Propiedades de viscosidad de la hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC)

La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), como un tipo de éter de celulosa, se ha utilizado ampliamente en la industria de la construcción debido a su excelente desempeño en la industria de la construcción y su pequeño uso.

 

La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) se puede utilizar como retardador, agente de retención de agua, espesante y aglutinante. La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) puede desempeñar un papel importante en el mortero seco común, el mortero aislante para paredes exteriores, el mortero autonivelante, el adhesivo para baldosas, la masilla para paredes interiores y exteriores, el agente de calafateo, etc. La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) juega un papel importante en la retención de agua, la adición de agua, la trabajabilidad, la cohesividad y el retardo del sistema de mortero. De acuerdo con estas diferentes aplicaciones, nuestra empresa ha desarrollado diferentes tipos de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC). La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un éter mixto de celulosa no iónico y soluble en agua. La apariencia es de polvo o granular de color blanco a amarillento, incoloro, inodoro, no tóxico, químicamente estable y disuelto en agua para formar una solución suave, transparente y pegajosa.

 

Una de las propiedades más importantes de la hidroxipropilmetilcelulosa en su aplicación es su mayor viscosidad líquida. El espesamiento depende del grado de polimerización (DP) del producto, la concentración de éter de celulosa en la solución acuosa, la velocidad de cizallamiento y la temperatura de la solución y otros factores.

 

Tipo de fluido de solución acuosa de HPMC

En general, la tensión del fluido en el flujo de corte se puede expresar como una función de la velocidad de corte, ƒ(γ), siempre que no exista dependencia del tiempo. La forma de ƒ(γ) se puede dividir en diferentes tipos: fluido newtoniano, fluido dilatante, fluido pseudoplástico y fluido plástico de Bingham.

 

Los éteres de celulosa se dividen en dos categorías: uno es el éter de celulosa no iónico y el otro es el éter de celulosa iónico. Propiedades reológicas de ambos tipos de éteres de celulosa. Los resultados muestran que tanto la solución de éter de celulosa no iónica como la solución de éter de celulosa iónica son flujos pseudoplásticos, es decir, flujos no newtonianos, que sólo en concentraciones muy bajas se aproximan a los líquidos newtonianos. La pseudoplasticidad de la solución de hidroxipropilmetilcelulosa juega un papel importante en la aplicación. Si se aplica en pinturas, debido a las características de dilución por cizallamiento de la solución acuosa, a medida que aumenta la velocidad de cizallamiento, la viscosidad de la solución disminuye, lo que es beneficioso para la dispersión uniforme de las partículas de pigmento y también aumenta la fluidez de la pintura. y alisa y cepilla la pintura de látex. El efecto es genial; en reposo, la viscosidad de la solución es alta, lo que previene eficazmente la deposición de partículas de pigmento en el recubrimiento.

 

Método de prueba de viscosidad HPMC

Una medida importante del efecto espesante de la hidroxipropilmetilcelulosa es la viscosidad aparente de la solución acuosa. El método para determinar la viscosidad aparente generalmente incluye un método de viscosidad capilar, un método de viscosidad rotacional y un método de viscosidad de bola descendente. La Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales ASDM: 132363-79 (revisión de 1995) especifica el método de medición de la viscosidad del viscosímetro estadounidense a 20 ° C ± 0.1 ° C, la viscosidad de la solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa al 2%, cuya viscosidad es 1 ) Cálculo:

 

V= Kdt

 

Donde: es la viscosidad aparente, mPa·s; K es la viscosidad del viscosímetro; d es la densidad de la muestra de solución a 20/20 ° C; t es el tiempo desde la parte superior hasta la parte inferior del viscosímetro, s; K a través de la viscosidad conocida El aceite estándar fluye a través del tiempo del viscosímetro para determinar.

 

Sin embargo, el método de medición con un viscosímetro capilar es más problemático. La viscosidad de muchos éteres de celulosa es difícil de analizar utilizando un viscosímetro capilar debido a la presencia de trazas de insolubles en estas soluciones, que sólo se descubren cuando se bloquea la viscosidad capilar. Por lo tanto, la mayoría de los fabricantes utilizan un viscosímetro rotatorio para controlar la calidad de la hidroxipropilmetilcelulosa. El viscosímetro tipo Brookfield se usa comúnmente en países extranjeros y el viscosímetro tipo NDJ se usa en China. Los resultados de la prueba del viscosímetro tipo NDJ se expresan como:

 

η=Kα

 

Donde: η es la viscosidad absoluta, mPa·s; K es el coeficiente; α es el ángulo de desviación, es decir, la lectura del puntero.

HPMC

Factores que afectan la viscosidad de HPMC

1 Relación con el grado de polimerización

 

Cuando los demás parámetros no cambian, la viscosidad de la solución de hidroxipropilmetilcelulosa es proporcional al grado de polimerización (DP) o al peso molecular o a la longitud de la cadena molecular, y aumenta a medida que aumenta el grado de polimerización. Este efecto es más pronunciado en el caso de un grado de polimerización bajo que en el caso de un grado de polimerización alto.

 

2 Relación entre viscosidad y concentración

 

La viscosidad de hidroxipropil metilcelulosa aumenta a medida que aumenta la concentración del producto en solución acuosa. Incluso un pequeño cambio en la concentración provoca un gran cambio en la viscosidad, siendo la viscosidad nominal de la hidroxipropilmetilcelulosa. El aumento de la concentración de la solución tiene un efecto cada vez más evidente sobre la viscosidad de la solución.

 

3 Relación entre viscosidad y velocidad de corte

 

La solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa tiene características de adelgazamiento por cizallamiento, y la hidroxipropilmetilcelulosa con diferentes viscosidades nominales se formula en una solución acuosa al 2% y se mide la viscosidad a diferentes velocidades de cizallamiento, respectivamente. La figura lo muestra. A baja velocidad de cizallamiento, la viscosidad de la solución de hidroxipropilmetilcelulosa no cambió significativamente. A medida que aumenta la velocidad de cizallamiento, la viscosidad de la solución de hidroxipropilmetilcelulosa con mayor viscosidad nominal disminuye más significativamente, mientras que la solución de baja viscosidad no disminuye significativamente.

 

4 Viscosidad y temperatura

 

La viscosidad de la solución de hidroxipropilmetilcelulosa se ve muy afectada por la temperatura, la temperatura aumenta y la viscosidad de la solución disminuye. Como se muestra en la figura, se prepara una solución acuosa al 2% para determinar el cambio de viscosidad con la temperatura.

 

5 Otros factores influyentes

 

La viscosidad de la solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa también se ve afectada por los aditivos de la solución, el pH de la solución y la degradación de los microorganismos. Para obtener mejores propiedades de viscosidad o reducir el costo de uso, es necesario agregar modificadores reológicos como arcilla, arcilla modificada, polvo de polímero, éter de almidón y copolímero alifático a una solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa. También es posible añadir electrolitos tales como cloruros, bromuros, fosfatos, nitratos, etc. a la solución acuosa. Estos aditivos no sólo afectan las propiedades de viscosidad de la solución acuosa, sino también otras propiedades de la hidroxipropilmetilcelulosa como la retención de agua. , antihundimiento, etc.

 

La viscosidad de la solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa apenas se ve afectada por ácidos y álcalis, y generalmente es estable en el rango de 3 a 11, y puede soportar una cierta cantidad de ácidos débiles como ácido fórmico, ácido acético, ácido fosfórico, ácido bórico. , ácido cítrico, etc. Sin embargo, el ácido concentrado reducirá la viscosidad. Sin embargo, la sosa cáustica, el hidróxido de potasio, el agua de cal, etc. tienen poco efecto sobre él. La solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa tiene una buena estabilidad antimicrobiana en comparación con otros éteres de celulosa. La razón principal es que la hidroxipropilmetilcelulosa tiene un grupo hidrófobo con un alto grado de sustitución y un obstáculo espacial del grupo. La acción previene el ataque microbiano a la cadena de celulosa. Sin embargo, dado que la reacción de sustitución generalmente no es uniforme, la unidad de anhídrido de anhidroglucosa no sustituida es más susceptible al ataque microbiano, lo que resulta en la degradación de la molécula de éter de celulosa, el rendimiento más directo es la viscosidad aparente de la solución acuosa. Si es necesario almacenar la solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa durante un período prolongado, se recomienda agregar una pequeña cantidad de agente antifúngico para que la viscosidad no cambie significativamente. Al utilizar agentes antimoho, conservantes o fungicidas, es necesario prestar atención a la seguridad. Los productos que no son tóxicos para el cuerpo humano y tienen propiedades estables e inodoras, como el fungicida AMICAL de DOW Chem, el conservante ANGUARD64, los agentes microbianos FUELSAVER, etc., pueden desempeñar un papel correspondiente.

 

La viscosidad de la solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa se ve afectada principalmente por el grado de polimerización del producto, la concentración del producto en la solución acuosa, la velocidad de cizalla y la temperatura de la solución. La viscosidad de la solución acuosa aumenta a medida que aumenta el grado de polimerización y la concentración del producto, con el cizallamiento. Se reducen la velocidad y la temperatura de la solución y se puede agregar un modificador de reología, una sal o un bactericida seguro según las necesidades reales para obtener mejores características de viscosidad y propiedades de aplicación. En aplicaciones prácticas, los usuarios deben considerar las condiciones reales y la economía para elegir las especificaciones de viscosidad apropiadas y la cantidad adicional de hidroxipropilmetilcelulosa, y agregar aditivos para obtener el rendimiento de viscosidad deseado.

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