Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) هو مشتق الأثير السليلوز مهم تم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المجالات الصناعية بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة. خصائص اللزوجة الخاصة بها هي واحدة من أهم خصائص HPMC ، والتي تؤثر بشكل مباشر على أدائها في التطبيقات المختلفة.
1. الخصائص الأساسية لـ HPMC
HPMC هو الأثير السليلوز غير الأيوني الذي تم الحصول عليه عن طريق استبدال جزء من مجموعات الهيدروكسيل (–OH) في جزيء السليلوز مع مجموعات الميثوكسي (–och3) ومجموعات الهيدروكسي بروبيل (–och2Ch (OH) CH3). لديها قابلية ذوبان جيد في الماء وبعض المذيبات العضوية ، وتشكل حلول غروية شفافة. يتم تحديد لزوجة HPMC بشكل أساسي من خلال وزنها الجزيئي ، ودرجة الاستبدال (DS ، درجة الاستبدال) والتوزيع البديل.
2. تحديد لزوجة HPMC
عادة ما يتم قياس لزوجة حلول HPMC باستخدام مقياس اللزوجة الدورانية أو لزوجة شعرية. عند القياس ، يجب إيلاء الانتباه إلى تركيز ودرجة الحرارة ومعدل القص في الحل ، حيث أن هذه العوامل يمكن أن تؤثر بشكل كبير على قيمة اللزوجة.
تركيز المحلول: تزداد لزوجة HPMC مع زيادة تركيز المحلول. عندما يكون تركيز محلول HPMC أقل ، يكون التفاعل بين الجزيئات أضعف وتكون اللزوجة أقل. مع زيادة التركيز ، يزداد التشابك والتفاعل بين الجزيئات ، مما يسبب زيادة كبيرة في اللزوجة.
درجة الحرارة: لزوجة حلول HPMC حساسة للغاية لدرجة الحرارة. بشكل عام ، مع زيادة درجة الحرارة ، ستنخفض لزوجة محلول HPMC. ويرجع ذلك إلى زيادة درجة الحرارة مما يؤدي إلى زيادة الحركة الجزيئية وضعف التفاعلات بين الجزيئات. تجدر الإشارة إلى أن HPMC بدرجات مختلفة من الاستبدال والوزن الجزيئي لها حساسية مختلفة لدرجة الحرارة.
معدل القص: تظهر حلول HPMC سلوكًا كاذبًا (تخفيف القص) ، أي أن اللزوجة أعلى بمعدلات القص المنخفضة وتناقص بمعدلات القص المرتفعة. يرجع هذا السلوك إلى قوى القص التي تتوافق مع السلاسل الجزيئية على طول اتجاه القص ، مما يقلل من التشابكات والتفاعلات بين الجزيئات.
3. العوامل التي تؤثر على لزوجة HPMC
الوزن الجزيئي: الوزن الجزيئي لـ HPMC هو أحد العوامل الرئيسية التي تحدد لزوجتها. بشكل عام ، كلما زاد الوزن الجزيئي ، كلما ارتفعت لزوجة المحلول. وذلك لأن جزيئات HPMC ذات الوزن الجزيئي العالي من المرجح أن تشكل شبكات متشابكة ، وبالتالي زيادة الاحتكاك الداخلي للمحلول.
درجة الاستبدال والتوزيع البديلة: يؤثر عدد وتوزيع بدائل الميثوكسي والهيدروكسيبروبيل في HPMC أيضًا على لزوجته. بشكل عام ، كلما زادت درجة استبدال الميثوكسي (DS) ، انخفض لزوجة HPMC ، لأن إدخال بدائل الميثوكسي سيقلل من قوة ربط الهيدروجين بين الجزيئات. سيؤدي إدخال بدائل هيدروكسي بروبيل إلى زيادة التفاعلات بين الجزيئات ، وبالتالي زيادة اللزوجة. بالإضافة إلى ذلك ، يساعد التوزيع الموحد للبدائل على تكوين نظام حل مستقر وزيادة لزوجة الحل.
قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول: على الرغم من أن HPMC هو بوليمر غير الأيوني وأن لزوجته ليست حساسة للتغيرات في قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول ، فقد يسبب قيم الأس الهيدروجيني المتطرفة (الحمضية أو القلوية للغاية) تدهور التركيب الجزيئي للبنية الجزيئية HPMC ، مما يؤثر على اللزوجة.
4. حقول التطبيق من HPMC
نظرًا لخصائصه الممتازة ، يتم استخدام HPMC على نطاق واسع في العديد من المجالات:
مواد البناء: في مواد البناء ، يتم استخدام HPMC كعامل محتفظ بماء وماء لتحسين أداء البناء وزيادة مقاومة الكراك.
صناعة المستحضرات الصيدلانية: في صناعة الأدوية ، يتم استخدام HPMC كطرق للأجهزة اللوحية ، وكيل تشكيل الأفلام للكبسولات وحامل للأدوية المستمرة.
صناعة المواد الغذائية: يتم استخدام HPMC كمثخن ومثبت في صناعة الأغذية لإنتاج منتجات الآيس كريم والهلام ومنتجات الألبان.
المنتجات الكيميائية اليومية: في المنتجات الكيميائية اليومية ، يتم استخدام HPMC كمثخن ومثبت لإنتاج الشامبو ، جل دش ، معجون الأسنان ، إلخ.
تعد خصائص اللزوجة لـ HPMC الأساس لأدائها الممتاز في مختلف التطبيقات. من خلال التحكم في الوزن الجزيئي ، ودرجة الاستبدال ، وظروف الحل لـ HPMC ، يمكن ضبط لزوجته لتلبية احتياجات التطبيق المختلفة. في المستقبل ، ستساعد الأبحاث المتعمقة حول العلاقة بين الهيكل الجزيئي HPMC واللزوجة على تطوير منتجات HPMC بأداء أفضل وزيادة توسيع حقول التطبيق الخاصة بها.
وقت النشر: يوليو -20-2024