HPMC (hydroxypropylmethylcellulose) is een in water oplosbaar polymeermateriaal dat veel wordt gebruikt in de bouwsector, de farmaceutische industrie, de voeding en de dagelijkse chemicaliën. Het heeft goede verdikking, emulgering, filmvormende, beschermende colloïde en andere eigenschappen. In emulsiesystemen kan HPMC de viscositeit van de emulsie op verschillende manieren regelen.
1. Moleculaire structuur van HPMC
De viscositeit van HPMC wordt voornamelijk beïnvloed door het molecuulgewicht en de substitutiegraad. Hoe groter het molecuulgewicht, hoe hoger de viscositeit van de oplossing; en de mate van substitutie (dat wil zeggen de mate van substitutie van hydroxypropyl- en methoxygroepen) beïnvloedt de oplosbaarheids- en viscositeitseigenschappen van HPMC. In het bijzonder geldt: hoe hoger de substitutiegraad, hoe beter de wateroplosbaarheid van HPMC, en de viscositeit neemt dienovereenkomstig toe. Fabrikanten leveren doorgaans HPMC-producten met verschillende molecuulgewichten en substitutiegraden om aan de behoeften van verschillende toepassingen te voldoen.
2. Gebruik concentratie
De concentratie HPMC in een waterige oplossing is een van de belangrijkste factoren die de viscositeit beïnvloeden. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de concentratie HPMC, hoe groter de viscositeit van de oplossing. De viscositeit van verschillende typen HPMC bij dezelfde concentratie kan echter aanzienlijk variëren. Daarom is het in praktische toepassingen noodzakelijk om een geschikte concentratie HPMC-oplossing te selecteren volgens specifieke viscositeitsvereisten. In bouwtoepassingen wordt de concentratie HPMC bijvoorbeeld gewoonlijk tussen 0,1% en 1% geregeld om een geschikte werkviscositeit en constructieprestaties te verkrijgen.
3. Ontbindingsmethode
Het oplosproces van HPMC heeft ook een belangrijke invloed op de uiteindelijke viscositeit. HPMC is gemakkelijk te dispergeren in koud water, maar de oplossnelheid is traag; het lost snel op in heet water, maar het is gemakkelijk te agglomereren. Om agglomeratie te voorkomen, kan de geleidelijke toevoegingsmethode worden gebruikt, dat wil zeggen eerst langzaam HPMC toevoegen aan koud water om te dispergeren, en vervolgens verwarmen en roeren totdat het volledig is opgelost. Bovendien kan HPMC ook vooraf worden gemengd met andere droge poeders en vervolgens aan water worden toegevoegd om op te lossen om de oplosefficiëntie en viscositeitsstabiliteit te verbeteren.
4. Temperatuur
Temperatuur heeft een significant effect op de viscositeit van HPMC-oplossingen. Over het algemeen neemt de viscositeit van de HPMC-oplossing af naarmate de temperatuur stijgt. Dit komt omdat een stijgende temperatuur de waterstofbinding tussen moleculen zal verzwakken, waardoor de HPMC-molecuulketen gemakkelijker zal glijden, waardoor de viscositeit van de oplossing afneemt. Daarom worden HPMC-oplossingen bij toepassingen die een hoge viscositeit vereisen vaak bij lagere temperaturen gebruikt. In farmaceutische toepassingen worden HPMC-oplossingen bijvoorbeeld vaak bij kamertemperatuur gebruikt om de stabiliteit en effectiviteit van het medicijn te garanderen.
5. pH-waarde
De viscositeit van de HPMC-oplossing wordt ook beïnvloed door de pH-waarde. HPMC heeft de hoogste viscositeit onder neutrale en zwak zure omstandigheden, terwijl de viscositeit aanzienlijk zal afnemen onder sterk zure of alkalische omstandigheden. Dit komt omdat extreme pH-waarden de moleculaire structuur van HPMC zullen vernietigen en het verdikkende effect ervan zullen verzwakken. Daarom moet in praktische toepassingen de pH-waarde van de oplossing worden gecontroleerd en binnen het stabiele bereik van HPMC worden gehouden (meestal pH 3-11) om het verdikkende effect ervan te garanderen. In voedseltoepassingen wordt HPMC bijvoorbeeld vaak gebruikt in zure voedingsmiddelen zoals yoghurt en sap, en de ideale viscositeit kan worden verkregen door de pH-waarde aan te passen.
6. Andere additieven
In emulsiesystemen kan de viscositeit van HPMC ook worden aangepast door andere verdikkingsmiddelen of oplosmiddelen toe te voegen. Het toevoegen van een geschikte hoeveelheid anorganische zouten (zoals natriumchloride) kan bijvoorbeeld de viscositeit van de HPMC-oplossing verhogen; terwijl het toevoegen van organische oplosmiddelen zoals ethanol de viscositeit ervan kan verminderen. Bovendien kunnen bij gebruik in combinatie met andere verdikkingsmiddelen (zoals xanthaangom, carbomeer, enz.) ook de viscositeit en stabiliteit van de emulsie aanzienlijk worden verbeterd. Daarom kunnen bij het daadwerkelijke formuleontwerp indien nodig geschikte additieven worden geselecteerd om de viscositeit en prestatie van de emulsie te optimaliseren.
HPMC kan een nauwkeurige controle van de emulsieviscositeit bereiken via de moleculaire structuur, gebruiksconcentratie, oplosmethode, temperatuur, pH-waarde en additieven. Bij praktische toepassingen moeten deze factoren uitgebreid in overweging worden genomen om het juiste HPMC-type en de juiste gebruiksomstandigheden te selecteren om het ideale verdikkingseffect te bereiken. Door middel van wetenschappelijk formuleontwerp en procescontrole kan HPMC een belangrijke rol spelen op het gebied van de bouw, farmaceutische producten, voeding en dagelijkse chemicaliën, en uitstekende prestaties en gebruikerservaring bieden.
Posttijd: 17 juli 2024