Idrossipropil metilcellulosa (HPMC)è un etere misto di cellulosa non ionico, solubile in acqua. L'aspetto è bianco a leggermente giallo o materiale granulare, insapore, inodore, non tossico, chimicamente stabile e si dissolve in acqua per formare una soluzione liscia, trasparente e viscosa. Una delle proprietà più importanti dell'idrossipropil metilcellulosa in applicazione è che aumenta la viscosità del liquido. L'effetto ispessimento dipende dal grado di polimerizzazione (DP) del prodotto, dalla concentrazione di etere di cellulosa nella soluzione acquosa, dalla frequenza di taglio e dalla temperatura della soluzione. E altri fattori.
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Tipo fluido di soluzione acquosa HPMC
In generale, lo stress di un fluido nel flusso di taglio può essere espresso in funzione solo della velocità di taglio ƒ (γ), purché non dipenda dal tempo. A seconda della forma di ƒ (γ), i fluidi possono essere divisi in diversi tipi, vale a dire: fluidi newtoniani, fluidi dilatanti, fluidi pseudoplastici e fluidi in plastica bingham.
Gli eteri di cellulosa sono divisi in due categorie: una è etere non ionico di cellulosa e l'altro è l'etere di cellulosa ionico. Per la reologia di questi due tipi di eteri di cellulosa. Sc Naik et al. Ha condotto uno studio comparativo completo e sistematico sulle soluzioni di idrossietil cellulosa e carbossimetil cellulosa di sodio. I risultati hanno mostrato che sia le soluzioni di etere di cellulosa non ionico che le soluzioni di etere di cellulosa ionica erano pseudoplastiche. Flussi, cioè flussi non newtoniani, si avvicinano ai liquidi newtoniani solo a concentrazioni molto basse. La pseudoplasticità della soluzione di idrossipropil metilcellulosa svolge un ruolo importante nell'applicazione. Ad esempio, quando applicato nei rivestimenti, a causa delle caratteristiche di assottigliamento del taglio delle soluzioni acquose, la viscosità della soluzione diminuisce con l'aumento della frequenza di taglio, che è favorevole alla dispersione uniforme delle particelle di pigmento e aumenta anche la fluidità del rivestimento . L'effetto è molto grande; Mentre a riposo, la viscosità della soluzione è relativamente grande, il che impedisce effettivamente la deposizione di particelle di pigmento nel rivestimento.
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Metodo di test di viscosità HPMC
Un indicatore importante per misurare l'effetto ispessimento dell'idrossipropil metilcellulosa è l'apparente viscosità della soluzione acquosa. I metodi di misurazione della viscosità apparente di solito includono il metodo di viscosità capillare, il metodo di viscosità rotazionale e il metodo di viscosità a sfera di caduta.
Dove: è la viscosità apparente, MPA S; K è la costante del viscosimetro; D è la densità del campione di soluzione a 20/20 ° C; T è il momento per la soluzione di passare attraverso la parte superiore del viscosimetro fino al segno inferiore, s; Viene misurato il tempo in cui l'olio standard scorre attraverso il viscosimetro.
Tuttavia, il metodo di misurazione tramite il viscosimetro capillare è più problematico. Le viscosità di moltiEteri di cellulosasono difficili da analizzare utilizzando un viscosimetro capillare perché queste soluzioni contengono tracce di materia insolubile che vengono rilevate solo quando il viscosimetro capillare è bloccato. Pertanto, la maggior parte dei produttori utilizza viscutori di rotazione per controllare la qualità dell'idrossipropil metilcellulosa. I viscoscemetri di Brookfield sono comunemente usati in paesi stranieri e i viscosimetri NDJ vengono utilizzati in Cina.
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Influenzare i fattori della viscosità HPMC
3.1 Relazione con il grado di aggregazione
Quando altri parametri rimangono invariati, la viscosità della soluzione di idrossipropil metilcellulosa è proporzionale al grado di polimerizzazione (DP) o di peso molecolare o lunghezza della catena molecolare e aumenta con l'aumento del grado di polimerizzazione. Questo effetto è più pronunciato nel caso di basso grado di polimerizzazione rispetto al caso di alto grado di polimerizzazione.
3.2 Relazione tra viscosità e concentrazione
La viscosità dell'idrossipropil metilcellulosio aumenta con l'aumento della concentrazione del prodotto nella soluzione acquosa. Anche un piccolo cambiamento di concentrazione causerà un grande cambiamento di viscosità. Con la viscosità nominale dell'idrossipropil metilcellulosa, l'effetto del cambiamento di concentrazione della soluzione sulla viscosità della soluzione è sempre più evidente.
3.3 Relazione tra viscosità e tasso di taglio
La soluzione acquosa di idrossipropil metilcellulosa ha la proprietà del diradamento a taglio. L'idrossipropil metilcellulosa di diversa viscosità nominale viene preparato in soluzione acquosa al 2% e la sua viscosità a diverse velocità di taglio viene misurata rispettivamente. I risultati sono i seguenti come mostrato nella figura. A bassa velocità di taglio, la viscosità della soluzione di idrossipropil metilcellulosa non è cambiata in modo significativo. Con l'aumento della frequenza di taglio, la viscosità della soluzione di idrossipropil metilcellulosa con una viscosità nominale maggiore è diminuita più ovviamente, mentre la soluzione con bassa viscosità non è ovviamente diminuita.
3.4 Relazione tra viscosità e temperatura
La viscosità della soluzione di idrossipropil metilcellulosa è notevolmente influenzata dalla temperatura. All'aumentare della temperatura, la viscosità della soluzione diminuisce. Come mostrato nella figura, viene preparato in una soluzione acquosa con una concentrazione del 2%e viene misurata la variazione della viscosità con l'aumento della temperatura.
3.5 altri fattori di influenza
La viscosità della soluzione acquosa di idrossipropil metilcellulosa è anche influenzata dagli additivi nella soluzione, nel valore del pH della soluzione e nella degradazione microbica. Di solito, al fine di ottenere migliori prestazioni di viscosità o ridurre il costo dell'uso, è necessario aggiungere modificatori di reologia, come argilla, argilla modificata, polvere di polimero, etere di amido e copolimero alifatico, alla soluzione acquosa di idrossipropilcellulosio. e elettroliti come cloruro, bromuro, fosfato, nitrato, ecc. Possono anche essere aggiunti alla soluzione acquosa. Questi additivi non influenzeranno solo le proprietà di viscosità della soluzione acquosa, ma influenzeranno anche altre proprietà dell'applicazione dell'idrossipropil metilcellulosa come la ritenzione idrica. , Resistenza di SAG, ecc.
La viscosità della soluzione acquosa di idrossipropil metilcellulosa non è quasi influenzata da acido e alcali ed è generalmente stabile nell'intervallo da 3 a 11. Può resistere a una certa quantità di acidi deboli, come acido formico, acido acetico, acido fosforico , acido borico, acido citrico, ecc. Tuttavia, l'acido concentrato ridurrà la viscosità. Ma soda caustica, idrossido di potassio, acqua di calce, ecc. Hanno scarso effetto su di esso. Rispetto ad altri eteri di cellulosa,idrossipropil metilcellulosaLa soluzione acquosa ha una buona stabilità antimicrobica, la ragione principale è che l'idrossipropil metilcellulosa ha gruppi idrofobici con alto grado di sostituzione e ostacolo sterico di gruppi, poiché la reazione di sostituzione di solito non è uniforme, l'unità anidroglucosio non sostituita è più facilmente erosa dai microorganismi, risultando Nella degradazione delle molecole di etere di cellulosa e della scissione a catena. La prestazione è che l'apparente viscosità della soluzione acquosa diminuisce. Se è necessario conservare la soluzione acquosa di idrossipropil metilcellulosa per lungo tempo, si consiglia di aggiungere una quantità di traccia di agente antifungino in modo che la viscosità non cambi significativamente. Quando si sceglie agenti antifungini, conservanti o fungicidi, dovresti prestare attenzione alla sicurezza e scegliere prodotti che non sono tossici per il corpo umano, abbiano proprietà stabili e sono inodore, come i fungicidi amici di Dow Chem, CanGuard64 conservanti, agenti batteri di Fuelsaver. e altri prodotti. può svolgere un ruolo corrispondente.
Tempo post: aprile-20-2024