Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) adalah senyawa polimer yang larut dalam air non-ionik yang diperoleh dengan modifikasi kimia selulosa alami. Ini banyak digunakan dalam industri makanan, kedokteran, kosmetik dan konstruksi, terutama sebagai perekat, pengental, pengemulsi dan agen penangguhan dalam persiapan farmasi. Dalam proses aplikasi, karakteristik viskositas larutan air HPMC sangat penting untuk kinerjanya di bidang yang berbeda.
1. Struktur dan sifat hidroksipropil metilselulosa
Struktur molekul HPMC mengandung dua gugus substituen, hidroksipropil (-ch₂Chohch₃) dan metil (-och₃), yang membuatnya memiliki kelarutan air yang baik dan kemampuan modifikasi. Rantai molekuler HPMC memiliki struktur kaku tertentu, tetapi juga dapat membentuk struktur jaringan tiga dimensi dalam larutan air, menghasilkan peningkatan viskositas. Berat molekulnya, jenis substituen dan tingkat substitusi (yaitu, derajat hidroksipropil dan substitusi metil dari masing -masing unit) memiliki pengaruh penting pada viskositas larutan.
2. Karakteristik viskositas larutan air
Karakteristik viskositas larutan air HPMC terkait erat dengan faktor -faktor seperti konsentrasi, berat molekul, suhu dan nilai pH pelarut. Secara umum, viskositas larutan air HPMC meningkat dengan meningkatnya konsentrasinya. Viskositasnya menunjukkan perilaku reologi non-Newtonian, yaitu, seiring dengan meningkatnya laju geser, viskositas larutan secara bertahap berkurang, menunjukkan fenomena penipisan geser.
(1) Pengaruh konsentrasi
Ada hubungan tertentu antara viskositas larutan berair HPMC dan konsentrasinya. Ketika konsentrasi HPMC meningkat, interaksi molekuler dalam larutan berair ditingkatkan, dan keterikatan dan ikatan silang dari rantai molekuler meningkat, yang menghasilkan peningkatan viskositas larutan. Pada konsentrasi yang lebih rendah, viskositas larutan berair HPMC meningkat secara linier dengan peningkatan konsentrasi, tetapi pada konsentrasi yang lebih tinggi, pertumbuhan viskositas larutan cenderung rata dan mencapai nilai yang stabil.
(2) Pengaruh berat molekul
Berat molekul HPMC secara langsung mempengaruhi viskositas larutan airnya. HPMC dengan berat molekul yang lebih tinggi memiliki rantai molekul yang lebih lama dan dapat membentuk struktur jaringan tiga dimensi yang lebih kompleks dalam larutan air, menghasilkan viskositas yang lebih tinggi. Sebaliknya, HPMC dengan berat molekul yang lebih rendah memiliki struktur jaringan yang lebih longgar dan viskositas yang lebih rendah karena rantai molekulnya yang lebih pendek. Oleh karena itu, saat menerapkan, sangat penting untuk memilih HPMC dengan berat molekul yang sesuai untuk mencapai efek viskositas yang ideal.
(3) Pengaruh suhu
Suhu merupakan faktor penting yang mempengaruhi viskositas larutan air HPMC. Ketika suhu meningkat, pergerakan molekul air meningkat dan viskositas larutan biasanya berkurang. Ini karena ketika suhu naik, kebebasan rantai molekul HPMC meningkat dan interaksi antara molekul melemah, sehingga mengurangi viskositas larutan. Namun, respons HPMC dari berbagai batch atau merek terhadap suhu juga dapat bervariasi, sehingga kondisi suhu perlu disesuaikan sesuai dengan persyaratan aplikasi tertentu.
(4) Pengaruh nilai pH
HPMC sendiri adalah senyawa non-ionik, dan viskositas larutan berairnya sensitif terhadap perubahan pH. Meskipun HPMC menunjukkan karakteristik viskositas yang relatif stabil di lingkungan asam atau netral, kelarutan dan viskositas HPMC akan dipengaruhi di lingkungan yang sangat asam atau alkali. Misalnya, di bawah asam yang kuat atau kondisi alkali yang kuat, molekul HPMC mungkin sebagian terdegradasi, sehingga mengurangi viskositas larutan airnya.
3. Analisis reologi Karakteristik viskositas larutan berair HPMC
Perilaku reologi larutan air HPMC biasanya menunjukkan karakteristik cairan non-Newtonian, yang berarti bahwa viskositasnya tidak hanya terkait dengan faktor-faktor seperti konsentrasi larutan dan berat molekul, tetapi juga laju geser. Secara umum, pada laju geser rendah, larutan berair HPMC menunjukkan viskositas yang lebih tinggi, sedangkan laju geser meningkat, viskositas berkurang. Perilaku ini disebut "penipisan geser" atau "penipisan geser" dan sangat penting dalam banyak aplikasi praktis. Misalnya, di bidang pelapis, persiapan farmasi, pemrosesan makanan, dll., Karakteristik penipisan geser HPMC dapat memastikan bahwa viskositas tinggi dipertahankan selama aplikasi berkecepatan rendah, dan dapat mengalir lebih mudah di bawah kondisi geser berkecepatan tinggi.
4. Faktor -faktor lain yang mempengaruhi viskositas larutan berair HPMC
(1) Pengaruh garam
Penambahan zat terlarut garam (seperti natrium klorida) dapat meningkatkan viskositas larutan berair HPMC. Ini karena garam dapat meningkatkan interaksi antara molekul dengan mengubah kekuatan ionik larutan, sehingga molekul HPMC membentuk struktur jaringan yang lebih kompak, sehingga meningkatkan viskositas. Namun, efek jenis garam dan konsentrasi pada viskositas juga perlu disesuaikan sesuai dengan keadaan tertentu.
(2) Pengaruh aditif lainnya
Menambahkan aditif lain (seperti surfaktan, polimer, dll.) Ke larutan berair HPMC juga akan mempengaruhi viskositas. Misalnya, surfaktan dapat mengurangi viskositas HPMC, terutama ketika konsentrasi surfaktan tinggi. Selain itu, polimer atau partikel tertentu juga dapat berinteraksi dengan HPMC dan mengubah sifat reologi solusinya.
Karakteristik viskositasHydroxypropyl methylcellulose Larutan berair dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk konsentrasi, berat molekul, suhu, nilai pH, dll. Larutan air HPMC biasanya menunjukkan sifat reologi non-Newtonian, memiliki sifat penipisan dan penipisan geser yang baik, dan banyak digunakan di berbagai bidang industri dan farmasi. Memahami dan menguasai karakteristik viskositas ini akan membantu mengoptimalkan penggunaan HPMC dalam aplikasi yang berbeda. Dalam aplikasi praktis, jenis HPMC yang sesuai dan kondisi proses harus dipilih sesuai dengan kebutuhan spesifik untuk mendapatkan viskositas dan sifat reologi yang ideal.
Waktu posting: Mar-01-2025