Giữ nước là một tính chất quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp sử dụng các chất ưa nước như ete cellulose. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) là một trong những ete cellulose có tính chất giữ nước cao. HPMC là một loại polyme bán tổng hợp có nguồn gốc từ cellulose và thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trong ngành xây dựng, dược phẩm và thực phẩm.
HPMC được sử dụng rộng rãi như một chất làm đặc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong nhiều sản phẩm thực phẩm như kem, nước sốt và nước sốt để tăng cường kết cấu, độ đặc và thời hạn sử dụng của chúng. HPMC cũng được sử dụng trong sản xuất dược phẩm trong ngành công nghiệp dược phẩm như một chất kết dính, chất phân rã và chất phủ màng. Nó cũng được sử dụng như một chất giữ nước trong vật liệu xây dựng, chủ yếu trong xi măng và vữa.
Giữ nước là một tính chất quan trọng trong xây dựng vì nó giúp giữ cho xi măng và vữa mới trộn không bị khô. Việc khô có thể gây ra co ngót và nứt, dẫn đến các cấu trúc yếu và không ổn định. HPMC giúp duy trì hàm lượng nước trong xi măng và vữa bằng cách hấp thụ các phân tử nước và giải phóng chúng từ từ theo thời gian, cho phép vật liệu xây dựng đông cứng và cứng lại đúng cách.
Nguyên lý giữ nước của HPMC dựa trên tính ưa nước của nó. Do sự hiện diện của nhóm hydroxyl (-OH) trong cấu trúc phân tử của nó, HPMC có ái lực cao với nước. Các nhóm hydroxyl tương tác với các phân tử nước để tạo thành liên kết hydro, dẫn đến sự hình thành lớp vỏ hydrat hóa xung quanh các chuỗi polyme. Lớp vỏ hydrat hóa cho phép các chuỗi polyme giãn nở, làm tăng thể tích của HPMC.
Sự trương nở của HPMC là một quá trình động phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mức độ thay thế (DS), kích thước hạt, nhiệt độ và độ pH. Mức độ thay thế đề cập đến số nhóm hydroxyl được thay thế trên một đơn vị anhydroglucose trong chuỗi cellulose. Giá trị DS càng cao thì tính ưa nước càng cao và hiệu suất giữ nước càng tốt. Kích thước hạt của HPMC cũng ảnh hưởng đến khả năng giữ nước, vì các hạt nhỏ hơn có diện tích bề mặt lớn hơn trên một đơn vị khối lượng, dẫn đến khả năng hấp thụ nước lớn hơn. Nhiệt độ và giá trị pH ảnh hưởng đến mức độ trương nở và giữ nước, nhiệt độ cao hơn và giá trị pH thấp hơn sẽ tăng cường các đặc tính trương nở và giữ nước của HPMC.
Cơ chế giữ nước của HPMC bao gồm hai quá trình: hấp thụ và giải hấp. Trong quá trình hấp thụ, HPMC hấp thụ các phân tử nước từ môi trường xung quanh, tạo thành lớp vỏ hydrat hóa xung quanh các chuỗi polyme. Lớp vỏ hydrat hóa ngăn không cho các chuỗi polyme bị sụp đổ và giữ chúng tách biệt, dẫn đến sự trương nở của HPMC. Các phân tử nước được hấp thụ tạo thành liên kết hydro với các nhóm hydroxyl trong HPMC, tăng cường hiệu suất giữ nước.
Trong quá trình giải hấp, HPMC giải phóng chậm các phân tử nước, cho phép vật liệu xây dựng đông cứng đúng cách. Việc giải phóng chậm các phân tử nước đảm bảo xi măng và vữa luôn ngậm nước hoàn toàn, tạo nên cấu trúc ổn định và bền vững. Việc giải phóng chậm các phân tử nước cũng cung cấp nguồn nước liên tục cho xi măng và vữa, tăng cường quá trình đông cứng và tăng cường độ bền và tính ổn định của sản phẩm cuối cùng.
Tóm lại, khả năng giữ nước là một tính chất quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp sử dụng các chất ưa nước như ete cellulose. HPMC là một trong những ete cellulose có tính chất giữ nước cao và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp xây dựng, dược phẩm và thực phẩm. Tính chất giữ nước của HPMC dựa trên tính ưa nước của nó, cho phép nó hấp thụ các phân tử nước từ môi trường xung quanh, tạo thành một lớp vỏ hydrat hóa xung quanh các chuỗi polyme. Lớp vỏ hydrat hóa khiến HPMC nở ra và việc giải phóng chậm các phân tử nước đảm bảo rằng vật liệu xây dựng vẫn được hydrat hóa hoàn toàn, tạo ra một cấu trúc ổn định và bền vững.
Thời gian đăng: 24-08-2023