Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je neionska vodno topna polimerna spojina, dobljena s kemično modifikacijo naravne celuloze. Široko se uporablja v hrani, medicini, kozmetiki in gradbeni industriji, zlasti kot lepilo, zgoščevanje, emulgator in suspendiranje v farmacevtskih pripravkih. V postopku uporabe so značilnosti viskoznosti vodne raztopine HPMC ključne za njegovo delovanje na različnih področjih.
1. struktura in lastnosti hidroksipropil metilceluloze
Molekularna struktura HPMC vsebuje dve substituentni skupini, hidroksipropil (-CH₂Chohch₃) in metil (-och₃), zaradi česar ima dobro topnost vode in sposobnost spreminjanja. Molekularna veriga HPMC ima določeno togo strukturo, lahko pa tvori tudi tridimenzionalno omrežno strukturo v vodni raztopini, kar ima za posledico povečanje viskoznosti. Njegova molekulska masa, vrsta substituenta in stopnja substitucije (tj. Stopnja hidroksipropila in substitucije metil vsake enote) pomembno vplivajo na viskoznost raztopine.
2. Značilnosti viskoznosti vodne raztopine
Značilnosti viskoznosti vodne raztopine HPMC so tesno povezane z dejavniki, kot so koncentracija, molekulska masa, temperatura in pH vrednost topila. Na splošno se viskoznost vodne raztopine HPMC poveča s povečanjem koncentracije. Njegova viskoznost kaže na newtonsko reološko vedenje, torej ko se hitrost striženja povečuje, se viskoznost raztopine postopoma zmanjšuje, kar kaže na pojav striženja.
(1) Vpliv koncentracije
Obstaja določeno razmerje med viskoznostjo vodne raztopine HPMC in njegovo koncentracijo. Ko se koncentracija HPMC povečuje, se povečajo molekularne interakcije v vodni raztopini, zapletenost in navzkrižno vezanje molekulskih verig pa se povečata, kar ima za posledico povečanje viskoznosti raztopine. Pri nižjih koncentracijah se viskoznost vodne raztopine HPMC linearno poveča s povečanjem koncentracije, pri višjih koncentracijah pa je rast viskoznosti raztopine ravna in doseže stabilno vrednost.
(2) Vpliv molekulske mase
Molekularna masa HPMC neposredno vpliva na viskoznost njegove vodne raztopine. HPMC z večjo molekulsko maso ima daljše molekularne verige in lahko tvori bolj zapleteno tridimenzionalno omrežno strukturo v vodni raztopini, kar ima za posledico večjo viskoznost. V nasprotju s tem ima HPMC z nižjo molekulsko maso ohlapno omrežno strukturo in nižjo viskoznost zaradi svojih krajših molekulskih verig. Zato je pri prijavi zelo pomembno, da izberete HPMC z primerno molekulsko maso, da dosežete idealen učinek viskoznosti.
(3) Vpliv temperature
Temperatura je pomemben dejavnik, ki vpliva na viskoznost vodne raztopine HPMC. Ko se temperatura povečuje, se gibanje molekul vode intenzivira in viskoznost raztopine se običajno zmanjša. To je zato, ker se, ko se temperatura dvigne, svoboda molekularne verige HPMC poveča in interakcija med molekulami oslabi in s tem zmanjša viskoznost raztopine. Vendar pa se lahko odziv HPMC iz različnih serij ali blagovnih znamk na temperaturo razlikuje tudi, zato je treba temperaturne pogoje prilagoditi glede na posebne zahteve uporabe.
(4) Vpliv pH vrednosti
HPMC je sama neionska spojina, viskoznost njegove vodne raztopine pa je občutljiva na spremembe pH. Čeprav ima HPMC relativno stabilne značilnosti viskoznosti v kislih ali nevtralnih okoljih, bosta v izjemno kislem ali alkalnem okolju vplivali topnost in viskoznost HPMC. Na primer, v močnih kislih ali močnih alkalnih pogojih se molekule HPMC lahko delno razgradijo in tako zmanjšajo viskoznost njegove vodne raztopine.
3. Reološka analiza značilnosti viskoznosti vodne raztopine HPMC
Reološko vedenje vodne raztopine HPMC običajno kaže na značilnosti ne-nojnih tekočin, kar pomeni, da njegova viskoznost ni povezana samo z dejavniki, kot sta koncentracija raztopine in molekularna masa, temveč tudi s hitrostjo striženja. Na splošno z nizko strižno hitrostjo vodna raztopina HPMC kaže večjo viskoznost, medtem ko se hitrost striženja povečuje, se viskoznost zmanjšuje. To vedenje se imenuje "strižno redčenje" ali "strižno redčenje" in je zelo pomembno v mnogih praktičnih aplikacijah. Na primer, na poljih premazov, farmacevtskih pripravkov, predelave hrane itd., Lahko lastnosti striženja HPMC zagotovijo, da se med uporabo nizke hitrosti ohranja visoka viskoznost in lahko lažje teče v strižnih pogojih visoke hitrosti.
4. Drugi dejavniki, ki vplivajo na viskoznost vodne raztopine HPMC
(1) Vpliv soli
Dodatek soli topila (na primer natrijevega klorida) lahko poveča viskoznost vodne raztopine HPMC. To je zato, ker lahko sol poveča interakcijo med molekulami s spreminjanjem ionske trdnosti raztopine, tako da molekule HPMC tvorijo bolj kompaktno mrežno strukturo in s tem povečajo viskoznost. Vendar je treba tudi učinek vrste soli in koncentracijo na viskoznost prilagoditi tudi v skladu s posebnimi okoliščinami.
(2) Vpliv drugih dodatkov
Dodajanje drugih dodatkov (na primer površinsko aktivne snovi, polimerov itd.) V vodno raztopino HPMC bo vplivalo tudi na viskoznost. Na primer, površinsko aktivne snovi lahko zmanjšajo viskoznost HPMC, zlasti kadar je koncentracija površinsko aktivne snovi visoka. Poleg tega lahko nekateri polimeri ali delci delujejo tudi s HPMC in spremenijo reološke lastnosti njegove raztopine.
Značilnosti viskoznostihidroksipropil metilceluloza Na vodno raztopino vplivajo številni dejavniki, vključno s koncentracijo, molekulsko maso, temperaturo, vrednostjo pH itd. Vodna raztopina HPMC ima običajno ne-newtonske reološke lastnosti, ima dobre lastnosti zgoščevanja in striženja in se pogosto uporablja v različnih industrijskih in farmacevtskih poljih. Razumevanje in obvladovanje teh značilnosti viskoznosti bo pomagalo optimizirati uporabo HPMC v različnih aplikacijah. V praktičnih aplikacijah je treba izbrati ustrezne vrste HPMC in procesne pogoje glede na posebne potrebe za pridobitev idealne viskoznosti in reoloških lastnosti.
Čas objave: Mar-01-2025