تحديد جودة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز

أولاً: الفرق بين المغشوشهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)وهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز النقي (HPMC)
1. المظهر: يبدو هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز النقي (HPMC) رقيقًا وله كثافة منخفضة تتراوح من 0.3 إلى 0.4 جم/مل؛ أما هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز المغشوش (HPMC) فيتميز بسيولة أفضل وملمس أثقل، وهناك فرق كبير في المظهر عن المنتج الأصلي.

2. الحالة: مسحوق هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز النقي (HPMC) يكون ليفيًا تحت المجهر أو العدسة المكبرة؛ بينما يمكن ملاحظة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز المغشوش (HPMC) على شكل مواد صلبة حبيبية أو بلورات تحت المجهر أو العدسة المكبرة.

3. الرائحة: لا تنبعث من هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز النقي رائحة الأمونيا والنشا والكحول؛ أما هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز المغشوش فيمكن أن تنبعث منه جميع أنواع الروائح، حتى لو كان عديم الطعم، فسيكون ثقيلاً.

4. المحلول المائي: محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز النقي (HPMC) يكون صافياً، ونفاذية الضوء عالية، ومعدل احتفاظه بالماء ≥ 97%؛ أما محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز المغشوش (HPMC) فيكون عكراً، ويصعب أن يصل معدل احتفاظه بالماء إلى 80%.

ثانيًا، فيما يتعلق بقدرة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) على الاحتفاظ بالماء، ميز بين المزايا والعيوب:
يُعدّ احتفاظ إيثر ميثيل السليلوز بالماء في درجات الحرارة العالية مؤشرًا هامًا لتمييز جودته. وتؤثر عوامل مثل درجة حرارة الهواء وسرعة الرياح على معدل تبخر الماء في ملاط ​​الأسمنت والمنتجات الجبسية. لذا، تختلف قدرة هذه المنتجات على الاحتفاظ بالماء باختلاف الفصول، حتى مع إضافة نفس كمية هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC). وفي بعض التطبيقات الإنشائية، يمكن تعديل قدرة الملاط على الاحتفاظ بالماء بزيادة أو تقليل كمية HPMC المضافة. وتُعدّ منتجات هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) عالية الجودة حلًا فعالًا لمشكلة احتفاظ الماء في درجات الحرارة العالية.

يمكن تشتيت ميثيل السليلوز عالي الجودة بشكل متجانس وفعال في ملاط ​​الأسمنت ومنتجات الجبس، حيث يغلف جميع الجزيئات الصلبة، مكونًا طبقة ترطيب. يتم إطلاق الرطوبة من القاعدة تدريجيًا على مدى فترة طويلة، ويضمن تفاعل التميؤ غير العضوي للمادة المتجمدة قوة الترابط ومقاومة الضغط. يتميز هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز عالي الجودة (HPMC) بتجانسه العالي، حيث تتوزع مجموعات الميثوكسي والهيدروكسي بروبوكسي بالتساوي على طول سلسلة جزيئات السليلوز، مما يزيد من قدرة ذرات الأكسجين على روابط الهيدروكسيل والإيثر على الارتباط بالماء لتكوين روابط هيدروجينية، محولًا الماء الحر إلى ماء مرتبط، وبالتالي التحكم الفعال في تبخر الماء الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة وتحقيق احتفاظ عالٍ بالماء.

لذا، في أعمال البناء الصيفية ذات درجات الحرارة المرتفعة، ولتحقيق تأثير الاحتفاظ بالماء، من الضروري إضافة منتجات HPMC عالية الجودة بكميات كافية وفقًا للتركيبة، وإلا سيحدث نقص في الترطيب، وانخفاض في المتانة، وتشققات، وتجويفات، وتساقط ناتج عن الجفاف المفرط. كما ستزداد صعوبة العمل على العمال. ومع انخفاض درجة الحرارة، يمكن تقليل كمية الماء المضافة من HPMC تدريجيًا، مع الحفاظ على نفس تأثير الاحتفاظ بالماء.

3. إذابة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)
في قطاع البناء، يُذاب هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) عادةً في الماء المتعادل، ويُقاس معدل ذوبانه عند إذابته منفردًا. فالمنتج الذي يتكتل بسرعة دون أن يتشتت هو منتج غير معالج سطحيًا، بينما المنتج الذي يتشتت دون أن يتكتل هو منتج معالج سطحيًا. عند إذابة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز غير المعالج سطحيًا، تذوب جزيئاته بسرعة وتُشكّل طبقة رقيقة، مما يمنع الماء من اختراق الجزيئات الأخرى، مُسببًا تكتلها، وهو ما يُعرف حاليًا ببطء الذوبان في المنتجات المتوفرة في السوق.

جزيئات منتج هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) المعالجة سطحيًا، في الماء المتعادل، يمكن تشتيتها بشكل فردي دون تكتل، لكن لزوجة المنتج لا تتغير فورًا. بعد نقعها لفترة معينة، تتلاشى البنية الكيميائية للمعالجة السطحية، ويصبح الماء قادرًا على إذابة جزيئات HPMC. عندئذٍ، تكون جزيئات المنتج قد تشتتت تمامًا وامتصت كمية كافية من الماء، لذا لن يتكتل المنتج بعد الذوبان. تعتمد سرعة التشتت وسرعة الذوبان على درجة المعالجة السطحية. فإذا كانت المعالجة السطحية طفيفة، تكون سرعة التشتت بطيئة نسبيًا وسرعة الالتصاق سريعة؛ بينما يتميز المنتج ذو المعالجة السطحية العميقة بسرعة تشتت عالية وسرعة التصاق بطيئة. لتسريع ذوبان هذه المنتجات في هذه الحالة، يمكن إضافة كمية صغيرة من المواد القلوية عند إذابتها. يُشار إلى هذا المنتج في السوق حاليًا باسم "المنتجات سريعة الذوبان". خصائص منتجات HPMC المعالجة سطحيًا هي: في المحلول المائي، يمكن للجسيمات أن تتشتت مع بعضها البعض، ويمكن أن تذوب بسرعة في الحالة القلوية، وتذوب ببطء في الحالة المحايدة والحمضية.

تتميز مادة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) غير المعالجة بخصائص معينة، منها: ذوبان الجزيئات بسرعة فائقة في المحاليل الحمضية والقلوية والمتعادلة، وعدم قدرتها على الانتشار بين الجزيئات في السائل، مما يؤدي إلى تكتلها. عمليًا، بعد تشتيت هذه المادة فيزيائيًا مع جزيئات صلبة مثل مسحوق المطاط والأسمنت والرمل، تكون سرعة الذوبان عالية جدًا دون أي تكتل. عند الحاجة إلى إذابة منتجات HPMC بشكل منفصل، يجب استخدام هذه المادة بحذر، لأنها قد تتكتل وتلتصق ببعضها. في حال الحاجة إلى إذابة منتج هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) غير المعالج سطحيًا بشكل منفصل، يجب تشتيته بشكل متجانس في ماء ساخن بدرجة حرارة 95 درجة مئوية، ثم تبريده لإذابته.

في عمليات الإنتاج الفعلية، تذوب هذه السلسلة من المنتجات غالبًا بعد تشتيتها مع مواد صلبة أخرى في بيئة قلوية، ولا يختلف معدل ذوبانها عن المنتجات غير المعالجة. كما أنها مناسبة للاستخدام في المنتجات التي تذوب منفردة، دون تكتل أو تشكل كتل. ويمكن اختيار النموذج المحدد للمنتج وفقًا لمعدل الذوبان المطلوب في عملية التصنيع.

أثناء عملية البناء، سواءً كان ملاطًا أسمنتيًا أو طينًا جبسيًا، فإن معظمها أنظمة قلوية، وتكون كمية هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز المضافة ضئيلة جدًا، ما يسمح بتوزيعها بالتساوي بين هذه الجزيئات. وعند إضافة الماء،هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC)سيذوب بسرعة.