Hidroxipropiletako metilcellulosa (HPMC) Normalean erabilitako polimero konposatua da, eraikuntzan, farmaziak, elikagaiak eta bestelako industrietan oso erabilia. Uraren disolbagarriak diren polimero gisa, HPMC-k ur atxikipen bikaina, zinema eratzeko, loditzeko eta emulifikatzeko propietateak ditu. Uraren atxikipena aplikazio askotan duen propietate garrantzitsuenetako bat da, batez ere zementua, morteroak eta eraikuntzako estaldurak, batez ere, eraikuntzaren industrian, ur lurruntzea atzeratu eta eraikuntzaren errendimendua eta azken produktuaren kalitatea hobetzea. Hala ere, HPMC uraren atxikipena oso lotuta dago kanpoko inguruneko tenperatura aldaketarekin eta harreman hori ulertzea funtsezkoa da aplikazio desberdinetan aplikatzeko.
1. HPMC-ren egitura eta urak atxikitzea
HPMC zelulosa naturalaren aldaketa kimikoen bidez egiten da, batez ere hidroxipropiloa (-C3H7OH) eta metil (-ch3) taldeak zelulosako kate bihurtuz, eta horrek disolbagarritasun eta erregulazio propietate onak ematen ditu. HPMC molekuletako hidroxil taldeek (-oh) hidrogeno loturak eratu ditzake ur molekulekin. Hori dela eta, HPMC-k ura xurgatu eta urarekin konbinatu dezake, ura atxikitzeko.
Ura atxikitzea substantzia batek ura mantentzeko gaitasuna aipatzen du. HPMC-rako, batez ere sistemako ur edukia hidratazioaren bidez mantentzeko gaitasunean dago batez ere, batez ere tenperatura altuan edo hezetasun handiko inguruneetan, eta horrek eraginkortasunez saihestu dezake ur galera azkarra eta substantziaren berari eustea. HPMC molekulen hidratazioa oso lotuta dagoenez, bere egitura molekularraren elkarreraginarekin lotura handia izan duenez, tenperaturaren aldaketek zuzenean eragingo dute HPMC-ren uraren xurgapen gaitasuna eta urak atxikitzea.
2. Tenperaturaren eragina HPMC-ren uretan atxikitzeari buruz
HPMC eta tenperaturaren uraren arteko erlazioa bi alderdietatik eztabaidatu daiteke: bata tenperaturaren eragina HPMC-ren disolbagarritasunean da, eta bestea tenperaturaren eragina bere egitura molekularrean eta hidratazioaren eragina da.
2.1 Tenperaturaren eragina HPMC-ren disolbagarritasunean
Uretan HPMCren disolbagarritasuna tenperaturarekin lotuta dago. Orokorrean, HPMC-ren disolbagarritasuna tenperatura handituz handitzen da. Tenperatura igotzen denean, ur molekulek energia termikoagoa irabazten dutenean, ur molekulen arteko elkarreragina ahultzen ari da, horrela desegitea sustatzen ari da Hpmc. HPMC-rako, tenperaturaren gehikuntzak errazagoa izan dezake irtenbide koloidal bat osatzea, eta, horrela, uraren atxikipena uretan hobetuz.
Hala ere, tenperatura altuegia HPMC soluzioaren biskositatea handitu dezake, bere propietate erreologikoei eta desagertzeari eragiten die. Eragin hori disolbagarritasuna hobetzeko positiboa izan arren, tenperatura altuegia bere egitura molekularraren egonkortasuna alda dezake eta ur atxikipenaren beherakada izan dezake.
2.2 Tenperaturaren eragina HPMCren egitura molekularrean
HPMCren egitura molekularrean, hidrogeno bonuak batez ere hidroxil taldeen bidez ur molekulekin eratzen dira, eta hidrogeno lotura hau funtsezkoa da HPMC-ren uretarako uretarako. Tenperatura igo ahala, hidrogenoaren fidantza indarra alda daiteke, HPMC molekularen eta ur molekularen arteko lotura loteslea ahultzen ari dela eta, ondorioz, ur atxikipena eragiten du. Zehazki, tenperaturaren gehikuntzak HPMC molekulan hidrogeno-bonuak desbideratzeko, bere uraren xurgapena eta ura atxikitzeko gaitasuna murriztuz.
Gainera, HPMC-ren tenperaturaren sentsibilitatea ere bere konponbidearen fasean islatzen da. HPMC pisu molekular ezberdinekin eta ordezko talde desberdinekin sentsibilitate termiko desberdinak ditu. Orokorrean, HPMC pisu molekular baxua tenperatura sentikorragoa da, eta HPMC pisu molekular altua errendimendu egonkorragoa erakusten du. Hori dela eta, aplikazio praktikoetan, beharrezkoa da HPMC mota egokia hautatu tenperatura-tarte espezifikoaren arabera, laneko tenperaturan ur-atxikipena ziurtatzeko.
2.3 Tenperaturaren eragina uretan lurruntzean
Tenperatura altuko ingurunean, HPMC-ren urak atzerapausoak eragingo du tenperatura igoerak eragindako ur lurruntzeak eragindakoak. Kanpoko tenperatura altuegia denean, HPMC sistemako ura lurruntzeko aukera handiagoa da. HPMC-k urak neurri batean mantendu dezakeen arren, bere egitura molekularraren bidez, tenperatura gehiegi altuak izan dezake sistemak Ura HPMC-ren uretarako gaitasuna baino azkarragoa izan dezake. Kasu honetan, HPMC-ren ur atxikipena inhibitzen da, batez ere tenperatura eta ingurune lehor batean.
Arazo hau arintzeko, zenbait ikerketek frogatu dute humectante egokiak gehitzea edo formulan beste osagai batzuk egokitzea HPMC-k tenperatura handiko ingurune batean hobetzea. Adibidez, formulan biskositate-aldatzailea edo disolbatzaile baxua hautatzea, HPMC uraren atxikipena neurri batean hobetu daiteke, tenperaturaren hazkundea ur lurruntzearen gaineko eragina murriztuz.
3. faktore eragile eragile
Tenperaturaren eragina HPMC-ren uretan atxikitzearen eragina ez da giro-tenperaturaren arabera, baita pisu molekularrean ere, ordezkapen maila, irtenbide kontzentrazioa eta HPMCko beste faktoreak ere. Adibidez:
Pisu molekularra:Hpmc Pisu molekular altuagoa izan ohi da ur atxikipen sendoagoa izan ohi da, soluzioan pisu molekular kate handiek eratutako sareko egiturak ura modu eraginkorragoan xurgatu eta mantendu dezakeelako.
Ordezkapen maila: HPMCren metilazio eta hidroxipropilazio maila ur-molekulekin izandako elkarreraginean eragina izango du, eta, horrela, ur atxikipenari eragiten dio. Oro har, ordezkapen maila altuagoak HPMCren hidrofilikotasuna hobetu dezake, eta, horrela, uraren atxikipena hobetu dezake.
Irtenbide kontzentrazioa: HPMC-ren kontzentrazioak ere eragiten dio ur atxikipenari. HPMC soluzioen kontzentrazio altuagoak normalean ur atxikipen efektu hobeak izaten dituzte, izan ere, HPMCren kontzentrazio altuek ura mantendu dezakete intermolekular interakzio sendoagoen bidez.
Uraren atxikipenaren arteko harreman konplexua dagoHpmceta tenperatura. Tenperatura handitzeak normalean HPMC-ren disolbagarritasuna sustatzen du eta uraren atxikipena hobetzea ekar dezake, baina tenperatura gehiegi HPMCren egitura molekularra suntsituko du, uretara lotzeko gaitasuna murrizten du eta, beraz, urak atxikitzeko eragina du. Tenperatura baldintza desberdinetan ur atxikipen-errendimendu onena lortzeko, beharrezkoa da HPMC mota egokia aukeratu aplikazioaren eskakizun zehatzen arabera eta erabiltzeko baldintzak zentzuz doitzeko. Horrez gain, formulako eta tenperatura kontrolatzeko estrategietako beste osagai batzuek ere HPMC-k tenperatura altuko inguruneetan duten ura atxikipena hobetu dezakete.
Posta: 2012ko azaroaren 11-24