Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je pomemben derivat celuloznega etra, ki se zaradi svojih edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti pogosto uporablja na številnih industrijskih področjih. Njegove lastnosti viskoznosti so ena najpomembnejših lastnosti HPMC, ki neposredno vpliva na njegovo delovanje v različnih aplikacijah.
1. osnovne lastnosti HPMC
HPMC je neionski celulozni eter, pridobljen z nadomeščanjem dela hidroksilnih skupin (-OH) v molekuli celuloze z metoksi skupinami (–och3) in hidroksipropil (-och2ch (OH) CH3). Ima dobro topnost v vodi in nekatera organska topila, ki tvorijo prozorne koloidne rešitve. Viskoznost HPMC je določena predvsem z molekulsko maso, stopnjo substitucije (DS, stopnja substitucije) in nadomestno porazdelitev.
2. Določitev viskoznosti HPMC
Viskoznost raztopin HPMC se običajno meri z rotacijskim viskometrom ali kapilarnim viskometrom. Pri merjenju je treba pozornost nameniti koncentraciji, temperaturi in strižni stopnji raztopine, saj lahko ti dejavniki znatno vplivajo na vrednost viskoznosti.
Koncentracija raztopine: Viskoznost HPMC se poveča s povečanjem koncentracije raztopine. Kadar je koncentracija raztopine HPMC nižja, je interakcija med molekulami šibkejša in viskoznost nižja. Ko se koncentracija povečuje, se zapletenost in interakcija med molekulami povečata, kar povzroči znatno povečanje viskoznosti.
Temperatura: Viskoznost raztopin HPMC je zelo občutljiva na temperaturo. Na splošno, ko se temperatura povečuje, se bo viskoznost raztopine HPMC zmanjšala. To je posledica povišane temperature, ki vodi do povečanega molekularnega gibanja in oslabljenih medmolekularnih interakcij. Treba je opozoriti, da ima HPMC z različnimi stopnjami substitucije in molekulske mase različno občutljivost na temperaturo.
Hitrost striženja: HPMC raztopine kažejo psevdoplastično (strižno redčenje) vedenje, tj. Viskoznost je višja pri nizki hitrosti striženja in se zmanjšuje pri visoki stopnji striženja. To vedenje je posledica strižnih sil, ki poravnajo molekularne verige vzdolž strižne smeri in s tem zmanjšajo zaplete in interakcije med molekulami.
3. Dejavniki, ki vplivajo na viskoznost HPMC
Molekularna masa: Molekulska masa HPMC je eden ključnih dejavnikov, ki določajo njegovo viskoznost. Na splošno je večja molekulska teža, večja je viskoznost raztopine. To je zato, ker molekule HPMC z visoko molekulsko maso pogosteje tvorijo zapletene mreže in s tem povečajo notranje trenje rešitve.
Stopnja substitucije in porazdelitve substituenta: Število in porazdelitev metoksi in hidroksipropilnih substituentov v HPMC vplivata tudi na njegovo viskoznost. Na splošno je višja stopnja substitucije metoksi (DS), nižja je viskoznost HPMC, ker bo uvedba metoksi substituentov zmanjšala silo vezave vodika med molekulami. Uvedba hidroksipropilnih substituentov bo povečala medmolekularne interakcije in s tem povečala viskoznost. Poleg tega enakomerna porazdelitev substituentov pomaga oblikovati stabilni sistem raztopin in povečati viskoznost raztopine.
PH Vrednost raztopine: Čeprav je HPMC neionski polimer in njegova viskoznost ni občutljiva na spremembe pH vrednosti raztopine HPMC, kar vpliva na viskoznost.
4. Aplikacijska polja HPMC
Zaradi odličnih lastnosti viskoznosti se HPMC pogosto uporablja na številnih področjih:
Gradbeni materiali: V gradbenih materialih se HPMC uporablja kot zgoščevanje in zadrževalno sredstvo za izboljšanje gradbenih zmogljivosti in povečanje odpornosti na razpoke.
Farmacevtska industrija: V farmacevtski industriji se HPMC uporablja kot veziva za tablete, filmsko sredstvo za kapsule in nosilci za zdravila s trajnim sproščanjem.
Prehrambena industrija: HPMC se uporablja kot zgoščevalec in stabilizator v prehrambeni industriji za proizvodnjo sladoleda, želeja in mlečnih izdelkov.
Dnevni kemični izdelki: V dnevnih kemičnih izdelkih se HPMC uporablja kot zgoščevalec in stabilizator za proizvodnjo šampona, gela za tuširanje, zobno pasto itd.
Značilnosti viskoznosti HPMC so osnova za njegovo odlično delovanje v različnih aplikacijah. Z nadzorom molekulske mase, stopnje nadomestitve in pogojev raztopine HPMC lahko njegovo viskoznost prilagodimo tako, da ustrezajo različnim potrebam uporabe. V prihodnosti bodo poglobljene raziskave odnosa med molekularno strukturo in viskoznostjo HPMC pomagale pri razvoju izdelkov HPMC z boljšimi zmogljivostmi in nadaljnje razširitev njenih aplikacijskih polj.
Čas objave: julij-20-2024