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                    山東阜盈生物科技有限公司

                    HPMC和HEMC在建筑行業中的區別
                    HEMC hpmc 纖維素醚 羥丙甲纖維素 羥乙甲纖維素  2021-01-19 山東阜盈生物科技有限公司

                    化學結構上HEMC取代基團是羥乙基和甲氧基,HPMC取代基團是羥丙基和甲氧基。實際性能上:HEMC比HPMC在高溫下,熱穩定性更好,保水率穩定。HEMC的化學結構相對于HPMC,有著更多地親水性基團,所以在高溫下更加穩定,即有著良好的熱穩定性能。下面通過理化性質和實際應用等幾個方面對HPMC 和HEMC做下詳細分析:

                    1.1HPMC

                    羥丙甲纖維素(hydroxypropyl methyl cellulose,縮寫作HPMC),生產的原材料可以是精制棉,也可以是木漿粕,是纖維素的部分甲基和部分聚羥丙基醚,是纖維素經過堿化后,再與環氧丙烷和氯甲烷發生醚化反應制得。氯甲烷上的甲氧基取代葡萄糖環基上的羥基,羥基被羥丙氧基取代并發生鏈聚合作用。HPMC具有熱凝膠特性,其溶液無離子電荷,不與金屬鹽或離子化合物作用,有較強的抗霉性,還有良好的分散,乳化,增稠,粘結,保水,保膠性能。

                    1.2HEMC

                    羥乙基甲基纖維素(hydroxythyl methyl cellulose,簡稱HEMC),生產制備跟HPMC略不同,在纖維素堿化后,用環氧乙烷替換環氧丙烷,取代葡萄糖環基上的羥基制得。HEMC的化學結構相對于HPMC,有著更多地親水性基團,所以在高溫下更加穩定,有著良好的熱穩定性能。與常見的 HPMC纖維素醚相比,它具有相對較高的凝膠溫度,在高溫使用環境下更顯優勢。與HPMC一樣,HEMC也具有良好的抗霉性,分散,乳化,增稠,粘結,保水保膠性能。

                    2 理化性質

                    維素醚行業檢測標準的理化性質包括:外觀,細度,干燥失重率,硫酸鹽灰分,溶液PH值,溶液透光率,溶液粘度,凝膠溫度,基團含量等(不包括砂漿應用實驗)。

                    外觀,細度,干燥失重率,硫酸鹽灰分,溶液PH值和透光率,粘度等跟產品本身型號,功能有關,不同廠家水平不一,這里不做討論。

                    2.1 纖維素醚基團含量

                    由于HPMC和HEMC取代基的不同,可將纖維素醚試樣在密閉的反應器中加熱反應,在己二酸催化作用下,經過氫碘酸定量裂解取代烷氧基基團,生成相應的碘代烷,用鄰二甲苯萃取反應生成物,將萃取液注射到氣相色譜儀內進行組分的分離,通過分離出來的時間,可鑒別羥丙氧基和羥乙氧基。并用內標法進行定量,計算試樣中待測組分的含量。不難發現,羥乙氧基的分離時間介乎甲氧基和羥丙氧基,通過對比標準溶液的分離時間來判斷基團類型。由出峰時間來判斷基團類型,峰高峰面積來計算基團含量。一般情況下,HPMC 的甲氧基含量在16%~30%,羥丙氧基可在4%~32%;HEMC的甲氧基含量在22%~30%,羥乙氧基2%~14%。

                    2.2 凝膠溫度

                    凝膠溫度是纖維素醚的重要指標。纖維素醚水溶液具有熱凝膠特性,隨著溫度的升高,粘度不斷降低,當溶液溫度達到一定值時,纖維素醚溶液不再均一透明,而是形成白色膠狀物,最終失去粘度。凝膠溫度測試方法是指:將纖維素醚樣品配制成濃度0.2%的纖維素醚溶液,在水浴中緩慢加熱,直到溶液出現白色渾濁乃至白色凝膠,并完全喪失粘度,這時候溶液的溫度為纖維素醚的凝膠溫度。我們隨機選取了國內外纖維素醚產品各8個測試凝膠溫度。結果是HEMC 整體凝膠溫度略高于HPMC。一般情況下,HPMC凝膠溫度在60℃~75℃,HEMC在75℃~90℃。

                    HPMC的甲氧基,羥丙氧基含量比值對產品的水溶性、保水能力、表面活性和凝膠溫度有一定的影響。通常甲氧基含量高、羥丙氧基含量低的HPMC的水溶性好、表面活性好,但凝膠溫度低;適當提高羥丙氧基含量、降低甲氧基含量,可以提高凝膠溫度,但羥丙氧基含量過高,又會使凝膠溫度降低,水溶性和表面活性變差。所以纖維素醚生產廠家必須通過嚴格控制基團含量,來保證產品質量和穩定性。

                    3 建筑行業的應用

                    HPMC和HEMC在建筑材料中有相似的作用??勺鳛榉稚?、保水劑,增稠劑和粘結劑等,主要應用于水泥砂漿和石膏制品的成型。用于水泥砂漿中增加其粘結性,施工性,降低絮凝作用,改善粘度和收縮率,并有保水性、減少混凝土表面水分損失、提高強度、防止發生裂縫和水溶性鹽類風化等作用。在水泥基抹灰漿、石膏抹灰漿、石膏產品、砌筑砂漿、板材填縫料、填縫劑、瓷磚粘合劑、自流平地面材料等都有廣泛應用。在涂料中可用于乳膠漆和水溶性樹脂涂料組分中作為成膜劑、增稠劑、乳化劑和穩定劑,使涂膜具有良好的耐磨性、均涂性和粘附性,并改善了表面張力、對酸堿的穩定性以及對金屬顏料的相容性。由于良好的粘度儲存穩定性,特別適用于乳化涂料中作為分散劑??偠灾?,雖然在體系中用量很少,但作用很大,應用廣泛。

                    纖維素醚的凝膠溫度決定了它在應用中的熱穩定性。HPMC的凝膠溫度通常在60℃~75℃,取決于型號、基團含量、不同廠家的不同生產工藝等。由于HEMC基團的特性,使其有著較高的凝膠溫度,通常在80℃以上,所以它在高溫條件下的穩定性要優于HPMC。實際應用中,在夏天十分炎熱的施工環境下,同等粘度和摻量的HEMC在濕拌砂漿中的保水性相比HPMC有較大的優勢。尤其在南方,砂漿有時候會在高溫下施工,凝膠溫度過低的纖維素醚會在高溫下,喪失纖維素醚本有的增稠性,保水性,從而加速水泥的固化和砂漿的硬化,直接影響施工性和抗開裂性。

                    由于HEMC本身結構中有更多的親水基團,使其有更好的親水性,同一粘度的產品在同一摻量下,HEMC在砂漿中的保水率要稍稍高于HPMC。此外,HEMC的抗垂流能力也相對好一點。所以HEMC應用于瓷磚膠效果會更好。

                    但是,國內建筑行業主流纖維素醚還是以HPMC為主,因其種類比較多,價格較低,可綜合成本自由選擇,高質量的HPMC并不比HEMC差。隨著國內建筑市場的發展,特別是機械化施工程度的提高,以及對建筑質量要求的提高,HPMC在建筑領域的消費量將會繼續增加。HEMC雖然某些應用方面比HPMC優秀,但由于國內生產廠家比較少,大多廠家生產工藝也不是成熟,產品質量一般,價格偏貴,所以國內相對比較少用,在國外的應用比較普遍。

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