Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) važan je derivat celuloznog etera koji se u mnogim industrijskim poljima široko koristi zbog svojih jedinstvenih fizičkih i kemijskih svojstava. Njegova svojstva viskoznosti jedno su od najvažnijih svojstava HPMC -a, koje izravno utječu na njegove performanse u različitim aplikacijama.
1. Osnovna svojstva HPMC -a
HPMC je neionski celulozni eter dobiven zamjenom dijela hidroksilnih skupina (-OH) u molekuli celuloze s metoksi skupinama (-OCH3) i hidroksipropilnim skupinama (-OCH2CH (OH) CH3). Ima dobru topljivost u vodi i nekim organskim otapalima, tvoreći prozirne koloidne otopine. Viskoznost HPMC -a uglavnom je određena njegovom molekularnom težinom, stupnjem supstitucije (DS, stupnju supstitucije) i raspodjelom supstituenta.
2. Određivanje viskoznosti HPMC
Viskoznost HPMC otopina obično se mjeri rotacijskim viskometerom ili kapilarnim viskometerom. Pri mjerenju, pažnju treba posvetiti koncentraciji, temperaturi i smicanju otopine, jer ti čimbenici mogu značajno utjecati na vrijednost viskoznosti.
Koncentracija otopine: viskoznost HPMC povećava se s povećanjem koncentracije otopine. Kad je koncentracija otopine HPMC niža, interakcija između molekula je slabija, a viskoznost niža. Kako se koncentracija povećava, povećava se zapletenost i interakcija između molekula, uzrokujući značajno povećanje viskoznosti.
Temperatura: viskoznost HPMC otopina vrlo je osjetljiva na temperaturu. Kako se temperatura povećava, viskoznost otopine HPMC smanjit će se. To je zbog povećane temperature što dovodi do povećanog molekularnog gibanja i oslabljenih intermolekularnih interakcija. Treba napomenuti da HPMC s različitim stupnjevima supstitucije i molekularne mase imaju različitu osjetljivost na temperaturu.
Brzina smicanja: HPMC otopine pokazuju pseudoplastično (smicanje stanjivanja) ponašanje, tj. Viskoznost je veća pri niskim brzinama smicanja i smanjuje se pri visokim brzinama smicanja. Ovo ponašanje nastaje zbog posmičnih sila koje poravnavaju molekularne lance duž smjera smicanja, čime se smanjuju zaplete i interakcije između molekula.
3. Čimbenici koji utječu na viskoznost HPMC
Molekularna masa: Molekularna masa HPMC -a jedan je od ključnih čimbenika koji određuju njegovu viskoznost. Općenito govoreći, što je veća molekulska masa, to je veća viskoznost otopine. To je zato što su molekule HPMC s velikom molekulskom masom vjerojatnije formirale zapletene mreže, povećavajući tako unutarnje trenje otopine.
Stupanj supstitucije i raspodjele supstituenta: Broj i raspodjela metoksi i hidroksipropilnih supstituenata u HPMC također utječu na njegovu viskoznost. Općenito, što je veći stupanj supstitucije metoksi (DS), to je niža viskoznost HPMC -a, jer će uvođenje metoksi supstituenata smanjiti silu vezanja vodika između molekula. Uvođenje hidroksipropilnih supstituenata povećat će intermolekularne interakcije, povećavajući tako viskoznost. Pored toga, ujednačena raspodjela supstituenata pomaže u formiranju stabilnog sustava otopine i povećanju viskoznosti otopine.
pH vrijednost otopine: Iako je HPMC neionski polimer i njegova viskoznost nije osjetljiva na promjene u vrijednosti pH otopine, ekstremne pH vrijednosti (vrlo kisele ili vrlo alkalne) mogu uzrokovati razgradnju molekularne strukture HPMC, utječu na viskoznost.
4. Polja aplikacije HPMC
Zbog izvrsnih karakteristika viskoznosti, HPMC se široko koristi u mnogim poljima:
Građevinski materijali: U građevinskim materijalima, HPMC se koristi kao zgušnjivač i sredstvo za zadržavanje vode za poboljšanje performansi građevine i povećanje otpornosti na pukotinu.
Farmaceutska industrija: U farmaceutskoj industriji HPMC se koristi kao vezivo za tablete, sredstvo za formiranje filma za kapsule i nosač lijekova za trajne oslobađanje.
Prehrambena industrija: HPMC se koristi kao zgušnjivač i stabilizator u prehrambenoj industriji za proizvodnju sladoleda, žele i mliječnih proizvoda.
Dnevni kemijski proizvodi: U dnevnim kemijskim proizvodima HPMC se koristi kao zgušnjivač i stabilizator za proizvodnju šampona, gel za tuširanje, paste za zube itd.
Karakteristike viskoznosti HPMC -a osnova su za njegove izvrsne performanse u različitim primjenama. Kontroliranjem molekulske mase, stupnja supstitucije i uvjetima otopine HPMC -a, njegova viskoznost može se prilagoditi kako bi zadovoljila različite potrebe za primjenom. U budućnosti će dubinska istraživanja o odnosu između molekularne strukture HPMC-a i viskoznosti pomoći u razvoju HPMC proizvoda s boljim performansama i daljnjem proširenju svojih polja primjene.
Post Vrijeme: srpanj-20-2024