Hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC) er algengt fjölliða efnasamband, mikið notað í smíði, lyfjum, matvælum og öðrum atvinnugreinum. Sem vatnsleysanleg fjölliða hefur HPMC framúrskarandi vatnsgeymslu, myndun, þykknun og fleyti eiginleika. Vatnsgeymsla þess er einn af mikilvægum eiginleikum þess í mörgum forritum, sérstaklega í efnum eins og sementi, steypuhræra og húðun í byggingariðnaðinum, sem getur seinkað uppgufun vatns og bætt byggingarárangur og gæði lokaafurðarinnar. Hins vegar er vatnsgeymsla HPMC nátengd hitastigsbreytingunni í ytra umhverfi og að skilja þetta samband skiptir sköpum fyrir notkun þess á mismunandi sviðum.
1. uppbygging og vatnsgeymsla HPMC
HPMC er gert með efnafræðilegri breytingu á náttúrulegum sellulósa, aðallega með því að innleiða hýdroxýprópýl (-C3H7OH) og metýl (-CH3) hópa í sellulósa keðjuna, sem gefur henni góða leysni og reglugerðareiginleika. Hýdroxýlhóparnir (-OH) í HPMC sameindunum geta myndað vetnistengi með vatnsameindum. Þess vegna getur HPMC tekið upp vatn og sameinað vatni og sýnt vatnsgeymslu.
Vatnsgeymsla vísar til getu efnis til að halda vatni. Fyrir HPMC birtist það aðallega í getu þess til að viðhalda vatnsinnihaldi í kerfinu með vökva, sérstaklega í háum hita eða miklum rakaumhverfi, sem getur í raun komið í veg fyrir hratt vatnsleysi og viðhaldið vætunarhæfni efnisins. Þar sem vökvun í HPMC sameindunum er nátengd samspili sameindauppbyggingar þess, munu hitabreytingar hafa bein áhrif á frásogsgetu vatnsins og vatnsgeymslu HPMC.
2. Áhrif hitastigs á vatnsgeymslu HPMC
Hægt er að ræða sambandið milli vatns varðveislu HPMC og hitastigs frá tveimur þáttum: annar er áhrif hitastigs á leysni HPMC og hin eru áhrif hitastigs á sameindauppbyggingu þess og vökva.
2.1 Áhrif hitastigs á leysni HPMC
Leysni HPMC í vatni tengist hitastigi. Almennt eykst leysni HPMC með hækkandi hitastigi. Þegar hitastigið hækkar öðlast vatnsameindir meiri hitauppstreymi, sem leiðir til veikingar á samspili vatnsameinda og stuðla þannig að upplausn á upplausn á HPMC. Fyrir HPMC getur hækkun á hitastigi gert það auðveldara að mynda kolloidal lausn og þar með aukið vatnsgeymslu þess í vatni.
Hins vegar getur of hátt hitastig aukið seigju HPMC lausnarinnar, sem hefur áhrif á gigtfræðilega eiginleika hennar og dreifingu. Þrátt fyrir að þessi áhrif séu jákvæð við bata á leysni, getur of hátt hitastig breytt stöðugleika sameindauppbyggingar þess og leitt til lækkunar á vatnsgeymslu.
2.2 Áhrif hitastigs á sameinda uppbyggingu HPMC
Í sameinda uppbyggingu HPMC eru vetnistengi aðallega mynduð með vatnsameindum í gegnum hýdroxýlhópa og þetta vetnistengi skiptir sköpum fyrir vatnsgeymslu HPMC. Þegar hitastigið eykst getur styrkur vetnisbindisins breyst, sem leiðir til veikingar á bindingarkrafti milli HPMC sameindarinnar og vatnsameindarinnar og hefur þar með áhrif á vatnsgeymslu þess. Nánar tiltekið mun hækkun hitastigs valda vetnistengslunum í HPMC sameindinni til að sundra og draga þannig úr frásog vatns og varðveislu vatns.
Að auki endurspeglast hitastig næmi HPMC einnig í fasa hegðun lausnarinnar. HPMC með mismunandi mólþunga og mismunandi staðgengla hópa hafa mismunandi hitauppstreymi. Almennt séð er HPMC með litla mólþunga næmari fyrir hitastigi en HPMC með mikla mólþunga sýnir stöðugri afköst. Þess vegna, í hagnýtum forritum, er nauðsynlegt að velja viðeigandi HPMC gerð í samræmi við sérstakt hitastigssvið til að tryggja vatnsgeymslu þess við vinnuhitastig.
2.3 Áhrif hitastigs á uppgufun vatns
Í háhitaumhverfi verður vatnsgeymsla HPMC fyrir áhrifum af hraðari uppgufun vatnsins af völdum hækkunar á hitastigi. Þegar ytri hitastigið er of hátt er líklegt að vatnið í HPMC kerfinu gufar upp. Þrátt fyrir að HPMC geti haldið vatni að vissu marki í gegnum sameindauppbyggingu þess, getur óhóflega hátt hitastig valdið því að kerfið missir vatn hraðar en vatnsgetu HPMC. Í þessu tilfelli er vatnsgeymsla HPMC hindrað, sérstaklega í háum hita og þurru umhverfi.
Til að draga úr þessu vandamáli hafa sumar rannsóknir sýnt að það að bæta við viðeigandi rasectants eða aðlaga aðra hluti í formúlunni getur bætt vatnsgeymsluáhrif HPMC í háhita umhverfi. Til dæmis, með því að stilla seigjubreytinguna í formúlunni eða velja lítinn rauðan leysir, er hægt að bæta vatnsgeymslu HPMC að vissu marki og draga úr áhrifum hitastigshækkunar á uppgufun vatns.
3. Áhrif á þætti
Áhrif hitastigs á vatnsgeymslu HPMC veltur ekki aðeins á umhverfishitastiginu sjálfu, heldur einnig á mólmassa, gráðu skipti, styrk lausnar og annarra þátta HPMC. Til dæmis:
Mólmassa:HPMC Með hærri mólmassa hefur venjulega sterkari vatnsgeymslu, vegna þess að netbyggingin sem myndast af háum mólmassa keðjum í lausninni getur tekið upp og haldið vatni á skilvirkari hátt.
Stig skiptis: Gráðu metýleringu og hýdroxýprópýleringu HPMC mun hafa áhrif á samspil þess við vatnsameindir og hafa þar með áhrif á vatnsgeymslu. Almennt séð getur hærra stig skiptingar aukið vatnssækni HPMC og þar með bætt vatnsgeymslu þess.
Styrkur lausnar: Styrkur HPMC hefur einnig áhrif á vatnsgeymslu þess. Hærri styrkur HPMC lausna hefur venjulega betri áhrif vatns varðveislu, vegna þess að mikill styrkur HPMC getur haldið vatni með sterkari milliverkunum.
Það er flókið samband milli vatnsgeymsluHPMCog hitastig. Aukinn hitastig stuðlar venjulega að leysni HPMC og getur leitt til bættrar vatnsgeymslu, en of hátt hitastig eyðileggur sameinda uppbyggingu HPMC, dregur úr getu þess til að bindast vatni og hafa þannig áhrif á vatnsgeymsluáhrif þess. Til þess að ná fram besta afköstum vatns varðveislu við mismunandi hitastigsskilyrði er nauðsynlegt að velja viðeigandi HPMC gerð í samræmi við sérstakar kröfur um notkun og aðlaga notkunarskilyrði þess með sanngjörnum hætti. Að auki geta aðrir íhlutir í formúlunni og hitastýringaraðferðum einnig bætt vatnssvörun HPMC í háhitaumhverfi að vissu marki.
Pósttími: Nóv-11-2024