Pengekalan air adalah harta penting bagi banyak industri yang menggunakan bahan hidrofilik seperti eter selulosa. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) adalah salah satu eter selulosa dengan sifat pengekalan air yang tinggi. HPMC ialah polimer separa sintetik yang berasal daripada selulosa dan lazimnya digunakan dalam pelbagai aplikasi dalam industri pembinaan, farmaseutikal dan makanan.
HPMC digunakan secara meluas sebagai pemekat, penstabil dan pengemulsi dalam pelbagai produk makanan seperti ais krim, sos dan pembalut untuk meningkatkan tekstur, konsistensi dan jangka hayatnya. HPMC juga digunakan dalam pengeluaran farmaseutikal dalam industri farmaseutikal sebagai agen pengikat, penghancur dan salutan filem. Ia juga digunakan sebagai agen penahan air dalam bahan binaan, terutamanya dalam simen dan mortar.
Pengekalan air adalah sifat penting dalam pembinaan kerana ia membantu mengekalkan simen dan mortar yang baru dicampur daripada kering. Pengeringan boleh menyebabkan pengecutan dan keretakan, mengakibatkan struktur yang lemah dan tidak stabil. HPMC membantu mengekalkan kandungan air dalam simen dan mortar dengan menyerap molekul air dan melepaskannya secara perlahan dari semasa ke semasa, membolehkan bahan binaan menyembuhkan dan mengeras dengan betul.
Prinsip pengekalan air HPMC adalah berdasarkan hidrofiliknya. Oleh kerana kehadiran kumpulan hidroksil (-OH) dalam struktur molekulnya, HPMC mempunyai pertalian yang tinggi untuk air. Kumpulan hidroksil berinteraksi dengan molekul air untuk membentuk ikatan hidrogen, mengakibatkan pembentukan cangkerang penghidratan di sekeliling rantai polimer. Cangkang terhidrat membolehkan rantai polimer mengembang, meningkatkan jumlah HPMC.
Pembengkakan HPMC adalah proses dinamik yang bergantung kepada pelbagai faktor seperti darjah penggantian (DS), saiz zarah, suhu dan pH. Tahap penggantian merujuk kepada bilangan kumpulan hidroksil yang digantikan setiap unit anhidroglukosa dalam rantai selulosa. Semakin tinggi nilai DS, semakin tinggi hidrofilik dan lebih baik prestasi pengekalan air. Saiz zarah HPMC juga mempengaruhi pengekalan air, kerana zarah yang lebih kecil mempunyai luas permukaan yang lebih besar bagi setiap unit jisim, menyebabkan penyerapan air yang lebih besar. Suhu dan nilai pH mempengaruhi tahap pembengkakan dan pengekalan air, dan suhu yang lebih tinggi dan nilai pH yang lebih rendah meningkatkan sifat pembengkakan dan pengekalan air HPMC.
Mekanisme pengekalan air HPMC melibatkan dua proses: penyerapan dan desorpsi. Semasa penyerapan, HPMC menyerap molekul air dari persekitaran sekeliling, membentuk cangkerang penghidratan di sekeliling rantai polimer. Cangkerang penghidratan menghalang rantai polimer daripada runtuh dan memisahkannya, yang membawa kepada pembengkakan HPMC. Molekul air yang diserap membentuk ikatan hidrogen dengan kumpulan hidroksil dalam HPMC, meningkatkan prestasi pengekalan air.
Semasa desorpsi, HPMC perlahan-lahan membebaskan molekul air, membolehkan bahan binaan sembuh dengan baik. Pelepasan perlahan molekul air memastikan simen dan mortar kekal terhidrat sepenuhnya, menghasilkan struktur yang stabil dan tahan lama. Pelepasan perlahan molekul air juga menyediakan bekalan air yang berterusan kepada simen dan mortar, meningkatkan proses pengawetan dan meningkatkan kekuatan dan kestabilan produk akhir.
Ringkasnya, pengekalan air merupakan harta penting bagi kebanyakan industri yang menggunakan bahan hidrofilik seperti eter selulosa. HPMC adalah salah satu daripada eter selulosa dengan sifat pengekalan air yang tinggi dan digunakan secara meluas dalam industri pembinaan, farmaseutikal dan makanan. Sifat pengekalan air HPMC adalah berdasarkan hidrofiliknya, yang membolehkannya menyerap molekul air dari persekitaran sekeliling, membentuk cangkerang penghidratan di sekeliling rantai polimer. Cangkang terhidrat menyebabkan HPMC membengkak, dan pelepasan perlahan molekul air memastikan bahan binaan kekal terhidrat sepenuhnya, menghasilkan struktur yang stabil dan tahan lama.
Masa siaran: Ogos-24-2023