Metyloceluloza hydroksypropylo (HPMC) jest niejonowym rozpuszczalnym w wodzie związkiem polimerowym uzyskanym przez chemiczną modyfikację naturalnej celulozy. Jest szeroko stosowany w branży żywności, medycyny, kosmetyków i budownictwa, zwłaszcza jako klej, zagęszczacz, emulgator i zawieszający środek w preparatach farmaceutycznych. W procesie aplikacyjnym charakterystyka lepkości roztworu wodnego HPMC ma kluczowe znaczenie dla jego wydajności w różnych dziedzinach.
1. Struktura i właściwości hydroksypropylo -metylocelulozy
Struktura molekularna HPMC zawiera dwie grupy podstawników, hydroksypropyl (-ch₂Chohch₃) i metyl (-och₃), co sprawia, że ma dobrą zdolność rozpuszczalności i modyfikacji wody. Łańcuch molekularny HPMC ma pewną sztywną strukturę, ale może również tworzyć trójwymiarową strukturę sieci w roztworze wodnym, co powoduje wzrost lepkości. Jego masa cząsteczkowa, rodzaj podstawnika i stopień podstawienia (tj. Stopień substancji hydroksypropylowej i metylowej każdej jednostki) mają istotny wpływ na lepkość roztworu.
2. Charakterystyka lepkości roztworu wodnego
Charakterystyka lepkości roztworu wodnego HPMC jest ściśle związana z takimi czynnikami, jak stężenie, masa cząsteczkowa, temperatura i wartość pH rozpuszczalnika. Zasadniczo lepkość roztworu wodnego HPMC wzrasta wraz ze wzrostem jego stężenia. Jego lepkość pokazuje zachowanie reologiczne niebędące newtonowskiego, to znaczy wraz ze wzrostem szybkości ścinania lepkość roztworu stopniowo maleje, wykazując zjawisko przerzedzania ścinania.
(1) Wpływ stężenia
Istnieje pewna zależność między lepkością roztworu wodnego HPMC a jego stężeniem. Wraz ze wzrostem stężenia HPMC zwiększa się interakcje molekularne w roztworze wodnym, a splątanie i sieciowanie łańcuchów molekularnych wzrasta, co powoduje wzrost lepkości roztworu. Przy niższych stężeniach lepkość roztworu wodnego HPMC wzrasta liniowo wraz ze wzrostem stężenia, ale przy wyższych stężeniach wzrost lepkości roztworu jest zwykle płaski i osiąga stabilną wartość.
(2) Wpływ masy cząsteczkowej
Masa cząsteczkowa HPMC bezpośrednio wpływa na lepkość jego wodnego roztworu. HPMC o wyższej masie cząsteczkowej ma dłuższe łańcuchy cząsteczkowe i może tworzyć bardziej złożoną trójwymiarową strukturę sieci w roztworze wodnym, co powoduje wyższą lepkość. Natomiast HPMC o niższej masie cząsteczkowej ma luźniejszą strukturę sieci i niższą lepkość ze względu na jej krótsze łańcuchy cząsteczkowe. Dlatego przy stosowaniu bardzo ważne jest, aby wybrać HPMC o odpowiedniej masie cząsteczkowej, aby osiągnąć idealny efekt lepkości.
(3) Wpływ temperatury
Temperatura jest ważnym czynnikiem wpływającym na lepkość roztworu wodnego HPMC. Wraz ze wzrostem temperatury ruch cząsteczek wody nasila się, a lepkość roztworu zwykle maleje. Wynika to z faktu, że gdy temperatura rośnie, swoboda łańcucha molekularnego HPMC wzrasta, a interakcja między cząsteczkami osłabia, zmniejszając w ten sposób lepkość roztworu. Jednak odpowiedź HPMC z różnych partii lub marek na temperaturę może również się różnić, więc warunki temperatury muszą zostać dostosowane zgodnie z określonymi wymaganiami dotyczącymi zastosowania.
(4) Wpływ wartości pH
Sam HPMC jest związkiem niejonowym, a lepkość jego wodnego roztworu jest wrażliwa na zmiany pH. Chociaż HPMC wykazuje stosunkowo stabilną charakterystykę lepkości w środowiskach kwaśnych lub neutralnych, rozpuszczalność i lepkość HPMC będzie miało wpływ w niezwykle kwaśnym lub alkalicznym środowisku. Na przykład w silnych warunkach kwasowych lub silnych alkalicznych cząsteczki HPMC mogą być częściowo zdegradowane, zmniejszając w ten sposób lepkość jego wodnego roztworu.
3. Analiza reologiczna charakterystyki lepkości roztworu wodnego HPMC
Zachowanie reologiczne roztworu wodnego HPMC zwykle pokazuje charakterystykę płynów niemewtonowskich, co oznacza, że jego lepkość jest nie tylko związana z czynnikami, takimi jak stężenie roztworu i masa cząsteczkowa, ale także z szybkością ścinania. Ogólnie rzecz biorąc, przy niskich szybkościach ścinania roztwór wodny HPMC wykazuje wyższą lepkość, podczas gdy wraz ze wzrostem szybkości ścinania lepkość maleje. To zachowanie nazywa się „przerzedzeniem ścinania” lub „przerzedzaniem ścinania” i jest bardzo ważne w wielu praktycznych zastosowaniach. Na przykład w dziedzinach powłok, preparatów farmaceutycznych, przetwarzania żywności itp. Charakterystyka przerzedzania ścinania HPMC może zapewnić utrzymanie wysokiej lepkości podczas zastosowań o niskiej prędkości i może łatwiej płynąć w wysokich warunkach ścinania.
4. Inne czynniki wpływające na lepkość roztworu wodnego HPMC
(1) Wpływ soli
Dodanie substancji rozpuszczonych solnych (takich jak chlorek sodu) może zwiększyć lepkość wodnego roztworu HPMC. Wynika to z faktu, że sól może zwiększyć interakcję między cząsteczkami poprzez zmianę wytrzymałości jonowej roztworu, tak że cząsteczki HPMC tworzą bardziej zwartą strukturę sieci, zwiększając w ten sposób lepkość. Jednak wpływ rodzaju soli i stężenia na lepkość należy również dostosować według określonych okoliczności.
(2) Wpływ innych dodatków
Dodanie innych dodatków (takich jak środki powierzchniowo czynne, polimery itp.) Do roztworu wodnego HPMC wpłynie również na lepkość. Na przykład środki powierzchniowo czynne mogą zmniejszyć lepkość HPMC, szczególnie gdy stężenie środka powierzchniowo czynnego jest wysokie. Ponadto niektóre polimery lub cząstki mogą również oddziaływać z HPMC i zmieniać właściwości reologiczne jego roztworu.
Charakterystyka lepkościHydroksypropylo -metyloceluloza Na roztworze wodne wpływa wiele czynników, w tym stężenie, masa cząsteczkowa, temperatura, wartość pH itp. Roztwór wodny HPMC zwykle wykazuje niewinne właściwości reologiczne, ma dobre właściwości pogrubienia i przerzedzania ścinania i jest szeroko stosowane w różnych polach przemysłowych i farmaceutycznych. Zrozumienie i opanowanie tych charakterystyk lepkości pomoże zoptymalizować zastosowanie HPMC w różnych aplikacjach. W praktycznych zastosowaniach odpowiedni typ HPMC i warunki procesowe należy wybrać zgodnie z konkretnymi potrzebami w celu uzyskania idealnej lepkości i właściwości reologicznej.
Czas po: Mar-01-2025