שמירת מים היא נכס חשוב עבור תעשיות רבות המשתמשות בחומרים הידרופיליים כמו אתרים תאית. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) הוא אחד האתרים התאית עם תכונות שמירה על מים גבוהות. HPMC הוא פולימר חצי סינטטי הנגזר מתאי ומשמש בדרך כלל במגוון יישומים בענפי הבנייה, התרופות והמזון.
HPMC נמצא בשימוש נרחב כמעבה, מייצב וכמחלף במוצרי מזון שונים כמו גלידה, רטבים ותלבושות כדי לשפר את מרקם, עקביותם וחיי המדף שלהם. HPMC משמש גם בייצור תרופות בתעשיית התרופות כקלסר, התפרקות וסוכן ציפוי קולנוע. הוא משמש גם כחומר שמירת מים בחומרי בניין, בעיקר במלט וטיט.
אחזקת מים היא נכס חשוב בבנייה מכיוון שהוא מסייע במניעת מלט וטיט מעורבב טרי מתייבשות. ייבוש יכול לגרום להתכווצות וסדקים, וכתוצאה מכך מבנים חלשים ולא יציבים. HPMC מסייע בשמירה על תכולת המים במלט וטיט על ידי ספיגת מולקולות מים ושחרורן לאט לאט לאורך זמן, ומאפשר לחומרי בניין לרפא ולהתקשה כראוי.
עיקרון שמירת המים של HPMC מבוסס על ההידרופיליות שלו. בשל נוכחותן של קבוצות הידרוקסיל (-OH) במבנה המולקולרי שלה, ל- HPMC יש זיקה גבוהה למים. קבוצות ההידרוקסיל מקיימות אינטראקציה עם מולקולות מים ליצירת קשרי מימן, וכתוצאה מכך היווצרות מעטפת הידרציה סביב שרשראות הפולימר. הקליפה המיועדת מאפשרת לשרשראות הפולימר להתרחב, ולהגדיל את נפח ה- HPMC.
נפיחות של HPMC היא תהליך דינאמי התלוי בגורמים שונים כמו דרגת החלפה (DS), גודל החלקיקים, הטמפרטורה ו- pH. מידת ההחלפה מתייחסת למספר קבוצות ההידרוקסיל שהוחלפו לכל יחידת אנהדרוגלוקוז בשרשרת התאית. ככל שערך ה- DS גבוה יותר, כך ההידרופיליות גבוהה יותר וביצועי שמירת המים טובים יותר. גודל החלקיקים של HPMC משפיע גם על שמירת מים, שכן לחלקיקים קטנים יותר יש שטח פנים גדול יותר למסה יחידה, וכתוצאה מכך ספיגת מים גדולה יותר. טמפרטורה וערך pH משפיעים על מידת הנפיחות ושמירת המים, וטמפרטורה גבוהה יותר וערך pH נמוך יותר משפרים את תכונות הנפיחות ושמירת המים של HPMC.
מנגנון שמירת המים של HPMC כרוך בשני תהליכים: ספיגה וספיחה. במהלך הספיגה, HPMC סופג מולקולות מים מהסביבה שמסביב ויוצר מעטפת הידרציה סביב שרשראות הפולימר. מעטפת ההידרציה מונעת מתמוטטות שרשראות הפולימרים ושומרת עליהן נפרדות, מה שמוביל לנפיחות של ה- HPMC. מולקולות המים הספוגים יוצרים קשרי מימן עם קבוצות ההידרוקסיל ב- HPMC, ומשפרות את ביצועי שמירת המים.
במהלך הספיחה, HPMC משחרר לאט את מולקולות המים, ומאפשר לחומר הבניין לרפא כראוי. השחרור האיטי של מולקולות מים מבטיח כי המלט והמרגמה יישארו לחות במלואם, וכתוצאה מכך מבנה יציב ועמיד. השחרור האיטי של מולקולות מים מספק גם אספקת מים קבועה למלט וטיט, ומשפר את תהליך הריפוי ומגביר את חוזקו ויציבותו של המוצר הסופי.
לסיכום, שמירת מים היא נכס חשוב לתעשיות רבות המשתמשות בחומרים הידרופיליים כמו אתרי תאית. HPMC הוא אחד האתרים התאית עם תכונות שמירה על מים גבוה והוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות בנייה, תרופות ומזון. תכונות שמירת המים של HPMC מבוססות על ההידרופיליות שלה, המאפשרת לו לספוג מולקולות מים מהסביבה הסובבת, ויוצרים מעטפת הידרציה סביב שרשראות הפולימר. הקליפה המיובשת גורמת להתנפחות של HPMC, והשחרור האיטי של מולקולות מים מבטיח שחומר הבניין יישאר לחות במלואו, וכתוצאה מכך מבנה יציב ועמיד.
זמן ההודעה: אוגוסט -24-2023