خصوصیات ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) یک مشتق مهم اتر سلولز است که به دلیل خاصیت فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد در بسیاری از زمینه های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. خصوصیات ویسکوزیته آن یکی از مهمترین خصوصیات HPMC است که به طور مستقیم بر عملکرد آن در کاربردهای مختلف تأثیر می گذارد.

1. خصوصیات اساسی HPMC
HPMC یک اتر سلولز غیر یونی است که با جایگزینی بخشی از گروه های هیدروکسیل (-OH) در مولکول سلولز با گروه های متوکسی (–och3) و گروه های هیدروکسی پروپیل (–och2ch (OH) CH3) بدست می آید. این ماده حلالیت خوبی در آب و برخی از حلال های آلی دارد و راه حل های شفاف کلوئیدی را تشکیل می دهد. ویسکوزیته HPMC عمدتاً با وزن مولکولی آن ، درجه تعویض (DS ، درجه تعویض) و توزیع جایگزین تعیین می شود.

2. تعیین ویسکوزیته HPMC
ویسکوزیته محلول های HPMC معمولاً با استفاده از ویسکومتر چرخشی یا ویسکومتر مویرگی اندازه گیری می شود. هنگام اندازه گیری ، باید به غلظت ، دما و میزان برشی محلول توجه شود ، زیرا این عوامل می توانند به طور قابل توجهی بر مقدار ویسکوزیته تأثیر بگذارند.

غلظت محلول: ویسکوزیته HPMC با افزایش غلظت محلول افزایش می یابد. هنگامی که غلظت محلول HPMC کمتر است ، تعامل بین مولکول ها ضعیف تر و ویسکوزیته پایین تر است. با افزایش غلظت ، گرفتاری و تعامل بین مولکول ها افزایش می یابد و باعث افزایش قابل توجهی در ویسکوزیته می شود.

دما: ویسکوزیته محلول های HPMC نسبت به دما بسیار حساس است. به طور کلی ، با افزایش دما ، ویسکوزیته محلول HPMC کاهش می یابد. این امر به دلیل افزایش دما منجر به افزایش حرکت مولکولی و تضعیف فعل و انفعالات بین مولکولی می شود. لازم به ذکر است که HPMC با درجات مختلف تعویض و وزن مولکولی حساسیت متفاوتی نسبت به دما دارد.

میزان برشی: راه حل های HPMC رفتار شبه پلاستیک (نازک شدن برشی) را نشان می دهد ، یعنی ویسکوزیته با نرخ برشی پایین بیشتر است و با نرخ برشی بالا کاهش می یابد. این رفتار به دلیل نیروهای برشی است که زنجیرهای مولکولی را در امتداد جهت برشی تراز می کنند ، در نتیجه باعث کاهش درگیری ها و تعامل بین مولکول ها می شوند.

3. عوامل مؤثر بر ویسکوزیته HPMC
وزن مولکولی: وزن مولکولی HPMC یکی از عوامل اصلی تعیین ویسکوزیته آن است. به طور کلی ، هرچه وزن مولکولی بزرگتر باشد ، ویسکوزیته محلول بیشتر می شود. این امر به این دلیل است که مولکول های HPMC با وزن مولکولی بالا به احتمال زیاد شبکه های درهم تنیده تشکیل می دهند و در نتیجه اصطکاک داخلی محلول را افزایش می دهند.

درجه تعویض و توزیع جایگزین: تعداد و توزیع جایگزین های متیوکسی و هیدروکسی پروپیل در HPMC نیز بر ویسکوزیته آن تأثیر می گذارد. به طور کلی ، هرچه میزان تعویض متوکسی (DS) بالاتر باشد ، ویسکوزیته HPMC پایین تر است ، زیرا معرفی جایگزین های متیوکسی باعث کاهش نیروی پیوند هیدروژن بین مولکول ها می شود. معرفی جایگزین های هیدروکسی پروپیل باعث افزایش فعل و انفعالات بین مولکولی می شود و در نتیجه ویسکوزیته افزایش می یابد. علاوه بر این ، توزیع یکنواخت جایگزین ها به تشکیل یک سیستم محلول پایدار و افزایش ویسکوزیته محلول کمک می کند.

مقدار pH محلول: اگرچه HPMC یک پلیمر غیر یونی است و ویسکوزیته آن به تغییر در مقدار pH محلول حساس نیست ، مقادیر pH شدید (بسیار اسیدی یا بسیار قلیایی) ممکن است باعث تخریب ساختار مولکولی شود HPMC ، بنابراین بر ویسکوزیته تأثیر می گذارد.

4. زمینه های برنامه HPMC
با توجه به ویژگی های ویسکوزیته عالی ، HPMC در بسیاری از زمینه ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد:

مصالح ساختمانی: در مصالح ساختمانی ، از HPMC به عنوان ضخیم کننده و ماده نگهدارنده آب برای بهبود عملکرد ساخت و ساز و افزایش مقاومت در برابر ترک استفاده می شود.

صنعت داروسازی: در صنعت داروسازی ، HPMC به عنوان چسب برای قرص ها ، یک عامل تشکیل دهنده فیلم برای کپسول ها و حامل داروهای پایدار استفاده می شود.

صنایع غذایی: HPMC به عنوان ضخیم کننده و تثبیت کننده در صنایع غذایی برای تولید بستنی ، ژله و لبنیات استفاده می شود.

محصولات شیمیایی روزانه: در محصولات شیمیایی روزانه ، HPMC به عنوان ضخیم کننده و تثبیت کننده برای تولید شامپو ، ژل دوش ، خمیردندان و غیره استفاده می شود.

خصوصیات ویسکوزیته HPMC پایه و اساس عملکرد عالی آن در برنامه های مختلف است. با کنترل وزن مولکولی ، درجه تعویض و شرایط محلول HPMC ، ویسکوزیته آن را می توان برای پاسخگویی به نیازهای مختلف کاربردی تنظیم کرد. در آینده ، تحقیقات عمیق در مورد رابطه بین ساختار مولکولی HPMC و ویسکوزیته به توسعه محصولات HPMC با عملکرد بهتر و گسترش بیشتر زمینه های کاربردی آن کمک خواهد کرد.