La hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) és un compost de polímer àmpliament utilitzat en la construcció, la medicina, els aliments i altres camps. A causa de la seva excel·lent retenció d'aigua, té un paper important en el morter de ciment, la pols de masses, els recobriments i els preparatius farmacèutics. La retenció d’aigua de HPMC es veu afectada per múltiples factors, inclosa la seva estructura molecular, el grau de substitució, la viscositat, la quantitat d’addició, la temperatura ambient, l’absorció d’aigua del substrat i el sistema de formulació.
1. Influència de l'estructura molecular i el grau de substitució
L’HPMC consisteix en una estructura d’esquelet de cel·lulosa i la metoxi (–OCH₃) i la hidroxipropoxi (–OCHOHCHCH₃) i el seu grau de substitució té un paper clau en la retenció d’aigua. La presència de substituents augmenta la hidrofilicitat de HPMC, alhora que afecta la seva solubilitat i les seves propietats formadores de pel·lícules. En general, com més gran sigui el grau de substitució d’hidroxipropil, més forta és la hidrofilicitat i la retenció d’aigua de HPMC. Un contingut de metoxi més elevat ajuda a millorar la solubilitat, facilitant la bloqueig de l’aigua i alenteix la velocitat d’evaporació d’aigua.
2. Efecte de la viscositat
La viscositat de HPMC és un paràmetre important per mesurar les propietats reològiques de la seva solució, normalment expressada com la viscositat d’una solució aquosa del 2% (MPA · s). La solució formada per HPMC d’alta viscositat és més densa i pot formar una pel·lícula d’aigua més estable a la superfície del material, retardar l’evaporació i la penetració de l’aigua i millorar la capacitat de retenció d’aigua. La solució HPMC de baixa viscositat té una forta fluïdesa i és adequada per a entorns d’aplicació que requereixen un alliberament ràpid d’aigua. Per tant, en camps com el morter de construcció, el HPMC d’alta viscositat és més propici per millorar la retenció d’aigua, mentre que l’HPMC de baixa viscositat és adequat per a escenaris d’aplicació que requereixen assecat més ràpid.
3. Efecte de la quantitat d’addició
El rendiment de retenció d’aigua de HPMC augmenta amb l’augment de la quantitat d’addició, però més millor. La quantitat adequada de HPMC pot formar una pel·lícula d’hidratació estable en el sistema de morter o recobriment, reduir la pèrdua ràpida d’aigua i millorar l’operació de la construcció. Tanmateix, l’ús excessiu pot comportar una viscositat excessiva i afectar el rendiment de la construcció, com ara reduir la fluïdesa del morter i allargar el temps de configuració. Per tant, en aplicacions pràctiques, cal tenir en compte la quantitat de HPMC per aconseguir el millor efecte de retenció d’aigua.
4. Efecte de la temperatura ambient
La temperatura té un efecte significatiu en la retenció d’aigua de HPMC. A la temperatura alta, l’aigua s’evapora més ràpidament i l’aigua en morter o pintura es perd fàcilment, donant lloc a una disminució del rendiment de la construcció. HPMC té certes propietats del gel tèrmic. Quan superi la temperatura del gel, precipitarà l’aigua, afectant l’efecte de retenció d’aigua. Per tant, en entorns calents o secs, cal seleccionar varietats HPMC adequades i augmentar adequadament la seva quantitat d’addició per assegurar la retenció d’aigua. A més, es poden prendre mesures com la cobertura i el curació humida per reduir la pèrdua d’aigua.
5. Taxa d’absorció d’aigua del substrat
Diferents substrats tenen diferents capacitats d’absorció d’aigua, que també afectaran el rendiment de retenció d’aigua de HPMC. Els substrats amb alta absorció d’aigua, com ara maons, taulers de guix, etc., absorbeixen ràpidament l’aigua, reduiran l’aigua al morter o a la capa massiva i afectaran el rendiment d’adhesió i construcció. En aquest cas, l’ús de HPMC d’alta viscositat i d’alta substitució pot formar una pel·lícula més duradora de retenció d’aigua a la superfície per reduir la pèrdua d’aigua. A més, els ajustaments adequats a la fórmula, com ara afegir agents de retenció d’aigua o reduir la taxa d’absorció d’aigua del substrat, també poden millorar el rendiment global de retenció d’aigua.
6. Influència del sistema de formulació
HPMC sol treballar juntament amb altres components en sistemes de morter, masses o recobriments, i la seva retenció d’aigua es veurà afectada per la formulació global. Per exemple, la proporció de ciment, calç, guix hidratat i altres materials cimentats en morter de ciment afecta directament la taxa de reacció d’hidratació i la capacitat de retenció d’aigua. L’ús d’adbencions com ara agents d’entrenament d’aire, espessidors i fibres també afectarà l’estat de distribució de HPMC, canviant així l’efecte de retenció d’aigua. Per tant, a l’hora de dissenyar la formulació, cal tenir en compte de forma exhaustiva la interacció entre HPMC i altres ingredients per optimitzar el rendiment final de retenció d’aigua.
La retenció d’aigua de HPMC es veu afectada per molts factors, incloent l’estructura molecular, el grau de substitució, la viscositat, la quantitat d’addició, la temperatura ambient, la taxa d’absorció d’aigua del substrat i el sistema de formulació. En aplicacions específiques, és necessari seleccionar la varietat HPMC i la quantitat d’addició adequades segons diferents entorns d’ús i propietats del material per aconseguir el millor efecte de retenció d’aigua. A més, l’ajust de la fórmula i el procés en combinació amb les condicions de construcció també pot optimitzar encara més el rendiment de retenció d’aigua i millorar la qualitat i l’efecte d’ús del producte final.
Posada Posada: 14-2025 de febrer