La hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) és un derivat de cel·lulosa polimera soluble en aigua que s’utilitza àmpliament en la construcció, productes farmacèutics, aliments, recobriments i altres camps. HPMC té una bona retenció d’aigua, espessiment, formació de pel·lícules i estabilitat, i la seva concentració a la solució té un impacte significatiu en la retenció d’aigua.
1. Principis bàsics de la retenció d’aigua HPMC
HPMC forma una estructura de xarxa tridimensional mitjançant l’enredament i la reticulació física entre les cadenes moleculars en solució aquosa, que pot capturar i retenir la humitat eficaçment. La seva retenció d’aigua es reflecteix principalment en els aspectes següents:
Adsorció física: els grups hidroxil de la cadena molecular HPMC poden formar enllaços d’hidrogen, interactuar amb molècules d’aigua i absorbir i retenir la humitat.
Efecte de viscositat: HPMC augmenta la viscositat de la solució i redueix la fluïdesa de l’aigua, alentint així l’evaporació i la penetració de l’aigua.
Capacitat de formació de pel·lícules: HPMC pot formar una pel·lícula protectora uniforme per bloquejar l’evaporació de la humitat.
2. Efecte de la concentració en la retenció d’aigua de HPMC
El rendiment de retenció d’aigua de HPMC està estretament relacionat amb la seva concentració en la solució i es mostren diferents efectes de retenció d’aigua a diferents concentracions.
2.1 Range de concentració baixa
A concentracions més baixes (normalment per sota del 0,1%), les molècules de HPMC no formen una xarxa tridimensional adequada en aigua. Tot i que hi ha una certa capacitat d’absorció d’aigua i un efecte espessidor, la retenció d’aigua és limitada a causa de les interaccions intermoleculars febles. En aquest moment, la retenció d’aigua de la solució depèn principalment de la capacitat d’adsorció física de la pròpia cadena molecular.
2,2 Gamma de concentració mitjana
Quan la concentració de HPMC augmenta fins al 0,1% i el 2%, es milloren les interaccions intermoleculars i es forma una estructura de xarxa tridimensional més estable. En aquest moment, la viscositat de la solució augmenta significativament, cosa que millora la capacitat de captura d’aigua i l’efecte de retenció d’aigua. Les molècules HPMC formen una xarxa més dens mitjançant la reticulació física, reduint eficaçment el flux i l’evaporació de l’aigua. Per tant, la retenció d’aigua de HPMC es millora significativament en el rang de concentració mitjana.
2,3 Range d’alta concentració
A concentracions més elevades (normalment superiors al 2%), les molècules de HPMC formen una estructura de xarxa molt densa i la solució presenta una alta viscositat i fins i tot s’acosta a un estat de gel. En aquest estat, HPMC és capaç de capturar i retenir la humitat en la major mesura possible. L’elevada concentració de HPMC augmenta significativament la capacitat de retenció d’aigua i redueix la taxa d’evaporació de l’aigua, permetent que presenti un excel·lent rendiment en aplicacions que requereixin una gran retenció d’aigua.
3. Aplicació pràctica de la concentració de HPMC i la retenció d’aigua
3.1 Camp de construcció
En el morter de la construcció, HPMC millora el rendiment de la construcció millorant la retenció d’aigua, reduint la pèrdua d’aigua durant la construcció, ampliant el temps d’obertura del morter. HPMC s’utilitza normalment en morters a concentracions del 0,1% a l’1,0%, un rang que equilibra efectivament la retenció d’aigua i la viscositat d’aplicació.
3.2 Camp farmacèutica
En les tauletes farmacèutiques, HPMC s’utilitza com a material d’alliberament sostingut i aglutinant de tauletes per aconseguir efectes d’alliberament sostingut dels fàrmacs controlant la taxa d’alliberament d’aigua. La concentració de HPMC en productes farmacèutics oscil·la entre l’1% i el 5%, cosa que proporciona una retenció i cohesió d’aigua adequades per assegurar la integritat estructural i l’alliberament de fàrmacs de la tauleta.
3.3 Camp alimentari
A la indústria alimentària, HPMC s’utilitza com a espessidor i estabilitzador per millorar la textura i la retenció d’aigua dels productes. Per exemple, afegir HPMC al pa pot millorar la retenció d’aigua i la suavitat de la massa, normalment a concentracions entre el 0,2% i l’1%.
4. Optimització de la retenció d’aigua per concentració de HPMC
L’optimització de la concentració de HPMC per a la retenció d’aigua òptima requereix tenir en compte factors com els requisits específics de l’aplicació objectiu, les interaccions amb altres ingredients, etc. Normalment, la concentració òptima es determina mitjançant l’optimització experimental, de manera que per assegurar la retenció d’aigua sense afectar el rendiment de processament i altres propietats de la solució.
La concentració de HPMC té un efecte significatiu en la retenció d’aigua de la solució. A baixes concentracions, la retenció d’aigua és limitada; A concentracions mitjanes, es forma una estructura de xarxa estable per millorar la retenció d’aigua; A altes concentracions, s’aconsegueix l’efecte màxim de retenció d’aigua. Diferents camps d'aplicació tenen requisits diferents per a la concentració de HPMC, que s'han d'ajustar raonablement segons les necessitats reals per aconseguir un equilibri entre el millor efecte de retenció d'aigua i el rendiment de processament.
Posada Posada: 17-2025 de febrer