Hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC)és un èter mixt de cel·lulosa no soluble en aigua. L’aspecte és blanc a una pols lleugerament groc o material granular, insípit, inodor, no tòxic, químicament estable i es dissol en aigua per formar una solució llisa, transparent i viscosa. Una de les propietats més importants de la hidroxipropil metilcel·lulosa en aplicació és que augmenta la viscositat del líquid. L’efecte espessidor depèn del grau de polimerització (DP) del producte, la concentració d’èter de cel·lulosa a la solució aquosa, la velocitat de cisalla i la temperatura de la solució. I altres factors.
01
Tipus de fluid de solució aquosa HPMC
En general, l’estrès d’un fluid en el flux de cisalla es pot expressar en funció de la velocitat de cisalla ƒ (γ), sempre que no depèn del temps. Depenent de la forma de ƒ (γ), els líquids es poden dividir en diferents tipus, a saber: líquids newtonians, líquids dilatants, líquids pseudoplàstics i líquids de plàstic de Bingham.
Els èters de cel·lulosa es divideixen en dues categories: una és èter de cel·lulosa no ònica i l’altra és l’èter de cel·lulosa iònica. Per a la reologia d’aquests dos tipus d’èters de cel·lulosa. SC Naik et al. Va realitzar un estudi comparatiu complet i sistemàtic sobre solucions de cel·lulosa hidroxietil i cel·lulosa carboximetil de sodi. Els resultats van demostrar que tant les solucions d’èter de cel·lulosa no iònics com les solucions d’èter de cel·lulosa iòniques eren pseudoplàstiques. Els fluxos, és a dir, els fluxos no newtonians, s'apropen als líquids newtonians només a concentracions molt baixes. La pseudoplàstica de la solució d’hidroxipropil metilcel·lulosa té un paper important en l’aplicació. Per exemple, quan s’aplica en recobriments, a causa de les característiques d’aprimament de la cisalla de les solucions aquoses, la viscositat de la solució disminueix amb l’augment de la velocitat de cisalla, que és propici per a la dispersió uniforme de les partícules de pigment, i també augmenta la fluïdesa del recobriment . L’efecte és molt gran; Mentre està en repòs, la viscositat de la solució és relativament gran, cosa que impedeix efectivament la deposició de partícules de pigment al recobriment.
02
Mètode de prova de viscositat HPMC
Un indicador important per mesurar l'efecte espessidor de la hidroxipropil metilcel·lulosa és l'aparent viscositat de la solució aquosa. Els mètodes de mesura de viscositat aparent solen incloure el mètode de viscositat capil·lar, el mètode de viscositat de rotació i el mètode de viscositat de la bola.
On: és la viscositat aparent, MPA S; K és la constant de viscometer; D és la densitat de la mostra de solució a 20/20 ° C; T és el moment perquè la solució passi per la part superior del viscometer a la marca inferior, S; Es mesura el temps que flueix l’oli estàndard a través del viscometer.
Tot i això, el mètode de mesura per viscometer capil·lar és més problemàtic. Les viscositats de moltsèters de cel·lulosasón difícils d’analitzar mitjançant un viscometer capil·lar perquè aquestes solucions contenen traces quantitats de matèria insoluble que només es detecten quan es bloqueja el viscometer capil·lar. Per tant, la majoria de fabricants utilitzen viscomèters rotatius per controlar la qualitat de la hidroxipropil metilcel·lulosa. Els viscometers de Brookfield s'utilitzen habitualment en països estrangers i els viscometers de NDJ s'utilitzen a la Xina.
03
Factors influents de la viscositat de HPMC
3.1 Relació amb el grau d’agregació
Quan altres paràmetres es mantenen inalterats, la viscositat de la solució hidroxipropil metilcel·lulosa és proporcional al grau de polimerització (DP) o pes molecular o longitud de la cadena molecular i augmenta amb l’augment del grau de polimerització. Aquest efecte és més pronunciat en el cas de baix grau de polimerització que en el cas de l’alt grau de polimerització.
3.2 Relació entre viscositat i concentració
La viscositat d’hidroxipropil metilcel·lulosa augmenta amb l’augment de la concentració del producte en la solució aquosa. Fins i tot un petit canvi de concentració provocarà un gran canvi de viscositat. Amb la viscositat nominal d’hidroxipropil metilcel·lulosa l’efecte del canvi de concentració de solució sobre la viscositat de la solució és cada vegada més evident.
3.3 Relació entre la viscositat i la taxa de cisalla
La solució aquosa hidroxipropil metilcel·lulosa té la propietat d’aprimament de cisalla. La hidroxipropil metilcel·lulosa de diferents viscositat nominal es prepara en una solució aquosa del 2% i es mesura la seva viscositat a diferents ritmes de cisalla. Els resultats són els que es mostren a la figura. A la velocitat de cisalla baixa, la viscositat de la solució hidroxipropil metilcel·lulosa no va canviar significativament. Amb l’augment de la velocitat de cisalla, la viscositat de la solució d’hidroxipropil metilcel·lulosa amb una viscositat nominal més elevada va disminuir més òbviament, mentre que la solució amb baixa viscositat no va disminuir òbviament.
3.4 Relació entre viscositat i temperatura
La viscositat de la solució hidroxipropil metilcel·lulosa es veu molt afectada per la temperatura. A mesura que la temperatura augmenta, la viscositat de la solució disminueix. Com es mostra a la figura, es prepara en una solució aquosa amb una concentració del 2%i es mesura el canvi de viscositat amb l’augment de la temperatura.
3.5 Altres factors influents
La viscositat de la solució aquosa d’hidroxipropil metilcel·lulosa també es veu afectada pels additius de la solució, el valor de pH de la solució i la degradació microbiana. Normalment, per obtenir un millor rendiment de viscositat o reduir el cost d’ús, cal afegir modificadors de reologia, com l’argila, l’argila modificada, la pols de polímer, l’èter de midó i el copolímer alifàtic, a la solució aquosa d’hidroxipropil metilcel·lulosa. , i també es poden afegir electròlits com el clorur, el bromur, el fosfat, el nitrat, etc., a la solució aquosa. Aquests additius no només afectaran les propietats de viscositat de la solució aquosa, sinó que també afectaran altres propietats d’aplicació d’hidroxipropil metilcel·lulosa com la retenció d’aigua. , Resistència a la sag, etc.
La viscositat de la solució aquosa d’hidroxipropil metilcel·lulosa gairebé no està afectada per l’àcid i l’alcali, i generalment és estable en un rang de 3 a 11. Pot suportar una certa quantitat d’àcids febles, com l’àcid formic, l’àcid acètic, l’àcid fosfòric, l’àcid fosfòric , l’àcid bòric, l’àcid cítric, etc. Tot i això, l’àcid concentrat reduirà la viscositat. Però el soda càustic, l’hidròxid de potassi, l’aigua de calç, etc. tenen poc efecte al respecte. En comparació amb altres èters de cel·lulosa,hidroxipropil metilcellulosaLa solució aquosa té una bona estabilitat antimicrobiana, la principal raó és que la hidroxipropil metilcel·lulosa té grups hidrofòbics amb un alt grau de substitució i un obstacle estèric de grups, ja que la reacció de substitució no sol ser uniforme, la unitat d'anhidroglucosa no substituïda és més fàcilment erosionada per microorganismes, resultant, resultant, resultant En la degradació de les molècules de cel·lulosa i l'escissió de la cadena. El rendiment és que l’aparent viscositat de la solució aquosa disminueix. Si és necessari emmagatzemar la solució aquosa d’hidroxipropil metilcel·lulosa durant molt de temps, es recomana afegir una quantitat de traça d’agent antifúngic de manera que la viscositat no canviï significativament. Quan escolliu agents antifúngics, conservants o fungicides, heu de parar atenció a la seguretat i triar productes que no siguin tòxics per al cos humà, tenen propietats estables i són inodorals, com els fungicides amicals de Dow Chem, els conservadors de Canguard64, els bacteris de caigudes de la caça de Dow Chem. i altres productes. pot tenir un paper corresponent.
Hora de publicació: 28-28-2024