هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) مُكثِّف ومُثبِّت شائع الاستخدام في مواد البناء، والطلاءات، والأدوية، والأغذية. HPMC 15 سنتيبواز تعني أن لزوجته 15 سنتيبواز، وهي درجة لزوجة منخفضة.
1. زيادة تركيز HPMC
الطريقة الأكثر فعالية ومباشرة لزيادة لزوجة HPMC هي زيادة تركيزه في المحلول. مع زيادة الكتلة الكلية لـ HPMC، تزداد لزوجة المحلول أيضًا. يكمن جوهر هذه الطريقة في أن HPMC يزيد من لزوجة المحلول بتكوين بنية شبكية ثلاثية الأبعاد. مع زيادة عدد جزيئات HPMC في المحلول، تزداد كثافة وقوة بنية الشبكة، مما يزيد من لزوجة المحلول. مع ذلك، هناك حد أقصى لزيادة التركيز. سيؤدي التركيز العالي جدًا لـ HPMC إلى انخفاض سيولة المحلول، وقد يؤثر حتى على أدائه في تطبيقات محددة، مثل التركيب والتشغيل.
2. التحكم في درجة حرارة المحلول
تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على ذوبانية ولزوجة مركبات HPMC. ففي درجات الحرارة المنخفضة، تكون لزوجة محلول HPMC أعلى، بينما تنخفض اللزوجة عند درجات الحرارة المرتفعة. لذلك، فإن خفض درجة حرارة المحلول بشكل مناسب أثناء الاستخدام يمكن أن يزيد من لزوجته. تجدر الإشارة إلى أن ذوبانية مركبات HPMC في المحلول تختلف باختلاف درجات الحرارة. عادةً ما يكون من الأسهل تشتيتها في الماء البارد، ولكنها تستغرق وقتًا معينًا لتذوب تمامًا. تذوب بشكل أسرع في الماء الدافئ، ولكن اللزوجة أقل.
3. تغيير قيمة الرقم الهيدروجيني للمذيب
لزوجة HPMC حساسة أيضًا لقيمة الرقم الهيدروجيني (pH) للمحلول. في الظروف المتعادلة أو شبه المتعادلة، تكون لزوجة محلول HPMC في أعلى مستوياتها. إذا انحرفت قيمة الرقم الهيدروجيني عن التعادل، فقد تنخفض اللزوجة. لذلك، يمكن زيادة لزوجة محلول HPMC بضبط قيمة الرقم الهيدروجيني بشكل صحيح (على سبيل المثال، بإضافة محلول منظم أو منظم حمض-قاعدة). مع ذلك، في التشغيل الفعلي، يجب توخي الحذر الشديد عند ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني، لأن التغييرات الكبيرة قد تؤدي إلى تدهور HPMC أو انخفاض أدائه.
4. اختر المذيب المناسب
تختلف ذوبانية ولزوجة مركبات HPMC باختلاف أنظمة المذيبات. على الرغم من استخدامها بشكل رئيسي في المحاليل المائية، إلا أن إضافة بعض المذيبات العضوية (مثل الإيثانول، والأيزوبروبانول، إلخ) أو أملاح مختلفة قد يُغير التركيب السلسلي لجزيء HPMC، مما يؤثر على اللزوجة. على سبيل المثال، يمكن لكمية صغيرة من المذيب العضوي أن تقلل من تداخل جزيئات الماء مع مركبات HPMC، مما يزيد من لزوجة المحلول. في عمليات محددة، من الضروري اختيار المذيبات العضوية المناسبة وفقًا للتطبيق الفعلي.
5. استخدم مساعدات التكثيف
في بعض الحالات، يمكن إضافة مواد تكثيف أخرى إلى HPMC لزيادة اللزوجة. من بين مواد التكثيف الشائعة الاستخدام: صمغ الزانثان، وصمغ الغوار، والكاربومير، وغيرها. تتفاعل هذه المواد المضافة مع جزيئات HPMC لتكوين هلام أو بنية شبكية أقوى، مما يزيد من لزوجة المحلول. على سبيل المثال، صمغ الزانثان هو عديد سكاريد طبيعي ذو تأثير تكثيف قوي. عند استخدامه مع HPMC، يمكن أن يُحدث كلاهما تأثيرًا تآزريًا ويزيدان لزوجة النظام بشكل ملحوظ.
6. تغيير درجة استبدال HPMC
ترتبط لزوجة HPMC أيضًا بدرجة استبدال مجموعتي ميثوكسي وهيدروكسي بروبوكسي. تؤثر درجة الاستبدال على قابليتها للذوبان ولزوجة المحلول. باختيار HPMC بدرجات استبدال مختلفة، يمكن تعديل لزوجة المحلول. إذا كانت هناك حاجة إلى HPMC ذات لزوجة أعلى، يمكن اختيار منتج ذي محتوى ميثوكسي أعلى، لأنه كلما زاد محتوى الميثوكسي، زادت كراهية HPMC للماء، وتكون اللزوجة بعد الذوبان عالية نسبيًا.
7. تمديد وقت الذوبان
يؤثر وقت ذوبان HPMC أيضًا على لزوجته. إذا لم يذوب HPMC تمامًا، فلن تصل لزوجة المحلول إلى الحالة المثالية. لذلك، فإن إطالة وقت ذوبان HPMC في الماء بشكل مناسب لضمان ترطيبه بالكامل يمكن أن يزيد لزوجته بشكل فعال. خاصةً عند الذوبان في درجات حرارة منخفضة، قد تكون عملية ذوبان HPMC بطيئة، لذا فإن إطالة الوقت أمر بالغ الأهمية.
8. تغيير ظروف القص
ترتبط لزوجة HPMC أيضًا بقوة القص التي تتعرض لها أثناء الاستخدام. في ظل ظروف القص العالية، تنخفض لزوجة محلول HPMC مؤقتًا، ولكن عند توقف القص، تعود اللزوجة إلى حالتها الأصلية. في العمليات التي تتطلب لزوجة عالية، يمكن تقليل قوة القص التي يتعرض لها المحلول، أو تشغيله في ظروف قص منخفضة للحفاظ على لزوجة أعلى.
9. اختر الوزن الجزيئي الصحيح
يؤثر الوزن الجزيئي لـ HPMC بشكل مباشر على لزوجته. يُشكل HPMC ذو الوزن الجزيئي الأكبر بنية شبكية أكبر في المحلول، مما يؤدي إلى زيادة اللزوجة. لزيادة لزوجة HPMC، يُمكن اختيار منتجات HPMC ذات الوزن الجزيئي الأعلى. على الرغم من أن HPMC 15 cps منتج منخفض اللزوجة، يُمكن زيادة اللزوجة باختيار نوع آخر عالي الوزن الجزيئي من نفس المنتج.
10. ضع في اعتبارك العوامل البيئية
قد تؤثر العوامل البيئية، كالرطوبة والضغط، على لزوجة محلول HPMC. في بيئة عالية الرطوبة، قد يمتص HPMC الرطوبة من الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض لزوجته. لتجنب ذلك، يمكن التحكم في الظروف البيئية لموقع الإنتاج أو الاستخدام بشكل صحيح للحفاظ على جفاف البيئة وضغطها المناسبين للحفاظ على لزوجة محلول HPMC.
هناك طرق عديدة لزيادة لزوجة محلول HPMC 15 cps، بما في ذلك زيادة التركيز، والتحكم في درجة الحرارة، وضبط الرقم الهيدروجيني، واستخدام مواد التكثيف، واختيار درجة الاستبدال المناسبة والوزن الجزيئي، وغيرها. تعتمد الطريقة المحددة على سيناريو التطبيق الفعلي ومتطلبات العملية. في التشغيل الفعلي، غالبًا ما يكون من الضروري مراعاة عوامل متعددة بشكل شامل وإجراء تعديلات وتحسينات معقولة لضمان أفضل أداء لمحلول HPMC في تطبيقات محددة.
وقت النشر: ١٦ أكتوبر ٢٠٢٤