Задържането на вода е важно свойство за много индустрии, които използват хидрофилни вещества като целулозни етери. Хидроксипропилметилцелулозата (НРМС) е един от целулозните етери с високи свойства за задържане на вода. HPMC е полусинтетичен полимер, получен от целулоза и обикновено се използва в различни приложения в строителството, фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост.
HPMC се използва широко като сгъстител, стабилизатор и емулгатор в различни хранителни продукти като сладолед, сосове и дресинги за подобряване на тяхната текстура, консистенция и срок на годност. НРМС се използва и в производството на фармацевтични продукти във фармацевтичната индустрия като свързващо вещество, дезинтегрант и агент за филмово покритие. Използва се и като водозадържащ агент в строителни материали, главно в цимент и хоросан.
Задържането на вода е важно свойство в строителството, защото помага да се запази прясно смесен цимент и хоросан от изсъхване. Изсъхването може да причини свиване и напукване, което води до слаби и нестабилни структури. HPMC помага да се поддържа съдържанието на вода в цимента и хоросана, като абсорбира водните молекули и бавно ги освобождава с течение на времето, което позволява на строителните материали да се втвърдят правилно.
Принципът на задържане на вода на HPMC се основава на неговата хидрофилност. Поради наличието на хидроксилни групи (-OH) в молекулната си структура, HPMC има висок афинитет към водата. Хидроксилните групи взаимодействат с водните молекули, за да образуват водородни връзки, което води до образуването на хидратна обвивка около полимерните вериги. Хидратираната обвивка позволява на полимерните вериги да се разширяват, увеличавайки обема на HPMC.
Набъбването на HPMC е динамичен процес, който зависи от различни фактори като степен на заместване (DS), размер на частиците, температура и pH. Степента на заместване се отнася до броя на заместените хидроксилни групи на анхидроглюкозна единица в целулозната верига. Колкото по-висока е стойността на DS, толкова по-висока е хидрофилността и по-добро задържане на вода. Размерът на частиците на HPMC също влияе върху задържането на вода, тъй като по-малките частици имат по-голяма повърхност на единица маса, което води до по-голяма абсорбция на вода. Температурата и стойността на рН влияят върху степента на набъбване и задържане на вода, а по-високата температура и по-ниската стойност на рН подобряват свойствата на HPMC за набъбване и задържане на вода.
Механизмът за задържане на вода на HPMC включва два процеса: абсорбция и десорбция. По време на абсорбцията HPMC абсорбира водни молекули от околната среда, образувайки хидратираща обвивка около полимерните вериги. Хидратиращата обвивка предотвратява разпадането на полимерните вериги и ги държи разделени, което води до подуване на HPMC. Абсорбираните водни молекули образуват водородни връзки с хидроксилните групи в HPMC, подобрявайки ефективността на задържане на вода.
По време на десорбцията HPMC бавно освобождава водни молекули, позволявайки на строителния материал да се втвърди правилно. Бавното освобождаване на водните молекули гарантира, че циментът и хоросанът остават напълно хидратирани, което води до стабилна и издръжлива структура. Бавното освобождаване на водните молекули също осигурява постоянно снабдяване с вода на цимента и хоросана, подобрявайки процеса на втвърдяване и увеличавайки здравината и стабилността на крайния продукт.
В обобщение, задържането на вода е важно свойство за много индустрии, които използват хидрофилни вещества като целулозни етери. HPMC е един от целулозните етери с високи свойства за задържане на вода и се използва широко в строителството, фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост. Свойствата за задържане на вода на HPMC се основават на неговата хидрофилност, която му позволява да абсорбира водни молекули от околната среда, образувайки хидратираща обвивка около полимерните вериги. Хидратираната обвивка кара HPMC да набъбне, а бавното освобождаване на водните молекули гарантира, че строителният материал остава напълно хидратиран, което води до стабилна и издръжлива структура.
Време на публикуване: 24 август 2023 г