Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) er et vigtigt cellulosetherderivat, der er blevet vidt brugt i mange industrielle felter på grund af dets unikke fysiske og kemiske egenskaber. Dens viskositetsegenskaber er en af de vigtigste egenskaber ved HPMC, der direkte påvirker dens ydeevne i forskellige applikationer.
1. Grundlæggende egenskaber ved HPMC
HPMC er en ikke -ionisk celluloseether opnået ved at erstatte en del af hydroxylgrupperne (–OH) i cellulosemolekylet med methoxygrupper (–OCH3) og hydroxypropylgrupper (–oCH2CH (OH) CH3). Det har god opløselighed i vand og nogle organiske opløsningsmidler, der danner gennemsigtige kolloidale opløsninger. Viskositeten af HPMC bestemmes hovedsageligt af dens molekylvægt, grad af substitution (DS, substitutionsgrad) og substituentfordeling.
2. Bestemmelse af viskositeten af HPMC
Viskositeten af HPMC -opløsninger måles normalt ved anvendelse af et rotationsviskometer eller et kapillærviskometer. Når man måler, skal der rettes opmærksomhed på opløsningens koncentration, temperatur og forskydningshastighed, da disse faktorer kan påvirke viskositetsværdien væsentligt.
Opløsningskoncentration: Viskositeten af HPMC øges med stigningen i opløsningskoncentrationen. Når koncentrationen af HPMC -opløsning er lavere, er interaktionen mellem molekyler svagere og viskositeten er lavere. Efterhånden som koncentrationen øges, øges sammenfiltring og interaktion mellem molekyler, hvilket forårsager en betydelig stigning i viskositet.
Temperatur: Viskositeten af HPMC -opløsninger er meget følsom over for temperaturen. Når temperaturen stiger, vil viskositeten af HPMC -opløsningen generelt falde. Dette skyldes øget temperatur, der fører til øget molekylær bevægelse og svækkede intermolekylære interaktioner. Det skal bemærkes, at HPMC med forskellige grader af substitution og molekylvægt har forskellig følsomhed over for temperatur.
Forskydningshastighed: HPMC -løsninger udviser pseudoplastisk (forskydningsfortyndende) opførsel, dvs. viskositeten er højere ved lave forskydningshastigheder og falder ved høje forskydningshastigheder. Denne opførsel skyldes forskydningskræfter, der justerer molekylære kæder langs forskydningsretningen og derved reducerer sammenfiltringer og interaktioner mellem molekyler.
3. faktorer, der påvirker HPMC -viskositet
Molekylvægt: Molekylvægten af HPMC er en af de vigtigste faktorer, der bestemmer dens viskositet. Generelt set, jo større molekylvægt, jo højere er viskositeten af opløsningen. Dette skyldes, at HPMC -molekyler med høj molekylvægt er mere tilbøjelige til at danne sammenfiltrede netværk og derved øge den indre friktion af opløsningen.
Grad af substitution og substituentfordeling: Antallet og fordelingen af methoxy og hydroxypropylsubstituenter i HPMC påvirker også dens viskositet. Generelt, jo højere grad af methoxy -substitution (DS), jo lavere er viskositeten af HPMC, fordi introduktionen af methoxy -substituenter reducerer hydrogenbindingskraften mellem molekyler. Indførelsen af hydroxypropylsubstituenter øger intermolekylære interaktioner og øges derved viskositet. Derudover hjælper den ensartede fordeling af substituenter med at danne et stabilt opløsningssystem og øge opløsningens viskositet.
PH-værdi af opløsningen: Selvom HPMC er en ikke-ionisk polymer, og dens viskositet er ikke følsom over for ændringer i pH-værdien af opløsningen, kan ekstreme pH-værdier (meget sur eller meget alkalisk) forårsage nedbrydning af molekylstrukturen af HPMC, der således påvirker viskositeten.
4. Anvendelsesfelter af HPMC
På grund af sine fremragende viskositetsegenskaber bruges HPMC i vid udstrækning på mange områder:
Byggematerialer: I byggematerialer bruges HPMC som et fortykningsmiddel- og vandbeholdsmiddel til at forbedre byggepræstation og øge revnenes modstand.
Farmaceutisk industri: I den farmaceutiske industri bruges HPMC som et bindemiddel til tabletter, et filmdannende middel til kapsler og en transportør til lægemidler til vedvarende frigivelse.
Fødevareindustri: HPMC bruges som en fortykningsmiddel og stabilisator i fødevareindustrien til produktion af is, gelé og mejeriprodukter.
Daglige kemiske produkter: I daglige kemiske produkter bruges HPMC som en fortykningsmiddel og stabilisator til produktion af shampoo, brusegel, tandpasta osv.
Viskositetskarakteristika for HPMC er grundlaget for dens fremragende ydelse i forskellige applikationer. Ved at kontrollere molekylvægten, substitutionsgraden og opløsningsbetingelser for HPMC, kan dens viskositet justeres for at imødekomme forskellige anvendelsesbehov. I fremtiden vil dybdegående forskning i forholdet mellem HPMC-molekylstruktur og viskositet hjælpe med at udvikle HPMC-produkter med bedre ydelse og udvide sine applikationsfelter yderligere.
Posttid: Jul-20-2024