Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ) је уобичајено полимерно једињење, широко се користи у грађевинарству, фармацеутским, прехрамбеним и другим индустријама. Као полимер растворљив у води, ХПМЦ има одличну задржавање воде, формирање филма, задебљање и емулгирање. Његова задржавање воде је једно од својих важних својстава у многим апликацијама, посебно у материјалима као што су цемент, малтер и премази у грађевинарству, што може одложити упаравање воде и побољшати грађевинске перформансе и квалитет коначног производа. Међутим, задржавање воде ХПМЦ уско је повезан са променом температуре у спољном окружењу и разумевање овог односа је пресудно за његову примену у различитим областима.
1. Структура и задржавање воде ХПМЦ-а
ХПМЦ је израђена хемијским модификацијама природних целулозе, углавном увођењем хидроксипропила (-Ц3Х7ОХ) и метил (--ЦХ3) група у ланац целулозе, што му даје добру својства растворљивости и прописане својства. Хидроксилне групе (-Х) у ХПМЦ молекулама могу формирати водоничне везе са молекулама воде. Стога ХПМЦ може да апсорбује воду и комбинује се са водом, показујући задржавање воде.
Задржавање воде односи се на способност неке супстанце да задржи воду. За ХПМЦ се углавном манифестује у својој способности да се садржај воде у систему одржава хидратацијом, посебно на високотешцијском или високошколском окружењу, што може ефикасно спречити брзи губитак воде и одржавати влажење супстанце. Пошто је хидратација у ХПМЦ молекулама уско повезана са интеракцијом своје молекуларне структуре, промене температуре ће директно утицати на капацитет апсорпције воде и задржавање воде ХПМЦ-а.
2 ефекат температуре на задржавању воде ХПМЦ-а
Однос између задржавања воде ХПМЦ и температуре може се разговарати са два аспекта: Један је ефекат температуре на растворљивости ХПМЦ-а, а други је ефекат температуре на његову молекуларну структуру и хидратацију.
2.1 Ефекат температуре на растворљивости ХПМЦ-а
Растворљивост ХПМЦ у води је повезана са температуром. Генерално, растворљивост ХПМЦ-а расте са све већом температуром. Када температура расте, молекули воде добијају већу топлотну енергију, што је резултирало слабљењем интеракције између молекула воде, промовишући тако растварање ХПМЦ. За ХПМЦ, повећање температуре може олакшати формирање колоидног раствора, на тај начин побољшати задржавање воде у води.
Међутим, превисока температура може повећати вискозност високог раствора ХПМЦ-а, што утиче на његова реолошка својства и дисперзивност. Иако је овај ефекат позитиван за побољшање растворљивости, превисока температура може променити стабилност своје молекуларне структуре и довести до смањења задржавања воде.
2.2 Ефекат температуре на молекуларној структури ХПМЦ-а
У молекуларној структури ХПМЦ-а, водонични обвезнице углавном се формирају са молекулама воде кроз хидроксилне групе, а ова хидрогенска веза је пресудна за задржавање воде ХПМЦ-а. Како се температура повећава, снага водоника може се променити, што резултира слабљењем везивања између ХПМЦ молекула и молекула воде, на тај начин утиче на задржавање воде. Конкретно, повећање температуре ће узроковати да се водонични обвезнице у хПМЦ молекули дисоцирају, на тај начин смањују његову апсорпцију воде и капацитета за задржавање воде.
Поред тога, температурна осетљивост ХПМЦ се такође одражава и у фазном понашању његовог решења. ХПМЦ са различитим молекуларним тежинама и различитим супституентним групама има различите топлотне осетљивости. Генерално гледано, мале молекулске тежине ХПМЦ је осетљивија на температуру, док висока молекулска тежина ХПМЦ показује стабилније перформансе. Стога је у практичним апликацијама неопходно да одаберете одговарајућу врсту ХПМЦ према специфичном температурном опсегу како би се осигурало задржавање њене воде на радној температури.
2.3 ефекат температуре на упаравањем воде
У окружењу високог температуре, задржавање воде на ХПМЦ-у ће утицати убрзано испаравање воде проузроковане повећањем температуре. Када је спољна температура превисока, вода у ХПМЦ систему је вероватније да испари. Иако ХПМЦ може у одређеној мери задржати воду кроз своју молекуларну структуру, прекомерно висока температура може проузроковати да систем изгуби воду брже од капацитета за задржавање воде ХПМЦ-а. У овом случају, задржавање воде ХПМЦ је инхибирано, посебно у високој температури и сувом окружењу.
Да би ублажили овај проблем, неке студије су показале да је додавање одговарајућих хуметаната или подешавања других компоненти у формули да побољшају ефекат задржавања воде ХПМЦ у окружењу високог температура. На пример, подешавањем модификатора вискозности у формули или одабиру ниског испарљивог растварача, задржавање воде ХПМЦ може се побољшати у одређеној мери, смањење ефекта повећања температуре на упаравањем воде.
3. Утицајни фактори
Ефекат температуре на задржавању воде ХПМЦ-а зависи од само на самом собној температури, већ и на молекулској тежини, степен супституције, концентрације решења и других фактора ХПМЦ-а. На пример:
Молекуларна тежина:ХПМЦ Са вишом молекуларном тежином обично има јачу задржавање воде, јер мрежна структура која се формира високим ланацима молекулске тежине у раствору може да апсорбује и ефикасније задржава воду.
Степен замјене: Степен метилације и хидроксипропилације ХПМЦ-а утицаће на његову интеракцију са молекулама воде, на тај начин утичу на задржавање воде. Генерално гледано, већи степен замене може побољшати хидрофилизацију ХПМЦ-а, на тај начин побољшава задржавање његове воде.
Концентрација решења: Концентрација ХПМЦ такође утиче на задржавање његове воде. Веће концентрације ХПМЦ решења обично имају боље ефекте задржавања воде, јер високе концентрације ХПМЦ-а могу задржати воду кроз јаче интермолекуларне интеракције.
Постоји сложена веза између задржавања водеХПМЦи температура. Повећана температура обично промовише растворљивост ХПМЦ-а и може довести до побољшаног задржавања воде, али превисока температура ће уништити молекуларну структуру ХПМЦ-а, смањити способност да се веже за воду и на тај начин утиче на његов ефекат задржавања воде. Да би се постигло најбоље перформансе задржавања воде у различитим температурним условима, потребно је одабрати одговарајући ХПМЦ тип у складу са специфичним захтевима за пријаву и разумно прилагођавате своје услове коришћења. Поред тога, остале компоненте у формули и стратегије управљања температурама такође могу побољшати задржавање воде ХПМЦ у средини високих температура у одређеној мери.
Вријеме поште: Нов-11-2024