Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) е неионно водоразтворимо полимерно съединение, получено чрез химическа модификация на естествената целулоза. Той се използва широко в храните, лекарството, козметиката и строителната индустрия, особено като лепило, сгъстител, емулгатор и окачване на агент във фармацевтичните препарати. В процеса на кандидатстване характеристиките на вискозитета на водния разтвор на HPMC са от решаващо значение за неговата ефективност в различни области.
1. Структура и свойства на хидроксипропил метилцелулоза
Молекулната структура на HPMC съдържа две заместващи групи, хидроксипропил (-Ch₂Чох₃) и метил (-och₃), което го прави да има добра разтворимост на вода и способност за модификация. Молекулната верига HPMC има определена твърда структура, но може също така да образува триизмерна мрежова структура във воден разтвор, което води до увеличаване на вискозитета. Неговото молекулно тегло, вид заместител и степен на заместване (т.е. степента на хидроксипропил и метил заместване на всяка единица) оказват важно влияние върху вискозитета на разтвора.
2. Вискозитетни характеристики на воден разтвор
Характеристиките на вискозитета на водния разтвор на HPMC са тясно свързани с фактори като концентрацията, молекулното тегло, температурата и рН стойността на разтворителя. Като цяло вискозитетът на водния разтвор на HPMC се увеличава с увеличаването на неговата концентрация. Неговият вискозитет показва неньютоново реологично поведение, тоест с увеличаване на скоростта на срязване вискозитетът на разтвора постепенно намалява, показвайки явление на срязване.
(1) Ефект от концентрацията
Има определена връзка между вискозитета на водния разтвор на HPMC и неговата концентрация. С увеличаването на концентрацията на HPMC молекулните взаимодействия във водния разтвор се засилват и заплитането и омрежването на молекулните вериги се увеличават, което води до увеличаване на вискозитета на разтвора. При по -ниски концентрации вискозитетът на водния разтвор на HPMC се увеличава линейно с увеличаването на концентрацията, но при по -високи концентрации растежът на вискозитета на разтвора обикновено е плосък и достига стабилна стойност.
(2) Ефект на молекулното тегло
Молекулното тегло на HPMC пряко влияе върху вискозитета на неговия воден разтвор. HPMC с по-голямо молекулно тегло има по-дълги молекулни вериги и може да образува по-сложна триизмерна мрежова структура във водния разтвор, което води до по-висок вискозитет. За разлика от тях, HPMC с по -ниско молекулно тегло има по -свободна мрежова структура и по -нисък вискозитет поради по -късите си молекулярни вериги. Ето защо, когато се прилага, е много важно да изберете HPMC с подходящо молекулно тегло, за да постигнете идеалния ефект на вискозитет.
(3) Ефект на температурата
Температурата е важен фактор, влияещ върху вискозитета на водния разтвор на HPMC. С увеличаването на температурата движението на водните молекули се засилва и вискозитетът на разтвора обикновено намалява. Това е така, защото когато температурата се повиши, свободата на HPMC молекулната верига се увеличава и взаимодействието между молекулите отслабва, като по този начин намалява вискозитета на разтвора. Въпреки това, реакцията на HPMC от различни партиди или марки до температура може също да варира, така че температурните условия трябва да се регулират според специфичните изисквания за приложение.
(4) Ефект от стойността на рН
Самият HPMC е неионно съединение и вискозитетът на неговия воден разтвор е чувствителен към промените в pH. Въпреки че HPMC проявява относително стабилни характеристики на вискозитета в кисела или неутрална среда, разтворимостта и вискозитетът на HPMC ще бъдат засегнати в изключително кисела или алкална среда. Например, при силна киселина или силни алкални условия, HPMC молекулите могат да бъдат частично разградени, като по този начин се намали вискозитетът на неговия воден разтвор.
3. Реологичен анализ на характеристиките на вискозитета на водния разтвор на HPMC
Реологичното поведение на водния разтвор на HPMC обикновено показва не-новия характеристики на течността, което означава, че неговият вискозитет не е свързан само с фактори като концентрация на разтвор и молекулно тегло, но и със скорост на срязване. Най -общо казано, при ниски скорости на срязване, водният разтвор на HPMC показва по -висок вискозитет, докато с увеличаване на скоростта на срязване вискозитетът намалява. Това поведение се нарича „изтъняване на срязване“ или „изтъняване на срязване“ и е много важно в много практически приложения. Например, в областта на покритията, фармацевтичните препарати, обработката на храни и др., Характеристиките на изтъняване на срязване на HPMC могат да гарантират, че високият вискозитет се поддържа по време на приложения с ниска скорост и може да тече по-лесно при високоскоростни срязващи условия.
4. Други фактори, влияещи върху вискозитета на водния разтвор на HPMC
(1) Ефект на солта
Добавянето на солни разтвори (като натриев хлорид) може да увеличи вискозитета на водния разтвор на HPMC. Това е така, защото солта може да засили взаимодействието между молекулите чрез промяна на йонната сила на разтвора, така че HPMC молекулите да образуват по -компактна мрежова структура, като по този начин увеличават вискозитета. Въпреки това, ефектът от вида на солта и концентрацията върху вискозитета също трябва да бъде коригиран според специфичните обстоятелства.
(2) Ефект от други добавки
Добавянето на други добавки (като повърхностноактивни вещества, полимери и т.н.) към воден разтвор на HPMC също ще повлияе на вискозитета. Например, повърхностноактивните вещества могат да намалят вискозитета на HPMC, особено когато концентрацията на ПАВ е висока. В допълнение, някои полимери или частици също могат да взаимодействат с HPMC и да променят реологичните свойства на неговия разтвор.
Характеристиките на вискозитета нахидроксипропил метилцелулоза Водният разтвор се влияе от много фактори, включително концентрация, молекулно тегло, температура, рН стойност и др. Водният разтвор на HPMC обикновено проявява неньютонови реологични свойства, има добри сгъстяващи и срязващи свойства и се използва широко в различни индустриални и фармацевтични полета. Разбирането и овладяването на тези характеристики на вискозитета ще помогне за оптимизиране на използването на HPMC в различни приложения. В практическите приложения подходящите HPMC тип и условия на процеса трябва да бъдат избрани съгласно специфични нужди за получаване на идеален вискозитет и реологични свойства.
Време за публикация: Mar-01-2025