпературы на яго малекулярную структуру і гідратацыю.
2.1 Уплыў тэмпературы на растваральнасць HPMC
Растваральнасць HPMC у вадзе звязана з тэмпературай. Звычайна растваральнасць HPMC павялічваецца з павелічэннем тэмпературы. Калі тэмпература павышаецца, малекулы вады набіраюць больш цеплавую энергію, што прыводзіць да паслаблення ўзаемадзеяння паміж малекуламі вады, тым самым спрыяючы растварэнню HPMC. Для HPMC павышэнне тэмпературы можа палегчыць фарміраванне калоіднага раствора, тым самым узмацняючы ўтрыманне вады ў вадзе.
Аднак занадта высокая тэмпература можа павялічыць глейкасць раствора HPMC, што ўплывае на яго рэалагічныя ўласцівасці і дысперсійнасць. Хоць гэты эфект станоўчы для паляпшэння растваральнасці, занадта высокая тэмпература можа змяніць стабільнасць яго малекулярнай структуры і прывесці да зніжэння ўтрымання вады.
2.2 Уплыў тэмпературы на малекулярную структуру HPMC
У малекулярнай структуры HPMC вадародныя сувязі ў асноўным утвараюцца з малекуламі вады праз гідраксільныя групы, і гэтая вадародная сувязь мае вырашальнае значэнне для ўтрымання вады HPMC. Па меры павелічэння тэмпературы трываласць вадароднай сувязі можа мяняцца, што прывядзе да паслаблення сілы звязвання паміж малекулай HPMC і малекулай вады, што ўплывае на захаванне вады. У прыватнасці, павышэнне тэмпературы прывядзе да таго, што вадародныя сувязі ў малекуле HPMC будуць адмежавацца, зніжаючы тым самым яе паглынанне вады і ўтрыманне вады.
Акрамя таго, адчувальнасць да тэмпературы HPMC таксама адлюстроўваецца ў фазавым паводзінах яго раствора. HPMC з рознай малекулярнай масай і рознымі групамі заменнікаў мае розную цеплавую адчувальнасць. Наогул кажучы, HPMC з нізкай малекулярнай масай больш адчувальны да тэмпературы, у той час як HPMC з высокай малекулярнай масай дэманструе больш стабільныя характарыстыкі. Такім чынам, у практычных прыкладаннях неабходна выбраць адпаведны тып HPMC у адпаведнасці з пэўным дыяпазонам тэмператур, каб забяспечыць яго ўтрыманне вады пры працоўнай тэмпературы.
2.3 Уплыў тэмпературы на выпарэнне вады
У высокіх тэмпературных умовах на захаванне вады HPMC паўплывае паскоранае выпарэнне вады, выкліканае павышэннем тэмпературы. Калі знешняя тэмпература занадта высокая, вада ў сістэме HPMC часцей выпараецца. Хоць HPMC можа ў пэўнай ступені захаваць ваду праз малекулярную структуру, празмерна высокая тэмпература можа прывесці да страты вады хутчэй, чым ёмістасць утрымання вады HPMC. У гэтым выпадку ўтрыманне вады HPMC інгібіруецца, асабліва ў высокай тэмпературы і сухіх умовах.
Каб палегчыць гэтую праблему, некаторыя даследаванні паказалі, што даданне адпаведных увільгатняльнікаў або карэкціроўку іншых кампанентаў у формуле можа палепшыць эфект утрымання вады HPMC у высокай тэмпературнай асяроддзі. Напрыклад, шляхам карэкціроўкі мадыфікатара глейкасці ў формуле альбо выбраўшыся з нізкім утрыманнем растваральніка, утрыманне вады ў вадзе можа быць палепшана ў пэўнай ступені, зніжаючы ўплыў павышэння тэмпературы на выпарэнне вады.
3. Уплыў фактараў
Уплыў тэмпературы на ўтрыманне вады HPMC залежыць не толькі ад самой тэмпературы навакольнага асяроддзя, але і ад малекулярнай масы, ступені замены, канцэнтрацыі раствора і іншых фактараў HPMC. Напрыклад:
Малекулярная маса:HPMC З большай малекулярнай масай звычайна мае больш моцнае ўтрыманне вады, паколькі сеткавая структура, утвораная высокімі малекулярнымі ланцужкамі ў растворы, можа паглынаць і ўтрымліваць ваду больш эфектыўна.
Ступень замены: ступень метилирования і гідраксіпрапіляцыі HPMC паўплывае на яго ўзаемадзеянне з малекуламі вады, што ўплывае на затрымку вады. Наогул кажучы, больш высокая ступень замены можа павысіць гідрафільнасць HPMC, тым самым паляпшаючы ўтрыманне вады.
Канцэнтрацыя раствора: Канцэнтрацыя HPMC таксама ўплывае на яго ўтрыманне вады. Больш высокія канцэнтрацыі раствораў HPMC звычайна аказваюць лепшыя эфекты ўтрымання вады, таму што высокая канцэнтрацыя HPMC можа ўтрымліваць ваду за кошт больш моцных межмолекулярных узаемадзеянняў.
Існуе складаная сувязь паміж захаваннем вадыHPMCі тэмпература. Падвышаная тэмпература звычайна спрыяе растваральнасці HPMC і можа прывесці да паляпшэння ўтрымання вады, але занадта высокая тэмпература разбурыць малекулярную структуру HPMC, знізіць яго здольнасць звязвацца з вадой і, такім чынам, паўплываць на яго эфект утрымання вады. Для дасягнення найлепшых паказчыкаў утрымання вады пры розных тэмпературных умовах неабходна выбраць адпаведны тып HPMC у адпаведнасці з канкрэтнымі патрабаваннямі прыкладання і разумна карэктаваць умовы яго выкарыстання. Акрамя таго, іншыя кампаненты ў формуле і стратэгіі кантролю тэмпературы таксама могуць у пэўнай ступені палепшыць захаванне вады ў HPMC у высокатэмпературных умовах.
Час паведамлення: 11 лістапада1-2024