Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là một dẫn xuất ether cellulose quan trọng đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp vì tính chất vật lý và hóa học độc đáo của nó. Các thuộc tính độ nhớt của nó là một trong những thuộc tính quan trọng nhất của HPMC, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của nó trong các ứng dụng khác nhau.
1. Thuộc tính cơ bản của HPMC
HPMC là một ether cellulose không ion thu được bằng cách thay thế một phần của các nhóm hydroxyl (mậtOH) trong phân tử cellulose bằng các nhóm methoxy (mật3) và các nhóm hydroxypropyl (Nottoch2ch (OH) CH3). Nó có độ hòa tan tốt trong nước và một số dung môi hữu cơ, tạo thành các dung dịch keo trong suốt. Độ nhớt của HPMC chủ yếu được xác định bởi trọng lượng phân tử, mức độ thay thế (DS, mức độ thay thế) và phân phối thay thế.
2. Xác định độ nhớt của HPMC
Độ nhớt của các dung dịch HPMC thường được đo bằng độ nhớt quay hoặc nhớt kế mao quản. Khi đo, cần chú ý đến nồng độ, nhiệt độ và tốc độ cắt của dung dịch, vì các yếu tố này có thể ảnh hưởng đáng kể đến giá trị độ nhớt.
Nồng độ dung dịch: Độ nhớt của HPMC tăng khi tăng nồng độ dung dịch. Khi nồng độ của dung dịch HPMC thấp hơn, sự tương tác giữa các phân tử yếu hơn và độ nhớt thấp hơn. Khi nồng độ tăng lên, sự vướng víu và tương tác giữa các phân tử tăng lên, gây ra sự gia tăng đáng kể độ nhớt.
Nhiệt độ: Độ nhớt của các dung dịch HPMC rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nói chung, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của dung dịch HPMC sẽ giảm. Điều này là do nhiệt độ tăng dẫn đến tăng chuyển động phân tử và tương tác liên phân tử suy yếu. Cần lưu ý rằng HPMC với các mức độ thay thế và trọng lượng phân tử khác nhau có độ nhạy khác nhau với nhiệt độ.
Tốc độ cắt: Các giải pháp HPMC thể hiện hành vi giả (cắt mỏng), tức là độ nhớt cao hơn ở tốc độ cắt thấp và giảm ở tốc độ cắt cao. Hành vi này là do các lực cắt sắp xếp chuỗi phân tử dọc theo hướng cắt, do đó làm giảm các vướng mắc và tương tác giữa các phân tử.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt HPMC
Trọng lượng phân tử: Trọng lượng phân tử của HPMC là một trong những yếu tố chính quyết định độ nhớt của nó. Nói chung, trọng lượng phân tử càng lớn, độ nhớt của dung dịch càng cao. Điều này là do các phân tử HPMC có trọng lượng phân tử cao có nhiều khả năng hình thành các mạng vướng mắc, do đó làm tăng ma sát bên trong của dung dịch.
Mức độ thay thế và phân bố thế: số lượng và phân phối của các nhóm thế methoxy và hydroxypropyl trong HPMC cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nó. Nói chung, mức độ thay thế methoxy (DS) càng cao, độ nhớt của HPMC càng thấp, vì sự ra đời của các nhóm thế methoxy sẽ làm giảm lực liên kết hydro giữa các phân tử. Sự ra đời của các nhóm thế hydroxypropyl sẽ làm tăng các tương tác liên phân tử, do đó làm tăng độ nhớt. Ngoài ra, sự phân bố đồng đều của các nhóm thế giúp hình thành một hệ thống giải pháp ổn định và tăng độ nhớt của dung dịch.
Giá trị pH của dung dịch: Mặc dù HPMC là polymer không ion và độ nhớt của nó không nhạy cảm với những thay đổi về giá trị pH của dung dịch, giá trị pH cực (rất axit hoặc rất kiềm) có thể gây ra sự suy giảm cấu trúc phân tử của HPMC, do đó ảnh hưởng đến độ nhớt.
4. Các trường ứng dụng của HPMC
Do đặc điểm độ nhớt tuyệt vời của nó, HPMC được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
Vật liệu xây dựng: Trong vật liệu xây dựng, HPMC được sử dụng làm chất làm đặc và chất giữ nước để cải thiện hiệu suất xây dựng và tăng khả năng chống nứt.
Ngành công nghiệp dược phẩm: Trong ngành dược phẩm, HPMC được sử dụng làm chất kết dính cho máy tính bảng, một tác nhân tạo phim cho viên nang và chất mang cho thuốc giải phóng bền vững.
Ngành công nghiệp thực phẩm: HPMC được sử dụng làm chất làm đặc và chất ổn định trong ngành công nghiệp thực phẩm để sản xuất kem, thạch và các sản phẩm sữa.
Các sản phẩm hóa học hàng ngày: Trong các sản phẩm hóa học hàng ngày, HPMC được sử dụng làm chất làm đặc và chất ổn định để sản xuất dầu gội, sữa tắm, kem đánh răng, v.v.
Các đặc điểm độ nhớt của HPMC là cơ sở cho hiệu suất tuyệt vời của nó trong các ứng dụng khác nhau. Bằng cách kiểm soát trọng lượng phân tử, mức độ thay thế và điều kiện giải pháp của HPMC, độ nhớt của nó có thể được điều chỉnh để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng khác nhau. Trong tương lai, nghiên cứu chuyên sâu về mối quan hệ giữa cấu trúc phân tử HPMC và độ nhớt sẽ giúp phát triển các sản phẩm HPMC với hiệu suất tốt hơn và mở rộng hơn nữa các trường ứng dụng của nó.
Thời gian đăng: Tháng 7-20-2024