Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je důležitým derivátem celulózy, který se v mnoha průmyslových oborech široce používá kvůli svým jedinečným fyzickým a chemickým vlastnostem. Jeho vlastnosti viskozity jsou jednou z nejdůležitějších vlastností HPMC, které přímo ovlivňují jeho výkon v různých aplikacích.
1. Základní vlastnosti HPMC
HPMC je neiontový celulóza ether získaný nahrazením části hydroxylových skupin (–OH) v molekule celulózy se skupinami methoxy (–Och3) a hydroxypropylových skupin (-Och2ch (OH) CH3). Má dobrou rozpustnost ve vodě a některých organických rozpouštědel, které vytvářejí průhledné koloidní roztoky. Viskozita HPMC je určena hlavně jeho molekulovou hmotností, stupněm substituce (DS, stupeň substituce) a distribucí substituentu.
2.. Stanovení viskozity HPMC
Viskozita roztoků HPMC se obvykle měří pomocí rotačního viskozimetru nebo kapilárního viskozimetru. Při měření je třeba věnovat pozornost koncentraci, teplotě a smykové rychlosti roztoku, protože tyto faktory mohou významně ovlivnit hodnotu viskozity.
Koncentrace roztoku: Viskozita HPMC se zvyšuje se zvýšením koncentrace roztoku. Když je koncentrace roztoku HPMC nižší, interakce mezi molekulami je slabší a viskozita je nižší. Jak se koncentrace zvyšuje, zvyšuje se zapletení a interakce mezi molekulami, což způsobuje významné zvýšení viskozity.
Teplota: Viskozita roztoků HPMC je velmi citlivá na teplotu. Obecně platí, že se zvyšování teploty sníží viskozita roztoku HPMC. To je způsobeno zvýšenou teplotou, což vede ke zvýšenému molekulárnímu pohybu a oslabeným intermolekulárním interakcím. Je třeba poznamenat, že HPMC s různými stupni substituce a molekulové hmotnosti má odlišnou citlivost na teplotu.
Smyková rychlost: Roztoky HPMC vykazují pseudoplastické (smykové ztenčení) chování, tj. Viskozita je vyšší při nízkých smykových rychlostech a klesá při vysoké rychlosti smyku. Toto chování je způsobeno smykovými silami, které zarovnávají molekulární řetězce podél směru smyku, čímž se snižuje zapletení a interakce mezi molekulami.
3. Faktory ovlivňující viskozitu HPMC
Molekulová hmotnost: Molekulová hmotnost HPMC je jedním z klíčových faktorů, které určují jeho viskozitu. Obecně řečeno, čím větší je molekulová hmotnost, tím vyšší je viskozita roztoku. Je to proto, že molekuly HPMC s vysokou molekulovou hmotností s větší pravděpodobností vytvářejí zapletené sítě, čímž se zvyšuje vnitřní tření řešení.
Stupeň substituce a distribuce substituentu: Počet a distribuce methoxy a hydroxypropylových substituentů v HPMC také ovlivňuje jeho viskozitu. Obecně platí, že čím vyšší je stupeň substituce methoxy (DS), tím nižší viskozita HPMC, protože zavedení substituentů methoxy sníží sílu vodíku mezi molekulami. Zavedení hydroxypropylových substituentů zvýší intermolekulární interakce, čímž se zvýší viskozita. Kromě toho jednotné rozdělení substituentů pomáhá vytvořit stabilní systém roztoku a zvyšovat viskozitu roztoku.
Hodnota pH roztoku: Ačkoli HPMC je neionický polymer a jeho viskozita není citlivá na změny hodnoty pH roztoku, extrémní hodnoty pH (velmi kyselé nebo velmi alkalické) mohou způsobit degradaci molekulární struktury HPMC, tedy ovlivňující viskozitu.
4. Aplikační pole HPMC
Díky svým vynikajícím charakteristikám viskozity se HPMC široce používá v mnoha oblastech:
Stavební materiály: Ve stavebních materiálech se HPMC používá jako zahušťovadlo a činidlo pro udržení vody ke zlepšení výkonu konstrukce a zvýšení odolnosti proti trhlinám.
Farmaceutický průmysl: Ve farmaceutickém průmyslu se HPMC používá jako pořadač pro tablety, filmový činidlo pro kapsle a nosič pro léky s trvalým uvolňováním.
Potravinářský průmysl: HPMC se používá jako zahušťovač a stabilizátor v potravinářském průmyslu pro výrobu zmrzlinových, želé a mléčných výrobků.
Denní chemické výrobky: V denních chemických výrobcích se HPMC používá jako zahušťovadlo a stabilizátor pro výrobu šamponu, sprchového gelu, zubní pasty atd.
Charakteristiky viskozity HPMC jsou základem pro jeho vynikající výkon v různých aplikacích. Řízením molekulové hmotnosti, stupně substituce a podmínek roztoku HPMC může být jeho viskozita upravena tak, aby vyhovovala různým aplikačním potřebám. V budoucnu pomůže hloubkový výzkum vztahu mezi molekulární strukturou HPMC a viskozitou vyvinout produkty HPMC s lepším výkonem a dále rozšířit jeho aplikační pole.
Čas příspěvku: Jul-20-2024