Утримування води є важливою властивістю для багатьох галузей промисловості, які використовують гідрофільні речовини, такі як ефіри целюлози. Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) є одним з ефірів целюлози з високими властивостями утримання води. HPMC - це напівсинтетичний полімер, отриманий з целюлози, який широко використовується в різних сферах будівництва, фармацевтичної та харчової промисловості.
HPMC широко використовується як загусник, стабілізатор і емульгатор у різних харчових продуктах, таких як морозиво, соуси та заправки, для покращення їх текстури, консистенції та терміну зберігання. HPMC також використовується у виробництві фармацевтичних препаратів у фармацевтичній промисловості як зв’язуюча речовина, дезінтегруючий засіб і засіб для плівкового покриття. Він також використовується як водоутримувальний агент у будівельних матеріалах, головним чином у цементі та розчині.
Водозатримка є важливою властивістю в будівництві, оскільки вона допомагає утримувати щойно змішаний цемент і розчин від висихання. Висихання може спричинити усадку та розтріскування, що призведе до ослаблення та нестабільності структур. HPMC допомагає підтримувати вміст води в цементі та розчині, поглинаючи молекули води та повільно вивільняючи їх з часом, дозволяючи будівельним матеріалам належним чином затвердіти та тверднути.
Принцип водоутримання HPMC заснований на його гідрофільності. Завдяки наявності гідроксильних груп (-OH) у своїй молекулярній структурі HPMC має високу спорідненість до води. Гідроксильні групи взаємодіють з молекулами води, утворюючи водневі зв’язки, що призводить до утворення гідратної оболонки навколо полімерних ланцюгів. Гідратована оболонка дозволяє полімерним ланцюгам розширюватися, збільшуючи об’єм ГПМЦ.
Набухання HPMC є динамічним процесом, який залежить від різних факторів, таких як ступінь заміщення (DS), розмір частинок, температура та pH. Ступінь заміщення відноситься до кількості заміщених гідроксильних груп на одиницю ангідроглюкози в целюлозному ланцюзі. Чим вище значення DS, тим вища гідрофільність і кращі показники утримання води. Розмір частинок HPMC також впливає на утримання води, оскільки менші частинки мають більшу площу поверхні на одиницю маси, що призводить до більшого водопоглинання. Температура та значення рН впливають на ступінь набухання та утримання води, а вища температура та нижче значення рН посилюють властивості набухання та утримання води HPMC.
Механізм утримання води HPMC включає два процеси: абсорбцію та десорбцію. Під час абсорбції HPMC поглинає молекули води з навколишнього середовища, утворюючи гідратаційну оболонку навколо полімерних ланцюгів. Гідратаційна оболонка запобігає руйнуванню полімерних ланцюгів і утримує їх розділеними, що призводить до набухання HPMC. Поглинені молекули води утворюють водневі зв’язки з гідроксильними групами в HPMC, підвищуючи ефективність утримання води.
Під час десорбції HPMC повільно вивільняє молекули води, дозволяючи будівельному матеріалу належним чином затвердіти. Повільне виділення молекул води забезпечує повну гідратацію цементу та будівельного розчину, створюючи стабільну та довговічну структуру. Повільне виділення молекул води також забезпечує постійну подачу води до цементу та будівельного розчину, покращуючи процес твердіння та збільшуючи міцність і стабільність кінцевого продукту.
Таким чином, утримання води є важливою властивістю для багатьох галузей промисловості, які використовують гідрофільні речовини, такі як ефіри целюлози. HPMC є одним з ефірів целюлози з високими властивостями утримання води і широко використовується в будівництві, фармацевтичній та харчовій промисловості. Водоутримуючі властивості HPMC засновані на його гідрофільності, що дозволяє йому поглинати молекули води з навколишнього середовища, утворюючи гідратаційну оболонку навколо полімерних ланцюгів. Гідратована оболонка спричиняє набухання HPMC, а повільне виділення молекул води гарантує, що будівельний матеріал залишається повністю гідратованим, що забезпечує стабільну та міцну структуру.
Час публікації: 24 серпня 2023 р