Ūdens aizture ir svarīga īpašība daudzām nozarēm, kurās tiek izmantotas hidrofilas vielas, piemēram, celulozes ēteri. Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir viens no celulozes ēteriem ar augstu ūdens aiztures īpašībām. HPMC ir daļēji sintētisks polimērs, kas iegūts no celulozes, un to parasti izmanto dažādos pielietojumos būvniecības, farmācijas un pārtikas rūpniecībā.
HPMC plaši izmanto kā biezinātāju, stabilizatoru un emulgatoru dažādos pārtikas produktos, piemēram, saldējumā, mērcēs un mērcēs, lai uzlabotu to tekstūru, konsistenci un glabāšanas laiku. HPMC izmanto arī farmācijas produktu ražošanā farmācijas rūpniecībā kā saistvielu, dezintegrantu un plēves pārklājuma līdzekli. To izmanto arī kā ūdeni aizturošu līdzekli būvmateriālos, galvenokārt cementā un javā.
Ūdens aizture ir svarīga īpašība būvniecībā, jo tā palīdz novērst tikko sajaukta cementa un javas izžūšanu. Žāvēšana var izraisīt saraušanos un plaisāšanu, kā rezultātā struktūras kļūst vājas un nestabilas. HPMC palīdz uzturēt ūdens saturu cementā un javā, absorbējot ūdens molekulas un laika gaitā tās lēnām atbrīvojot, ļaujot būvmateriāliem pareizi sacietēt un sacietēt.
HPMC ūdens aiztures princips ir balstīts uz tā hidrofilitāti. Tā kā tā molekulārajā struktūrā ir hidroksilgrupas (-OH), HPMC ir augsta afinitāte pret ūdeni. Hidroksilgrupas mijiedarbojas ar ūdens molekulām, veidojot ūdeņraža saites, kā rezultātā ap polimēru ķēdēm veidojas hidratācijas apvalks. 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 izmēra, temperatūras un pH. Aizvietošanas pakāpe attiecas uz aizvietoto hidroksilgrupu skaitu uz vienu anhidroglikozes vienību celulozes ķēdē. Jo augstāka ir DS vērtība, jo augstāka ir hidrofilitāte un labāka ūdens aiztures veiktspēja. HPMC daļiņu izmērs ietekmē arī ūdens aizturi, jo mazākām daļiņām ir lielāks virsmas laukums uz masas vienību, kā rezultātā ir lielāka ūdens absorbcija. Temperatūra un pH vērtība ietekmē pietūkuma un ūdens aiztures pakāpi, 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 notur tās atdalītas, izraisot HPMC pietūkumu. Absorbētās ūdens molekulas veido ūdeņraža saites ar HPMC hidroksilgrupām, uzlabojot ūdens aiztures veiktspēju.
Desorbcijas laikā HPMC lēnām atbrīvo ūdens molekulas, ļaujot būvmateriālam pareizi sacietēt. Lēnā ūdens molekulu izdalīšanās nodrošina, ka cements un java paliek pilnībā hidratēti, kā rezultātā veidojas stabila un izturīga struktūra. Lēnā ūdens molekulu izdalīšanās nodrošina arī pastāvīgu ūdens piegādi cementam un javai, uzlabojot sacietēšanas procesu un palielinot gala produkta izturību un stabilitāti.
Rezumējot, ūdens aizture ir svarīga īpašība daudzām nozarēm, kurās izmanto hidrofilas vielas, piemēram, celulozes ēteri. HPMC ir viens no celulozes ēteriem ar augstu ūdens aiztures īpašībām un tiek plaši izmantots būvniecības, farmācijas un pārtikas rūpniecībā. HPMC ūdens aiztures īpašības ir balstītas uz tā hidrofilitāti, kas ļauj tam absorbēt ūdens molekulas no apkārtējās vides, veidojot hidratācijas apvalku ap polimēru ķēdēm. Hidratētais apvalks izraisa HPMC uzbriest, un lēnā ūdens molekulu atbrīvošanās nodrošina, ka būvmateriāls paliek pilnībā hidratēts, kā rezultātā veidojas stabila un izturīga struktūra.
Publicēšanas laiks: 24. augusts 2023