Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) adalah turunan eter selulosa penting yang telah banyak digunakan di banyak bidang industri karena sifat fisik dan kimianya yang unik. Sifat viskositasnya adalah salah satu sifat terpenting dari HPMC, secara langsung mempengaruhi kinerjanya dalam berbagai aplikasi.
1. Sifat dasar HPMC
HPMC adalah eter selulosa nonionik yang diperoleh dengan mengganti bagian dari gugus hidroksil (–OH) dalam molekul selulosa dengan gugus metoksi (–OCH3) dan gugus hidroksipropil (–OCH2CH (OH) CH3). Ini memiliki kelarutan yang baik dalam air dan beberapa pelarut organik, membentuk solusi koloid transparan. Viskositas HPMC terutama ditentukan oleh berat molekulnya, tingkat substitusi (DS, tingkat substitusi) dan distribusi substituen.
2. Penentuan viskositas HPMC
Viskositas larutan HPMC biasanya diukur menggunakan viskometer rotasi atau viskometer kapiler. Saat mengukur, perhatian perlu diberikan pada konsentrasi, suhu dan laju geser larutan, karena faktor -faktor ini dapat secara signifikan mempengaruhi nilai viskositas.
Konsentrasi Solusi: Viskositas HPMC meningkat dengan peningkatan konsentrasi larutan. Ketika konsentrasi larutan HPMC lebih rendah, interaksi antara molekul lebih lemah dan viskositas lebih rendah. Dengan meningkatnya konsentrasi, keterikatan dan interaksi antara molekul meningkat, menyebabkan peningkatan viskositas yang signifikan.
Suhu: Viskositas solusi HPMC sangat sensitif terhadap suhu. Secara umum, seiring dengan meningkatnya suhu, viskositas larutan HPMC akan berkurang. Hal ini disebabkan oleh peningkatan suhu yang menyebabkan peningkatan gerakan molekuler dan interaksi antarmolekul yang melemah. Perlu dicatat bahwa HPMC dengan derajat substitusi dan berat molekul yang berbeda memiliki sensitivitas yang berbeda terhadap suhu.
Laju geser: Solusi HPMC menunjukkan perilaku pseudoplastik (penipisan geser), yaitu viskositas lebih tinggi pada laju geser rendah dan menurun pada laju geser yang tinggi. Perilaku ini disebabkan oleh kekuatan geser yang menyelaraskan rantai molekuler di sepanjang arah geser, sehingga mengurangi keterikatan dan interaksi antara molekul.
3. Faktor -faktor yang mempengaruhi viskositas HPMC
Berat molekul: Berat molekul HPMC adalah salah satu faktor kunci yang menentukan viskositasnya. Secara umum, semakin besar berat molekul, semakin tinggi viskositas larutan. Ini karena molekul HPMC dengan berat molekul tinggi lebih mungkin membentuk jaringan terjerat, sehingga meningkatkan gesekan internal larutan.
Tingkat substitusi dan distribusi substituen: Jumlah dan distribusi substituen metoksi dan hidroksipropil dalam HPMC juga mempengaruhi viskositasnya. Secara umum, semakin tinggi tingkat substitusi metoksi (DS), semakin rendah viskositas HPMC, karena pengenalan substituen metoksi akan mengurangi gaya ikatan hidrogen antara molekul. Pengenalan substituen hidroksipropil akan meningkatkan interaksi antar molekul, sehingga meningkatkan viskositas. Selain itu, distribusi substituen yang seragam membantu membentuk sistem solusi yang stabil dan meningkatkan viskositas larutan.
Nilai pH larutan: Meskipun HPMC adalah polimer non-ionik dan viskositasnya tidak sensitif terhadap perubahan nilai pH larutan, nilai pH ekstrem (sangat asam atau sangat basa) dapat menyebabkan degradasi struktur molekul dari HPMC, sehingga mempengaruhi viskositas.
4. Bidang Aplikasi HPMC
Karena karakteristik viskositasnya yang sangat baik, HPMC banyak digunakan di banyak bidang:
Bahan Bangunan: Dalam bahan bangunan, HPMC digunakan sebagai pengental dan agen penahan air untuk meningkatkan kinerja konstruksi dan meningkatkan resistensi retak.
Industri Farmasi: Dalam industri farmasi, HPMC digunakan sebagai pengikat untuk tablet, agen pembentuk film untuk kapsul dan operator untuk obat pelepasan berkelanjutan.
Industri Makanan: HPMC digunakan sebagai pengental dan penstabil dalam industri makanan untuk produksi produk es krim, jeli dan susu.
Produk Kimia Harian: Dalam Produk Kimia Harian, HPMC digunakan sebagai pengental dan penstabil untuk produksi sampo, gel shower, pasta gigi, dll.
Karakteristik viskositas HPMC adalah dasar untuk kinerja yang sangat baik di berbagai aplikasi. Dengan mengendalikan berat molekul, tingkat substitusi, dan kondisi larutan HPMC, viskositasnya dapat disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang berbeda. Di masa depan, penelitian mendalam tentang hubungan antara struktur molekul HPMC dan viskositas akan membantu mengembangkan produk HPMC dengan kinerja yang lebih baik dan lebih lanjut memperluas bidang aplikasinya.
Waktu posting: Jul-20-2024