Гідроксипропіл метилцелюлоза (HPMC) є важливим похідним ефіром целюлози, яка широко використовувалася в багатьох промислових полях через його унікальні фізичні та хімічні властивості. Його властивості в'язкості є однією з найважливіших властивостей HPMC, що безпосередньо впливає на його ефективність у різних програмах.
1. Основні властивості HPMC
HPMC - це неіонний целюлозний ефір, отриманий шляхом заміни частини гідроксильних груп (–OH) в молекулі целюлози на метокси -групи (–OCH3) та гідроксипропілі (–OCH2CH (OH) CH3). Він має хорошу розчинність у воді та деякі органічні розчинники, утворюючи прозорі колоїдні розчини. В'язкість HPMC в основному визначається його молекулярною масою, ступенем заміщення (DS, ступенем заміщення) та розподілом замінників.
2. Визначення в'язкості HPMC
В'язкість розчинів HPMC зазвичай вимірюється за допомогою ротаційного віскозиметра або капілярного віскометра. При вимірюванні слід звернути увагу на концентрацію, температуру та швидкість зсуву розчину, оскільки ці фактори можуть суттєво вплинути на значення в'язкості.
Концентрація розчину: в'язкість HPMC збільшується зі збільшенням концентрації розчину. Коли концентрація розчину HPMC нижча, взаємодія між молекулами слабша, а в'язкість нижча. Зі збільшенням концентрації збільшуються заплутування та взаємодія між молекулами, що спричиняє значне збільшення в'язкості.
Температура: в'язкість розчинів HPMC дуже чутлива до температури. Як правило, зі збільшенням температури в'язкість розчину HPMC зменшиться. Це пояснюється підвищеною температурою, що призводить до збільшення молекулярного руху та ослаблених міжмолекулярних взаємодій. Слід зазначити, що HPMC з різним ступенем заміщення та молекулярної маси має різну чутливість до температури.
Швидкість зсуву: розчини HPMC виявляють псевдопластичну (проріджування зсуву), тобто в'язкість вища при низьких швидкостях зсуву і зменшується при високих швидкостях зсуву. Така поведінка обумовлена зсувними силами, які вирівнюють молекулярні ланцюги по напрямку зсуву, тим самим зменшуючи заплутування та взаємодію між молекулами.
3. Фактори, що впливають на в'язкість HPMC
Молекулярна маса: Молекулярна маса HPMC є одним із ключових факторів, що визначають його в'язкість. Взагалі, чим більша молекулярна маса, тим вище в'язкість розчину. Це пояснюється тим, що молекули HPMC з високою молекулярною масою швидше утворюють заплутані мережі, тим самим збільшуючи внутрішнє тертя розчину.
Ступінь заміщення та розподілу замісників: кількість та розподіл метокси та гідроксипропілу в HPMC також впливають на його в'язкість. Як правило, чим вища ступінь заміщення метокси (DS), тим нижча в'язкість HPMC, оскільки введення метокси -заступників зменшить силу зв'язування водню між молекулами. Введення гідроксипропілу замінить міжмолекулярні взаємодії, тим самим збільшуючи в'язкість. Крім того, рівномірний розподіл замінників допомагає утворити стабільну систему розчину та збільшити в'язкість розчину.
Значення рН розчину: хоча HPMC є неіонним полімером, і його в'язкість не чутлива до змін значення рН розчину, екстремальні значення рН (дуже кислої або дуже лужної) можуть спричинити деградацію молекулярної структури HPMC, таким чином, впливає на в'язкість.
4. Поля застосування HPMC
Завдяки чудовим характеристикам в'язкості, HPMC широко використовується у багатьох полях:
Будівельні матеріали: У будівельних матеріалах HPMC використовується як загусник та утримання води для поліпшення продуктивності будівництва та підвищення стійкості до тріщин.
Фармацевтична промисловість: У фармацевтичній промисловості HPMC використовується як сполучна для таблеток, плівковий агент для капсул та носія для наркотиків з вивільненням.
Харчова промисловість: HPMC використовується як загусник та стабілізатор у харчовій промисловості для виробництва морозива, желе та молочних продуктів.
Щоденні хімічні продукти: У щоденних хімічних продуктах HPMC використовується як загусник і стабілізатор для виробництва шампуню, гелю для душу, зубної пасти тощо.
Характеристики в'язкості HPMC є основою для його відмінних показників у різних програмах. Контролюючи молекулярну масу, ступінь заміщення та умови розчину HPMC, його в'язкість може бути відрегульована для задоволення різних потреб застосування. Надалі поглиблені дослідження взаємозв'язку між молекулярною структурою HPMC та в'язкістю допоможуть розробити продукти HPMC з кращою продуктивністю та подальше розширити поля застосування.
Час посади: липень-20-2024