Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je dôležitý derivát celulózy éteru, ktorý sa široko používa v mnohých priemyselných oblastiach kvôli svojim jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam. Jeho vlastnosti viskozity sú jednou z najdôležitejších vlastností HPMC, ktoré priamo ovplyvňujú jeho výkon v rôznych aplikáciách.
1. Základné vlastnosti HPMC
HPMC je neiónový celulózový éter získaný nahradením časti hydroxylových skupín (-OH) v molekule celulózy s metoxy skupinami (–och3) a hydroxypropylovými skupinami (–och2ch (OH) CH3). Má dobrú rozpustnosť vo vode a niektoré organické rozpúšťadlá, ktoré tvoria priehľadné koloidné roztoky. Viskozita HPMC je určená hlavne jeho molekulovou hmotnosťou, stupňom substitúcie (DS, stupňa substitúcie) a substituentom distribúcie.
2. Stanovenie viskozity HPMC
Viskozita roztokov HPMC sa obvykle meria pomocou rotačného viskozometera alebo kapilárneho viskozomeru. Pri meraní je potrebné venovať pozornosť koncentrácii, teplote a šmykovej rýchlosti roztoku, pretože tieto faktory môžu významne ovplyvniť hodnotu viskozity.
Koncentrácia roztoku: Viskozita HPMC sa zvyšuje so zvýšením koncentrácie roztoku. Ak je koncentrácia roztoku HPMC nižšia, interakcia medzi molekulami je slabšia a viskozita je nižšia. Keď sa koncentrácia zvyšuje, zvyšuje sa zapletenie a interakcia medzi molekulami, čo spôsobuje významné zvýšenie viskozity.
Teplota: Viskozita roztokov HPMC je veľmi citlivá na teplotu. Všeobecne, ako sa teplota zvyšuje, viskozita roztoku HPMC sa zníži. Je to spôsobené zvýšenou teplotou, ktorá vedie k zvýšenému molekulárnemu pohybu a oslabeným intermolekulárnym interakciám. Malo by sa poznamenať, že HPMC s rôznymi stupňami substitúcie a molekulovej hmotnosti majú odlišnú citlivosť na teplotu.
Rýchlosť šmyku: Roztoky HPMC vykazujú pseudoplastické (striedanie) správanie, tj viskozita je vyššia pri nízkych šmykových rýchlostiach a klesá pri vysokých šmykových rýchlostiach. Toto správanie je spôsobené strihovými silami, ktoré zarovnávajú molekulárne reťazce pozdĺž šmykového smeru, čím sa znižujú spletenia a interakcie medzi molekulami.
3. Faktory ovplyvňujúce viskozitu HPMC
Molekulová hmotnosť: Molekulová hmotnosť HPMC je jedným z kľúčových faktorov, ktoré určujú jeho viskozitu. Všeobecne povedané, čím väčšia je molekulová hmotnosť, tým vyššia je viskozita roztoku. Dôvodom je skutočnosť, že molekuly HPMC s vysokou molekulovou hmotnosťou sa s väčšou pravdepodobnosťou vytvoria zapletené siete, čím sa zvyšuje vnútorné trenie roztoku.
Stupeň substitúcie a substituentnej distribúcie: počet a distribúcia metoxy a hydroxypropylových substituentov v HPMC tiež ovplyvňujú jeho viskozitu. Všeobecne platí, že čím vyšší je stupeň substitúcie metoxy (DS), tým nižšia je viskozita HPMC, pretože zavedenie metoxy substituentov zníži silu vodíkovej väzby medzi molekulami. Zavedenie hydroxypropylových substituentov zvýši intermolekulárne interakcie, čím sa zvýši viskozita. Okrem toho rovnomerné rozdelenie substituentov pomáha tvoriť stabilný systém roztoku a zvyšuje viskozitu roztoku.
Hodnota pH roztoku: Aj keď HPMC je neiónový polymér a jeho viskozita nie je citlivá na zmeny v hodnote pH roztoku, extrémne hodnoty pH (veľmi kyslé alebo veľmi alkalické) môžu spôsobiť degradáciu molekulárnej štruktúry molekulárnej štruktúry HPMC, čo ovplyvňuje viskozitu.
4. Aplikácie polia HPMC
Vďaka svojim vynikajúcim charakteristikám viskozity sa HPMC široko používa v mnohých oblastiach:
Stavebné materiály: V stavebných materiáloch sa HPMC používa ako zahusťovadlo a činidlo na udržanie vody na zlepšenie výkonnosti stavebníctva a zvýšenie odolnosti proti trhlinám.
Farmaceutický priemysel: Vo farmaceutickom priemysle sa HPMC používa ako spojivo pre tablety, filmové činidlo pre kapsuly a nosič liekov na trvalé uvoľnenie.
Potravinový priemysel: HPMC sa používa ako zahusťovadlo a stabilizátor v potravinárskom priemysle na výrobu zmrzliny, želé a mliečnych výrobkov.
Denné chemické výrobky: V denných chemických výrobkoch sa HPMC používa ako zahusťovadlo a stabilizátor na výrobu šampónu, sprchového gélu, zubnej pasty atď.
Charakteristiky viskozity HPMC sú základom pre jeho vynikajúci výkon v rôznych aplikáciách. Reguláciou molekulovej hmotnosti, stupňa substitúcie a podmienok roztoku HPMC je možné jej viskozitu upraviť tak, aby vyhovovala rôznym potrebám aplikácie. V budúcnosti bude hĺbkový výskum vzťahu medzi molekulárnou štruktúrou a viskozitou HPMC pomôže vyvinúť produkty HPMC s lepším výkonom a ďalej rozširovať jeho aplikačné oblasti.
Čas príspevku: júl 20-2024