Hidroxipropil metilcelulose (HPMC)é um éter misto de celulose solúvel em água não iônica. A aparência é branca a ligeiramente amarela em pó ou material granular, inspirand sem odor, não tóxico, quimicamente estável e dissolve-se em água para formar uma solução lisa, transparente e viscosa. Uma das propriedades mais importantes da hidroxipropil -metilcelulose na aplicação é que ela aumenta a viscosidade do líquido. O efeito espessante depende do grau de polimerização (DP) do produto, da concentração de éter de celulose na solução aquosa, na taxa de cisalhamento e na temperatura da solução. E outros fatores.
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Tipo de fluido de solução aquosa HPMC
Em geral, o estresse de um fluido no fluxo de cisalhamento pode ser expresso em função apenas da taxa de cisalhamento ƒ (γ), desde que não seja dependente do tempo. Dependendo da forma de ƒ (γ), os fluidos podem ser divididos em diferentes tipos, a saber: fluidos newtonianos, fluidos dilatantes, fluidos pseudoplásicos e fluidos plásticos de Bingham.
Os éteres de celulose são divididos em duas categorias: um é éter de celulose não iônica e o outro é o éter da celulose iônica. Para a reologia desses dois tipos de éteres de celulose. Sc Naik et al. conduziu um estudo comparativo abrangente e sistemático em soluções de hidroxietillelululose e carboximetillelulose de sódio. Os resultados mostraram que tanto as soluções não iônicas de éter de celulose quanto as soluções iônicas de éter de celulose foram pseudoplásicas. Os fluxos, ou seja, os fluxos não-newtonianos, aproximam-se de líquidos newtonianos apenas em concentrações muito baixas. A pseudoplasticidade da solução hidroxipropil -metilcelulose desempenha um papel importante na aplicação. Por exemplo, quando aplicado em revestimentos, devido às características de desbaste de cisalhamento de soluções aquosas, a viscosidade da solução diminui com o aumento da taxa de cisalhamento, que é propício à dispersão uniforme de partículas de pigmento e também aumenta a fluidez do revestimento . O efeito é muito grande; Enquanto em repouso, a viscosidade da solução é relativamente grande, o que efetivamente impede a deposição de partículas de pigmento no revestimento.
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Método de teste de viscosidade do HPMC
Um indicador importante para medir o efeito espessante da hidroxipropil metilcelulose é a aparente viscosidade da solução aquosa. Os métodos de medição de viscosidade aparente geralmente incluem o método de viscosidade capilar, o método de viscosidade rotacional e o método de viscosidade da bola em queda.
onde: é a viscosidade aparente, mpa s; K é a constante de viscosímetro; D é a densidade da amostra de solução a 20/20 ° C; T é a hora da solução passar pela parte superior do viscosímetro até a marca inferior, S; O tempo em que o óleo padrão flui através do viscosímetro é medido.
No entanto, o método de medição pelo viscosímetro capilar é mais problemático. As viscosidades de muitosÉteres de celulosesão difíceis de analisar usando um viscosímetro capilar, porque essas soluções contêm quantidades de rastreamento de matéria insolúvel que são detectadas apenas quando o viscosímetro capilar é bloqueado. Portanto, a maioria dos fabricantes usa viscosímetro rotacional para controlar a qualidade da hidroxipropil metilcelulose. Os viscosímetros de Brookfield são comumente usados em países estrangeiros, e os viscosímeros do NDJ são usados na China.
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Fatores de influência da viscosidade do HPMC
3.1 Relação com o grau de agregação
Quando outros parâmetros permanecem inalterados, a viscosidade da solução de hidroxipropil metilcelulose é proporcional ao grau de polimerização (DP) ou peso molecular ou comprimento da cadeia molecular e aumenta com o aumento do grau de polimerização. Esse efeito é mais pronunciado no caso de baixo grau de polimerização do que no caso de alto grau de polimerização.
3.2 Relação entre viscosidade e concentração
A viscosidade da hidroxipropil metilcelulose aumenta com o aumento da concentração do produto na solução aquosa. Mesmo uma pequena mudança de concentração causará uma grande mudança na viscosidade. Com a viscosidade nominal da hidroxipropil -metilcelulose, o efeito da alteração da concentração da solução na viscosidade da solução é cada vez mais óbvio.
3.3 Relação entre viscosidade e taxa de cisalhamento
A solução aquosa de hidroxipropil metilcelulose tem a propriedade do desbaste de cisalhamento. A hidroxipropil metilcelulose de diferentes viscosidade nominal é preparada em solução aquosa de 2%, e sua viscosidade em diferentes taxas de cisalhamento é medida, respectivamente. Os resultados são os seguintes, conforme mostrado na figura. Na baixa taxa de cisalhamento, a viscosidade da solução hidroxipropil metilcelulose não mudou significativamente. Com o aumento da taxa de cisalhamento, a viscosidade da solução hidroxipropil -metilcelulose com maior viscosidade nominal diminuiu mais obviamente, enquanto a solução com baixa viscosidade não diminuiu obviamente.
3.4 Relação entre viscosidade e temperatura
A viscosidade da solução hidroxipropil -metilcelulose é bastante afetada pela temperatura. À medida que a temperatura aumenta, a viscosidade da solução diminui. Como mostrado na figura, é preparado em uma solução aquosa com uma concentração de 2%, e a alteração da viscosidade com o aumento da temperatura é medida.
3.5 Outros fatores de influência
A viscosidade da solução aquosa de hidroxipropil metilcelulose também é afetada por aditivos na solução, valor de pH da solução e degradação microbiana. Geralmente, a fim de obter melhor desempenho de viscosidade ou reduzir o custo de uso, é necessário adicionar modificadores de reologia, como argila, argila modificada, polímero em pó, éter de amido e copolímero alifático, à solução aquosa de hidroxipropil -metilcelulose. e eletrólitos como cloreto, brometo, fosfato, nitrato, etc. também podem ser adicionados à solução aquosa. Esses aditivos não afetarão apenas as propriedades da viscosidade da solução aquosa, mas também afetarão outras propriedades de aplicação da hidroxipropil -metilcelulose, como a retenção de água. , resistência à queda, etc.
A viscosidade da solução aquosa de hidroxipropil -metilcelulose quase não é afetada por ácido e álcalis e geralmente é estável na faixa de 3 a 11. Pode suportar uma certa quantidade de ácidos fracos, como ácido fórmico, ácido acético, fosfórico ácido , ácido bórico, ácido cítrico, etc. No entanto, o ácido concentrado reduzirá a viscosidade. Mas refrigerante cáustico, hidróxido de potássio, água de limão etc. tem pouco efeito. Comparado com outros éteres de celulose,hidroxipropil metilceluloseA solução aquosa possui boa estabilidade antimicrobiana, o principal motivo é que a hidroxipropil -metilcelulose possui grupos hidrofóbicos com alto grau de substituição e impedimento estérico de grupos, como a reação de substituição geralmente não é uniforme, a unidade não substituída de Anhidroglutose é mais fácil de microorganismo Na degradação de moléculas éter de celulose e cisão da cadeia. O desempenho é que a aparente viscosidade da solução aquosa diminui. Se for necessário armazenar a solução aquosa de hidroxipropil -metilcelulose por um longo tempo, recomenda -se adicionar uma quantidade de rastreamento de agente antifúngico para que a viscosidade não mude significativamente. Ao escolher agentes, conservantes ou fungicidas antifúngicos, você deve prestar atenção à segurança e escolher produtos que não são tóxicos para o corpo humano, tenham propriedades estáveis e são inodorosas, como os fungicidas amosos da Dow Chem, os conservantes Canguard64, os agentes de bactérias de combustível combustível, e outros produtos. pode desempenhar um papel correspondente.
Tempo de postagem: 28-2024 de abril