Khả năng giữ nước là một đặc tính quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp sử dụng các chất ưa nước như ete xenlulo. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) là một trong những ete cellulose có đặc tính giữ nước cao. HPMC là một loại polymer bán tổng hợp có nguồn gốc từ cellulose và được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng trong ngành xây dựng, dược phẩm và thực phẩm.
HPMC được sử dụng rộng rãi làm chất làm đặc, chất ổn định và chất nhũ hóa trong các sản phẩm thực phẩm khác nhau như kem, nước sốt và nước sốt để tăng cường kết cấu, độ đặc và thời hạn sử dụng của chúng. HPMC còn được sử dụng trong sản xuất dược phẩm trong ngành dược phẩm như chất kết dính, chất phân rã và chất phủ màng. Nó cũng được sử dụng làm chất giữ nước trong vật liệu xây dựng, chủ yếu là xi măng và vữa.
Khả năng giữ nước là một đặc tính quan trọng trong xây dựng vì nó giúp giữ cho xi măng và vữa mới trộn không bị khô. Quá trình sấy khô có thể gây co ngót và nứt, dẫn đến kết cấu yếu và không ổn định. HPMC giúp duy trì hàm lượng nước trong xi măng và vữa bằng cách hấp thụ các phân tử nước và từ từ giải phóng chúng theo thời gian, cho phép vật liệu xây dựng xử lý và cứng lại đúng cách.
Nguyên lý giữ nước của HPMC dựa trên tính ưa nước của nó. Do có sự hiện diện của các nhóm hydroxyl (-OH) trong cấu trúc phân tử nên HPMC có ái lực cao với nước. Các nhóm hydroxyl tương tác với các phân tử nước để tạo thành liên kết hydro, dẫn đến hình thành lớp vỏ hydrat hóa xung quanh chuỗi polymer. Lớp vỏ ngậm nước cho phép các chuỗi polymer mở rộng, làm tăng thể tích HPMC.
Sự trương nở của HPMC là một quá trình động phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như mức độ thay thế (DS), kích thước hạt, nhiệt độ và độ pH. Mức độ thay thế đề cập đến số lượng nhóm hydroxyl được thay thế trên mỗi đơn vị anhydroglucose trong chuỗi xenlulo. Giá trị DS càng cao thì tính ưa nước càng cao và hiệu suất giữ nước càng tốt. Kích thước hạt của HPMC cũng ảnh hưởng đến khả năng giữ nước, vì các hạt nhỏ hơn có diện tích bề mặt trên một đơn vị khối lượng lớn hơn, dẫn đến khả năng hấp thụ nước lớn hơn. Giá trị nhiệt độ và pH ảnh hưởng đến mức độ trương nở và giữ nước, nhiệt độ cao hơn và giá trị pH thấp hơn sẽ nâng cao đặc tính trương nở và giữ nước của HPMC.
Cơ chế giữ nước của HPMC bao gồm hai quá trình: hấp thụ và giải hấp. Trong quá trình hấp thụ, HPMC hấp thụ các phân tử nước từ môi trường xung quanh, tạo thành lớp vỏ hydrat hóa xung quanh chuỗi polymer. Lớp vỏ hydrat hóa ngăn chặn các chuỗi polymer bị xẹp xuống và giữ chúng tách rời, dẫn đến sự phồng lên của HPMC. Các phân tử nước được hấp thụ tạo thành liên kết hydro với các nhóm hydroxyl trong HPMC, nâng cao hiệu suất giữ nước.
Trong quá trình giải hấp, HPMC từ từ giải phóng các phân tử nước, cho phép vật liệu xây dựng xử lý đúng cách. Sự giải phóng chậm của các phân tử nước đảm bảo xi măng và vữa vẫn được ngậm nước hoàn toàn, mang lại cấu trúc ổn định và bền vững. Sự giải phóng chậm của các phân tử nước cũng cung cấp nguồn nước liên tục cho xi măng và vữa, tăng cường quá trình đóng rắn và tăng cường độ cũng như độ ổn định của sản phẩm cuối cùng.
Tóm lại, khả năng giữ nước là một đặc tính quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp sử dụng các chất ưa nước như ete xenlulo. HPMC là một trong những ete cellulose có đặc tính giữ nước cao và được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng, dược phẩm và thực phẩm. Đặc tính giữ nước của HPMC dựa trên tính ưa nước của nó, cho phép nó hấp thụ các phân tử nước từ môi trường xung quanh, tạo thành lớp vỏ hydrat hóa xung quanh chuỗi polymer. Lớp vỏ ngậm nước làm cho HPMC phồng lên và các phân tử nước giải phóng chậm đảm bảo vật liệu xây dựng vẫn được ngậm nước hoàn toàn, mang lại cấu trúc ổn định và bền bỉ.
Thời gian đăng: 24-08-2023