الأسئلة الشائعة حول هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز

1. ما هو الاستخدام الرئيسي لهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)؟

يُستخدم هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) على نطاق واسع في مواد البناء، والطلاءات، والراتنجات الاصطناعية، والسيراميك، والأدوية، والأغذية، والمنسوجات، والزراعة، ومستحضرات التجميل، والتبغ، وغيرها من الصناعات. ويمكن تصنيف HPMC إلى ثلاث فئات حسب الاستخدام: فئة البناء، وفئة الأغذية، وفئة الأدوية. وتُعدّ فئة البناء هي الأكثر استخدامًا في السوق المحلية حاليًا. وفي هذه الفئة، يُستخدم مسحوق المعجون بكميات كبيرة، حيث يُشكّل حوالي 90% من إجمالي الإنتاج، بينما يُستخدم الباقي في ملاط ​​الأسمنت والغراء.

2. هناك عدة أنواع من هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، وما هي الاختلافات في استخداماتها؟

يمكن تقسيم هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) إلى نوعين: سريع الذوبان وسريع الذوبان بالحرارة. يذوب النوع سريع الذوبان بسرعة في الماء البارد ويختفي فيه تمامًا. في هذه الحالة، يكون السائل عديم اللزوجة لأن HPMC يذوب فقط دون أن يذوب فعليًا. بعد حوالي دقيقتين، تزداد لزوجة السائل تدريجيًا، مكونًا غروانيًا لزجًا شفافًا. أما النوع سريع الذوبان بالحرارة، فيذوب بسرعة في الماء الساخن ويختفي فيه. وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى حد معين، تبدأ اللزوجة بالظهور تدريجيًا حتى يتكون غرواني لزج شفاف. يُستخدم النوع سريع الذوبان بالحرارة فقط في مساحيق المعجون والملاط. أما في الغراء السائل والطلاء، فيحدث تكتل ولا يمكن استخدامه. يتميز النوع سريع الذوبان بنطاق استخدام أوسع، حيث يمكن استخدامه في مساحيق المعجون والملاط، وكذلك في الغراء السائل والطلاء، دون أي موانع.

3. ما هي طرق إذابة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)؟

طريقة الإذابة بالماء الساخن: بما أن هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) لا يذوب في الماء الساخن، فإنه يمكن تشتيته بالتساوي في الماء الساخن في البداية، ثم يذوب بسرعة عند التبريد. فيما يلي وصف لطريقتين نموذجيتين:

1) ضع الكمية المطلوبة من الماء الساخن في الوعاء وسخنه إلى حوالي 70 درجة مئوية. تمت إضافة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز تدريجياً مع التحريك البطيء، في البداية طفا هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز على سطح الماء، ثم شكل تدريجياً معلقاً، والذي تم تبريده مع التحريك.

2) أضف ثلث أو ثلثي الكمية المطلوبة من الماء إلى الوعاء، وسخنه إلى 70 درجة مئوية، وقم بتشتيت HPMC وفقًا لطريقة 1)، وقم بتحضير معلق الماء الساخن؛ ثم أضف الكمية المتبقية من الماء البارد إلى معلق الماء الساخن، وتم تبريد الخليط بعد التقليب.

طريقة خلط المساحيق: يُخلط مسحوق هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) مع كمية كبيرة من مواد مسحوقية أخرى، ويُخلط جيدًا باستخدام الخلاط، ثم يُضاف الماء لإذابته. يذوب المسحوق تمامًا دون تكتل، نظرًا لوجود كمية قليلة منه في كل زاوية من زوايا المسحوق، مما يجعله يذوب فورًا عند ملامسته للماء. يستخدم مصنّعو مساحيق المعجون والملاط هذه الطريقة. [يُستخدم هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) كمُكثّف ومُحافظ على الماء في مساحيق المعجون والملاط].

4. كيف يمكن الحكم على جودة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) ببساطة وبشكل بديهي؟

(1) البياض: على الرغم من أن البياض لا يُحدد مدى سهولة استخدام هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC)، وإذا أُضيفت عوامل تبييض أثناء عملية الإنتاج، فإن ذلك سيؤثر على جودته. ومع ذلك، فإن معظم المنتجات الجيدة تتمتع ببياض جيد.

(2) النعومة: تتراوح نعومة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) عادةً بين 80 و100 مش، وأقل من ذلك عند 120 مش. معظم إنتاج HPMC في خبي يكون بنعومة 80 مش. وبشكل عام، كلما كانت النعومة أدق، كان ذلك أفضل.

(3) نفاذية الضوء: ضع هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) في الماء لتكوين غرواني شفاف، ثم قِس نفاذية الضوء فيه. كلما زادت نفاذية الضوء، كان ذلك أفضل، مما يدل على وجود كمية أقل من المواد غير القابلة للذوبان فيه. نفاذية المفاعلات الرأسية جيدة عمومًا، بينما نفاذية المفاعلات الأفقية أقل، لكن هذا لا يعني بالضرورة أن جودة المفاعلات الرأسية أفضل من جودة المفاعلات الأفقية، إذ تتحدد جودة المنتج بعوامل عديدة.

(4) الكثافة النوعية: كلما زادت الكثافة النوعية، كان الوزن أفضل. وتزداد الكثافة النوعية عادةً بسبب ارتفاع نسبة مجموعة الهيدروكسي بروبيل، مما يُحسّن من قدرة المادة على الاحتفاظ بالماء.

5. ما هي كمية هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) الموجودة في مسحوق المعجون؟

تختلف كمية هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) المستخدمة في التطبيقات العملية تبعًا للظروف المناخية، ودرجة الحرارة، وجودة رماد الكالسيوم المحلي، وتركيبة مسحوق المعجون، و"الجودة المطلوبة من قبل العملاء". وبشكل عام، تتراوح الكمية بين 4 و5 كيلوغرامات. على سبيل المثال: معظم مسحوق المعجون في بكين يبلغ 5 كيلوغرامات؛ ومعظمه في قويتشو يبلغ 5 كيلوغرامات في الصيف و4.5 كيلوغرامات في الشتاء؛ أما في يونان، فتكون الكمية أقل نسبيًا، وتتراوح عادةً بين 3 و4 كيلوغرامات، وهكذا.

6. ما هي اللزوجة المناسبة لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)؟

يبلغ سعر مسحوق المعجون عادةً 100,000 يوان، بينما تتطلب الملاط سعرًا أعلى، يصل إلى 150,000 يوان لسهولة الاستخدام. علاوة على ذلك، فإن أهم وظيفة لـ HPMC هي الاحتفاظ بالماء، تليها زيادة الكثافة. في مسحوق المعجون، يكفي أن يكون الاحتفاظ بالماء جيدًا واللزوجة منخفضة (70,000-80,000). بالطبع، كلما زادت اللزوجة، كان الاحتفاظ بالماء أفضل. عندما تتجاوز اللزوجة 100,000، فإنها تؤثر بشكل طفيف على الاحتفاظ بالماء.

7. ما هي المؤشرات التقنية الرئيسية لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)؟

يُعدّ محتوى الهيدروكسي بروبيل واللزوجة من أهمّ العوامل التي تُثير اهتمام معظم المستخدمين. فالمنتجات ذات المحتوى العالي من الهيدروكسي بروبيل تتميّز عمومًا بقدرة أفضل على الاحتفاظ بالماء. كما أنّ المنتجات ذات اللزوجة العالية تتمتّع بقدرة أفضل على الاحتفاظ بالماء، نسبيًا (وليس مطلقًا)، وهي الأنسب للاستخدام في ملاط ​​الأسمنت.

8. ما هي المواد الخام الرئيسية لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)؟

المواد الخام الرئيسية لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC): القطن المكرر، كلوريد الميثيل، أكسيد البروبيلين، ومواد خام أخرى، الصودا الكاوية، الحمض، التولوين، الأيزوبروبانول، إلخ.

9. ما هي الوظيفة الرئيسية لتطبيق HPMC في مسحوق المعجون، وهل يحدث ذلك كيميائياً؟

في مسحوق المعجون، يؤدي هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) ثلاثة أدوار: التكثيف، والاحتفاظ بالماء، والتشكيل. التكثيف: يُكثّف السليلوز المعجون ليحافظ على تماسك المحلول وتجانسه، ويمنع الترهل. الاحتفاظ بالماء: يُبطئ جفاف مسحوق المعجون، ويُساعد رماد الكالسيوم على التفاعل بفعل الماء. التشكيل: يتميز السليلوز بتأثيره المُزلّق، مما يُحسّن من تماسك مسحوق المعجون. لا يُشارك HPMC في أي تفاعلات كيميائية، بل يؤدي دورًا مساعدًا فقط. إضافة الماء إلى مسحوق المعجون ووضعه على الجدار يُعد تفاعلًا كيميائيًا، نظرًا لتكوّن مواد جديدة. إذا أزلت مسحوق المعجون من الجدار، وطحنته، ثم استخدمته مرة أخرى، فلن يُجدي نفعًا لتكوّن مواد جديدة (كربونات الكالسيوم). المكونات الرئيسية لمسحوق رماد الكالسيوم هي: خليط من Ca(OH)2 و CaO وكمية صغيرة من CaCO3، CaO+H2O=Ca(OH)2—Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O يوجد رماد الكالسيوم في الماء والهواء. تحت تأثير ثاني أكسيد الكربون، يتم توليد كربونات الكالسيوم، بينما يحتفظ HPMC بالماء فقط، مما يساعد على تفاعل رماد الكالسيوم بشكل أفضل، ولا يشارك في أي تفاعل بنفسه.

10. إن HPMC عبارة عن إيثر سلولوز غير أيوني، فما هو غير الأيوني؟

ببساطة، المواد غير الأيونية هي مواد لا تتأين في الماء. يشير التأين إلى عملية تفكك الإلكتروليت إلى أيونات مشحونة تتحرك بحرية في مذيب معين (مثل الماء أو الكحول). على سبيل المثال، كلوريد الصوديوم (NaCl)، الملح الذي نتناوله يوميًا، يذوب في الماء ويتأين لإنتاج أيونات صوديوم (Na+) موجبة الشحنة، وأيونات كلوريد (Cl) سالبة الشحنة. أي أن هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) عند وضعه في الماء، لا يتفكك إلى أيونات مشحونة، بل يبقى على شكل جزيئات.

11. ما هي درجة حرارة التصلب لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز المرتبطة بها؟

ترتبط درجة حرارة الهلام لـ HPMC بمحتواه من الميثوكسي، فكلما انخفض محتوى الميثوكسي ↓، ارتفعت درجة حرارة الهلام ↑.

12. هل هناك أي علاقة بين قطرة من مسحوق المعجون وHPMC؟

يرتبط فقدان مسحوق المعجون بشكل أساسي بجودة رماد الكالسيوم، ولا علاقة له بـ HPMC. يؤدي انخفاض محتوى الكالسيوم في رماد الكالسيوم وعدم تناسب نسبة CaO و Ca(OH)2 فيه إلى فقدان المسحوق. وإذا كان لـ HPMC دور في ذلك، فإن ضعف احتفاظه بالماء يُسهم أيضًا في فقدان المسحوق. لمزيد من التفاصيل، يُرجى مراجعة السؤال رقم 9.

13. ما الفرق بين النوع الفوري الذي يذوب في الماء البارد والنوع الذي يذوب في الماء الساخن من هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز في عملية الإنتاج؟

يُعالج سطح هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) سريع الذوبان في الماء البارد بمادة الجليوكسال، مما يجعله ينتشر بسرعة في الماء البارد، ولكنه لا يذوب تمامًا، بل يذوب فقط عند زيادة اللزوجة. أما الأنواع سريعة الذوبان فلا تُعالج سطحيًا بالجليوكسال. فإذا كانت كمية الجليوكسال كبيرة، يكون الانتشار سريعًا، لكن اللزوجة تزداد ببطء، وإذا كانت الكمية قليلة، يكون العكس صحيحًا.

14. ما هي رائحة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)؟

يستخدم هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) المُنتَج بطريقة المذيبات التولوين والإيزوبروبانول كمذيبات. إذا لم تكن عملية الغسل جيدة، فستبقى بعض الروائح.

15. كيف نختار هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) مناسب لأغراض مختلفة؟

استخدام مسحوق المعجون: المتطلبات بسيطة، لزوجة 100,000 كافية، والأهم هو الحفاظ على الماء جيدًا. استخدام الملاط: متطلبات أعلى، لزوجة عالية، 150,000 أفضل. استخدام الغراء: يتطلب منتجات فورية ذات لزوجة عالية.

16. ما هو الاسم البديل لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز؟

هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز، الاسم الإنجليزي: هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز، الاختصار: HPMC أو MHPC، الأسماء البديلة: هيبروميلوز؛ سليلوز هيدروكسي بروبيل ميثيل إيثر؛ هيبروميلوز، سليلوز، 2-هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز إيثر. سليلوز هيدروكسي بروبيل ميثيل إيثر هيبرولوز.

17. عند استخدام HPMC في مسحوق المعجون، ما هو سبب ظهور الفقاعات في مسحوق المعجون؟

في مسحوق المعجون، يؤدي هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) ثلاثة أدوار: التكثيف، والاحتفاظ بالماء، والتشكيل. ولا يتفاعل مع أي مواد أخرى. أسباب ظهور الفقاعات: 1. إضافة كمية كبيرة من الماء. 2. عدم جفاف الطبقة السفلية، مما يؤدي إلى كشط طبقة أخرى فوقها، وبالتالي تكوّن الرغوة بسهولة.

18. ما هي تركيبة مسحوق المعجون للجدران الداخلية والخارجية؟

مسحوق معجون الجدران الداخلية: 800 كجم من الكالسيوم الثقيل، 150 كجم من رماد الكالسيوم (يمكن إضافة إيثر النشا، والتربة الخضراء النقية، وتربة بنجرون، وحمض الستريك، والبولي أكريلاميد، وما إلى ذلك حسب الحاجة).
مسحوق معجون الجدران الخارجية: أسمنت 350 كجم، كالسيوم ثقيل 500 كجم، رمل كوارتز 150 كجم، مسحوق لاتكس 8-12 كجم، إيثر السليلوز 3 كجم، إيثر النشا 0.5 كجم، ألياف خشبية 2 كجم

19. ما الفرق بين HPMC و MC؟

MC هو ميثيل السليلوز، وهو عبارة عن إيثر السليلوز يُصنع بمعالجة القطن المكرر بالقلويات، باستخدام كلوريد الميثان كعامل إيثر، من خلال سلسلة من التفاعلات. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.6 و2.0، وتختلف الذوبانية باختلاف درجة الاستبدال. وهو يُصنف ضمن إيثرات السليلوز غير الأيونية.
(1) تعتمد قدرة ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء على كمية الإضافة، واللزوجة، ونعومة الجسيمات، ومعدل الذوبان. عمومًا، كلما زادت كمية الإضافة، وقلّت النعومة، وزادت اللزوجة، ارتفع معدل الاحتفاظ بالماء. وتُعد كمية الإضافة العامل الأكثر تأثيرًا على معدل الاحتفاظ بالماء، بينما لا تتناسب اللزوجة تناسبًا طرديًا مع معدل الاحتفاظ بالماء. ويعتمد معدل الذوبان بشكل أساسي على درجة تعديل سطح جسيمات السليلوز ونعومة الجسيمات. ومن بين إيثرات السليلوز المذكورة أعلاه، يتميز ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بأعلى معدلات الاحتفاظ بالماء.
(2) يذوب ميثيل السليلوز في الماء البارد، ويصعب ذوبانه في الماء الساخن. يتميز محلوله المائي بثباته العالي ضمن نطاق الأس الهيدروجيني من 3 إلى 12. كما أنه يتمتع بتوافق جيد مع النشا، وصمغ الغوار، والعديد من المواد الفعالة سطحياً. وعندما تصل درجة الحرارة إلى درجة حرارة التجلط، يحدث التجلط.
(3) تؤثر التغيرات في درجة الحرارة بشكل كبير على قدرة ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء. عمومًا، كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت قدرة الاحتفاظ بالماء. إذا تجاوزت درجة حرارة الملاط 40 درجة مئوية، فإن قدرة ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء ستنخفض بشكل ملحوظ، مما يؤثر سلبًا على عملية بناء الملاط.
(4) يؤثر ميثيل السليلوز بشكل كبير على بنية وتماسك الملاط. ويُقصد بـ"التماسك" هنا قوة الالتصاق بين أداة التطبيق وسطح الجدار، أي مقاومة القص للملاط. كلما زادت قوة التماسك، زادت مقاومة القص للملاط، وزادت الحاجة إلى قوة تحمل عالية من قِبل العمال أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى ضعف أداء الملاط في البناء. أما في منتجات إيثر السليلوز، فيكون تماسك ميثيل السليلوز متوسطًا.

HPMC هو هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز، وهو إيثر سلولوز مختلط غير أيوني يُصنع من القطن المكرر بعد المعالجة القلوية، باستخدام أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل كعوامل إيثرة، وذلك من خلال سلسلة من التفاعلات. تتراوح درجة الاستبدال فيه عادةً بين 1.2 و2.0. وتختلف خصائصه تبعًا لاختلاف نسب محتوى الميثوكسيل والهيدروكسي بروبيل.

(1) يذوب هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بسهولة في الماء البارد، ولكنه يواجه صعوبة في الذوبان في الماء الساخن. مع ذلك، فإن درجة حرارة تجلطه في الماء الساخن أعلى بكثير من درجة حرارة تجلط ميثيل السليلوز. كما أن ذوبانه في الماء البارد أفضل بكثير مقارنةً بميثيل السليلوز.
(2) ترتبط لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بوزنه الجزيئي، فكلما زاد الوزن الجزيئي زادت اللزوجة. كما تؤثر درجة الحرارة على لزوجته، فمع ارتفاع درجة الحرارة تنخفض اللزوجة. ومع ذلك، فإن لزوجته العالية تتأثر بدرجة الحرارة بدرجة أقل من ميثيل سلولوز. ويكون محلوله مستقرًا عند تخزينه في درجة حرارة الغرفة.
(3) يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بثباته في الأحماض والقلويات، ومحلوله المائي مستقر للغاية في نطاق الأس الهيدروجيني من 2 إلى 12. لا يؤثر كل من الصودا الكاوية وماء الجير بشكل ملحوظ على أدائه، بينما قد تسرع القلويات من ذوبانه وتزيد من لزوجته. كما يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بثباته في الأملاح الشائعة، إلا أنه عند ارتفاع تركيز محلول الملح، تميل لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز إلى الزيادة.
(4) يعتمد احتفاظ هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بالماء على كمية الإضافة واللزوجة وما إلى ذلك، ويكون معدل احتفاظه بالماء تحت نفس كمية الإضافة أعلى من معدل احتفاظ ميثيل السليلوز.
(5) يمكن مزج هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع مركبات بوليمرية قابلة للذوبان في الماء لتكوين محلول متجانس ذي لزوجة أعلى، مثل كحول البولي فينيل، وإيثر النشا، والصمغ النباتي، وما إلى ذلك.
(6) إن قوة التصاق هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بمونة البناء أعلى من قوة التصاق ميثيل سلولوز.
(7) يتمتع هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بمقاومة أفضل للإنزيمات من ميثيل سلولوز، ومن غير المرجح أن يتحلل محلوله بواسطة الإنزيمات مقارنة بميثيل سلولوز.

20. ما الذي يجب الانتباه إليه في التطبيق الفعلي للعلاقة بين لزوجة ودرجة حرارة HPMC؟

تتناسب لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) عكسيًا مع درجة الحرارة، أي أنها تزداد بانخفاض درجة الحرارة. وتشير لزوجة المنتج عادةً إلى نتيجة اختبار محلوله المائي بتركيز 2% عند درجة حرارة 20 درجة مئوية.

في التطبيقات العملية، تجدر الإشارة إلى أنه في المناطق التي تشهد تبايناً كبيراً في درجات الحرارة بين الصيف والشتاء، يُنصح باستخدام مادة ذات لزوجة منخفضة نسبياً في الشتاء، مما يُسهّل عملية البناء. أما في حال انخفاض درجة الحرارة، فستزداد لزوجة السليلوز، وسيصبح ملمسه ثقيلاً عند الكشط.

لزوجة متوسطة: 75000-100000، تُستخدم بشكل أساسي في صناعة المعجون

السبب: احتفاظ جيد بالماء

لزوجة عالية: 150000-200000. يستخدم بشكل أساسي في ملاط ​​العزل الحراري المصنوع من جزيئات البوليسترين ومسحوق المطاط وملاط العزل الحراري المصنوع من الخرزات الدقيقة الزجاجية.

السبب: اللزوجة عالية، والملاط ليس من السهل أن يتساقط أو يترهل، كما أن البناء يتحسن.

لكن بشكل عام، كلما زادت اللزوجة، كان الاحتفاظ بالماء أفضل. لذلك، ونظرًا للتكلفة، تستبدل العديد من مصانع الملاط الجاف السليلوز متوسط ​​ومنخفض اللزوجة (20000-40000) بالسليلوز متوسط ​​اللزوجة (20000-40000) لتقليل كمية الإضافة.