Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir nejonu ūdenī šķīstošs polimēra savienojums, kas iegūts, ķīmiski modificējot dabisko celulozi. To plaši izmanto pārtikas, medicīnas, kosmētikas un būvniecības nozarēs, it īpaši kā lipīgu, biezinātāju, emulgatoru un suspingtu līdzekli farmaceitiskos preparātos. Pieteikšanās procesā HPMC ūdens šķīduma viskozitātes raksturlielumi ir ļoti svarīgi tā veiktspējai dažādās jomās.
1. Hidroksipropilmetilcelulozes struktūra un īpašības
HPMC molekulārā struktūra satur divas aizvietotāju grupas, hidroksipropilu (-ch₂Ņurdis₃) un metil (-och₃), kas tai padara labu šķīdību ūdenī un modifikācijas spējas. HPMC molekulārajai ķēdei ir noteikta stingra struktūra, bet tā var arī veidot trīsdimensiju tīkla struktūru ūdens šķīdumā, kā rezultātā palielinās viskozitāte. Tās molekulmasa, aizvietotāja veids un aizvietošanas pakāpe (ti, katras vienības hidroksipropila un metilapstāšanās pakāpe) ir nozīmīga ietekme uz šķīduma viskozitāti.
2. Ūdens šķīduma viskozitātes īpašības
HPMC ūdens šķīduma viskozitātes raksturlielumi ir cieši saistīti ar tādiem faktoriem kā šķīdinātāja koncentrācija, molekulmasa, temperatūra un pH vērtība. Parasti HPMC ūdens šķīduma viskozitāte palielinās, palielinoties tā koncentrācijai. Tās viskozitāte parāda ne-Ņūtona reoloģisko izturēšanos, tas ir, palielinoties bīdes ātrumam, šķīduma viskozitāte pakāpeniski samazinās, parādot bīdes retināšanas parādību.
(1) koncentrācijas ietekme
Starp HPMC ūdens šķīduma viskozitāti un tā koncentrāciju pastāv zināma saistība. Palielinoties HPMC koncentrācijai, tiek pastiprināta molekulārā mijiedarbība ūdens šķīdumā, un palielinās molekulāro ķēžu sapīšanās un šķērssavienojums, kā rezultātā palielinās šķīduma viskozitāte. Zemākā koncentrācijā HPMC ūdens šķīduma viskozitāte palielinās lineāri, palielinoties koncentrācijai, bet augstākā koncentrācijā šķīduma viskozitātes augšana mēdz būt līdzena un sasniedz stabilu vērtību.
(2) Molekulmasas ietekme
HPMC molekulmasa tieši ietekmē tā ūdens šķīduma viskozitāti. HPMC ar augstāku molekulmasu ir garākas molekulārās ķēdes, un tā var veidot sarežģītāku trīsdimensiju tīkla struktūru ūdens šķīdumā, kā rezultātā rodas lielāka viskozitāte. Turpretī HPMC ar zemāku molekulmasu ir brīvāka tīkla struktūra un zemāka viskozitāte, pateicoties tās īsākajām molekulārajām ķēdēm. Tāpēc, uzklājot, ir ļoti svarīgi izvēlēties HPMC ar piemērotu molekulmasu, lai sasniegtu ideālu viskozitātes efektu.
(3) Temperatūras ietekme
Temperatūra ir svarīgs faktors, kas ietekmē HPMC ūdens šķīduma viskozitāti. Palielinoties temperatūrai, ūdens molekulu kustība pastiprinās un šķīduma viskozitāte parasti samazinās. Tas notiek tāpēc, ka, paaugstinoties temperatūrai, palielinās HPMC molekulārās ķēdes brīvība un molekulu mijiedarbība vājinās, tādējādi samazinot šķīduma viskozitāti. Tomēr HPMC reakcija no dažādām partijām vai zīmoliem uz temperatūru var arī atšķirties, tāpēc temperatūras apstākļi ir jāpielāgo atbilstoši īpašām lietošanas prasībām.
(4) PH vērtības ietekme
HPMC pati ir jonu savienojums, un tā ūdens šķīduma viskozitāte ir jutīga pret pH izmaiņām. Lai arī HPMC ir salīdzinoši stabilas viskozitātes īpašības skābā vai neitrālā vidē, HPMC šķīdību un viskozitāti ietekmēs ārkārtīgi skābā vai sārmainā vidē. Piemēram, spēcīgā skābē vai spēcīgos sārmainos apstākļos HPMC molekulas var daļēji noārdīt, tādējādi samazinot tā ūdens šķīduma viskozitāti.
3. HPMC ūdens šķīduma viskozitātes raksturlielumu reoloģiskā analīze
HPMC ūdens šķīduma reoloģiskā izturēšanās parasti parāda ne-Ņūtona šķidruma raksturlielumus, kas nozīmē, ka tā viskozitāte ir saistīta ne tikai ar tādiem faktoriem kā šķīduma koncentrācija un molekulmasa, bet arī bīdes ātrums. Vispārīgi runājot ar zemu bīdes ātrumu, HPMC ūdens šķīdums parāda lielāku viskozitāti, savukārt, palielinoties bīdes ātrumam, viskozitāte samazinās. Šo izturēšanos sauc par "bīdes retināšanu" vai "bīdes retināšanu", un tā ir ļoti svarīga daudzos praktiskos pielietojumos. Piemēram, pārklājumu, farmaceitisko preparātu, pārtikas pārstrādes utt. Lietās HPMC bīdes retināšanas īpašības var nodrošināt, ka zema ātruma lietošanas laikā tiek saglabāta augsta viskozitāte, un tā var vieglāk plūst ātrgaitas bīdes apstākļos.
4. Citi faktori, kas ietekmē HPMC ūdens šķīduma viskozitāti
(1) Sāls ietekme
Sāls šķīdinātāju (piemēram, nātrija hlorīda) pievienošana var palielināt HPMC ūdens šķīduma viskozitāti. Tas notiek tāpēc, ka sāls var uzlabot mijiedarbību starp molekulām, mainot šķīduma jonu stiprumu, tā, ka HPMC molekulas veido kompaktu tīkla struktūru, tādējādi palielinot viskozitāti. Tomēr sāls tipa un koncentrācijas ietekme uz viskozitāti ir arī jāpielāgo atbilstoši īpašiem apstākļiem.
(2) citu piedevu ietekme
Citu piedevu pievienošana (piemēram, virsmaktīvās vielas, polimēri utt.) HPMC ūdens šķīdumam ietekmēs arī viskozitāti. Piemēram, virsmaktīvās vielas var samazināt HPMC viskozitāti, it īpaši, ja virsmaktīvo vielu koncentrācija ir augsta. Turklāt daži polimēri vai daļiņas var arī mijiedarboties ar HPMC un mainīt tā šķīduma reoloģiskās īpašības.
Viskozitātes īpašībashidroksipropilmetilceluloze Ūdens šķīdumu ietekmē daudzi faktori, ieskaitot koncentrāciju, molekulmasu, temperatūru, pH vērtību utt. HPMC ūdens šķīdumam parasti ir ne-Ņūtona reoloģiskās īpašības, tam ir labas sabiezēšanas un bīdes retināšanas īpašības, un to plaši izmanto dažādos rūpniecības un farmācijas laukos. Izpratne un apgūšana šo viskozitātes īpašību dēļ palīdzēs optimizēt HPMC izmantošanu dažādās lietojumprogrammās. Praktiskos lietojumos atbilstošais HPMC tipa un procesa apstākļi jāizvēlas atbilstoši īpašām vajadzībām, lai iegūtu ideālu viskozitāti un reoloģiskās īpašības.
Pasta laiks: Mar-01-2025