Hidroxipropil metilceluloză (HPMC) este un derivat important de eter de celuloză care a fost utilizat pe scară largă în multe domenii industriale, datorită proprietăților sale fizice și chimice unice. Proprietățile sale de vâscozitate sunt una dintre cele mai importante proprietăți ale HPMC, afectând direct performanțele sale în diferite aplicații.
1.. Proprietăți de bază ale HPMC
HPMC este un eter de celuloză nenionică obținut prin înlocuirea unei părți a grupărilor hidroxil (–OH) în molecula de celuloză cu grupe de metoxi (–OCH3) și grupe hidroxipropil (–OCH2CH (OH) CH3). Are o solubilitate bună în apă și unii solvenți organici, formând soluții coloidale transparente. Vâscozitatea HPMC este determinată în principal de greutatea sa moleculară, gradul de substituție (DS, gradul de substituție) și distribuția substituentă.
2. Determinarea vâscozității HPMC
Vâscozitatea soluțiilor HPMC este de obicei măsurată folosind un viscometer de rotație sau un viscometer capilar. La măsurarea, trebuie să se acorde atenție concentrației, temperaturii și ratei de forfecare a soluției, deoarece acești factori pot afecta semnificativ valoarea vâscozității.
Concentrația soluției: vâscozitatea HPMC crește odată cu creșterea concentrației de soluție. Când concentrația de soluție HPMC este mai mică, interacțiunea dintre molecule este mai slabă și vâscozitatea este mai mică. Pe măsură ce concentrația crește, legătura și interacțiunea dintre molecule crește, provocând o creștere semnificativă a vâscozității.
Temperatură: vâscozitatea soluțiilor HPMC este foarte sensibilă la temperatură. În general, pe măsură ce temperatura crește, vâscozitatea soluției HPMC va scădea. Acest lucru se datorează creșterii temperaturii care duce la creșterea mișcării moleculare și a interacțiunilor intermoleculare slăbite. Trebuie menționat că HPMC cu diferite grade de substituție și greutate moleculară au o sensibilitate diferită la temperatură.
Rata de forfecare: soluțiile HPMC prezintă un comportament pseudoplastic (subțiere forfecare), adică vâscozitatea este mai mare la rate de forfecare scăzute și scade la rate mari de forfecare. Acest comportament se datorează forțelor de forfecare care aliniază lanțurile moleculare de -a lungul direcției de forfecare, reducând astfel încurcările și interacțiunile dintre molecule.
3. Factori care afectează vâscozitatea HPMC
Greutate moleculară: Greutatea moleculară a HPMC este unul dintre factorii cheie care determină vâscozitatea acesteia. În general, cu cât greutatea moleculară este mai mare, cu atât vâscozitatea soluției este mai mare. Acest lucru se datorează faptului că moleculele HPMC cu greutate moleculară mare sunt mai susceptibile să formeze rețele încurcate, crescând astfel frecarea internă a soluției.
Gradul de substituție și distribuția substituentă: numărul și distribuția metoxi și substituenții hidroxipropilici în HPMC afectează, de asemenea, vâscozitatea acestuia. În general, cu cât este mai mare gradul de substituție de metoxi (DS), cu atât vâscozitatea HPMC este mai mică, deoarece introducerea substituenților metoxi va reduce forța de legare a hidrogenului între molecule. Introducerea substituenților hidroxipropilici va crește interacțiunile intermoleculare, crescând astfel vâscozitatea. În plus, distribuția uniformă a substituenților ajută la formarea unui sistem de soluții stabile și la creșterea vâscozității soluției.
Valoarea pH-ului soluției: Deși HPMC este un polimer neionic, iar vâscozitatea sa nu este sensibilă la modificările valorii pH a soluției, valorile pH extreme (foarte acid sau foarte alcalin) poate provoca degradarea structurii moleculare a structurii moleculare a HPMC, afectând astfel vâscozitatea.
4. Câmpurile de aplicație ale HPMC
Datorită caracteristicilor sale excelente de vâscozitate, HPMC este utilizat pe scară largă în multe domenii:
Materiale de construcție: În materiale de construcție, HPMC este utilizat ca agent de îngroșare și de reținere a apei pentru a îmbunătăți performanța construcției și pentru a crește rezistența la fisuri.
Industria farmaceutică: În industria farmaceutică, HPMC este utilizat ca liant pentru tablete, un agent de formare a filmului pentru capsule și un transportator pentru medicamente cu eliberare susținută.
Industria alimentară: HPMC este utilizat ca îngroșare și stabilizator în industria alimentară pentru producerea de înghețată, jeleu și produse lactate.
Produse chimice zilnice: în produsele chimice zilnice, HPMC este utilizat ca îngroșare și stabilizator pentru producerea de șampon, gel de duș, pastă de dinți, etc.
Caracteristicile de vâscozitate ale HPMC stau la baza performanței sale excelente în diferite aplicații. Prin controlul greutății moleculare, gradul de substituție și condițiile de soluție ale HPMC, vâscozitatea sa poate fi ajustată pentru a răspunde nevoilor de aplicare diferite. În viitor, cercetările aprofundate privind relația dintre structura moleculară HPMC și vâscozitatea vor ajuta la dezvoltarea produselor HPMC cu performanțe mai bune și să-și extindă în continuare câmpurile de aplicație.
Timpul post: 20-2024