Hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) er et viktig celluloseeterderivat som har blitt mye brukt i mange industrielle felt på grunn av dets unike fysiske og kjemiske egenskaper. Viskositetsegenskapene er en av de viktigste egenskapene til HPMC, noe som direkte påvirker ytelsen i forskjellige applikasjoner.
1. Grunnleggende egenskaper til HPMC
HPMC er en ikke -ionisk celluloseeter oppnådd ved å erstatte en del av hydroksylgruppene (–OH) i cellulosemolekylet med metoksygrupper (–OCH3) og hydroxypropylgrupper (–OCH2CH (OH) CH3). Det har god løselighet i vann og noen organiske løsningsmidler, og danner gjennomsiktige kolloidale løsninger. Viskositeten til HPMC bestemmes hovedsakelig av dens molekylvekt, substitusjonsgrad (DS, substitusjonsgrad) og substituentfordeling.
2. Bestemmelse av viskositet av HPMC
Viskositeten til HPMC -løsninger måles vanligvis ved bruk av et rotasjonsviscometer eller et kapillær -viscometer. Ved måling må oppmerksomheten bli viet til konsentrasjonen, temperaturen og skjærhastigheten til løsningen, da disse faktorene kan påvirke viskositetsverdien betydelig.
Løsningskonsentrasjon: Viskositeten til HPMC øker med økningen av løsningskonsentrasjonen. Når konsentrasjonen av HPMC -løsning er lavere, er interaksjonen mellom molekyler svakere og viskositeten er lavere. Når konsentrasjonen øker, øker sammenfiltringen og samspillet mellom molekyler, noe som forårsaker en betydelig økning i viskositet.
Temperatur: Viskositeten til HPMC -løsninger er veldig følsom for temperaturen. Generelt, når temperaturen øker, vil viskositeten til HPMC -løsning avta. Dette skyldes økt temperatur som fører til økt molekylær bevegelse og svekket intermolekylære interaksjoner. Det skal bemerkes at HPMC med forskjellige grader av substitusjon og molekylvekt har ulik følsomhet for temperaturen.
Skjærhastighet: HPMC -løsninger viser pseudoplastisk (skjær tynning) oppførsel, dvs. viskositeten er høyere ved lave skjærhastigheter og reduseres ved høye skjærhastigheter. Denne oppførselen skyldes skjærkrefter som samkjører molekylkjeder langs skjærretningen, og reduserer dermed forviklinger og interaksjoner mellom molekyler.
3. Faktorer som påvirker HPMC -viskositet
Molekylvekt: Molekylvekten til HPMC er en av nøkkelfaktorene som bestemmer dens viskositet. Generelt sett, jo større molekylvekt, jo høyere er viskositeten til løsningen. Dette er fordi HPMC -molekyler med høy molekylvekt er mer sannsynlig å danne sammenfiltrede nettverk, og dermed øke den interne friksjonen av løsningen.
Substitusjonsgrad og substituent distribusjon: antall og distribusjon av metoksy og hydroksypropylsubstituenter i HPMC påvirker også dens viskositet. Generelt, jo høyere grad av metoksysubstitusjon (DS), desto lavere viskositeten til HPMC, fordi introduksjonen av metoksysubstituenter vil redusere hydrogenbindingskraften mellom molekyler. Innføringen av hydroksypropylsubstituenter vil øke intermolekylære interaksjoner, og dermed øke viskositeten. I tillegg hjelper den ensartede fordelingen av substituenter til å danne et stabilt løsningssystem og øke viskositeten til løsningen.
pH-verdien av løsningen: Selv om HPMC er en ikke-ionisk polymer og dens viskositet ikke er følsom for endringer i pH-verdien av løsningen, kan ekstreme pH-verdier (veldig sur eller veldig alkalisk) forårsake nedbrytning av molekylstrukturen til HPMC, og påvirker dermed viskositeten.
4. Søknadsfelt av HPMC
På grunn av sine utmerkede viskositetsegenskaper er HPMC mye brukt på mange felt:
Byggematerialer: I byggematerialer brukes HPMC som et fortykningsmiddel og vannstøttemiddel for å forbedre konstruksjonsytelsen og øke sprekkmotstanden.
Farmasøytisk industri: I legemiddelindustrien brukes HPMC som et bindemiddel for tabletter, et filmdannende middel for kapsler og en transportør for medisiner med vedvarende frigjøring.
Matindustri: HPMC brukes som et fortykningsmiddel og stabilisator i matindustrien for produksjon av iskrem, gelé og meieriprodukter.
Daglige kjemiske produkter: I daglige kjemiske produkter brukes HPMC som et fortykningsmiddel og stabilisator for produksjon av sjampo, dusjgel, tannkrem, etc.
Viskositetsegenskapene til HPMC er grunnlaget for dens utmerkede ytelse i forskjellige applikasjoner. Ved å kontrollere molekylvekten, substitusjonsgraden og løsningsforholdene til HPMC, kan dens viskositet justeres for å dekke forskjellige anvendelsesbehov. I fremtiden vil grundig forskning på forholdet mellom HPMC-molekylstruktur og viskositet bidra til å utvikle HPMC-produkter med bedre ytelse og utvide applikasjonsfeltene ytterligere.
Post Time: Jul-20-2024