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-a, utječući tako 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