Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC) är ett viktigt cellulosa -eterderivat som har använts i stor utsträckning inom många industriella områden på grund av dess unika fysiska och kemiska egenskaper. Dess viskositetsegenskaper är en av de viktigaste egenskaperna hos HPMC, vilket direkt påverkar dess prestanda i olika applikationer.
1. Grundläggande egenskaper för HPMC
HPMC är en nonjonisk cellulosaeter erhållen genom att ersätta en del av hydroxylgrupperna (–OH) i cellulosamolekylen med metoxigrupper (–OCH3) och hydroxipropylgrupper (–OCH2CH (OH) CH3). Det har god löslighet i vatten och vissa organiska lösningsmedel som bildar transparenta kolloidala lösningar. Viskositeten hos HPMC bestäms huvudsakligen av dess molekylvikt, grad av substitution (DS, grad av substitution) och substituentfördelning.
2. Bestämning av viskositet hos HPMC
Viskositeten hos HPMC -lösningar mäts vanligtvis med hjälp av en rotationsviskometer eller en kapillärviscometer. Vid mätning måste uppmärksamheten ägnas åt lösningens koncentration, temperatur och skjuvhastighet, eftersom dessa faktorer kan påverka viskositetsvärdet avsevärt.
Lösningskoncentration: Viskositeten hos HPMC ökar med ökningen av lösningskoncentrationen. När koncentrationen av HPMC -lösning är lägre är interaktionen mellan molekyler svagare och viskositeten är lägre. När koncentrationen ökar ökar intrasslingen och interaktionen mellan molekyler, vilket orsakar en signifikant ökning av viskositeten.
Temperatur: Viskositeten hos HPMC -lösningar är mycket känslig för temperaturen. I allmänhet, när temperaturen ökar, kommer viskositeten hos HPMC -lösningen att minska. Detta beror på ökad temperatur som leder till ökad molekylrörelse och försvagade intermolekylära interaktioner. Det bör noteras att HPMC med olika grader av substitution och molekylvikt har olika känslighet för temperaturen.
Skjuvhastighet: HPMC -lösningar uppvisar pseudoplastiska (skjuvtunnande) beteende, dvs. viskositeten är högre vid låga skjuvhastigheter och minskar med höga skjuvhastigheter. Detta beteende beror på skjuvkrafter som justerar molekylkedjor längs skjuvriktningen och därmed minskar förvirringarna och interaktioner mellan molekyler.
3. Faktorer som påverkar HPMC -viskositet
Molekylvikt: Molekylvikten för HPMC är en av de viktigaste faktorerna som bestämmer dess viskositet. Generellt sett, ju större molekylvikt, desto högre är lösningens viskositet. Detta beror på att HPMC -molekyler med hög molekylvikt är mer benägna att bilda intrasslade nätverk och därmed öka den inre friktionen av lösningen.
Grad av substitution och substituentfördelning: Antalet och distributionen av metoxi och hydroxipropylsubstituenter i HPMC påverkar också dess viskositet. Generellt sett, ju högre graden av metoxysubstitution (DS), desto lägre är viskositeten hos HPMC, eftersom införandet av metoxysubstituenter kommer att minska vätebindningskraften mellan molekyler. Införandet av hydroxipropylsubstituenter kommer att öka intermolekylära interaktioner och därmed öka viskositeten. Dessutom hjälper den enhetliga fördelningen av substituenter att bilda ett stabilt lösningssystem och öka lösningens viskositet.
pH-värdet för lösningen: Även om HPMC är en icke-jonisk polymer och dess viskositet inte är känslig för förändringar i pH-värdet för lösningen, kan extrema pH-värden (mycket sur eller mycket alkalisk) orsaka nedbrytning av molekylstrukturen för HPMC, vilket påverkar viskositeten.
4. Applikationsfält i HPMC
På grund av dess utmärkta viskositetsegenskaper används HPMC allmänt inom många områden:
Byggnadsmaterial: I byggnadsmaterial används HPMC som en förtjockningsmedel och vattenhållningsmedel för att förbättra konstruktionsprestanda och öka sprickmotståndet.
Läkemedelsindustrin: I läkemedelsindustrin används HPMC som ett bindemedel för surfplattor, ett filmbildande medel för kapslar och en bärare för läkemedel med hållbart frisättning.
Livsmedelsindustri: HPMC används som förtjockningsmedel och stabilisator i livsmedelsindustrin för produktion av glass, gelé och mejeriprodukter.
Dagliga kemiska produkter: I dagliga kemiska produkter används HPMC som förtjockningsmedel och stabilisator för produktion av schampo, duschgel, tandkräm, etc.
Viskositetsegenskaperna för HPMC är grunden för dess utmärkta prestanda i olika applikationer. Genom att kontrollera molekylvikten, graden av substitution och lösningsförhållanden för HPMC kan dess viskositet justeras för att tillgodose olika tillämpningsbehov. I framtiden kommer en djupgående forskning om förhållandet mellan HPMC-molekylstruktur och viskositet att hjälpa till att utveckla HPMC-produkter med bättre prestanda och ytterligare utöka sina applikationsfält.
Posttid: JUL-20-2024