Ūdens aizture ir svarīgs īpašums daudzām nozarēm, kurās tiek izmantotas hidrofilās vielas, piemēram, celulozes eterus. Hidroksipropilmetilcelluloze (HPMC) ir viena no celulozes ēteriem ar augstām ūdens aiztures īpašībām. HPMC ir daļēji sintētisks polimērs, kas iegūts no celulozes, un to parasti izmanto dažādos lietojumos būvniecības, farmācijas un pārtikas rūpniecībā.
HPMC plaši izmanto kā biezinātāju, stabilizatoru un emulgatoru dažādos pārtikas produktos, piemēram, saldējumā, mērces un pārsējus, lai uzlabotu to tekstūru, konsistenci un glabāšanas laiku. HPMC tiek izmantots arī farmaceitisko līdzekļu ražošanā farmācijas nozarē kā saistviela, sadalīšanās un filmu pārklājuma līdzekli. To izmanto arī kā ūdens piesaistes līdzekli celtniecības materiālos, galvenokārt cementā un javā.
Ūdens aizture ir svarīgs īpašums būvniecībā, jo tas palīdz neļaut svaigi jauktu cementu un javu izžūt. Žāvēšana var izraisīt saraušanos un plaisāšanu, kā rezultātā rodas vājas un nestabilas struktūras. HPMC palīdz uzturēt ūdens saturu cementā un javā, absorbējot ūdens molekulas un lēnām to atbrīvojot laika gaitā, ļaujot celtniecības materiāliem pareizi izārstēt un sacietēt.
HPMC ūdens aiztures princips ir balstīts uz tā hidrofilitāti. Sakarā ar hidroksilgrupu (-OH) klātbūtni molekulārajā struktūrā, HPMC ir augsta afinitāte pret ūdeni. Hidroksilgrupas mijiedarbojas ar ūdens molekulām, veidojot ūdeņraža saites, kā rezultātā veidojas hidratācijas apvalks ap polimēru ķēdēm. Hidratētais apvalks ļauj polimēru ķēdēm paplašināties, palielinot HPMC tilpumu.
HPMC pietūkums ir dinamisks process, kas ir atkarīgs no dažādiem faktoriem, piemēram, aizvietošanas pakāpes (DS), daļiņu lieluma, temperatūras un pH. Aizvietošanas pakāpe attiecas uz aizvietoto hidroksilgrupu skaitu uz anhidroglikozes vienību celulozes ķēdē. Jo augstāka ir DS vērtība, jo augstāka ir hidrofilitāte un jo labāka ūdens aiztures veiktspēja. HPMC daļiņu lielums ietekmē arī ūdens aizturi, jo mazākām daļiņām ir lielāks virsmas laukums uz masas vienību, kā rezultātā tiek iegūta lielāka ūdens absorbcija. Temperatūra un pH vērtība ietekmē pietūkuma pakāpi un ūdens aizturi, un augstāka temperatūra un zemāka pH vērtība uzlabo HPMC pietūkuma un ūdens aiztures īpašības.
HPMC ūdens aiztures mehānisms ietver divus procesus: absorbciju un desorbciju. Absorbcijas laikā HPMC absorbē ūdens molekulas no apkārtējās vides, veidojot hidratācijas apvalku ap polimēru ķēdēm. Hidratācijas apvalks neļauj polimēru ķēdēm sabrukt un uztur tās atdalītas, izraisot HPMC pietūkumu. Augstās ūdens molekulas veido ūdeņraža saites ar hidroksilgrupām HPMC, uzlabojot ūdens aiztures veiktspēju.
Desorbcijas laikā HPMC lēnām izlaiž ūdens molekulas, ļaujot ēkas materiālam pareizi izārstēt. Lēnā ūdens molekulu izdalīšanās nodrošina, ka cements un java paliek pilnībā hidratēts, kā rezultātā tiek izveidota stabila un izturīga struktūra. Lēnā ūdens molekulu izdalīšanās nodrošina arī pastāvīgu ūdens piegādi cementam un javai, uzlabojot sacietēšanas procesu un palielinot galaprodukta izturību un stabilitāti.
Rezumējot, ūdens aizture ir svarīgs īpašums daudzām nozarēm, kurās tiek izmantotas hidrofilās vielas, piemēram, celulozes ēterus. HPMC ir viens no celulozes ēteriem ar augstām ūdens aiztures īpašībām, un to plaši izmanto būvniecības, farmaceitiskās un pārtikas rūpniecībā. HPMC ūdens aiztures īpašības ir balstītas uz tā hidrofilitāti, kas tai ļauj absorbēt ūdens molekulas no apkārtējās vides, veidojot hidratācijas apvalku ap polimēru ķēdēm. Hidratētais apvalks izraisa HPMC uzbriest, un lēna ūdens molekulu izdalīšanās nodrošina, ka ēkas materiāls paliek pilnībā hidratēts, kā rezultātā tiek izveidota stabila un izturīga struktūra.
Pasta laiks: 24.-2023. Augusts