Температурна технологија на хидроксипропил метилцелулоза (HPMC)

Хидроксипропил метил целулоза (HPMC) е нејонски целулозен етер кој широко се користи во градежништвото, медицината, храната, облогите и другите индустрии. Неговите уникатни физички и хемиски својства му даваат одлична стабилност и функционални перформанси во средини со висока температура. Со зголемената побарувачка за апликации со висока температура, отпорноста на високи температури и технологијата за модификација на HPMC постепено станаа жариште за истражување.

1. Основни својства на HPMC

HPMC има добра растворливост во вода, задебелување, формирање филм, емулгирање, стабилност и биокомпатибилност. При високи температурни услови, растворливоста, однесувањето на гелација и реолошките својства на HPMC ќе бидат засегнати, така што оптимизацијата на технологијата за висока температура е особено важна за нејзината примена.

2. Главни карактеристики на HPMC под висока температура средина

Термичка гелација

HPMC покажува уникатен феномен на термичка гелација во средини со висока температура. Кога температурата ќе се искачи до одреден опсег, вискозноста на растворот HPMC ќе се намали и ќе се појави гелација на одредена температура. Оваа карактеристика е особено важна во градежните материјали (како цементен малтер, самонивелирачки малтер) и прехранбената индустрија. На пример, во средини со висока температура, HPMC може да обезбеди подобро задржување на водата и да ја врати флуидноста по ладењето.

Стабилност на висока температура

HPMC има добра термичка стабилност и не е лесно да се распаѓа или денатурира на високи температури. Општо земено, неговата термичка стабилност е поврзана со степенот на супституција и степенот на полимеризација. Преку специфична хемиска модификација или оптимизација на формулацијата, неговата отпорност на топлина може да се подобри, така што сè уште може да одржува добри реолошки својства и функционалност во средини со висока температура.

Отпорност на сол и отпорност на алкали

Во средини со висока температура, HPMC има добра толеранција на киселини, алкалии и електролити, особено силна отпорност на алкали, што му овозможува ефикасно да ги подобри градежните перформанси кај материјалите базирани на цемент и да остане стабилен при долготрајна употреба.

Задржување на вода

Задржувањето на водата на висока температура на HPMC е важна карактеристика за неговата широка примена во градежната индустрија. Во високи температури или суви средини, HPMC може ефикасно да го намали испарувањето на водата, да ја одложи реакцијата на хидратација на цементот и да ја подобри оперативноста на конструкцијата, а со тоа да го намали создавањето на пукнатини и да го подобри квалитетот на финалниот производ.

Површинска активност и дисперзибилност

Во услови на висока температура, HPMC сè уште може да одржува добра емулзификација и дисперзибилност, да го стабилизира системот и да биде широко користен во облоги, бои, градежни материјали, храна и други полиња.

3. HPMC технологија за модификација на висока температура

Како одговор на потребите за примена на високи температури, истражувачите и претпријатијата развија различни технологии за модификација на HPMC за да ја подобрат неговата отпорност на топлина и функционална стабилност. Главно вклучувајќи:

Зголемување на степенот на замена

Степенот на супституција (DS) и моларна супституција (MS) на HPMC имаат значително влијание врз неговата отпорност на топлина. Со зголемување на степенот на супституција на хидроксипропил или метокси, неговата температура на термичка гелација може ефективно да се намали и да се подобри неговата висока температурна стабилност.

Модификација на кополимеризација

Кополимеризацијата со други полимери, како што е соединувањето или мешањето со поливинил алкохол (PVA), полиакрилна киселина (PAA), итн., може да ја подобри отпорноста на топлина на HPMC и да ги задржи добрите функционални својства во средина со висока температура.

Модификација на вкрстено поврзување

Термичката стабилност на HPMC може да се подобри со хемиско вкрстено или физичко вкрстено поврзување, што ги прави неговите перформанси постабилни во услови на висока температура. На пример, употребата на силиконска или полиуретанска модификација може да ја подобри отпорноста на топлина и механичката сила на HPMC.

Нанокомпозитна модификација

Во последниве години, додавање на наноматеријали, како што е нано-силициум диоксид (SiO₂) и наноцелулозата, можат ефикасно да ја подобрат отпорноста на топлина и механичките својства на HPMC, така што тој сè уште може да одржува добри реолошки својства во средина со висока температура.

4. HPMC поле за примена на висока температура

Градежни материјали

Во градежни материјали како што се сув малтер, лепило за плочки, кит во прав и систем за изолација на надворешни ѕидови, HPMC може ефикасно да ги подобри градежните перформанси при висока температура, да го намали пукањето и да го подобри задржувањето на водата.

Прехранбената индустрија

Како додаток на храна, HPMC може да се користи во печена храна на висока температура за да се подобри задржувањето на водата и структурната стабилност на храната, да се намали загубата на вода и да се подобри вкусот.

Медицинско поле

Во фармацевтската индустрија, HPMC се користи како облога за таблети и материјал со продолжено ослободување за да се подобри термичката стабилност на лековите, да се одложи ослободувањето на лекот и да се подобри биорасположивоста.

Дупчење нафта

HPMC може да се користи како додаток за течност за дупчење масло за да се подобри стабилноста на високата температура на течноста за дупчење, да се спречи колапс на ѕидот на бунарот и да се подобри ефикасноста на дупчењето.

HPMC има уникатна термичка гелација, стабилност на висока температура, отпорност на алкали и задржување на вода во средина со висока температура. Неговата отпорност на топлина може дополнително да се подобри со хемиска модификација, модификација на кополимеризација, модификација на вкрстено поврзување и нано-композитна модификација. Широко се користи во многу индустрии како што се градежништвото, храната, медицината и нафтата, покажувајќи огромен пазарен потенцијал и изгледи за примена. Во иднина, со истражување и развој на HPMC производи со високи перформанси, ќе се прошират повеќе апликации во полињата со високи температури.