Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir svarīgs celulozes ētera atvasinājums, ko plaši izmanto daudzās rūpniecības jomās, jo tā unikālo fizikālo un ķīmisko īpašību dēļ. Tās viskozitātes īpašības ir viena no vissvarīgākajām HPMC īpašībām, kas tieši ietekmē tā veiktspēju dažādās lietojumprogrammās.
1. HPMC pamata īpašības
HPMC ir nejonu celulozes ēteris, kas iegūts, aizstājot daļu hidroksilgrupu (ēH) celulozes molekulā ar metoksi grupām (–och3) un hidroksipropilgrupām (–och2ch (OH) CH3). Tam ir laba šķīdība ūdenī un daži organiski šķīdinātāji, veidojot caurspīdīgus koloidālos šķīdumus. HPMC viskozitāti galvenokārt nosaka tā molekulmasa, aizstāšanas pakāpe (DS, aizvietošanas pakāpe) un aizvietotāju sadalījums.
2. HPMC viskozitātes noteikšana
HPMC šķīdumu viskozitāti parasti mēra, izmantojot rotācijas viskozimetru vai kapilāru viskozimetru. Mērot, uzmanība jāpievērš šķīduma koncentrācijai, temperatūrai un bīdes ātrumam, jo šie faktori var ievērojami ietekmēt viskozitātes vērtību.
Šķīduma koncentrācija: HPMC viskozitāte palielinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai. Ja HPMC šķīduma koncentrācija ir zemāka, mijiedarbība starp molekulām ir vājāka un viskozitāte ir zemāka. Palielinoties koncentrācijai, palielinās molekulu sapīšanās un mijiedarbība, izraisot ievērojamu viskozitātes palielināšanos.
Temperatūra: HPMC šķīdumu viskozitāte ir ļoti jutīga pret temperatūru. Parasti, palielinoties temperatūrai, HPMC šķīduma viskozitāte samazināsies. Tas ir saistīts ar paaugstinātu temperatūru, kas izraisa paaugstinātu molekulāro kustību un novājinātu starpmolekulāro mijiedarbību. Jāatzīmē, ka HPMC ar dažādām aizvietošanas un molekulmasas pakāpēm ir atšķirīga jutība pret temperatūru.
Bīdes ātrums: HPMC šķīdumiem ir pseidoplastiska (bīdes retināšanas) izturēšanās, ti, viskozitāte ir augstāka ar zemu bīdes ātrumu un samazinās ar lielu bīdes ātrumu. Šī uzvedība ir saistīta ar bīdes spēkiem, kas pielāgo molekulārās ķēdes gar bīdes virzienu, tādējādi samazinot molekulu sapinumus un mijiedarbību.
3. Faktori, kas ietekmē HPMC viskozitāti
Molekulmasa: HPMC molekulmasa ir viens no galvenajiem faktoriem, kas nosaka tā viskozitāti. Vispārīgi runājot, jo lielāka ir molekulmasa, jo augstāka ir šķīduma viskozitāte. Tas notiek tāpēc, ka HPMC molekulas ar augstu molekulmasu, visticamāk, veido sapinušos tīklus, tādējādi palielinot šķīduma iekšējo berzi.
Aizvietošanas un aizvietotāju sadalījuma pakāpe: Metoksi un hidroksipropila aizvietotāju skaits un sadalījums HPMC ietekmē arī tā viskozitāti. Parasti, jo augstāka ir metoksi aizstāšanas pakāpe (DS), jo zemāka ir HPMC viskozitāte, jo metoksi aizvietotāju ieviešana samazinās ūdeņraža saistīšanas spēku starp molekulām. Hidroksipropila aizvietotāju ieviešana palielinās starpmolekulāro mijiedarbību, tādējādi palielinot viskozitāti. Turklāt vienmērīgs aizvietotāju sadalījums palīdz veidot stabilu šķīduma sistēmu un palielināt šķīduma viskozitāti.
Šķīduma pH vērtība: Lai gan HPMC ir jonu polimērs un tā viskozitāte nav jutīga pret šķīduma pH vērtības izmaiņām, ārkārtējās pH vērtības (ļoti skābas vai ļoti sārmainas) var izraisīt molekulārās struktūras noārdīšanos molekulārā struktūra HPMC, tādējādi ietekmējot viskozitāti.
4. HPMC lietojumprogrammu lauki
Sakarā ar lieliskajām viskozitātes īpašībām HPMC tiek plaši izmantots daudzās jomās:
Būvmateriāli: ēku materiālos HPMC tiek izmantots kā biezinātāja un ūdens noturēšanas līdzeklis, lai uzlabotu būvniecības veiktspēju un palielinātu plaisu izturību.
Farmaceitiskā rūpniecība: Farmaceitiskajā nozarē HPMC tiek izmantots kā saistviela planšetdatoriem, plēves veidojošajam aģentam kapsulām un ilgstošas darbības narkotiku pārvadātājs.
Pārtikas rūpniecība: HPMC tiek izmantots kā biezinātājs un stabilizators pārtikas rūpniecībā saldējuma, želejas un piena produktu ražošanai.
Ikdienas ķīmiskie produkti: Dienas ķīmiskajos produktos HPMC tiek izmantots kā biezinātājs un stabilizators šampūna, dušas želejas, zobu pasta utt. Ražošanai utt.
HPMC viskozitātes raksturlielumi ir lieliskā veiktspēja dažādās lietojumprogrammās. Kontrolējot HPMC molekulmasu, aizvietošanas pakāpi un šķīduma apstākļus, tā viskozitāti var pielāgot, lai apmierinātu dažādas lietošanas vajadzības. Nākotnē padziļināts pētījums par saistību starp HPMC molekulāro struktūru un viskozitāti palīdzēs attīstīt HPMC produktus ar labāku veiktspēju un vēl vairāk paplašināt tās lietojumprogrammas laukus.
Pasta laiks: jūlijs-20-2024