Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสอีเธอร์ที่สำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาอุตสาหกรรมหลายแห่งเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ คุณสมบัติความหนืดของมันเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของ HPMC ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันต่างๆ
1. คุณสมบัติพื้นฐานของ HPMC
HPMC เป็นอีเธอร์เซลลูโลสที่ไม่ได้รับจากการแทนที่ส่วนหนึ่งของกลุ่มไฮดรอกซิล (–OH) ในโมเลกุลเซลลูโลสกับกลุ่ม methoxy (–OCH3) และกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิล (–OCH2CH (OH) CH3) มันมีความสามารถในการละลายที่ดีในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์บางตัวสร้างสารละลายคอลลอยด์โปร่งใส ความหนืดของ HPMC ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยน้ำหนักโมเลกุลระดับของการทดแทน (DS, ระดับของการทดแทน) และการกระจายแบบ substituent
2. การกำหนดความหนืดของ HPMC
ความหนืดของโซลูชัน HPMC มักจะวัดโดยใช้เครื่องหนืดแบบหมุนหรือเครื่องหนืดของเส้นเลือดฝอย เมื่อทำการวัดความสนใจจะต้องจ่ายให้กับความเข้มข้นอุณหภูมิและอัตราการเฉือนของสารละลายเนื่องจากปัจจัยเหล่านี้อาจส่งผลกระทบต่อค่าความหนืดอย่างมีนัยสำคัญ
ความเข้มข้นของสารละลาย: ความหนืดของ HPMC เพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของสารละลายเพิ่มขึ้น เมื่อความเข้มข้นของสารละลาย HPMC ต่ำกว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลจะอ่อนแอลงและความหนืดต่ำกว่า เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นการพัวพันและปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลจะเพิ่มขึ้นทำให้เกิดความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
อุณหภูมิ: ความหนืดของโซลูชัน HPMC มีความไวต่ออุณหภูมิมาก โดยทั่วไปเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความหนืดของสารละลาย HPMC จะลดลง นี่เป็นเพราะอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนไหวของโมเลกุลที่เพิ่มขึ้นและการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอลง ควรสังเกตว่า HPMC ที่มีระดับการทดแทนและน้ำหนักโมเลกุลต่างกันมีความไวต่ออุณหภูมิแตกต่างกัน
อัตราการเฉือน: HPMC Solutions แสดงพฤติกรรม pseudoplastic (การทำให้ผอมบาง) เช่นความหนืดสูงขึ้นในอัตราการเฉือนต่ำและลดลงในอัตราการเฉือนสูง พฤติกรรมนี้เกิดจากแรงเฉือนที่จัดแนวโซ่โมเลกุลตามทิศทางแรงเฉือนซึ่งจะช่วยลดสิ่งกีดขวางและปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล
3. ปัจจัยที่มีผลต่อความหนืดของ HPMC
น้ำหนักโมเลกุล: น้ำหนักโมเลกุลของ HPMC เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่กำหนดความหนืด โดยทั่วไปยิ่งน้ำหนักโมเลกุลมีขนาดใหญ่เท่าใดความหนืดของสารละลายก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น นี่เป็นเพราะโมเลกุล HPMC ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นเครือข่ายที่ยุ่งเหยิงซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงเสียดทานภายในของสารละลาย
ระดับของการทดแทนและการกระจายแบบย่อย: จำนวนและการกระจายของ methoxy และ hydroxypropyl substituents ใน HPMC ยังส่งผลกระทบต่อความหนืดของมัน โดยทั่วไปแล้วระดับการทดแทน methoxy (DS) ที่สูงขึ้นความหนืดของ HPMC ก็จะลดลงเนื่องจากการแนะนำของสารย่อย methoxy จะลดแรงพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล การแนะนำของ substituents hydroxypropyl จะเพิ่มการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลซึ่งจะเพิ่มความหนืด นอกจากนี้การกระจายตัวที่สม่ำเสมอของ substituents ช่วยในการสร้างระบบโซลูชันที่มีเสถียรภาพและเพิ่มความหนืดของสารละลาย
ค่า pH ของการแก้ปัญหา: แม้ว่า HPMC จะเป็นโพลีเมอร์ที่ไม่ใช่ไอออนิกและความหนืดของมันไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของสารละลายค่า pH ที่รุนแรง (เป็นกรดมากหรือเป็นด่างมาก) อาจทำให้เกิดการสลายตัวของโครงสร้างโมเลกุลของ HPMC ซึ่งส่งผลต่อความหนืด
4. ฟิลด์แอปพลิเคชันของ HPMC
เนื่องจากลักษณะความหนืดที่ยอดเยี่ยม HPMC จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา:
วัสดุก่อสร้าง: ในวัสดุก่อสร้าง HPMC ถูกใช้เป็นสารขจัดคราบน้ำและสารยึดน้ำเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและเพิ่มความต้านทานรอยร้าว
อุตสาหกรรมยา: ในอุตสาหกรรมยา HPMC ใช้เป็นสารยึดเกาะสำหรับแท็บเล็ตตัวแทนการขึ้นรูปภาพยนตร์สำหรับแคปซูลและผู้ให้บริการสำหรับยาเสพติดที่ปล่อยออกมาอย่างยั่งยืน
อุตสาหกรรมอาหาร: HPMC ใช้เป็นเครื่องเพิ่มความหนาและความเสถียรในอุตสาหกรรมอาหารสำหรับการผลิตไอศครีมเจลลี่และผลิตภัณฑ์นม
ผลิตภัณฑ์เคมีรายวัน: ในผลิตภัณฑ์เคมีทุกวัน HPMC ใช้เป็นเครื่องข้นและโคลงสำหรับการผลิตแชมพูเจลอาบน้ำยาสีฟัน ฯลฯ
ลักษณะความหนืดของ HPMC เป็นพื้นฐานสำหรับประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้งานต่างๆ ด้วยการควบคุมน้ำหนักโมเลกุลระดับการทดแทนและเงื่อนไขการแก้ปัญหาของ HPMC ทำให้ความหนืดของมันสามารถปรับได้เพื่อตอบสนองความต้องการแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน ในอนาคตการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างโมเลกุล HPMC และความหนืดจะช่วยในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ HPMC ด้วยประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและขยายเขตข้อมูลแอปพลิเคชันต่อไป
เวลาโพสต์: ก.ค. 20-2024