1. Inleiding
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een belangrijke synthetische cellulosederivaat die veel wordt gebruikt in bouwmaterialen, farmaceutische preparaten, voedseladditieven en cosmetica. De goede waterretentie is een van de belangrijkste kenmerken van de brede toepassing van HPMC.
2. Structuur en eigenschappen van HPMC
2.1 Chemische structuur
HPMC is een semi-synthetische cellulose-ether. De hydroxypropyl- en methylsubstituenten in de chemische structuur geven het unieke oplosbaarheid en colloïdale eigenschappen. De basisstructuur van HPMC bestaat uit β-D-glucoseketens van cellulose, waarbij sommige hydroxylgroepen worden vervangen door methyl- en hydroxypropylgroepen. De positie en mate van substitutie van deze substituenten beïnvloeden direct de oplosbaarheid, viscositeit en waterbehoud van HPMC.
2.2 Fysieke eigenschappen
Wateroplosbaarheid: HPMC is gemakkelijk oplosbaar in koud water en vormt een colloïdale oplossing in heet water.
Verdikkende eigenschap: het kan een viskeuze oplossing in water vormen en heeft een goed verdikt effect.
Filmvormende eigenschap: het kan een transparante en elastische film vormen.
Suspensie: het heeft goede ophangingsprestaties in de oplossing en kan gesuspendeerde materie stabiliseren.
3. Waterbehoud van HPMC
3.1 Waterretentiemechanisme
De waterretentie van HPMC wordt voornamelijk toegeschreven aan de interactie tussen de hydroxyl- en substituentgroepen in zijn moleculaire structuur en watermoleculen. In het bijzonder behoudt HPMC water door de volgende mechanismen:
Waterstofbinding: de hydroxylgroepen in de HPMC -moleculen vormen waterstofbruggen met watermoleculen. Met deze kracht kunnen watermoleculen stevig rond HPMC worden gebonden, waardoor waterverdamping wordt verminderd.
Hoog viscositeitseffect: de hoge viscositeitsoplossing gevormd door HPMC in water kan de beweging van water belemmeren, waardoor het waterverlies wordt verminderd.
Netwerkstructuur: de door HPMC gevormde netwerkstructuur in water kan watermoleculen vastleggen en behouden, zodat het water gelijkmatig wordt verdeeld in de netwerkstructuur.
Colloid -effect: de colloïde gevormd door HPMC kan water in de colloïde vergrendelen en de waterretentietijd vergroten.
3.2 Factoren die van invloed zijn op waterbehoud
Mate van substitutie: de waterbehoud van HPMC wordt beïnvloed door de mate van substitutie (DS). Hoe hoger de mate van substitutie, hoe sterker de hydrofiliciteit van HPMC en hoe beter de waterretentieprestaties zijn.
Molecuulgewicht: hoger molecuulgewicht helpt een sterker moleculair ketennetwerk te vormen, waardoor het waterretentie wordt verbeterd.
Concentratie: de concentratie van HPMC -oplossing heeft een significant effect op waterretentie. Soluties met hoge concentratie kunnen meer viskeuze oplossingen en stabielere netwerkstructuren vormen, waardoor meer water wordt behouden.
Temperatuur: de waterbehoud van HPMC varieert met de temperatuur. Wanneer de temperatuur stijgt, neemt de viscositeit van de HPMC -oplossing af, wat resulteert in een afname van waterretentie.
4. Toepassing van HPMC in verschillende velden
4.1 bouwmaterialen
In bouwmaterialen wordt HPMC gebruikt als waterbehoud voor producten op cement en op gips gebaseerde producten. De belangrijkste functies zijn onder meer:
Verbetering van de bouwprestaties: door een passende hoeveelheid vocht te handhaven, wordt de open tijd van cement en gips verlengd, waardoor het bouwproces soepeler wordt.
Verminder scheuren: goed waterbehoud helpt scheuren die worden gegenereerd tijdens het droogproces te verminderen en verbetert de sterkte en duurzaamheid van het uiteindelijke materiaal.
Verbetering van de bindingssterkte: bij tegelkleding kan HPMC de bindingssterkte verhogen en het bindingseffect verbeteren.
4.2 Farmaceutische voorbereidingen
In farmaceutische preparaten speelt de waterbehoud van HPMC een sleutelrol in de afgifte en stabiliteit van geneesmiddelen:
Preparaten voor aanhoudende afgifte: HPMC kan worden gebruikt als een aanhoudende afgifte matrix voor geneesmiddelen om aanhoudende afgifte van geneesmiddelen te bereiken door waterpenetratie en het oplossen van geneesmiddelen te beheersen.
Verdiking en bindmiddelen: in vloeibare geneesmiddelen en tabletten werkt HPMC als een verdikkingsmiddel en bindmiddel om de stabiliteit en consistentie van geneesmiddelen te handhaven.
4.3 Voedseladditieven
In de voedingsindustrie fungeert HPMC als een verdikkingsmiddel en stabilisator, en het waterbehoud ervan wordt gebruikt voor:
Verbetering van de smaak: door waterbehoud kan HPMC de textuur en smaak van voedsel verbeteren, waardoor het meer gesmeerd en heerlijk is.
Leven met de houdbaarheid: door waterretentie kan HPMC waterverlies tijdens opslag voorkomen, waardoor de houdbaarheid wordt verlengd.
4.4 Cosmetica
In cosmetica wordt de waterbehoud van HPMC gebruikt voor:
Vochtend effect: als een vochtinbrengende crème kan HPMC helpen bij het vergrendelen van vocht op het oppervlak van de huid en een langdurig hydraterend effect bieden.
Stabiliserende suspensies: in emulsies en suspensies stabiliseert HPMC het product en voorkomt stratificatie en sedimentatie.
De waterbehoud van HPMC maakt het op veel gebieden een belangrijk functioneel materiaal. Het behoudt water en vermindert waterverdamping door waterstofbinding, hoge viscositeitseffecten, netwerkstructuur en colloïde effecten. Waterretentie wordt beïnvloed door de mate van substitutie, molecuulgewicht, concentratie en temperatuur, die de prestaties van HPMC in een specifieke toepassing bepalen. Of het nu in bouwmaterialen, farmaceutische preparaten, voedseladditieven of cosmetica, de waterbehoud van HPMC een belangrijke rol speelt bij het verbeteren van de kwaliteit en prestaties van het product.
Posttijd: juni-26-2024