Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een niet-ionische in water oplosbare polymeerverbinding verkregen door chemische modificatie van natuurlijke cellulose. Het wordt veel gebruikt in voedsel-, medicijn-, cosmetica- en bouwindustrie, vooral als een lijm, verdikkingsmiddel, emulgator en suspendatiemiddel in farmaceutische preparaten. In het aanvraagproces zijn de viscositeitskenmerken van HPMC -waterige oplossing cruciaal voor de prestaties ervan in verschillende gebieden.
1. Structuur en eigenschappen van hydroxypropylmethylcellulose
De moleculaire structuur van HPMC bevat twee substituentgroepen, hydroxypropyl (-CH₂Hokje₃) en methyl (-och₃), waardoor het een goede oplosbaarheid in water en aanpassingsvermogen heeft. De HPMC-moleculaire keten heeft een bepaalde rigide structuur, maar kan ook een driedimensionale netwerkstructuur vormen in waterige oplossing, wat resulteert in een toename van viscositeit. Het molecuulgewicht, het type substituent en de mate van substitutie (dwz de mate van hydroxypropyl en methylsubstitutie van elke eenheid) hebben een belangrijke invloed op de viscositeit van de oplossing.
2. Viscositeitskenmerken van waterige oplossing
De viscositeitskenmerken van HPMC -waterige oplossing zijn nauw verwant aan factoren zoals de concentratie, molecuulgewicht, temperatuur en pH -waarde van het oplosmiddel. Over het algemeen neemt de viscositeit van HPMC -waterige oplossing toe met de toename van de concentratie ervan. De viscositeit vertoont niet-Newtoniaans reologisch gedrag, dat wil zeggen, naarmate de afschuifsnelheid toeneemt, neemt de viscositeit van de oplossing geleidelijk af, wat een afschuifdunner fenomeen vertoont.
(1) Effect van concentratie
Er is een bepaalde relatie tussen de viscositeit van HPMC waterige oplossing en de concentratie ervan. Naarmate de concentratie van HPMC toeneemt, worden de moleculaire interacties in de waterige oplossing verbeterd en nemen de verstrengeling en verknoping van de moleculaire ketens toe, wat resulteert in een toename van de viscositeit van de oplossing. Bij lagere concentraties neemt de viscositeit van HPMC waterige oplossing lineair toe met de toename van de concentratie, maar bij hogere concentraties is de viscositeitsgroei van de oplossing meestal plat en bereikt een stabiele waarde.
(2) Effect van molecuulgewicht
Het molecuulgewicht van HPMC beïnvloedt direct de viscositeit van zijn waterige oplossing. HPMC met een hoger molecuulgewicht heeft langere moleculaire ketens en kan een complexere driedimensionale netwerkstructuur in de waterige oplossing vormen, wat resulteert in een hogere viscositeit. HPMC met een lager molecuulgewicht heeft daarentegen een lossere netwerkstructuur en lagere viscositeit vanwege zijn kortere moleculaire ketens. Daarom is het bij het aanbrengen erg belangrijk om HPMC te kiezen met een geschikt molecuulgewicht om het ideale viscositeitseffect te bereiken.
(3) Effect van temperatuur
Temperatuur is een belangrijke factor die de viscositeit van HPMC waterige oplossing beïnvloedt. Naarmate de temperatuur toeneemt, neemt de beweging van watermoleculen intensiveerd en neemt de viscositeit van de oplossing meestal af. Dit komt omdat wanneer de temperatuur stijgt, de vrijheid van de HPMC -moleculaire keten toeneemt en de interactie tussen moleculen verzwakt, waardoor de viscositeit van de oplossing wordt verminderd. De respons van HPMC van verschillende batches of merken tot temperatuur kan echter ook variëren, dus de temperatuuromstandigheden moeten worden aangepast volgens specifieke toepassingsvereisten.
(4) Effect van pH -waarde
HPMC zelf is een niet-ionische verbinding en de viscositeit van zijn waterige oplossing is gevoelig voor veranderingen in pH. Hoewel HPMC relatief stabiele viscositeitskenmerken vertoont in zure of neutrale omgevingen, zullen de oplosbaarheid en viscositeit van HPMC worden beïnvloed in extreem zure of alkalische omgevingen. Onder sterke zuur- of sterke alkalische omstandigheden kunnen de HPMC -moleculen bijvoorbeeld gedeeltelijk worden afgebroken, waardoor de viscositeit van zijn waterige oplossing wordt verminderd.
3. Reologische analyse van viscositeitskenmerken van HPMC waterige oplossing
Het reologische gedrag van HPMC-waterige oplossing vertoont meestal niet-Newtoniaanse vloeistofkarakteristieken, wat betekent dat de viscositeit ervan niet alleen gerelateerd is aan factoren zoals oplossingsconcentratie en molecuulgewicht, maar ook met afschuifsnelheid. Over het algemeen vertoont HPMC waterige oplossing bij lage afschuifsnelheden een hogere viscositeit, terwijl naarmate de afschuifsnelheid toeneemt, de viscositeit afneemt. Dit gedrag wordt "afschuifverdunning" of "afschuifdunner" genoemd en is erg belangrijk in veel praktische toepassingen. In de velden van coatings, farmaceutische voorbereidingen, voedselverwerking, enz., Kan de afschuifverdunningseigenschappen van HPMC er bijvoorbeeld voor zorgen dat een hoge viscositeit wordt gehandhaafd tijdens toepassingen met lage snelheid en het gemakkelijker kan stromen onder high-speed afschuifomstandigheden.
4. Andere factoren die de viscositeit van HPMC -waterige oplossing beïnvloeden
(1) Effect van zout
De toevoeging van zout opgeloste stoffen (zoals natriumchloride) kan de viscositeit van HPMC -waterige oplossing verhogen. Dit komt omdat zout de interactie tussen moleculen kan verbeteren door de ionsterkte van de oplossing te veranderen, zodat HPMC -moleculen een meer compacte netwerkstructuur vormen, waardoor de viscositeit toeneemt. Het effect van zouttype en concentratie op viscositeit moet echter ook worden aangepast volgens specifieke omstandigheden.
(2) Effect van andere additieven
Het toevoegen van andere additieven (zoals oppervlakteactieve stoffen, polymeren, enz.) Aan HPMC -waterige oplossing zal ook de viscositeit beïnvloeden. Oppervlakteactieve stoffen kunnen bijvoorbeeld de viscositeit van HPMC verminderen, vooral wanneer de concentratie van oppervlakteactieve stof hoog is. Bovendien kunnen bepaalde polymeren of deeltjes ook interageren met HPMC en de reologische eigenschappen van zijn oplossing veranderen.
De viscositeitskenmerken vanhydroxypropylmethylcellulose Waterige oplossing wordt beïnvloed door vele factoren, waaronder concentratie, molecuulgewicht, temperatuur, pH-waarde, enz. HPMC-waterige oplossing vertoont meestal niet-Newtoniaanse reologische eigenschappen, heeft een goede verdikking en afschuifdunningseigenschappen en wordt veel gebruikt in verschillende industriële en farmaceutische velden. Het begrijpen en beheersen van deze viscositeitskenmerken zal helpen het gebruik van HPMC in verschillende toepassingen te optimaliseren. In praktische toepassingen moeten het juiste HPMC -type en procesomstandigheden worden geselecteerd op basis van specifieke behoeften om ideale viscositeit en reologische eigenschappen te verkrijgen.
Posttijd: Mar-01-2025