HPMC (hidroxipropil metil cel·lulosa) és un derivat de cel·lulosa utilitzat habitualment que s’utilitza àmpliament en molts camps industrials, especialment en el control de la viscositat i les propietats d’espessidor. A causa de la seva estructura química única i les propietats físiques, HPMC pot millorar eficaçment la viscositat, l'estabilitat i les propietats reològiques dels productes industrials. Per tant, s’ha utilitzat àmpliament en recobriments, materials de construcció, drogues, cosmètics, aliments i altres camps.
Característiques bàsiques de HPMC
HPMC és un material de polímer elaborat amb cel·lulosa natural modificada químicament. La seva cadena molecular conté grups hidròfils i grups hidrofòbics, de manera que té una bona solubilitat en aigua i una compatibilitat orgànica de dissolvents. Es dissol en aigua freda per formar una solució viscosa transparent o translúcida. Les funcions clau de HPMC inclouen:
Excel·lents propietats d’espessiment: HPMC pot augmentar significativament la viscositat de les solucions a baixes concentracions, proporcionant efectes d’espessiment superiors. Això el converteix en un ingredient indispensable en productes industrials com ara materials de construcció i recobriments per millorar el rendiment de l’aplicació del producte.
Bona viscositat: HPMC pot aconseguir un control precís de la viscositat ajustant el seu pes molecular i el seu grau de substitució (com ara les taxes de substitució de metoxi i hidroxipropil) per satisfer les necessitats de diferents escenaris d’aplicació. Per exemple, a la indústria del recobriment, HPMC amb viscositats diferents pot proporcionar diferents anivellades i treballadors per als recobriments.
Excel·lent ajustament reològic: les propietats reològiques de l’HPMC poden canviar amb canvis en la velocitat de cisalla. Això vol dir que, quan està estàtica, forma una estructura altament viscosa i la viscositat disminueix quan s’apliquen forces de cisalla (com ara l’agitació o la polvorització), cosa que facilita l’aplicació del producte. Entre alguns materials de terra autònom, aquesta característica de HPMC és especialment important.
Bona biocompatibilitat i no toxicitat: l’HPMC deriva de la cel·lulosa natural, té una bona biocompatibilitat, és no tòxica, no irritant i compleix els requisits de protecció ambiental. Per tant, té requisits de seguretat més elevats en cosmètics, drogues, aliments, etc. També s’utilitza àmpliament en camps de gamma alta.
Mecanisme d’espessiment de HPMC en productes industrials
Les propietats d’espessidor de HPMC es deuen principalment a la seva estructura molecular i a la interacció de molècules en la solució. Quan HPMC es dissol en aigua o altres dissolvents, les seves cadenes macromoleculars es desplegaran i formaran enllaços d’hidrogen forts i forces de van der Waals amb molècules de dissolvent, augmentant així la viscositat del sistema. A més, l'estructura de xarxa tridimensional formada per HPMC en solució és també la clau del seu rendiment engrossint. Les cadenes moleculars de la solució HPMC estan entrellaçades per formar una estructura de xarxa, que redueix la fluïdesa de la solució i, per tant, presenta una viscositat més elevada.
Per a diferents escenaris d'aplicació, la viscositat de HPMC es pot ajustar de les maneres següents:
Ajust del pes molecular: La viscositat de HPMC sol ser proporcional al seu pes molecular. Com més gran sigui el pes molecular, més gran és la viscositat de la solució. Per tant, mitjançant la selecció de productes HPMC amb diferents pesos moleculars, es poden obtenir solucions amb viscositats diferents per satisfer les necessitats de diversos productes industrials.
Control del grau de substitució: l'efecte espessidor de l'HPMC també està estretament relacionat amb el seu grau de substitució. Com més gran sigui el grau de substitució, més forta sigui la hidrofilicitat i millor l’efecte espessidor. Controlant el grau de substitució dels grups metoxi i hidroxipropil de HPMC, les seves propietats de viscositat es poden controlar amb precisió.
Efecte de la concentració de solucions: La concentració de HPMC a la solució també afecta directament la seva viscositat. En general, com més gran sigui la concentració de la solució, més gran és la viscositat. Per tant, ajustant la concentració de HPMC, es pot aconseguir un control precís de la viscositat de la solució.
Àrees d'aplicació i efectes d'espessiment de HPMC
Materials de construcció: HPMC s’utilitza sovint com a regulador d’espessador i viscositat en morters a base de ciment, adhesius de rajoles i materials de terra autònom en materials de construcció. El seu efecte espessidor augmenta la retenció d’aigua d’aquests materials, millora la seva treballabilitat i impedeix l’esquerdament o la contracció. Sobretot en entorns d’alta temperatura, HPMC pot estendre significativament el temps d’obertura del material i augmentar la seva operació.
Recobriments i pintures: A la indústria dels recobriments, HPMC s’utilitza com a agent i l’agent en suspensió per millorar l’adhesió dels recobriments i millorar la seva anivellament i la resistència a la sag durant el recobriment. Al mateix temps, HPMC pot ajudar a la pintura a mantenir la distribució de partícules uniformes, prevenir l’assentament del pigment i fer que la pel·lícula de recobriment sigui més suau i uniforme.
Fàrmacs i cosmètics: En preparacions farmacèutiques, HPMC s’utilitza sovint per controlar la taxa d’alliberament de fàrmacs, com a materials de recobriment de tauletes i closules de càpsula. Les seves bones propietats d’espessidor ajuden a millorar l’estabilitat del fàrmac i allarguen la durada de l’efecte del fàrmac. En cosmètics, l’HPMC s’utilitza àmpliament en locions, cremes, condicionadors i altres productes per augmentar la viscositat i l’estabilitat del producte, alhora que milloren la sensació sedosa i l’efecte hidratant quan s’aplica.
Indústria alimentària: HPMC s’utilitza habitualment a la indústria alimentària com a espessidor i estabilitzador, especialment en productes lactis, condiments, gelees i begudes. Les seves propietats no tòxiques i inodorals el converteixen en un agent espessidor segur i fiable que millora la textura i la boca dels aliments.
HPMC s’ha convertit en un material funcional indispensable en productes industrials moderns a causa de les seves excel·lents capacitats de control i control de viscositat. En ajustar el seu pes molecular, el grau de substitució i la concentració de solucions, HPMC pot complir els requisits de viscositat de diferents productes industrials. Al mateix temps, les seves propietats no tòxiques, segures i respectuoses amb el medi ambient també l’han fet àmpliament utilitzada en aliments, medicaments i cosmètics i altres camps. En el futur, amb l’avançament continu de la ciència i la tecnologia, els escenaris d’aplicació de HPMC seran més extensos i els seus avantatges en el control de la viscositat i el rendiment d’espessiment s’exploraran i s’utilitzaran més.
Posada a l’hora: el 25 de setembre de 2014