Vandens sulaikymas yra svarbi savybė daugeliui pramonės šakų, kurios naudoja hidrofilines medžiagas, tokias kaip celiuliozės eteriai. Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) yra vienas iš celiuliozės eterių, turinčių didelę vandens sulaikymo savybes. HPMC yra pusiau sintetinis polimeras, gautas iš celiuliozės, dažniausiai naudojamas įvairiose programose statybų, farmacijos ir maisto pramonėje.
HPMC yra plačiai naudojamas kaip tirštiklis, stabilizatorius ir emulsiklis įvairiuose maisto produktuose, tokiuose kaip ledai, padažai ir padažai, kad padidintų jų tekstūrą, konsistenciją ir galiojimo laiką. HPMC taip pat naudojamas gamyboje farmacijos farmacijos pramonėje kaip rišiklio, dezintegranto ir plėvelės dengimo agentas. Jis taip pat naudojamas kaip vandens sulaikymas statybinėse medžiagose, daugiausia cemente ir skiedinyje.
Vandens sulaikymas yra svarbi konstrukcijos savybė, nes ji padeda išlaikyti šviežiai mišrų cementą ir skiedinį nuo išdžiūvimo. Džiovinimas gali sukelti susitraukimą ir įtrūkimą, todėl atsiranda silpnos ir nestabilios konstrukcijos. HPMC padeda palaikyti cemento ir skiedinio vandens kiekį, sugerdamas vandens molekules ir lėtai jas išlaisvindamas laikui bėgant, leisdamas statybines medžiagas tinkamai išgydyti ir sukietėti.
HPMC vandens sulaikymo principas grindžiamas jo hidrofiliškumu. Dėl hidroksilo grupių (-oh) buvimo molekulinėje struktūroje HPMC turi didelį afinitetą vandeniui. Hidroksilo grupės sąveikauja su vandens molekulėmis, kad susidarytų vandenilio ryšiai, todėl aplink polimerų grandines susidaro hidratacijos apvalkalas. Hidratuotas apvalkalas leidžia polimerų grandinėms išsiplėsti, padidindama HPMC tūrį.
HPMC patinimas yra dinaminis procesas, priklausantis nuo įvairių veiksnių, tokių kaip pakaitalų laipsnis (DS), dalelių dydis, temperatūra ir pH. Pakaitalų laipsnis reiškia pakeistų hidroksilo grupių skaičių anhidrogliukozės vienetu celiuliozės grandinėje. Kuo didesnė DS vertė, tuo didesnė hidrofiliškumas ir tuo geresnis vandens sulaikymo efektyvumas. HPMC dalelių dydis taip pat turi įtakos vandens sulaikymui, nes mažesnės dalelės turi didesnį paviršiaus plotą masei vienetui, todėl vandens absorbcija didesnė. Temperatūra ir pH vertė turi įtakos patinimo ir vandens sulaikymo laipsniui, o aukštesnė temperatūra ir mažesnė pH vertė padidina HPMC patinimo ir vandens sulaikymo savybes.
HPMC vandens sulaikymo mechanizmas apima du procesus: absorbciją ir desorbciją. Absorbcijos metu HPMC absorbuoja vandens molekules iš aplinkinės aplinkos, sudarydama hidratacijos apvalkalą aplink polimerų grandines. Hidratacijos apvalkalas neleidžia polimerų grandinėms griūti ir jas suskirsto, todėl HPMC patins. Sugertos vandens molekulės sudaro vandenilio ryšius su hidroksilo grupėmis HPMC, padidindamos vandens sulaikymo efektyvumą.
Desorbcijos metu HPMC pamažu išleidžia vandens molekules, leidžiančias statybinės medžiagai tinkamai išgydyti. Lėtai vandens molekulių išsiskyrimas užtikrina, kad cementas ir skiedinys išliks visiškai hidratuotas, todėl susidaro stabili ir patvari struktūra. Lėtai vandens molekulių išsiskyrimas taip pat suteikia nuolatinį vandens tiekimą cementui ir skiediniui, padidindama kietėjimo procesą ir padidina galutinio produkto stiprumą ir stabilumą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad vandens susilaikymas yra svarbi savybė daugeliui pramonės šakų, naudojančių hidrofilines medžiagas, tokias kaip celiuliozės eteriai. HPMC yra vienas iš celiuliozės eterių, pasižyminčių didelėmis vandens sulaikymo savybėmis ir plačiai naudojamas statybų, farmacijos ir maisto pramonėje. HPMC vandens sulaikymo savybės yra pagrįstos jo hidrofiliškumu, leidžiančiu jam absorbuoti vandens molekules iš supančios aplinkos, sudarydama hidratacijos apvalkalą aplink polimerų grandines. Hidratuotas apvalkalas priverčia HPMC išsipūsti, o lėtai išsiskiriant vandens molekulės užtikrina, kad statybinė medžiaga išliks visiškai hidratuota, todėl susidaro stabili ir patvari struktūra.
Pašto laikas: 2012 m. Rugpjūčio 24 d