Influència de factors sobre la viscositat

La viscositat de les solucions de sodi carboximetilcel·lulosa (CMC) pot ser influenciada per diversos factors. A continuació, es mostren alguns dels factors clau que afecten la viscositat de les solucions CMC:

1. Concentració: La viscositat de les solucions CMC generalment augmenta amb la concentració creixent. Les concentracions més elevades de CMC donen lloc a més cadenes de polímer en la solució, donant lloc a un major enredament molecular i una major viscositat. Tot i això, normalment hi ha un límit a l’augment de viscositat a concentracions més elevades a causa de factors com la reologia de la solució i les interaccions polimer-solvent.
2. Grau de substitució (DS): El grau de substitució es refereix al nombre mitjà de grups carboximetils per unitat de glucosa a la cadena de cel·lulosa. El CMC amb un DS més elevat tendeix a tenir una viscositat més elevada perquè té grups més carregats, que promouen interaccions intermoleculars més fortes i una major resistència al flux.
3. Pes molecular: El pes molecular de CMC pot influir en la seva viscositat. El CMC molecular més elevat condueix normalment a solucions de viscositat més elevades a causa de l’augment de l’enredament de la cadena i les cadenes de polímer més llargues. No obstant això, el CMC de pes molecular excessivament elevat també pot donar lloc a una major viscositat de la solució sense un augment proporcional de l'eficiència en espessiment.
4. Temperatura: la temperatura té un impacte significatiu en la viscositat de les solucions CMC. En general, la viscositat disminueix a mesura que augmenta la temperatura a causa de les interaccions reduïdes de polímer-solvent i una major mobilitat molecular. No obstant això, l'efecte de la temperatura sobre la viscositat pot variar en funció de factors com la concentració de polímer, el pes molecular i el pH de la solució.
5. PH: El pH de la solució CMC pot afectar la seva viscositat a causa dels canvis en la ionització i la conformació de polímer. El CMC és normalment més viscós a valors de pH més alts perquè els grups carboximetils estan ionitzats, donant lloc a repulsions electrostàtiques més fortes entre les cadenes de polímer. No obstant això, les condicions de pH extremes poden provocar canvis en la solubilitat i la conformació del polímer, que poden afectar la viscositat de manera diferent segons el grau i la formulació CMC específics.
6. Contingut de sal: La presència de sals a la solució pot influir en la viscositat de les solucions CMC mitjançant efectes sobre les interaccions polímer-solvent i les interaccions iòniques-polímer. En alguns casos, l’addició de sals pot augmentar la viscositat mitjançant el cribratge de repulsions electrostàtiques entre les cadenes de polímer, mentre que en altres casos, pot disminuir la viscositat per alterar les interaccions polímer-solvent i promoure l’agregació de polímer.
7. Velocitat de cisalla: La viscositat de les solucions CMC també pot dependre de la taxa de cisalla o de la taxa a la qual s’aplica l’estrès a la solució. Les solucions CMC presenten normalment un comportament que s’acaba de cisalla, on la viscositat disminueix amb l’augment de la velocitat de cisalla a causa de l’alineació i l’orientació de les cadenes de polímer al llarg de la direcció del flux. L’abast de l’aprimament de cisalla pot variar en funció de factors com la concentració de polímer, el pes molecular i el pH de la solució.

La viscositat de les solucions carboximetilcel·luloses de sodi està influenciada per una combinació de factors que inclouen la concentració, el grau de substitució, el pes molecular, la temperatura, el pH, el contingut de sal i la taxa de cisalla. Comprendre aquests factors és important per optimitzar la viscositat de les solucions CMC per a aplicacions específiques en indústries com aliments, productes farmacèutics, cosmètics i atenció personal.