Teknologi suhu hidroksipropil metilselulosa (HPMC)

Hydroxypropyl Methyl Cellulose (HPMC) ialah eter selulosa bukan ionik yang digunakan secara meluas dalam pembinaan, perubatan, makanan, salutan dan industri lain. Sifat fizikal dan kimianya yang unik memberikan kestabilan dan prestasi fungsi yang sangat baik dalam persekitaran suhu tinggi. Dengan permintaan yang semakin meningkat untuk aplikasi suhu tinggi, rintangan suhu tinggi dan teknologi pengubahsuaian HPMC telah beransur-ansur menjadi tumpuan penyelidikan.

1. Sifat asas HPMC

HPMC mempunyai keterlarutan air yang baik, penebalan, pembentukan filem, pengemulsi, kestabilan dan biokompatibiliti. Di bawah keadaan suhu yang tinggi, keterlarutan, tingkah laku pemeringkatan dan sifat reologi HPMC akan terjejas, jadi pengoptimuman teknologi suhu tinggi amat penting untuk penggunaannya.

2. Ciri-ciri utama HPMC di bawah persekitaran suhu tinggi

Penggelapan terma

HPMC mempamerkan fenomena gelilasi haba yang unik dalam persekitaran suhu tinggi. Apabila suhu meningkat kepada julat tertentu, kelikatan larutan HPMC akan berkurangan dan penggelapan akan berlaku pada suhu tertentu. Ciri ini amat penting dalam bahan binaan (seperti mortar simen, mortar meratakan sendiri) dan industri makanan. Contohnya, dalam persekitaran suhu tinggi, HPMC boleh memberikan pengekalan air yang lebih baik dan memulihkan kecairan selepas penyejukan.

Kestabilan suhu tinggi

HPMC mempunyai kestabilan terma yang baik dan tidak mudah terurai atau denaturasi pada suhu tinggi. Secara umumnya, kestabilan habanya berkaitan dengan tahap penggantian dan tahap pempolimeran. Melalui pengubahsuaian kimia tertentu atau pengoptimuman formulasi, rintangan habanya boleh dipertingkatkan supaya ia masih dapat mengekalkan sifat dan fungsi reologi yang baik dalam persekitaran suhu tinggi.

Rintangan garam dan rintangan alkali

Dalam persekitaran suhu tinggi, HPMC mempunyai toleransi yang baik terhadap asid, alkali dan elektrolit, terutamanya rintangan alkali yang kuat, yang membolehkannya meningkatkan prestasi pembinaan secara berkesan dalam bahan berasaskan simen dan kekal stabil semasa penggunaan jangka panjang.

Pengekalan air

Pengekalan air suhu tinggi HPMC adalah ciri penting untuk aplikasinya yang meluas dalam industri pembinaan. Dalam persekitaran suhu tinggi atau kering, HPMC boleh mengurangkan penyejatan air dengan berkesan, menangguhkan tindak balas penghidratan simen, dan meningkatkan kebolehkendalian pembinaan, dengan itu mengurangkan penjanaan keretakan dan meningkatkan kualiti produk akhir.

Aktiviti permukaan dan keterserakan

Di bawah persekitaran suhu tinggi, HPMC masih boleh mengekalkan pengemulsi dan keterserakan yang baik, menstabilkan sistem, dan digunakan secara meluas dalam salutan, cat, bahan binaan, makanan dan bidang lain.

3. Teknologi pengubahsuaian suhu tinggi HPMC

Sebagai tindak balas kepada keperluan aplikasi suhu tinggi, penyelidik dan perusahaan telah membangunkan pelbagai teknologi pengubahsuaian HPMC untuk meningkatkan rintangan haba dan kestabilan fungsinya. Terutamanya termasuk:

Meningkatkan tahap penggantian

Tahap penggantian (DS) dan penggantian molar (MS) HPMC mempunyai kesan yang ketara terhadap rintangan habanya. Dengan meningkatkan tahap penggantian hidroksipropil atau metoksi, suhu gelelasi termanya boleh dikurangkan dengan berkesan dan kestabilan suhu tingginya boleh dipertingkatkan.

Pengubahsuaian kopolimerisasi

Kopolimerisasi dengan polimer lain, seperti pengkompaunan atau pengadunan dengan polivinil alkohol (PVA), asid poliakrilik (PAA), dsb., boleh meningkatkan rintangan haba HPMC dan mengekalkan sifat berfungsi yang baik di bawah persekitaran suhu tinggi.

Pengubahsuaian pautan silang

Kestabilan terma HPMC boleh dipertingkatkan dengan pemautan silang kimia atau pemautan silang fizikal, menjadikan prestasinya lebih stabil dalam keadaan suhu tinggi. Sebagai contoh, penggunaan pengubahsuaian silikon atau poliuretana boleh meningkatkan rintangan haba dan kekuatan mekanikal HPMC.

Pengubahsuaian nanokomposit

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penambahan bahan nano, seperti nano-silikon dioksida (SiO₂) dan nano-selulosa, berkesan boleh meningkatkan rintangan haba dan sifat mekanikal HPMC, supaya ia masih boleh mengekalkan sifat reologi yang baik di bawah persekitaran suhu tinggi.

4. medan aplikasi suhu tinggi HPMC

Bahan binaan

Dalam bahan binaan seperti mortar kering, pelekat jubin, serbuk dempul, dan sistem penebat dinding luar, HPMC boleh meningkatkan prestasi pembinaan dengan berkesan di bawah persekitaran suhu tinggi, mengurangkan keretakan, dan meningkatkan pengekalan air.

Industri makanan

Sebagai bahan tambahan makanan, HPMC boleh digunakan dalam makanan bakar suhu tinggi untuk meningkatkan pengekalan air dan kestabilan struktur makanan, mengurangkan kehilangan air dan meningkatkan rasa.

Bidang perubatan

Dalam industri farmaseutikal, HPMC digunakan sebagai salutan tablet dan bahan pelepasan berterusan untuk meningkatkan kestabilan haba ubat, menangguhkan pelepasan ubat dan meningkatkan bioavailabiliti.

Penggerudian Minyak

HPMC boleh digunakan sebagai bahan tambahan untuk cecair penggerudian minyak untuk meningkatkan kestabilan suhu tinggi cecair penggerudian, mencegah keruntuhan dinding telaga, dan meningkatkan kecekapan penggerudian.

HPMC mempunyai gelasi terma yang unik, kestabilan suhu tinggi, rintangan alkali dan pengekalan air di bawah persekitaran suhu tinggi. Rintangan habanya boleh dipertingkatkan lagi dengan pengubahsuaian kimia, pengubahsuaian kopolimerisasi, pengubahsuaian silang silang dan pengubahsuaian komposit nano. Ia digunakan secara meluas dalam banyak industri seperti pembinaan, makanan, perubatan, dan petroleum, menunjukkan potensi pasaran yang besar dan prospek aplikasi. Pada masa hadapan, dengan penyelidikan dan pembangunan produk HPMC berprestasi tinggi, lebih banyak aplikasi dalam bidang suhu tinggi akan diperluaskan.