1. Ứng dụng chính của hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là gì?
HPMC được sử dụng rộng rãi trong vật liệu xây dựng, sơn phủ, nhựa tổng hợp, gốm sứ, y học, thực phẩm, dệt may, nông nghiệp, mỹ phẩm, thuốc lá và các ngành công nghiệp khác. HPMC có thể được chia thành loại xây dựng, loại thực phẩm và loại dược phẩm theo mục đích sử dụng. Hiện nay, hầu hết các sản phẩm trong nước thuộc loại xây dựng. Trong loại xây dựng, bột trét được sử dụng với số lượng lớn, khoảng 90% được dùng để làm bột trét, phần còn lại được dùng cho vữa xi măng và keo dán.
2. Có nhiều loại hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), vậy sự khác biệt về công dụng của chúng là gì?
HPMC có thể được chia thành loại hòa tan tức thì và loại hòa tan nóng. Sản phẩm loại hòa tan tức thì phân tán nhanh trong nước lạnh và tan biến vào nước. Lúc này, dung dịch không có độ nhớt vì HPMC chỉ phân tán trong nước mà không thực sự hòa tan. Sau khoảng 2 phút, độ nhớt của dung dịch tăng dần, tạo thành một dung dịch keo nhớt trong suốt. Sản phẩm loại nóng chảy, khi gặp nước lạnh, có thể phân tán nhanh trong nước nóng và tan biến vào nước nóng. Khi nhiệt độ giảm xuống một nhiệt độ nhất định, độ nhớt sẽ từ từ xuất hiện cho đến khi tạo thành một dung dịch keo nhớt trong suốt. Loại nóng chảy chỉ có thể được sử dụng trong bột trét và vữa. Trong keo lỏng và sơn, sẽ có hiện tượng vón cục và không thể sử dụng được. Loại hòa tan tức thì có phạm vi ứng dụng rộng hơn. Nó có thể được sử dụng trong bột trét và vữa, cũng như keo lỏng và sơn, mà không có bất kỳ chống chỉ định nào.
3. Các phương pháp hòa tan hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là gì?
Phương pháp hòa tan bằng nước nóng: Vì HPMC không tan trong nước nóng, nên HPMC có thể được phân tán đều trong nước nóng ở giai đoạn đầu, sau đó nhanh chóng tan khi nguội. Hai phương pháp điển hình được mô tả như sau:
1) Cho lượng nước nóng cần thiết vào bình chứa và đun nóng đến khoảng 70°C. Từ từ cho hydroxypropyl methylcellulose vào trong khi khuấy chậm, ban đầu HPMC sẽ nổi trên bề mặt nước, sau đó dần dần tạo thành hỗn hợp sệt, rồi tiếp tục khuấy cho đến khi nguội.
2) Cho 1/3 hoặc 2/3 lượng nước cần thiết vào bình chứa, đun nóng đến 70°C, phân tán HPMC theo phương pháp ở bước 1) và chuẩn bị hỗn hợp dạng sệt trong nước nóng; sau đó thêm lượng nước lạnh còn lại vào hỗn hợp dạng sệt trong nước nóng, khuấy đều và làm nguội hỗn hợp.
Phương pháp trộn bột: trộn bột HPMC với một lượng lớn các chất dạng bột khác, trộn kỹ bằng máy trộn, sau đó thêm nước để hòa tan. Lúc này, HPMC sẽ tan mà không bị vón cục, vì chỉ có một lượng nhỏ HPMC trong mỗi hạt bột nhỏ, sẽ tan ngay lập tức khi tiếp xúc với nước. — Các nhà sản xuất bột trét và vữa đang sử dụng phương pháp này. [Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) được sử dụng làm chất làm đặc và chất giữ nước trong bột trét và vữa.]
4. Làm thế nào để đánh giá chất lượng hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) một cách đơn giản và trực quan?
(1) Độ trắng: Mặc dù độ trắng không thể quyết định liệu HPMC có dễ sử dụng hay không, và nếu chất làm trắng được thêm vào trong quá trình sản xuất, nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của nó. Tuy nhiên, hầu hết các sản phẩm tốt đều có độ trắng tốt.
(2) Độ mịn: Độ mịn của HPMC thường là 80 mesh và 100 mesh, và 120 mesh thì ít hơn. Hầu hết HPMC được sản xuất tại Hà Bắc là 80 mesh. Nói chung, độ mịn càng cao thì càng tốt.
(3) Độ truyền ánh sáng: cho hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) vào nước để tạo thành dung dịch keo trong suốt, và quan sát độ truyền ánh sáng của nó. Độ truyền ánh sáng càng lớn thì càng tốt, cho thấy lượng chất không tan trong đó càng ít. Độ thấm của lò phản ứng thẳng đứng nhìn chung tốt hơn, còn của lò phản ứng nằm ngang thì kém hơn, nhưng điều đó không có nghĩa là chất lượng của lò phản ứng thẳng đứng tốt hơn lò phản ứng nằm ngang, và chất lượng sản phẩm được quyết định bởi nhiều yếu tố.
(4) Trọng lượng riêng: Trọng lượng riêng càng lớn thì càng nặng càng tốt. Trọng lượng riêng lớn thường là do hàm lượng nhóm hydroxypropyl trong đó cao, và hàm lượng nhóm hydroxypropyl càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt.
5. Lượng hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) trong bột trét là bao nhiêu?
Lượng HPMC sử dụng trong thực tế ứng dụng thay đổi tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, nhiệt độ, chất lượng canxi tro địa phương, công thức bột trét và “yêu cầu chất lượng của khách hàng”. Nói chung, lượng sử dụng nằm trong khoảng từ 4 kg đến 5 kg. Ví dụ: hầu hết bột trét ở Bắc Kinh là 5 kg; hầu hết bột trét ở Quý Châu là 5 kg vào mùa hè và 4,5 kg vào mùa đông; lượng bột trét ở Vân Nam tương đối ít, thường từ 3 kg đến 4 kg, v.v.
6. Độ nhớt thích hợp của hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là bao nhiêu?
Bột trét tường thường có giá khoảng 100.000 nhân dân tệ, còn đối với vữa trát thì yêu cầu cao hơn, khoảng 150.000 nhân dân tệ là cần thiết cho việc sử dụng dễ dàng. Hơn nữa, chức năng quan trọng nhất của HPMC là khả năng giữ nước, tiếp theo là khả năng làm đặc. Trong bột trét tường, chỉ cần khả năng giữ nước tốt và độ nhớt thấp (70.000-80.000) là có thể sử dụng được. Tất nhiên, độ nhớt càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt. Khi độ nhớt vượt quá 100.000, nó sẽ ảnh hưởng đến khả năng giữ nước không nhiều nữa.
7. Các chỉ số kỹ thuật chính của hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là gì?
Hàm lượng hydroxypropyl và độ nhớt là hai chỉ số mà hầu hết người dùng quan tâm. Sản phẩm có hàm lượng hydroxypropyl cao thường có khả năng giữ nước tốt hơn. Sản phẩm có độ nhớt cao có khả năng giữ nước tốt hơn, nhưng chỉ mang tính tương đối (không tuyệt đối), và sản phẩm có độ nhớt cao thích hợp hơn khi sử dụng trong vữa xi măng.
8. Nguyên liệu chính của hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là gì?
Nguyên liệu chính của hydroxypropyl methylcellulose (HPMC): bông tinh chế, metyl clorua, propylen oxit và các nguyên liệu khác như xút ăn da, axit, toluen, isopropanol, v.v.
9. Chức năng chính của việc ứng dụng HPMC trong bột trét là gì, và quá trình này diễn ra theo cơ chế hóa học hay không?
Trong bột trét tường, HPMC đóng ba vai trò: làm đặc, giữ nước và tạo cấu trúc. Làm đặc: Cellulose có thể làm đặc bột, giúp dung dịch phân tán đều và chống chảy xệ. Giữ nước: Giúp bột trét khô chậm, hỗ trợ canxi cacbonat phản ứng dưới tác dụng của nước. Tạo cấu trúc: Cellulose có tác dụng bôi trơn, giúp bột trét có độ bám dính tốt. HPMC không tham gia vào bất kỳ phản ứng hóa học nào mà chỉ đóng vai trò hỗ trợ. Việc thêm nước vào bột trét và trét lên tường là một phản ứng hóa học, vì các chất mới được hình thành. Nếu bạn loại bỏ bột trét trên tường, nghiền thành bột và sử dụng lại, nó sẽ không hiệu quả vì các chất mới (canxi cacbonat) cũng đã được hình thành. Các thành phần chính của bột canxi tro là: hỗn hợp Ca(OH)2, CaO và một lượng nhỏ CaCO3, CaO + H2O = Ca(OH)2 — Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O. Canxi tro trong nước và không khí. Dưới tác dụng của CO2, canxi cacbonat được tạo thành, trong khi HPMC chỉ giữ nước, hỗ trợ phản ứng tốt hơn của canxi tro, và bản thân nó không tham gia vào bất kỳ phản ứng nào.
10. HPMC là một ete xenluloza không ion, vậy không ion là gì?
Nói một cách đơn giản, chất không ion là những chất không bị ion hóa trong nước. Ion hóa là quá trình trong đó chất điện giải bị phân ly thành các ion mang điện tích có thể di chuyển tự do trong một dung môi cụ thể (như nước, rượu). Ví dụ, natri clorua (NaCl), loại muối chúng ta ăn hàng ngày, hòa tan trong nước và ion hóa tạo ra các ion natri (Na+) mang điện tích dương và các ion clorua (Cl-) mang điện tích âm có thể di chuyển tự do. Điều đó có nghĩa là, khi HPMC được đặt trong nước, nó sẽ không phân ly thành các ion mang điện tích mà tồn tại dưới dạng phân tử.
11. Nhiệt độ tạo gel của hydroxypropyl methylcellulose có liên quan đến điều gì?
Nhiệt độ tạo gel của HPMC có liên quan đến hàm lượng methoxy của nó; hàm lượng methoxy càng thấp (↓) thì nhiệt độ tạo gel càng cao (↑).
12. Có mối liên hệ nào giữa giọt bột trét và HPMC không?
Hiện tượng hao hụt bột trét chủ yếu liên quan đến chất lượng canxi tro, và ít liên quan đến HPMC. Hàm lượng canxi thấp trong canxi xám và tỷ lệ CaO và Ca(OH)2 không phù hợp trong canxi xám sẽ gây ra hiện tượng hao hụt bột. Nếu có liên quan đến HPMC, thì nếu HPMC có khả năng giữ nước kém, nó cũng sẽ gây ra hiện tượng hao hụt bột. Để biết nguyên nhân cụ thể, vui lòng tham khảo câu hỏi 9.
13. Sự khác biệt giữa loại hòa tan nhanh bằng nước lạnh và loại hòa tan bằng nước nóng của hydroxypropyl methylcellulose trong quy trình sản xuất là gì?
Loại keo HPMC hòa tan nhanh trong nước lạnh được xử lý bề mặt bằng glyoxal, và nó phân tán nhanh trong nước lạnh, nhưng thực chất không tan hoàn toàn. Nó chỉ tan khi độ nhớt tăng lên. Loại keo nóng chảy không được xử lý bề mặt bằng glyoxal. Nếu lượng glyoxal lớn, quá trình phân tán sẽ nhanh nhưng độ nhớt tăng chậm, còn nếu lượng nhỏ thì ngược lại.
14. Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) có mùi như thế nào?
HPMC được sản xuất bằng phương pháp dung môi sử dụng toluen và isopropanol làm dung môi. Nếu quá trình rửa không kỹ, sẽ còn lại mùi khó chịu.
15. Làm thế nào để lựa chọn hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) phù hợp cho các mục đích khác nhau?
Ứng dụng bột trét tường: yêu cầu thấp, độ nhớt 100.000 là đủ, điều quan trọng là phải giữ nước tốt. Ứng dụng vữa: yêu cầu cao hơn, độ nhớt cao, 150.000 là tốt hơn. Ứng dụng keo dán: cần sản phẩm dạng xịt có độ nhớt cao.
16. Tên gọi khác của hydroxypropyl methylcellulose là gì?
Hydroxypropyl methyl cellulose, tiếng Anh: Hydroxypropyl Methyl Cellulose, viết tắt: HPMC hoặc MHPC, tên gọi khác: hypromellose; Cellulose hydroxypropyl methyl ether; Hypromellose, Cellulose, 2-hydroxypropylmethyl Cellulose ether. Cellulose hydroxypropyl methyl ether Hyprolose.
17. Trong ứng dụng của HPMC trong bột trét, nguyên nhân gây ra hiện tượng nổi bọt trong bột trét là gì?
Trong bột trét, HPMC đóng ba vai trò: làm đặc, giữ nước và tạo cấu trúc. Nó không tham gia vào bất kỳ phản ứng hóa học nào. Nguyên nhân gây ra bọt khí: 1. Cho quá nhiều nước. 2. Lớp đáy chưa khô, chỉ trét thêm một lớp khác lên trên, dễ bị nổi bọt.
18. Công thức của bột trét tường dùng cho tường trong và ngoài nhà là gì?
Bột trét tường trong: canxi nặng 800KG, canxi tro 150KG (có thể thêm tinh bột ete, chất tạo màu xanh nguyên chất, đất sét Pengrun, axit citric, polyacrylamide, v.v. tùy theo tỷ lệ).
Bột trét tường ngoài: xi măng 350KG, canxi nặng 500KG, cát thạch anh 150KG, bột mủ cao su 8-12KG, ete xenluloza 3KG, ete tinh bột 0.5KG, xơ gỗ 2KG
19. Sự khác biệt giữa HPMC và MC là gì?
MC là metyl xenluloza, được tạo ra từ xenluloza ete bằng cách xử lý bông tinh chế với kiềm, sử dụng metan clorua làm chất ete hóa và trải qua một loạt các phản ứng. Nói chung, mức độ thế là 1,6~2,0, và độ hòa tan cũng khác nhau tùy thuộc vào mức độ thế. Nó thuộc loại xenluloza ete không ion.
(1) Khả năng giữ nước của metyl cellulose phụ thuộc vào lượng thêm vào, độ nhớt, độ mịn của hạt và tốc độ hòa tan. Nói chung, nếu lượng thêm vào lớn, độ mịn nhỏ và độ nhớt lớn thì tỷ lệ giữ nước cao. Trong đó, lượng thêm vào có tác động lớn nhất đến tỷ lệ giữ nước, và mức độ nhớt không tỷ lệ thuận trực tiếp với mức độ giữ nước. Tốc độ hòa tan chủ yếu phụ thuộc vào mức độ biến đổi bề mặt của các hạt cellulose và độ mịn của hạt. Trong số các ete cellulose nêu trên, metyl cellulose và hydroxypropyl metyl cellulose có tỷ lệ giữ nước cao hơn.
(2) Methylcellulose hòa tan trong nước lạnh và khó hòa tan trong nước nóng. Dung dịch nước của nó rất ổn định trong khoảng pH=3~12. Nó có khả năng tương thích tốt với tinh bột, guar gum, v.v. và nhiều chất hoạt động bề mặt. Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ tạo gel, quá trình tạo gel sẽ xảy ra.
(3) Sự thay đổi nhiệt độ sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tỷ lệ giữ nước của metyl cellulose. Nói chung, nhiệt độ càng cao thì khả năng giữ nước càng kém. Nếu nhiệt độ vữa vượt quá 40°C, khả năng giữ nước của metyl cellulose sẽ giảm đáng kể, ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc thi công vữa.
(4) Methyl cellulose có tác dụng đáng kể đến việc xây dựng và độ bám dính của vữa. “Độ bám dính” ở đây đề cập đến lực bám dính mà dụng cụ thi công của công nhân cảm nhận được và bề mặt tường, tức là sức kháng cắt của vữa. Độ bám dính cao, sức kháng cắt của vữa lớn, và cường độ mà công nhân yêu cầu trong quá trình sử dụng cũng lớn, và hiệu suất xây dựng của vữa kém. Độ bám dính của methyl cellulose ở mức trung bình trong các sản phẩm ete cellulose.
HPMC là hydroxypropyl methylcellulose, một loại ete hỗn hợp cellulose không ion được sản xuất từ bông tinh chế sau quá trình kiềm hóa, sử dụng propylene oxide và methyl chloride làm chất ete hóa, thông qua một loạt các phản ứng. Mức độ thế thường là 1,2~2,0. Tính chất của nó khác nhau tùy thuộc vào tỷ lệ hàm lượng methoxyl và hydroxypropyl khác nhau.
(1) Hydroxypropyl methylcellulose dễ tan trong nước lạnh và sẽ gặp khó khăn khi tan trong nước nóng. Tuy nhiên, nhiệt độ tạo gel của nó trong nước nóng cao hơn đáng kể so với methyl cellulose. Độ hòa tan trong nước lạnh cũng được cải thiện đáng kể so với methyl cellulose.
(2) Độ nhớt của hydroxypropyl methylcellulose có liên quan đến trọng lượng phân tử của nó, và trọng lượng phân tử càng lớn thì độ nhớt càng cao. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nó, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm. Tuy nhiên, độ nhớt cao của nó có ảnh hưởng của nhiệt độ thấp hơn so với methyl cellulose. Dung dịch của nó ổn định khi được bảo quản ở nhiệt độ phòng.
(3) Hydroxypropyl methylcellulose ổn định với axit và kiềm, và dung dịch nước của nó rất ổn định trong phạm vi pH=2~12. Natri hydroxit và nước vôi ít ảnh hưởng đến hiệu suất của nó, nhưng kiềm có thể đẩy nhanh quá trình hòa tan và tăng độ nhớt của nó. Hydroxypropyl methylcellulose ổn định với các muối thông thường, nhưng khi nồng độ dung dịch muối cao, độ nhớt của dung dịch hydroxypropyl methylcellulose có xu hướng tăng lên.
(4) Khả năng giữ nước của hydroxypropyl methylcellulose phụ thuộc vào lượng bổ sung, độ nhớt, v.v., và tỷ lệ giữ nước của nó dưới cùng một lượng bổ sung cao hơn so với methyl cellulose.
(5) Hydroxypropyl methylcellulose có thể được trộn với các hợp chất polyme hòa tan trong nước để tạo thành dung dịch đồng nhất và có độ nhớt cao hơn. Ví dụ như polyvinyl alcohol, ete tinh bột, gôm thực vật, v.v.
(6) Độ bám dính của hydroxypropyl methylcellulose với cấu trúc vữa cao hơn so với methylcellulose.
(7) Hydroxypropyl methylcellulose có khả năng kháng enzyme tốt hơn methylcellulose và dung dịch của nó ít có khả năng bị phân hủy bởi enzyme hơn methylcellulose.
20. Cần lưu ý điều gì trong việc ứng dụng thực tế mối quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ của HPMC?
Độ nhớt của HPMC tỷ lệ nghịch với nhiệt độ, nghĩa là độ nhớt tăng khi nhiệt độ giảm. Độ nhớt của một sản phẩm mà chúng ta thường đề cập đến là kết quả thử nghiệm của dung dịch nước 2% của sản phẩm đó ở nhiệt độ 20 độ C.
Trong thực tế ứng dụng, cần lưu ý rằng ở những khu vực có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa mùa hè và mùa đông, nên sử dụng loại có độ nhớt tương đối thấp vào mùa đông, điều này sẽ thuận lợi hơn cho việc thi công. Ngược lại, khi nhiệt độ thấp, độ nhớt của cellulose sẽ tăng lên, và cảm giác khi cạo sẽ nặng tay.
Độ nhớt trung bình: 75000-100000, chủ yếu được sử dụng cho bột trét.
Lý do: khả năng giữ nước tốt
Độ nhớt cao: 150000-200000. Chủ yếu được sử dụng cho vữa cách nhiệt hạt polystyrene, bột cao su và vữa cách nhiệt vi hạt thủy tinh hóa.
Lý do: Độ nhớt cao, vữa không dễ bị rơi vỡ, chảy xệ, giúp cải thiện chất lượng thi công.
Nhưng nhìn chung, độ nhớt càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt. Do đó, xét về chi phí, nhiều nhà máy sản xuất vữa bột khô thay thế cellulose có độ nhớt trung bình và thấp (20000-40000) bằng cellulose có độ nhớt trung bình (20000-40000) để giảm lượng phụ gia.
Thời gian đăng bài: 18/11/2022