Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je neionski polimerni spoj topiv u vodi dobiven kemijskom modifikacijom prirodne celuloze. Naširoko se koristi u industriji hrane, lijekova, kozmetike i građevine, posebno kao ljepljivo, zgušnjivač, emulgator i sredstvo za suspendiranje u farmaceutskim pripravcima. U procesu primjene, karakteristike viskoznosti vodene otopine HPMC ključne su za njegove performanse u različitim poljima.
1. Struktura i svojstva hidroksipropil metilceluloze
Molekularna struktura HPMC sadrži dvije supstituentne skupine, hidroksipropil (-ch₂Kockica₃) i metil (-och₃), zbog čega ima dobru sposobnost topljivosti vode i modifikacije. HPMC molekularni lanac ima određenu krutu strukturu, ali može formirati i trodimenzionalnu mrežnu strukturu u vodenoj otopini, što rezultira povećanjem viskoznosti. Njegova molekularna masa, vrsta supstituenta i stupanj supstitucije (tj. Stupanj hidroksipropil i metilne supstitucije svake jedinice) ima važan utjecaj na viskoznost otopine.
2. Karakteristike viskoznosti vodene otopine
Karakteristike viskoznosti vodene otopine HPMC usko su povezane s faktorima kao što su koncentracija, molekularna masa, temperatura i pH vrijednost otapala. Općenito, viskoznost vodene otopine HPMC povećava se s povećanjem njegove koncentracije. Njegova viskoznost pokazuje ne-newtonovo reološko ponašanje, to jest, kako se brzina smicanja povećava, viskoznost otopine postupno opada, pokazujući pojavu stanjivanja smicanja.
(1) Učinak koncentracije
Postoji određena veza između viskoznosti vodene otopine HPMC i njegove koncentracije. Kako se koncentracija HPMC povećava, pojačavaju se molekularne interakcije u vodenoj otopini, a zapletenost i umrežavanje molekularnih lanaca povećavaju, što rezultira povećanjem viskoznosti otopine. U nižim koncentracijama, viskoznost vodene otopine HPMC linearno se povećava s povećanjem koncentracije, ali u višim koncentracijama rast viskoznosti otopine obično je ravan i doseže stabilnu vrijednost.
(2) Učinak molekularne mase
Molekularna masa HPMC izravno utječe na viskoznost njegove vodene otopine. HPMC s većom molekulskom masom ima dulje molekularne lance i može tvoriti složeniju trodimenzionalnu mrežnu strukturu u vodenoj otopini, što rezultira većom viskoznošću. Suprotno tome, HPMC s nižom molekularnom masom ima labaviju mrežnu strukturu i nižu viskoznost zbog svojih kraćih molekularnih lanaca. Stoga je prilikom nanošenja vrlo važno odabrati HPMC s prikladnom molekularnom težinom kako bi se postigao idealan učinak viskoznosti.
(3) Učinak temperature
Temperatura je važan čimbenik koji utječe na viskoznost vodene otopine HPMC. Kako se temperatura povećava, kretanje molekula vode pojačava se i viskoznost otopine obično se smanjuje. To je zato što kada se temperatura raste, raste sloboda molekularnog lanca HPMC -a i interakcija između molekula slabi, smanjujući na taj način viskoznost otopine. Međutim, odgovor HPMC -a iz različitih serija ili marki na temperaturu također može varirati, tako da temperaturne uvjete treba prilagoditi u skladu s određenim zahtjevima za primjenom.
(4) Učinak vrijednosti pH
Sam HPMC je neionski spoj, a viskoznost njegove vodene otopine osjetljiva je na promjene u pH. Iako HPMC pokazuje relativno stabilne karakteristike viskoznosti u kiselom ili neutralnom okruženju, na topljivost i viskoznost HPMC utjecat će u izuzetno kiselom ili alkalnom okruženju. Na primjer, pod jakim kiselinama ili jakim alkalnim uvjetima, molekule HPMC -a mogu se djelomično razgraditi, smanjujući tako viskoznost njegove vodene otopine.
3. Reološka analiza karakteristika viskoznosti vodene otopine HPMC
Reološko ponašanje vodene otopine HPMC obično pokazuje karakteristike ne-newtonske tekućine, što znači da njegova viskoznost nije povezana samo s faktorima kao što su koncentracija otopine i molekularna masa, već i sa brzinom smicanja. Općenito govoreći, pri niskim brzinama smicanja, vodena otopina HPMC pokazuje veću viskoznost, dok se brzina smicanja povećava, viskoznost se smanjuje. Takvo se ponašanje naziva "stanjivanje smicanja" ili "stanjivanje smicanja" i vrlo je važno u mnogim praktičnim primjenama. Na primjer, u poljima premaza, farmaceutskih pripravaka, prerade hrane itd. Karakteristike prorjeđivanja smicanja HPMC-a mogu osigurati da se održava visoka viskoznost tijekom primjene male brzine, a može lakše teći pod brzim smicačkim uvjetima.
4. Ostali čimbenici koji utječu na viskoznost vodene otopine HPMC
(1) Učinak soli
Dodavanje soli otopina (poput natrijevog klorida) može povećati viskoznost vodene otopine HPMC. To je zato što sol može poboljšati interakciju između molekula promjenom ionske čvrstoće otopine, tako da molekule HPMC tvore kompaktniju mrežnu strukturu, povećavajući tako viskoznost. Međutim, učinak tipa soli i koncentracije na viskoznost također se mora prilagoditi u skladu s određenim okolnostima.
(2) Učinak drugih aditiva
Dodavanje drugih aditiva (poput površinski aktivnih tvari, polimera itd.) U vodenu otopinu HPMC također će utjecati na viskoznost. Na primjer, površinski aktivne tvari mogu smanjiti viskoznost HPMC -a, posebno kada je koncentracija površinski aktivne tvari visoka. Pored toga, određeni polimeri ili čestice mogu također komunicirati s HPMC -om i promijeniti reološka svojstva njegove otopine.
Karakteristike viskoznostihidroksipropil metilceluloza Na vodenu otopinu utječu mnogi čimbenici, uključujući koncentraciju, molekulsku masu, temperaturu, vrijednost pH itd. HPMC vodena otopina obično pokazuje ne-newtoninska reološka svojstva, ima dobra svojstva zadebljanja i stanjivanja smicanja, a široko se koristi u različitim industrijskim i farmaceutskim poljima. Razumijevanje i savladavanje ovih karakteristika viskoznosti pomoći će optimiziranju upotrebe HPMC -a u različitim aplikacijama. U praktičnim primjenama treba odabrati odgovarajuće HPMC vrste i uvjete procesa u skladu s specifičnim potrebama za dobivanje idealne viskoznosti i reoloških svojstava.
Post Vrijeme: ožujak-01-2025