Υδροξυπροπυλο μεθυλοκυτταρίνη (HPMC) είναι μια μη ιονική υδατοδιαλυτή πολυμερή ένωση που λαμβάνεται με χημική τροποποίηση της φυσικής κυτταρίνης. Χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανίες τροφίμων, ιατρικής, καλλυντικών και κατασκευών, ειδικά ως συγκολλητικό, πυκνωτικό, γαλακτωματοποιητή και εναιωρήματος σε φαρμακευτικά παρασκευάσματα. Στη διαδικασία εφαρμογής, τα χαρακτηριστικά του ιξώδους του υδατικού διαλύματος HPMC είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοσή του σε διαφορετικούς τομείς.
1 δομή και ιδιότητες της υδροξυπροπυλλυκύτταρου
Η μοριακή δομή της HPMC περιέχει δύο ομάδες υποκαταστάτη, υδροξυπροπύλιο (-Ch₂Χόχις₃) και μεθυλεστέρα (-OCH₃), πράγμα που το καθιστά καλή ικανότητα διαλυτότητας και τροποποίησης. Η μοριακή αλυσίδα HPMC έχει μια ορισμένη άκαμπτη δομή, αλλά μπορεί επίσης να σχηματίσει μια τρισδιάστατη δομή δικτύου σε υδατικό διάλυμα, με αποτέλεσμα την αύξηση του ιξώδους. Το μοριακό βάρος του, ο τύπος υποκαταστάτη και ο βαθμός υποκατάστασης (δηλαδή ο βαθμός υποκατάστασης υδροξυπροπυλίου και μεθυλίου κάθε μονάδας) έχουν σημαντική επίδραση στο ιξώδες του διαλύματος.
2. Χαρακτηριστικά ιξώδους υδατικού διαλύματος
Τα χαρακτηριστικά του ιξώδους του υδατικού διαλύματος HPMC σχετίζονται στενά με παράγοντες όπως η συγκέντρωση, το μοριακό βάρος, η θερμοκρασία και η τιμή ρΗ του διαλύτη. Γενικά, το ιξώδες του υδατικού διαλύματος HPMC αυξάνεται με την αύξηση της συγκέντρωσής του. Το ιξώδες του δείχνει τη μη Νευτονική ρεολογική συμπεριφορά, δηλαδή, καθώς αυξάνεται ο ρυθμός διάτμησης, το ιξώδες του διαλύματος μειώνεται σταδιακά, δείχνοντας ένα φαινόμενο αραίωσης διάτμησης.
(1) Επίδραση της συγκέντρωσης
Υπάρχει μια ορισμένη σχέση μεταξύ του ιξώδους του υδατικού διαλύματος HPMC και της συγκέντρωσής του. Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση της HPMC, οι μοριακές αλληλεπιδράσεις στο υδατικό διάλυμα ενισχύονται και η εμπλοκή και η διασταυρούμενη σύνδεση των μοριακών αλυσίδων αυξάνονται, με αποτέλεσμα την αύξηση του ιξώδους του διαλύματος. Σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις, το ιξώδες του υδατικού διαλύματος HPMC αυξάνεται γραμμικά με την αύξηση της συγκέντρωσης, αλλά σε υψηλότερες συγκεντρώσεις, η ανάπτυξη του ιξώδους του διαλύματος τείνει να είναι επίπεδη και να φτάνει σε σταθερή τιμή.
(2) Επίδραση του μοριακού βάρους
Το μοριακό βάρος της HPMC επηρεάζει άμεσα το ιξώδες του υδατικού διαλύματος του. Η HPMC με υψηλότερο μοριακό βάρος έχει μεγαλύτερες μοριακές αλυσίδες και μπορεί να σχηματίσει μια πιο σύνθετη τρισδιάστατη δομή δικτύου στο υδατικό διάλυμα, με αποτέλεσμα υψηλότερο ιξώδες. Αντίθετα, η HPMC με χαμηλότερο μοριακό βάρος έχει μια πιο χαλαρή δομή δικτύου και χαμηλότερο ιξώδες λόγω των μικρότερων μοριακών αλυσίδων του. Επομένως, κατά την εφαρμογή, είναι πολύ σημαντικό να επιλέξετε HPMC με κατάλληλο μοριακό βάρος για να επιτευχθεί το ιδανικό αποτέλεσμα του ιξώδους.
(3) Επίδραση της θερμοκρασίας
Η θερμοκρασία είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει το ιξώδες του υδατικού διαλύματος HPMC. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η κίνηση των μορίων του νερού εντείνεται και το ιξώδες του διαλύματος συνήθως μειώνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η ελευθερία της μοριακής αλυσίδας HPMC αυξάνεται και η αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων εξασθενεί, μειώνοντας έτσι το ιξώδες του διαλύματος. Ωστόσο, η ανταπόκριση της HPMC από διαφορετικές παρτίδες ή μάρκες σε θερμοκρασία μπορεί επίσης να ποικίλει, επομένως οι συνθήκες θερμοκρασίας πρέπει να ρυθμίζονται σύμφωνα με συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής.
(4) Επίδραση της τιμής pH
Η ίδια η HPMC είναι μια μη ιοντική ένωση και το ιξώδες του υδατικού διαλύματος της είναι ευαίσθητο στις μεταβολές του ρΗ. Αν και η HPMC παρουσιάζει σχετικά σταθερά χαρακτηριστικά ιξώδους σε όξινα ή ουδέτερα περιβάλλοντα, η διαλυτότητα και το ιξώδες της HPMC θα επηρεαστούν σε εξαιρετικά όξινα ή αλκαλικά περιβάλλοντα. Για παράδειγμα, υπό ισχυρές ή ισχυρές αλκαλικές συνθήκες, τα μόρια HPMC μπορούν να υποβαθμιστούν εν μέρει, μειώνοντας έτσι το ιξώδες του υδατικού διαλύματος του.
3. Ρεολογική ανάλυση των χαρακτηριστικών του ιξώδους του υδατικού διαλύματος HPMC
Η ρεολογική συμπεριφορά του υδατικού διαλύματος HPMC δείχνει συνήθως μη-Νευτονικά υγρά χαρακτηριστικά, πράγμα που σημαίνει ότι το ιξώδες του δεν σχετίζεται μόνο με παράγοντες όπως η συγκέντρωση διαλύματος και το μοριακό βάρος, αλλά και ο ρυθμός διάτμησης. Σε γενικές γραμμές, σε χαμηλούς ρυθμούς διάτμησης, το υδατικό διάλυμα HPMC δείχνει υψηλότερο ιξώδες, ενώ καθώς αυξάνεται ο ρυθμός διάτμησης, το ιξώδες μειώνεται. Αυτή η συμπεριφορά ονομάζεται "αραίωση διάτμησης" ή "αραίωση διάτμησης" και είναι πολύ σημαντική σε πολλές πρακτικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, στους τομείς των επικαλύψεων, των φαρμακευτικών παρασκευασμάτων, της επεξεργασίας τροφίμων κλπ., Τα χαρακτηριστικά αραίωσης διάτμησης της HPMC μπορούν να εξασφαλίσουν ότι το υψηλό ιξώδες διατηρείται κατά τη διάρκεια εφαρμογών χαμηλής ταχύτητας και μπορεί να ρέει πιο εύκολα υπό συνθήκες διατμητικής διατμητικής ταχύτητας.
4. Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν το ιξώδες του υδατικού διαλύματος HPMC
(1) Επίδραση αλατιού
Η προσθήκη διαλυμάτων άλατος (όπως το χλωριούχο νάτριο) μπορεί να αυξήσει το ιξώδες του υδατικού διαλύματος HPMC. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το αλάτι μπορεί να ενισχύσει την αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων με την αλλαγή της ιοντικής αντοχής του διαλύματος, έτσι ώστε τα μόρια HPMC να σχηματίζουν μια πιο συμπαγή δομή δικτύου, αυξάνοντας έτσι το ιξώδες. Ωστόσο, η επίδραση του τύπου αλατιού και της συγκέντρωσης στο ιξώδες πρέπει επίσης να ρυθμιστεί ανάλογα με συγκεκριμένες περιστάσεις.
(2) Επίδραση άλλων προσθέτων
Η προσθήκη άλλων προσθέτων (όπως επιφανειοδραστικά, πολυμερή κ.λπ.) σε υδατικό διάλυμα HPMC θα επηρεάσει επίσης το ιξώδες. Για παράδειγμα, τα επιφανειοδραστικά μπορεί να μειώσουν το ιξώδες της HPMC, ειδικά όταν η συγκέντρωση επιφανειοδραστικού είναι υψηλή. Επιπλέον, ορισμένα πολυμερή ή σωματίδια μπορούν επίσης να αλληλεπιδρούν με HPMC και να αλλάξουν τις ρεολογικές ιδιότητες του διαλύματος του.
Τα χαρακτηριστικά του ιξώδους τουυδροξυπροπυλο μεθυλοκυτταρίνη Το υδατικό διάλυμα επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της συγκέντρωσης, του μοριακού βάρους, της θερμοκρασίας, της τιμής του ρΗ κλπ. Το υδατικό διάλυμα HPMC εμφανίζει συνήθως μη-Νευτονικές ρεολογικές ιδιότητες, έχει καλές ιδιότητες πύλης και διατμητικής αραίωσης και χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορα βιομηχανικά και φαρμακευτικά πεδία. Η κατανόηση και η κυριαρχία αυτών των χαρακτηριστικών του ιξώδους θα συμβάλουν στη βελτιστοποίηση της χρήσης της HPMC σε διαφορετικές εφαρμογές. Σε πρακτικές εφαρμογές, οι κατάλληλες συνθήκες τύπου HPMC και διαδικασίας θα πρέπει να επιλέγονται σύμφωνα με συγκεκριμένες ανάγκες για την απόκτηση ιδανικών ιξώδους και ρεολογικών ιδιοτήτων.
Χρόνος δημοσίευσης: Μαρ-01-2025