Гідроксипропіл метилцелюлоза (HPMC) -неіонна водорозчинна полімерна сполука, отримана хімічною модифікацією природної целюлози. Він широко використовується в харчовій, медицині, косметиці та будівельній промисловості, особливо як клей, загусник, емульгатор та призупиний засіб у фармацевтичних препаратах. У процесі застосування характеристики в'язкості водного розчину HPMC мають вирішальне значення для його продуктивності в різних сферах.
1. Структура та властивості гідроксипропіл метилцелюлози
Молекулярна структура HPMC містить дві заступницькі групи, гідроксипропіл (-Ch₂Чеч₃) і метил (-оч₃), що робить його хорошою розчинністю та здатністю до модифікації. Молекулярний ланцюг HPMC має певну жорстку структуру, але він також може утворювати тривимірну мережеву структуру у водному розчині, що призводить до збільшення в'язкості. Його молекулярна маса, тип замісника та ступінь заміщення (тобто ступінь гідроксипропілу та метилу заміни кожної одиниці) мають важливий вплив на в'язкість розчину.
2. Характеристики в'язкості водного розчину
Характеристики в'язкості водного розчину HPMC тісно пов'язані з такими факторами, як концентрація, молекулярна маса, температура та значення рН розчинника. Як правило, в'язкість водного розчину HPMC збільшується зі збільшенням його концентрації. Його в'язкість демонструє ненаутонівську реологічну поведінку, тобто зі збільшенням швидкості зсуву, в'язкість розчину поступово зменшується, демонструючи явище проріджування зсуву.
(1) Вплив концентрації
Існує певний зв’язок між в'язкістю водного розчину HPMC та його концентрацією. Зі збільшенням концентрації HPMC молекулярні взаємодії у водному розчині посилюються, а заплутування та з'єркування молекулярних ланцюгів збільшуються, що призводить до збільшення в'язкості розчину. При менших концентраціях в'язкість водного розчину HPMC лінійно збільшується зі збільшенням концентрації, але при більш високих концентраціях зростання в'язкості розчину має тенденцію до плоского та досягає стабільного значення.
(2) Вплив молекулярної маси
Молекулярна маса HPMC безпосередньо впливає на в'язкість його водного розчину. HPMC з більшою молекулярною масою має більш тривалі молекулярні ланцюги і може утворювати більш складну тривимірну мережеву структуру у водному розчині, що призводить до більшої в'язкості. На відміну від цього, HPMC з нижчою молекулярною масою має слабкішу мережу та меншу в'язкість завдяки коротшому молекулярному ланцюгах. Тому при застосуванні дуже важливо вибрати HPMC з відповідною молекулярною масою для досягнення ідеального ефекту в'язкості.
(3) Вплив температури
Температура є важливим фактором, що впливає на в'язкість водного розчину HPMC. Зі збільшенням температури рухом молекул води посилюється і в'язкість розчину зазвичай зменшується. Це пояснюється тим, що коли температура підвищується, свобода молекулярного ланцюга HPMC збільшується, а взаємодія між молекулами слабшає, тим самим зменшуючи в'язкість розчину. Однак реакція HPMC від різних партій або брендів на температуру також може змінюватись, тому температури повинні бути відрегульовані відповідно до конкретних вимог до застосування.
(4) Вплив значення pH
Сам HPMC є неіонною сполукою, а в'язкість його водного розчину чутлива до змін рН. Незважаючи на те, що HPMC демонструє відносно стабільні характеристики в'язкості в кислих або нейтральних середовищах, розчинність та в'язкість HPMC будуть впливати в надзвичайно кислі або лужні середовища. Наприклад, за сильних кислотних або сильних лужних умов молекули HPMC можуть бути частково деградовані, тим самим зменшуючи в'язкість його водного розчину.
3. Реологічний аналіз характеристик в'язкості водного розчину HPMC
Реологічна поведінка водного розчину HPMC зазвичай демонструє ненатонівські характеристики рідини, що означає, що його в'язкість пов'язана не лише з такими факторами, як концентрація розчину та молекулярна маса, але й швидкість зсуву. Взагалі кажучи, при низьких швидкостях зсуву водний розчин HPMC демонструє більш високу в'язкість, тоді як зі збільшенням швидкості зсуву в'язкість зменшується. Таку поведінку називають "стоншенням зсуву" або "проріджуванням зсуву" і є дуже важливим у багатьох практичних застосуванні. Наприклад, у полях покриттів, фармацевтичних препаратів, переробки харчових продуктів тощо, характеристики витончення зсуву HPMC можуть забезпечити підтримку високої в'язкості під час низькошвидкісних застосувань, і він може протікати легше в умовах зсуву високошвидкісних.
4. Інші фактори, що впливають на в'язкість водного розчину HPMC
(1) Вплив солі
Додавання сольових розчин (наприклад, хлорид натрію) може підвищити в'язкість водного розчину HPMC. Це пояснюється тим, що сіль може посилити взаємодію між молекулами, змінюючи іонну міцність розчину, так що молекули HPMC утворюють більш компактну мережеву структуру, тим самим збільшуючи в'язкість. Однак вплив типу солі та концентрації на в'язкість також потрібно відрегулювати відповідно до конкретних обставин.
(2) Вплив інших добавок
Додавання інших добавок (таких як поверхнево -активні речовини, полімери тощо) до водного розчину HPMC також вплине на в'язкість. Наприклад, поверхнево -активні речовини можуть зменшити в'язкість HPMC, особливо коли концентрація ПАР висока. Крім того, певні полімери або частинки також можуть взаємодіяти з HPMC та змінювати реологічні властивості його розчину.
Характеристики в'язкостігідроксипропіл метилцелюлоза Водні розчин впливають на багато факторів, включаючи концентрацію, молекулярну масу, температуру, значення рН тощо. Водний розчин HPMC зазвичай виявляє ненатоніанські реологічні властивості, має хороші потовщення та зсувні проріджування, і широко використовується в різних промислових та фармацевтичних полях. Розуміння та оволодіння цими характеристиками в'язкості допоможе оптимізувати використання HPMC в різних додатках. У практичних програмах відповідний тип HPMC та умови процесу слід вибрати відповідно до конкретних потреб для отримання ідеальної в'язкості та реологічних властивостей.
Час посади: 01-2025