Затрымка вады з'яўляецца важнай уласцівасцю для многіх галін прамысловасці, якія выкарыстоўваюць гідрафільныя рэчывы, такія як эфіры цэлюлозы. Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) - адзін з простых эфіраў цэлюлозы з высокімі ўласцівасцямі ўтрымання вады. HPMC - гэта паўсінтэтычны палімер, які атрымліваецца з цэлюлозы і шырока выкарыстоўваецца ў розных сферах прымянення ў будаўнічай, фармацэўтычнай і харчовай прамысловасці.
HPMC шырока выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка, стабілізатара і эмульгатара ў розных харчовых прадуктах, такіх як марозіва, соусы і запраўкі, для паляпшэння іх тэкстуры, кансістэнцыі і тэрміну захоўвання. HPMC таксама выкарыстоўваецца ў вытворчасці фармацэўтычных прэпаратаў у фармацэўтычнай прамысловасці ў якасці злучнага рэчыва, разрыхляльніка і плёнкавага пакрыцця. Ён таксама выкарыстоўваецца як водаўтрымліваючы агент у будаўнічых матэрыялах, галоўным чынам у цэменце і растворах.
Затрымка вады з'яўляецца важнай уласцівасцю ў будаўніцтве, таму што яна дапамагае не дапускаць высыхання свежазмешанага цэменту і раствора. Высыханне можа прывесці да ўсаджвання і расколін, што прывядзе да слабых і няўстойлівых структур. HPMC дапамагае падтрымліваць утрыманне вады ў цэменце і растворы, паглынаючы малекулы вады і павольна вызваляючы іх з цягам часу, дазваляючы будаўнічым матэрыялам належным чынам зацвярдзець і зацвярдзець.
Прынцып ўтрымання вады HPMC заснаваны на яго гідрафільнасці. З-за наяўнасці гідраксільных груп (-OH) у сваёй малекулярнай структуры, HPMC мае высокае сродство да вады. Гідраксільныя групы ўзаемадзейнічаюць з малекуламі вады, утвараючы вадародныя сувязі, у выніку чаго вакол палімерных ланцугоў утвараецца гідратацыйная абалонка. Гідратаваная абалонка дазваляе палімерным ланцугам пашырацца, павялічваючы аб'ём ГПМЦ.
Набраканне HPMC - гэта дынамічны працэс, які залежыць ад розных фактараў, такіх як ступень замяшчэння (DS), памер часціц, тэмпература і pH. Ступень замяшчэння адносіцца да колькасці замешчаных гідраксільных груп на адзінку ангідраглюкозы ў ланцугу цэлюлозы. Чым вышэй значэнне DS, тым вышэй гідрафільнасць і лепш утрыманне вады. Памер часціц HPMC таксама ўплывае на ўтрыманне вады, паколькі меншыя часціцы маюць большую плошчу паверхні на адзінку масы, што прыводзіць да большага паглынання вады. Тэмпература і значэнне рн уплываюць на ступень набракання і ўтрымання вады, а больш высокая тэмпература і больш нізкае значэнне рн узмацняюць уласцівасці ГПМЦ да набракання і ўтрымання вады.
Механізм утрымання вады ГПМЦ ўключае два працэсы: абсорбцыю і дэсорбцыю. Падчас паглынання HPMC паглынае малекулы вады з навакольнага асяроддзя, утвараючы гідратацыйную абалонку вакол палімерных ланцугоў. Гідратацыйная абалонка прадухіляе разбурэнне палімерных ланцугоў і ўтрымлівае іх раз'яднанымі, што прыводзіць да набракання HPMC. Паглынутыя малекулы вады ўтвараюць вадародныя сувязі з гідраксільнымі групамі ў ГПМЦ, што спрыяе ўтрыманню вады.
Падчас дэсорбцыі HPMC павольна вызваляе малекулы вады, дазваляючы будаўнічаму матэрыялу належным чынам зацвярдзець. Павольнае вызваленне малекул вады гарантуе, што цэмент і раствор застаюцца цалкам гідратаванымі, што прыводзіць да стабільнай і трывалай структуры. Павольнае вызваленне малекул вады таксама забяспечвае пастаянную падачу вады ў цэмент і раствор, узмацняючы працэс зацвярдзення і павялічваючы трываласць і стабільнасць канчатковага прадукту.
Падводзячы вынік, затрымка вады з'яўляецца важнай уласцівасцю для многіх галін прамысловасці, якія выкарыстоўваюць гідрафільныя рэчывы, такія як эфіры цэлюлозы. HPMC з'яўляецца адным з простых эфіраў цэлюлозы з высокімі ўласцівасцямі ўтрымання вады і шырока выкарыстоўваецца ў будаўніцтве, фармацэўтычнай і харчовай прамысловасці. Водаўтрымліваючыя ўласцівасці HPMC заснаваныя на яго гідрафільнасці, якая дазваляе яму паглынаць малекулы вады з навакольнага асяроддзя, утвараючы гідратацыйную абалонку вакол палімерных ланцугоў. Гідратаваная абалонка выклікае набраканне HPMC, а павольнае вызваленне малекул вады гарантуе, што будаўнічы матэрыял застаецца цалкам увільготненым, што прыводзіць да стабільнай і трывалай структуры.
Час публікацыі: 24 жніўня 2023 г