Hidroksipropil metilselüloz (HPMC) tikinti, əczaçılıq, qida və digər sənaye sahələrində geniş istifadə olunan çox istifadə edilən polimer birləşməsidir. Suda həll olunan bir polimer olaraq, HPMC əla su tutma, film əmələ gətirmə, qalınlaşdırıcı və emulsiyalaşdırıcı xüsusiyyətlərə malikdir. Su tutma xüsusiyyəti bir çox tətbiqlərdə, xüsusən də tikinti sənayesində sement, məhlul və örtüklər kimi materiallarda suyun buxarlanmasını gecikdirə və tikinti işini və son məhsulun keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilən mühüm xüsusiyyətlərindən biridir. Bununla belə, HPMC-nin su tutması xarici mühitdə temperaturun dəyişməsi ilə sıx bağlıdır və bu əlaqənin başa düşülməsi onun müxtəlif sahələrdə tətbiqi üçün çox vacibdir.
1. HPMC-nin strukturu və suyun tutulması
HPMC təbii sellülozun kimyəvi modifikasiyası yolu ilə, əsasən hidroksipropil (-C3H7OH) və metil (-CH3) qruplarının sellüloza zəncirinə daxil edilməsi yolu ilə hazırlanır ki, bu da ona yaxşı həllolma və tənzimləmə xassələri verir. HPMC molekullarındakı hidroksil qrupları (-OH) su molekulları ilə hidrogen bağları yarada bilər. Buna görə də, HPMC suyu udmaq və su ilə birləşmək, su tutma qabiliyyətini göstərir.
Su tutma bir maddənin suyu saxlamaq qabiliyyətinə aiddir. HPMC üçün bu, əsasən nəmləndirmə yolu ilə sistemdəki suyun tərkibini, xüsusən də yüksək temperatur və ya yüksək rütubətli mühitlərdə suyun sürətli itkisinin qarşısını effektiv şəkildə saxlaya bilən və maddənin nəmləndirilməsini qoruyub saxlamaq qabiliyyətində özünü göstərir. HPMC molekullarında nəmlənmə onun molekulyar strukturunun qarşılıqlı təsiri ilə sıx əlaqəli olduğundan, temperatur dəyişiklikləri birbaşa HPMC-nin su udma qabiliyyətinə və su tutma qabiliyyətinə təsir edəcəkdir.
2. Temperaturun HPMC-nin su tutmasına təsiri
HPMC-nin su tutması ilə temperatur arasındakı əlaqəni iki aspektdən müzakirə etmək olar: biri temperaturun HPMC-nin həll olunma qabiliyyətinə təsiri, digəri isə temperaturun onun molekulyar quruluşuna və hidratasiyasına təsiridir.
2.1 Temperaturun HPMC-nin həll olunma qabiliyyətinə təsiri
HPMC-nin suda həll olması temperaturla bağlıdır. Ümumiyyətlə, HPMC-nin həllolma qabiliyyəti temperaturun artması ilə artır. Temperatur yüksəldikdə su molekulları daha çox istilik enerjisi qazanır, nəticədə su molekulları arasında qarşılıqlı təsir zəifləyir və bununla da su molekullarının həllini təşviq edir. HPMC. HPMC üçün temperaturun artması kolloid məhlulun əmələ gəlməsini asanlaşdıra bilər və bununla da onun suda su tutmasını artırır.
Bununla belə, çox yüksək temperatur HPMC məhlulunun özlülüyünü artıra bilər, onun reoloji xassələrinə və dağılma qabiliyyətinə təsir göstərir. Bu təsirin həllolma qabiliyyətinin yaxşılaşdırılması üçün müsbət olmasına baxmayaraq, çox yüksək temperatur onun molekulyar strukturunun sabitliyini dəyişdirə və su tutmasının azalmasına səbəb ola bilər.
2.2 Temperaturun HPMC-nin molekulyar quruluşuna təsiri
HPMC-nin molekulyar strukturunda hidrogen bağları əsasən hidroksil qrupları vasitəsilə su molekulları ilə əmələ gəlir və bu hidrogen bağı HPMC-nin su tutması üçün çox vacibdir. Temperatur artdıqca hidrogen bağının gücü dəyişə bilər, nəticədə HPMC molekulu ilə su molekulu arasında bağlanma qüvvəsi zəifləyir və bununla da onun su saxlanmasına təsir göstərir. Xüsusilə, temperaturun artması HPMC molekulunda hidrogen bağlarının dağılmasına səbəb olacaq və bununla da onun su udma qabiliyyətini və su tutma qabiliyyətini azaldacaq.
Bundan əlavə, HPMC-nin temperatur həssaslığı onun həllinin faza davranışında da əks olunur. Fərqli molekulyar çəkilərə və müxtəlif əvəzedici qruplara malik HPMC fərqli istilik həssaslığına malikdir. Ümumiyyətlə, aşağı molekulyar ağırlıqlı HPMC temperatura daha həssasdır, yüksək molekulyar ağırlıqlı HPMC isə daha sabit performans nümayiş etdirir. Buna görə də, praktik tətbiqlərdə iş temperaturunda suyun saxlanmasını təmin etmək üçün xüsusi temperatur diapazonuna uyğun olaraq müvafiq HPMC növünü seçmək lazımdır.
2.3 Suyun buxarlanmasına temperaturun təsiri
Yüksək temperatur mühitində, HPMC-nin su tutma qabiliyyəti, temperaturun artması nəticəsində yaranan sürətlənmiş suyun buxarlanmasından təsirlənəcəkdir. Xarici temperatur çox yüksək olduqda, HPMC sistemindəki suyun buxarlanma ehtimalı daha yüksəkdir. HPMC molekulyar quruluşu ilə suyu müəyyən dərəcədə saxlaya bilsə də, həddindən artıq yüksək temperatur sistemin HPMC-nin su tutma qabiliyyətindən daha tez su itirməsinə səbəb ola bilər. Bu halda, xüsusilə yüksək temperatur və quru mühitdə HPMC-nin su tutması maneə törədilir.
Bu problemi yüngülləşdirmək üçün bəzi tədqiqatlar göstərmişdir ki, uyğun nəmləndirici maddələr əlavə etmək və ya formulaya digər komponentləri tənzimləmək HPMC-nin yüksək temperatur mühitində su tutma təsirini yaxşılaşdıra bilər. Məsələn, düsturdakı özlülük dəyişdiricisini tənzimləmək və ya aşağı uçucu həlledici seçməklə, HPMC-nin su tutma qabiliyyəti müəyyən dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər, temperaturun artmasının suyun buxarlanmasına təsirini azalda bilər.
3. Təsir edən amillər
Temperaturun HPMC-nin su tutmasına təsiri təkcə ətraf mühitin temperaturunun özündən deyil, həm də HPMC-nin molekulyar çəkisi, əvəzlənmə dərəcəsi, məhlulun konsentrasiyası və digər amillərdən asılıdır. Məsələn:
Molekulyar çəki:HPMC yüksək molekulyar çəki ilə adətən daha güclü su tutma qabiliyyətinə malikdir, çünki məhluldakı yüksək molekulyar ağırlıqlı zəncirlərdən əmələ gələn şəbəkə strukturu suyu daha effektiv şəkildə udur və saxlaya bilir.
Əvəzetmə dərəcəsi: HPMC-nin metilasiya və hidroksipropilasiya dərəcəsi onun su molekulları ilə qarşılıqlı təsirinə təsir edəcək və bununla da suyun saxlanmasına təsir edəcəkdir. Ümumiyyətlə, daha yüksək dərəcədə əvəzetmə HPMC-nin hidrofilliyini artıra bilər və bununla da onun su tutmasını yaxşılaşdırır.
Həll konsentrasiyası: HPMC-nin konsentrasiyası onun su saxlamasına da təsir göstərir. HPMC məhlullarının daha yüksək konsentrasiyası adətən daha yaxşı su tutma effektinə malikdir, çünki HPMC-nin yüksək konsentrasiyası daha güclü molekullararası qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə suyu saxlaya bilir.
Su tutma arasında mürəkkəb bir əlaqə varHPMCvə temperatur. Artan temperatur adətən HPMC-nin həllolma qabiliyyətini artırır və suyun yaxşı saxlanmasına səbəb ola bilər, lakin çox yüksək temperatur HPMC-nin molekulyar strukturunu məhv edəcək, onun suya bağlanma qabiliyyətini azaldacaq və bununla da onun su tutma effektinə təsir göstərəcək. Müxtəlif temperatur şəraitində ən yaxşı su tutma performansına nail olmaq üçün xüsusi tətbiq tələblərinə uyğun olaraq müvafiq HPMC növünü seçmək və onun istifadə şərtlərini əsaslı şəkildə tənzimləmək lazımdır. Bundan əlavə, formula və temperatur nəzarət strategiyalarında digər komponentlər də müəyyən dərəcədə yüksək temperaturlu mühitlərdə HPMC-nin su tutmasını yaxşılaşdıra bilər.
Göndərmə vaxtı: 11 noyabr 2024-cü il