1. Каково основное применение гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)?
HPMC широко используется в строительных материалах, покрытиях, синтетических смолах, керамике, медицине, пищевой промышленности, текстильной промышленности, сельском хозяйстве, косметике, табачной промышленности и других отраслях. HPMC можно разделить на строительный, пищевой и фармацевтический марки в зависимости от назначения. В настоящее время большая часть отечественной продукции относится к строительному классу. В строительном классе в больших количествах используется шпатлевка, около 90% которой используется в качестве шпатлевки, а остальное – в качестве цементного раствора и клея.
2. Существует несколько типов гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ), и в чем заключаются различия в их применении?
HPMC можно разделить на быстрорастворимый и терморастворимый. Быстрорастворимый продукт быстро диспергируется в холодной воде и растворяется в ней. В это время жидкость не обладает вязкостью, поскольку HPMC только диспергируется в воде, не растворяясь полностью. Примерно через 2 минуты вязкость жидкости постепенно увеличивается, образуя прозрачный вязкий коллоид. Термоплавкие продукты при контакте с холодной водой быстро диспергируются в горячей воде и растворяются в ней. При снижении температуры до определенного уровня вязкость будет медленно увеличиваться, пока не образуется прозрачный вязкий коллоид. Термоплавкий тип можно использовать только в шпатлевке и строительном растворе. В жидких клеях и красках может наблюдаться слипание, поэтому его использовать нельзя. Быстрорастворимый тип имеет более широкий спектр применения. Его можно использовать в шпатлевке и строительном растворе, а также в жидких клеях и красках, без каких-либо противопоказаний.
3. Каковы методы растворения гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)?
Метод растворения в горячей воде: Поскольку HPMC не растворяется в горячей воде, HPMC может быть равномерно диспергирован в горячей воде на начальном этапе, а затем быстро растворен при охлаждении. Ниже описаны два типичных метода:
1) Налейте необходимое количество горячей воды в емкость и нагрейте ее примерно до 70 °C. Гидроксипропилметилцеллюлозу постепенно добавляли при медленном перемешивании; сначала ГПМЦ всплывала на поверхность воды, а затем постепенно образовывала суспензию, которую охлаждали при перемешивании.
2) добавьте 1/3 или 2/3 необходимого количества воды в емкость и нагрейте до 70 °C, диспергируйте HPMC согласно способу 1) и приготовьте горячую водную суспензию; затем добавьте оставшееся количество холодной воды к горячей водной суспензии, смесь охлаждайте после перемешивания.
Метод смешивания порошка: смешайте порошок HPMC с большим количеством других порошкообразных веществ, тщательно перемешайте миксером, а затем добавьте воду до полного растворения. В это время HPMC растворяется без образования комков, так как в каждом мельчайшем уголке порошка содержится лишь небольшое количество HPMC, которое мгновенно растворяется при контакте с водой. — Этот метод используют производители шпатлевки и строительных растворов. [Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) используется в качестве загустителя и водоудерживающего агента в шпатлевке и строительном растворе.]
4. Как простым и интуитивно понятным способом оценить качество гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)?
(1) Белизна: Хотя белизна не определяет удобство использования HPMC, и если в процессе производства добавляются отбеливающие вещества, это повлияет на его качество. Тем не менее, большинство качественных продуктов обладают хорошей белизной.
(2) Тонкость помола: Тонкость помола HPMC обычно составляет 80 и 100 меш, а 120 меш – меньше. Большая часть HPMC, производимого в провинции Хэбэй, имеет размер 80 меш. Чем тоньше помол, тем, как правило, лучше.
(3) Светопропускание: растворите гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) в воде до образования прозрачного коллоида и посмотрите на его светопропускание. Чем выше светопропускание, тем лучше, что указывает на меньшее количество нерастворимых веществ в нем. Проницаемость вертикальных реакторов, как правило, хорошая, а горизонтальных — хуже, но это не означает, что качество вертикальных реакторов лучше, чем у горизонтальных, и качество продукта определяется многими факторами.
(4) Удельная плотность: Чем выше удельная плотность, тем тяжелее, тем лучше. Высокая удельная плотность обычно объясняется высоким содержанием гидроксипропильной группы, а высокое содержание гидроксипропильной группы обеспечивает лучшее удержание воды.
5. Каково количество гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) в порошке для шпаклевки?
Количество HPMC, используемого на практике, варьируется в зависимости от климатических условий, температуры, качества местной золы и кальция, состава шпатлевочного порошка и «требований заказчика к качеству». В целом, это от 4 до 5 кг. Например: в Пекине обычно используется 5 кг шпатлевочного порошка; в Гуйчжоу летом используется 5 кг, а зимой — 4,5 кг; в Юньнани количество шпатлевки относительно невелико, обычно от 3 до 4 кг и т.д.
6. Какова допустимая вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)?
Порошок для шпаклевки обычно стоит 100 000 юаней, а для строительных растворов требования выше, и 150 000 юаней требуется для удобства использования. Более того, важнейшая функция HPMC — это удержание влаги, за которым следует загущение. В порошке для шпаклевки, если у него хорошее удержание влаги и низкая вязкость (70 000–80 000), это вполне возможно. Конечно, чем выше вязкость, тем лучше относительное удержание влаги. Когда вязкость превышает 100 000, она начинает существенно влиять на удержание влаги.
7. Каковы основные технические показатели гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)?
Содержание гидроксипропила и вязкость — большинство пользователей обращают внимание именно на эти два показателя. Те, у которых высокое содержание гидроксипропила, как правило, лучше удерживают воду. Те, у которых высокая вязкость, лучше удерживают воду, относительно (но не абсолютно), и именно такие материалы лучше использовать в цементном растворе.
8. Каковы основные сырьевые материалы для производства гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)?
Основными сырьевыми материалами для производства гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) являются: очищенный хлопок, метилхлорид, оксид пропилена и другие сырьевые материалы, каустическая сода, кислота, толуол, изопропанол и др.
9. Какова основная функция применения HPMC в шпатлевочной массе, и происходит ли это химическим путем?
В шпатлевочном порошке HPMC выполняет три функции: загущение, удержание влаги и конструктивные свойства. Загущение: целлюлоза загущает раствор, обеспечивая его равномерное распределение по стенкам и предотвращая провисание. Удержание влаги: замедляет высыхание шпатлевочного порошка и способствует реакции кальциевой золы под действием воды. Конструкционные свойства: целлюлоза обладает смазывающим эффектом, что обеспечивает хорошие конструктивные свойства шпатлевочного порошка. HPMC не участвует в химических реакциях, а играет лишь вспомогательную роль. Добавление воды к шпатлевочному порошку и нанесение его на стену является химической реакцией, поскольку образуются новые вещества. Если удалить шпатлевочный порошок со стены, измельчить его в порошок и использовать снова, он не будет работать, поскольку образуются новые вещества (карбонат кальция). Основными компонентами порошка кальциевой золы являются: смесь Ca(OH)2, CaO и небольшого количества CaCO3, CaO + H2O = Ca(OH)2 — Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O. Кальциевая зола находится в воде и воздухе. Под действием CO2 образуется карбонат кальция, тогда как HPMC только удерживает воду, способствуя лучшей реакции кальциевой золы, и сам не участвует ни в каких реакциях.
10. HPMC — это неионогенный эфир целлюлозы, так что же такое неионогенность?
Проще говоря, неионы — это вещества, которые не ионизируются в воде. Ионизация — это процесс, при котором электролит диссоциирует на заряженные ионы, способные свободно перемещаться в определенном растворителе (например, воде, спирте). Например, хлорид натрия (NaCl), соль, которую мы едим каждый день, растворяется в воде и ионизируется, образуя свободно перемещающиеся ионы натрия (Na+), имеющие положительный заряд, и ионы хлора (Cl), имеющие отрицательный заряд. Иными словами, когда HPMC помещают в воду, он не диссоциирует на заряженные ионы, а существует в виде молекул.
11. С чем связана температура гелеобразования гидроксипропилметилцеллюлозы?
Температура гелеобразования HPMC зависит от содержания в нем метоксигрупп: чем ниже содержание метоксигрупп, тем выше температура гелеобразования.
12. Существует ли какая-либо взаимосвязь между каплей шпаклевочного порошка и HPMC?
Потери порошка шпатлевки в основном связаны с качеством золы кальция и мало зависят от HPMC. Низкое содержание кальция в сером кальции и неправильное соотношение CaO и Ca(OH)2 в сером кальции приводят к потерям порошка. Если это как-то связано с HPMC, то плохая влагоудерживающая способность HPMC также приводит к потерям порошка. Более подробные объяснения см. в вопросе 9.
13. В чем разница между быстрорастворимым в холодной воде и растворимым в горячей воде типом гидроксипропилметилцеллюлозы в процессе производства?
Быстрорастворимый HPMC для холодной воды имеет поверхностную обработку глиоксалем, благодаря чему быстро диспергируется в холодной воде, но на самом деле не растворяется. Растворяется только при увеличении вязкости. Термоплавкие типы не имеют поверхностной обработки глиоксалем. При большом количестве глиоксаля диспергирование происходит быстро, но вязкость увеличивается медленно, а при малом количестве наблюдается обратная ситуация.
14. Какой запах у гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)?
HPMC, получаемый методом растворения, использует толуол и изопропанол в качестве растворителей. При недостаточно тщательной промывке может остаться некоторый остаточный запах.
15. Как выбрать подходящую гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ) для различных целей?
Применение порошковой шпаклевки: требования невысокие, достаточно вязкости 100 000, важно поддерживать достаточную влажность. Применение строительного раствора: требования выше, требуется высокая вязкость, лучше 150 000. Применение клея: необходимы быстрорастворимые продукты с высокой вязкостью.
16. Какое другое название у гидроксипропилметилцеллюлозы?
Гидроксипропилметилцеллюлоза, англ.: Hydroxypropyl Methyl Cellulose. Сокращение: HPMC или MHPC. Другие названия: гипромеллоза; гидроксипропилметиловый эфир целлюлозы; гипромеллоза, целлюлоза, 2-гидроксипропилметилцеллюлозный эфир. Гидроксипропилметиловый эфир целлюлозы. Гипролоза.
17. При применении HPMC в шпатлевочной массе, какова причина образования пузырьков в шпатлевочной массе?
В порошковой шпаклевке HPMC выполняет три функции: загущение, удержание влаги и конструирование. Не участвует ни в каких реакциях. Причины образования пузырьков: 1. Слишком большое количество воды. 2. Недостаточно высохший нижний слой, достаточно просто нанести еще один слой сверху, и он легко вспенивается.
18. Каков состав порошковой шпаклевки для внутренних и наружных стен?
Порошок для внутренней отделки стен: 800 кг тяжелого кальция, 150 кг золы кальция (можно добавить крахмальный эфир, чистый зеленый порошок, грунт Пэнжунь, лимонную кислоту, полиакриламид и др.)
Порошок для наружной шпаклевки: цемент 350 кг, тяжелый кальциевый цемент 500 кг, кварцевый песок 150 кг, латексный порошок 8-12 кг, целлюлозный эфир 3 кг, крахмальный эфир 0,5 кг, древесное волокно 2 кг
19. В чем разница между HPMC и MC?
МС — это метилцеллюлоза, получаемая из эфира целлюлозы путем обработки очищенного хлопка щелочью с использованием хлорида метана в качестве этерифицирующего агента и проведения ряда реакций. Как правило, степень замещения составляет 1,6–2,0, а растворимость также различается в зависимости от степени замещения. Она относится к неионогенным эфирам целлюлозы.
(1) Водоудерживающая способность метилцеллюлозы зависит от количества добавленного вещества, вязкости, тонкости частиц и скорости растворения. Как правило, чем больше количество добавки, тем меньше тонкость частиц и выше вязкость, тем выше водоудерживающая способность. При этом количество добавки оказывает наибольшее влияние на водоудерживающую способность, а уровень вязкости не прямо пропорционален уровню водоудерживающей способности. Скорость растворения в основном зависит от степени модификации поверхности частиц целлюлозы и тонкости частиц. Среди вышеупомянутых эфиров целлюлозы метилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза обладают более высокими показателями водоудерживающей способности.
(2) Метилцеллюлоза растворима в холодной воде, но трудно растворяется в горячей воде. Ее водный раствор очень стабилен в диапазоне pH = 3–12. Она обладает хорошей совместимостью с крахмалом, гуаровой камедью и многими поверхностно-активными веществами. При достижении температуры, соответствующей температуре гелеобразования, происходит гелеобразование.
(3) Изменения температуры серьезно повлияют на способность метилцеллюлозы удерживать воду. Как правило, чем выше температура, тем хуже удерживание воды. Если температура раствора превышает 40 °C, удерживание воды метилцеллюлозой значительно снизится, что серьезно повлияет на качество строительства.
(4) Метилцеллюлоза оказывает существенное влияние на конструктивные свойства и адгезию раствора. Под «адгезией» здесь понимается сила сцепления, ощущаемая между инструментом, используемым рабочим, и основанием стены, то есть сопротивление сдвигу раствора. При высокой адгезии сопротивление сдвигу раствора велико, а требуемая от рабочих прочность в процессе использования также велика, что приводит к низкой эффективности строительства. Адгезия метилцеллюлозы в продуктах на основе эфиров целлюлозы находится на умеренном уровне.
HPMC — это гидроксипропилметилцеллюлоза, представляющая собой неионогенный смешанный эфир целлюлозы, получаемый из очищенного хлопка после щелочной обработки с использованием оксида пропилена и метилхлорида в качестве этерифицирующих агентов и посредством ряда реакций. Степень замещения обычно составляет 1,2–2,0. Ее свойства различаются из-за разного соотношения метоксильных и гидроксипропильных групп.
(1) Гидроксипропилметилцеллюлоза легко растворяется в холодной воде, но с трудом растворяется в горячей воде. Однако температура ее гелеобразования в горячей воде значительно выше, чем у метилцеллюлозы. Растворимость в холодной воде также значительно улучшена по сравнению с метилцеллюлозой.
(2) Вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы связана с ее молекулярной массой, и чем больше молекулярная масса, тем выше вязкость. Температура также влияет на ее вязкость: с повышением температуры вязкость уменьшается. Однако ее высокая вязкость имеет меньшее температурное воздействие, чем метилцеллюлоза. Ее раствор стабилен при хранении при комнатной температуре.
(3) Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к кислотам и щелочам, а ее водный раствор очень стабилен в диапазоне pH=2–12. Каустическая сода и известковая вода мало влияют на ее свойства, но щелочи могут ускорить ее растворение и увеличить вязкость. Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к обычным солям, но при высокой концентрации солевого раствора вязкость раствора гидроксипропилметилцеллюлозы имеет тенденцию к увеличению.
(4) Водоудерживающая способность гидроксипропилметилцеллюлозы зависит от количества ее добавления, вязкости и т. д., и ее водоудерживающая способность при одинаковом количестве добавления выше, чем у метилцеллюлозы.
(5) Гидроксипропилметилцеллюлозу можно смешивать с водорастворимыми полимерными соединениями для образования однородного раствора с более высокой вязкостью. Например, поливиниловый спирт, эфир крахмала, растительная камедь и т. д.
(6) Адгезия гидроксипропилметилцеллюлозы к строительному раствору выше, чем у метилцеллюлозы.
(7) Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает лучшей устойчивостью к ферментам, чем метилцеллюлоза, и ее раствор менее подвержен разложению ферментами, чем метилцеллюлоза.
20. На что следует обратить внимание при практическом применении зависимости вязкости от температуры HPMC?
Вязкость HPMC обратно пропорциональна температуре, то есть вязкость увеличивается с понижением температуры. Вязкость продукта, о которой мы обычно говорим, определяется по результатам испытаний его 2%-ного водного раствора при температуре 20 градусов Цельсия.
В практическом применении следует отметить, что в районах с большими перепадами температур между летом и зимой рекомендуется использовать герметик относительно низкой вязкости, что более благоприятно для строительства. В противном случае, при низких температурах вязкость целлюлозы увеличится, и при зачистке она будет ощущаться тяжелой на ощупь.
Средняя вязкость: 75000-100000, в основном используется для шпатлевки.
Причина: хорошее удержание влаги.
Высокая вязкость: 150000-200000. В основном используется для теплоизоляционных растворов на основе полистирольных частиц, резиновой крошки и стекловидных микрогранул для теплоизоляционных растворов.
Причина: высокая вязкость, раствор не склонен к отслаиванию и провисанию, что улучшает качество строительства.
Но в целом, чем выше вязкость, тем лучше влагоудержание. Поэтому, учитывая стоимость, многие заводы по производству сухих строительных смесей заменяют целлюлозу средней и низкой вязкости (20000-40000) на целлюлозу средней вязкости (20000-40000), чтобы уменьшить количество добавляемой целлюлозы.
Дата публикации: 18 ноября 2022 г.