Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een belangrijk cellulose -ether -derivaat dat op grote schaal is gebruikt op veel industriële velden vanwege zijn unieke fysische en chemische eigenschappen. De viscositeitseigenschappen zijn een van de belangrijkste eigenschappen van HPMC, die zijn prestaties in verschillende toepassingen direct beïnvloeden.
1. Basiseigenschappen van HPMC
HPMC is een niet -ionische cellulose -ether verkregen door een deel van de hydroxylgroepen (–OH) in het cellulosemolecuul te vervangen door methoxygroepen (–OCH3) en hydroxypropylgroepen (–OCH2CH (OH) CH3). Het heeft een goede oplosbaarheid in water en sommige organische oplosmiddelen, die transparante colloïdale oplossingen vormen. De viscositeit van HPMC wordt voornamelijk bepaald door zijn molecuulgewicht, mate van substitutie (DS, mate van substitutie) en substituentverdeling.
2. Bepaling van de viscositeit van HPMC
De viscositeit van HPMC -oplossingen wordt meestal gemeten met behulp van een rotatie -viscometer of een capillaire viscometer. Bij het meten moet aandacht worden besteed aan de concentratie, temperatuur en afschuifsnelheid van de oplossing, omdat deze factoren de viscositeitswaarde aanzienlijk kunnen beïnvloeden.
Oplossingsconcentratie: de viscositeit van HPMC neemt toe met de toename van de oplossingsconcentratie. Wanneer de concentratie van HPMC -oplossing lager is, is de interactie tussen moleculen zwakker en is de viscositeit lager. Naarmate de concentratie toeneemt, neemt de verstrengeling en de interactie tussen moleculen toe, waardoor een significante toename van viscositeit veroorzaakt.
Temperatuur: de viscositeit van HPMC -oplossingen is zeer gevoelig voor temperatuur. Over het algemeen zal de viscositeit van HPMC -oplossing naarmate de temperatuur toeneemt, afnemen. Dit komt door verhoogde temperatuur, wat leidt tot verhoogde moleculaire beweging en verzwakte intermoleculaire interacties. Opgemerkt moet worden dat HPMC met verschillende mate van substitutie en molecuulgewicht een verschillende gevoeligheid voor temperatuur heeft.
Shear rate: HPMC -oplossingen vertonen pseudoplastisch (afschuifdunner) gedrag, dwz de viscositeit is hoger bij lage afschuifsnelheden en neemt af bij hoge afschuifsnelheden. Dit gedrag is te wijten aan afschuifkrachten die moleculaire ketens uit elkaar lijnen langs de afschuifrichting, waardoor verwikkelingen en interacties tussen moleculen worden verminderd.
3. Factoren die de viscositeit van HPMC beïnvloeden
Molecuulgewicht: het molecuulgewicht van HPMC is een van de belangrijkste factoren die de viscositeit ervan bepalen. Over het algemeen, hoe groter het molecuulgewicht, hoe hoger de viscositeit van de oplossing. Dit komt omdat HPMC -moleculen met een hoog molecuulgewicht meer kans hebben om verwarde netwerken te vormen, waardoor de interne wrijving van de oplossing wordt vergroot.
Mate van substitutie en substituerende verdeling: het aantal en verdeling van methoxy en hydroxypropylsubstituenten in HPMC beïnvloeden ook de viscositeit ervan. In het algemeen geldt dat hoe hoger de mate van methoxy -substitutie (DS), hoe lager de viscositeit van HPMC, omdat de introductie van methoxy -substituenten de waterstofbindingskracht tussen moleculen zal verminderen. De introductie van hydroxypropylsubstituenten zal intermoleculaire interacties verhogen, waardoor de viscositeit toeneemt. Bovendien helpt de uniforme verdeling van substituenten om een stabiel oplossingssysteem te vormen en de viscositeit van de oplossing te vergroten.
PH-waarde van de oplossing: hoewel HPMC een niet-ionisch polymeer is en de viscositeit ervan niet gevoelig is voor veranderingen in de pH-waarde van de oplossing, kunnen extreme pH-waarden (zeer zuur of zeer alkalisch) afbraak van de moleculaire structuur van HPMC veroorzaken, waardoor de viscositeit wordt beïnvloed.
4. Toepassingsvelden van HPMC
Vanwege de uitstekende viscositeitskenmerken wordt HPMC op veel gebieden veel gebruikt:
Bouwmaterialen: in bouwmaterialen wordt HPMC gebruikt als een verdikkingsmiddel en het borgmiddel voor water om de bouwprestaties te verbeteren en de scheurweerstand te vergroten.
Farmaceutische industrie: in de farmaceutische industrie wordt HPMC gebruikt als een bindmiddel voor tablets, een filmvormend middel voor capsules en een drager voor geneesmiddelen voor duurzame afgifte.
Voedselindustrie: HPMC wordt gebruikt als een verdikkingsmiddel en stabilisator in de voedingsindustrie voor de productie van ijs, gele en zuivelproducten.
Dagelijkse chemische producten: in dagelijkse chemische producten wordt HPMC gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator voor de productie van shampoo, douchegel, tandpasta, enz.
De viscositeitskenmerken van HPMC vormen de basis voor de uitstekende prestaties in verschillende toepassingen. Door het molecuulgewicht, de mate van substitutie en oplossingsomstandigheden van HPMC te regelen, kan de viscositeit ervan worden aangepast om aan verschillende toepassingsbehoeften te voldoen. In de toekomst zal diepgaand onderzoek naar de relatie tussen HPMC-moleculaire structuur en viscositeit helpen om HPMC-producten met betere prestaties te ontwikkelen en de toepassingsvelden verder uit te breiden.
Posttijd: JUL-20-2024