Veepeetus on oluline omadus paljudele tööstusharudele, mis kasutavad hüdrofiilseid aineid, näiteks tselluloosietreid. Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on üks kõrge veepeetuse omadustega tselluloosietreid. HPMC on poolsünteetiline polümeer, mis on saadud tselluloosist ja seda kasutatakse tavaliselt erinevates rakendustes ehituse, farmaatsia- ja toidutööstuses.
HPMC -d kasutatakse laialdaselt paksendajana, stabilisaatorina ja emulgaatorina erinevates toiduainetes, näiteks jäätis, kastmeid ja kastmeid, et parandada nende tekstuuri, järjepidevust ja säilivusaega. HPMC -d kasutatakse ka farmaatsiatööstuses farmaatsiatoodete tootmisel sideaine, laguneja ja kilekatte agendina. Seda kasutatakse ka ehitusmaterjalides, peamiselt tsemendi ja mördi korral veetahutava ainena.
Veepeetus on ehituses oluline omadus, kuna see aitab värskelt segatud tsemendi ja mördi kuivamist hoida. Kuivatamine võib põhjustada kokkutõmbumist ja pragunemist, mille tulemuseks on nõrgad ja ebastabiilsed struktuurid. HPMC aitab säilitada tsemendi ja mördi veesisaldust, imades veemolekule ja vabastades need aja jooksul aeglaselt, võimaldades ehitusmaterjalidel õigesti ravida ja kõveneda.
HPMC veepeetuse põhimõte põhineb selle hüdrofiilsusel. Hüdroksüülrühmade (-OH) olemasolu tõttu molekulaarses struktuuris on HPMC vee suhtes kõrge afiinsus. Hüdroksüülrühmad interakteeruvad veemolekulidega, moodustades vesiniksidemeid, mille tulemuseks on polümeeriahelate ümber hüdratsioonikoore. Hüdraaditud kest võimaldab polümeeriahelatel laieneda, suurendades HPMC mahtu.
HPMC turse on dünaamiline protsess, mis sõltub mitmesugustest teguritest, näiteks asendamise aste (DS), osakeste suurus, temperatuur ja pH. Asendusaste viitab asendatud hüdroksüülrühmade arvule tselluloosi ahela anhüdrogressiooniühiku kohta. Mida suurem on DS väärtus, seda suurem on hüdrofiilsus ja seda parem on veepeetus. HPMC osakeste suurus mõjutab ka veepeetust, kuna väiksematel osakestel on suurem pindala massiühiku kohta, mille tulemuseks on suurem vee imendumine. Temperatuur ja pH väärtus mõjutavad turset ja veepeetust ning kõrgem temperatuur ja madalam pH väärtus suurendavad HPMC turse- ja veepeetuse omadusi.
HPMC veepeetuse mehhanism hõlmab kahte protsessi: imendumine ja desorptsioon. Neeldumise ajal neelab HPMC ümbritsevast keskkonnast pärit veemolekule, moodustades polümeeriahelate ümber hüdratsioonikoore. Hüdratsioonikoor hoiab ära polümeeriahelad varisemise ja hoiab neid eraldatuna, põhjustades HPMC turset. Imendunud veemolekulid moodustavad HPMC -s hüdroksüülrühmadega vesiniksidemeid, suurendades veepeetuse jõudlust.
Desorptsiooni ajal vabastab HPMC aeglaselt veemolekule, võimaldades ehitusmaterjalil korralikult ravida. Veemolekulide aeglane vabanemine tagab, et tsement ja mört püsivad täielikult hüdreeritud, mille tulemuseks on stabiilne ja vastupidav struktuur. Veemolekulide aeglane vabanemine tagab ka püsiva veevarustuse tsemendile ja mördile, suurendades kõvenemisprotsessi ning suurendades lõpptoote tugevust ja stabiilsust.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et veepeetus on oluline omadus paljudele tööstusharudele, mis kasutavad hüdrofiilseid aineid, näiteks tselluloosietreid. HPMC on üks kõrge veepeetuse omadustega tselluloosietreid ja seda kasutatakse laialdaselt ehituses, farmaatsia- ja toidutööstuses. HPMC veekaitsmisomadused põhinevad selle hüdrofiilsusel, mis võimaldab sellel imada ümbritsevast keskkonnast pärit veemolekule, moodustades polümeeriahelate ümber hüdratsioonikoore. Hüdreeritud kest põhjustab HPMC paisumist ja veemolekulide aeglane vabanemine tagab, et ehitusmaterjal jääb täielikult hüdreeritud, mille tulemuseks on stabiilne ja vastupidav struktuur.
Postiaeg: 24.-2012 august