Гидроксипропил метилцеллюлоз (HPMC) Барилга, эм зүй, хүнс болон бусад үйлдвэрүүдэд өргөн хэрэглэгддэг түгээмэл хэрэглэгддэг полимер нэгдэл юм. Усанд уусдаг полимерийн хувьд HPMC нь ус хадгалах, хальс үүсгэх, өтгөрүүлэх, эмульсжүүлэх шинж чанартай. Түүний ус хадгалах нь олон төрлийн хэрэглээ, ялангуяа барилгын салбарт цемент, зуурмаг, өнгөлгөө зэрэг материалд чухал шинж чанаруудын нэг бөгөөд усны ууршилтыг удаашруулж, барилгын гүйцэтгэл, эцсийн бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч HPMC-ийн ус хадгалах нь гадаад орчны температурын өөрчлөлттэй нягт холбоотой бөгөөд энэ хамаарлыг ойлгох нь түүнийг янз бүрийн салбарт ашиглахад маш чухал юм.
1. HPMC-ийн бүтэц, ус хадгалах
HPMC нь байгалийн целлюлозыг химийн аргаар өөрчлөх замаар голчлон гидроксипропил (-C3H7OH) ба метил (-CH3) бүлгүүдийг целлюлозын гинжин хэлхээнд оруулах замаар хийгдсэн бөгөөд энэ нь сайн уусах, зохицуулах шинж чанарыг өгдөг. HPMC молекул дахь гидроксил бүлгүүд (-OH) нь усны молекулуудтай устөрөгчийн холбоо үүсгэж чаддаг. Тиймээс HPMC нь усыг шингээж, устай нэгдэж, ус хадгалах чадвартай.
Ус хадгалах гэдэг нь тухайн бодисын ус хадгалах чадварыг хэлнэ. HPMC-ийн хувьд энэ нь голчлон чийгшүүлэх замаар систем дэх усны агууламжийг хадгалах чадвараараа илэрдэг, ялангуяа өндөр температур эсвэл өндөр чийгшилтэй орчинд ус хурдан алдагдахаас үр дүнтэй сэргийлж, бодисын чийгшлийг хадгалах чадвартай. HPMC молекул дахь усжилт нь түүний молекулын бүтцийн харилцан үйлчлэлтэй нягт холбоотой байдаг тул температурын өөрчлөлт нь HPMC-ийн ус шингээх чадвар, ус хадгалахад шууд нөлөөлнө.
2. HPMC-ийн ус хадгалах температурын нөлөө
HPMC-ийн усны хадгалалт ба температурын хоорондын хамаарлыг хоёр талаас нь авч үзэж болно: нэг нь HPMC-ийн уусах чадварт үзүүлэх температурын нөлөө, нөгөө нь түүний молекулын бүтэц, чийгшилд үзүүлэх температурын нөлөө юм.
2.1 HPMC-ийн уусах чанарт температурын нөлөө
HPMC-ийн усанд уусах чадвар нь температураас хамаардаг. Ерөнхийдөө HPMC-ийн уусах чадвар нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Температур өсөхөд усны молекулууд илүү их дулааны энергийг олж авдаг бөгөөд энэ нь усны молекулуудын харилцан үйлчлэлийг сулруулж, улмаар усны молекулуудын уусалтыг дэмждэг. HPMC. HPMC-ийн хувьд температурын өсөлт нь коллоид уусмал үүсгэхэд хялбар болгож, улмаар усан дахь усны хадгалалтыг сайжруулдаг.
Гэсэн хэдий ч хэт өндөр температур нь HPMC уусмалын зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, реологийн шинж чанар, тархалтад нөлөөлдөг. Хэдийгээр энэ нөлөө нь уусах чадварыг сайжруулахад эерэг нөлөө үзүүлдэг боловч хэт өндөр температур нь түүний молекулын бүтцийн тогтвортой байдлыг өөрчилж, усны хадгалалт буурахад хүргэдэг.
2.2 HPMC-ийн молекулын бүтцэд температурын нөлөө
HPMC-ийн молекулын бүтцэд устөрөгчийн холбоо нь гол төлөв усны молекулуудтай гидроксил бүлгүүдээр дамжин үүсдэг бөгөөд энэхүү устөрөгчийн холбоо нь HPMC-ийн усыг хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр устөрөгчийн бондын бат бөх байдал өөрчлөгдөж, HPMC молекул ба усны молекулын хоорондох холболтын хүч суларч, улмаар ус хадгалахад нөлөөлдөг. Тодруулбал, температурын өсөлт нь HPMC молекул дахь устөрөгчийн холбоог задалж, улмаар ус шингээх, ус хадгалах чадварыг бууруулдаг.
Нэмж дурдахад HPMC-ийн температурын мэдрэмж нь түүний уусмалын фазын төлөв байдалд тусгагдсан байдаг. Өөр өөр молекул жинтэй, өөр өөр орлуулагч бүлэг бүхий HPMC нь өөр өөр дулааны мэдрэмжтэй байдаг. Ерөнхийдөө бага молекул жинтэй HPMC нь температурт илүү мэдрэмтгий байдаг бол өндөр молекул жинтэй HPMC илүү тогтвортой гүйцэтгэлтэй байдаг. Тиймээс практик хэрэглээнд ажлын температурт усыг хадгалахын тулд тодорхой температурын мужид тохирох HPMC төрлийг сонгох шаардлагатай.
2.3 Усны ууршилтад температурын нөлөө
Өндөр температуртай орчинд HPMC-ийн усны хадгалалт нь температурын өсөлтөөс үүдэлтэй усны ууршилтын хурдацтай нөлөөгөөр нөлөөлнө. Гаднах температур хэт өндөр байвал HPMC систем дэх ус уурших магадлал өндөр байдаг. Хэдийгээр HPMC нь молекулын бүтцээрээ усыг тодорхой хэмжээгээр хадгалж чаддаг ч хэт өндөр температур нь HPMC-ийн ус хадгалах чадвараас илүү хурдан ус алдахад хүргэдэг. Энэ тохиолдолд HPMC-ийн ус хадгалах, ялангуяа өндөр температур, хуурай орчинд дарангуйлдаг.
Энэ асуудлыг хөнгөвчлөхийн тулд зарим судалгаагаар тохирох чийгшүүлэгч нэмэх эсвэл томъёонд бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тохируулах нь өндөр температурт HPMC-ийн ус хадгалах нөлөөг сайжруулж болохыг харуулсан. Жишээлбэл, томьёо дахь зуурамтгай чанар өөрчлөгчийг тохируулах эсвэл бага дэгдэмхий уусгагчийг сонгох замаар HPMC-ийн усны хадгалалтыг тодорхой хэмжээгээр сайжруулж, усны ууршилт дахь температурын өсөлтийн нөлөөг бууруулж болно.
3. Нөлөөлөх хүчин зүйлс
HPMC-ийн ус хадгалах температурын нөлөө нь зөвхөн орчны температураас гадна молекулын жин, орлуулах зэрэг, уусмалын концентраци болон HPMC-ийн бусад хүчин зүйлээс хамаарна. Жишээ нь:
Молекул жин:HPMC Уусмал дахь өндөр молекул жинтэй гинжээр үүссэн сүлжээний бүтэц нь усыг илүү үр дүнтэй шингээж, хадгалж чаддаг тул өндөр молекул жинтэй нь ихэвчлэн ус илүү хүчтэй хадгалдаг.
Орлуулах зэрэг: HPMC-ийн метилизаци ба гидроксипропиляцийн зэрэг нь усны молекулуудтай харилцан үйлчлэлд нөлөөлж, улмаар ус хадгалахад нөлөөлнө. Ерөнхийдөө өндөр зэрэглэлийн орлуулалт нь HPMC-ийн гидрофиль чанарыг сайжруулж, улмаар түүний усны хадгалалтыг сайжруулдаг.
Уусмалын концентраци: HPMC-ийн концентраци нь ус хадгалахад нөлөөлдөг. HPMC-ийн өндөр концентраци нь илүү хүчтэй молекул хоорондын харилцан үйлчлэлээр усыг хадгалж чаддаг тул HPMC уусмалын өндөр концентраци нь усыг илүү сайн хадгалах нөлөөтэй байдаг.
Ус хадгалах хооронд нарийн төвөгтэй харилцаа байдагHPMCба температур. Температурын өсөлт нь ихэвчлэн HPMC-ийн уусах чадварыг сайжруулж, ус хадгалах чадварыг сайжруулдаг боловч хэт өндөр температур нь HPMC-ийн молекулын бүтцийг устгаж, устай холбогдох чадварыг бууруулж, улмаар ус хадгалах нөлөөнд нөлөөлдөг. Температурын өөр өөр нөхцөлд ус хадгалах хамгийн сайн гүйцэтгэлийг бий болгохын тулд тодорхой хэрэглээний шаардлагын дагуу тохирох HPMC төрлийг сонгох, ашиглалтын нөхцлийг үндэслэлтэй тохируулах шаардлагатай. Нэмж дурдахад томъёо болон температурын хяналтын стратеги дахь бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь өндөр температуртай орчинд HPMC-ийн ус хадгалах чадварыг тодорхой хэмжээгээр сайжруулж чаддаг.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 11-р сарын 11