Hydroksypropylo -metyloceluloza (HPMC) jest ważną pochodną eteru celulozy, która była szeroko stosowana w wielu dziedzinach przemysłowych ze względu na unikalne właściwości fizyczne i chemiczne. Jego właściwości lepkości są jedną z najważniejszych właściwości HPMC, bezpośrednio wpływającego na jego wydajność w różnych zastosowaniach.
1. Podstawowe właściwości HPMC
HPMC jest niejonowym eterem celulozowym uzyskanym przez zastąpienie części grup hydroksylowych (–OH) w cząsteczce celulozy z grupami metoksy (–OCH3) i grup hydroksypropylowych (–OCH2CH (OH) CH3). Ma dobrą rozpuszczalność w wodzie i niektóre rozpuszczalniki organiczne, tworząc przezroczyste roztwory koloidalne. Lepkość HPMC zależy głównie przez jego masę cząsteczkową, stopień podstawienia (DS, stopień podstawienia) i rozmieszczenie podstawników.
2. Określenie lepkości HPMC
Lepkość roztworów HPMC jest zwykle mierzona za pomocą wiskozymetru obrotowego lub wiskozymetru kapilarnego. Podczas pomiaru należy zwrócić uwagę na stężenie, temperaturę i szybkość ścinania roztworu, ponieważ czynniki te mogą znacząco wpłynąć na wartość lepkości.
Stężenie roztworu: lepkość HPMC wzrasta wraz ze wzrostem stężenia roztworu. Gdy stężenie roztworu HPMC jest niższe, interakcja między cząsteczkami jest słabsza, a lepkość jest niższa. Wraz ze wzrostem stężenia wzrasta splątanie i interakcja między cząsteczkami, co powoduje znaczny wzrost lepkości.
Temperatura: Lepkość roztworów HPMC jest bardzo wrażliwa na temperaturę. Zasadniczo, wraz ze wzrostem temperatury, lepkość roztworu HPMC spadnie. Wynika to ze zwiększonej temperatury prowadzącej do zwiększonego ruchu cząsteczkowego i osłabionych interakcji międzycząsteczkowych. Należy zauważyć, że HPMC o różnych stopniach podstawienia i masa cząsteczkowa mają różną wrażliwość na temperaturę.
Szybkość ścinania: Rozwiązania HPMC wykazują zachowanie pseudoplastyczne (przerzedzanie ścinania), tj. Lepkość jest wyższa przy niskich szybkościach ścinania i zmniejsza się przy wysokich szybkościach ścinania. To zachowanie wynika z sił ścinających, które wyrównują łańcuchy molekularne wzdłuż kierunku ścinania, zmniejszając w ten sposób uwikłania i interakcje między cząsteczkami.
3. Czynniki wpływające na lepkość HPMC
Masa cząsteczkowa: Masa cząsteczkowa HPMC jest jednym z kluczowych czynników, które określają jego lepkość. Ogólnie rzecz biorąc, im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość roztworu. Wynika to z faktu, że cząsteczki HPMC o dużej masie cząsteczkowej częściej tworzą sieci zaplątane, zwiększając w ten sposób wewnętrzne tarcie roztworu.
Stopień podstawienia i rozkładu podstawnika: liczba i rozkład podstawników metoksy i hydroksypropylowych w HPMC również wpływają na jego lepkość. Zasadniczo im wyższy stopień podstawienia metoksy (DS), tym niższa lepkość HPMC, ponieważ wprowadzenie podstawników metoksy zmniejszy siłę wiązania wodorowego między cząsteczkami. Wprowadzenie podstawników hydroksypropylowych zwiększy interakcje międzycząsteczkowe, zwiększając w ten sposób lepkość. Ponadto jednolity rozkład podstawników pomaga utworzyć stabilny układ roztworu i zwiększyć lepkość roztworu.
Wartość pH roztworu: Chociaż HPMC jest polimerem niejonowym, a jego lepkość nie jest wrażliwa na zmiany wartości pH roztworu, ekstremalne wartości pH (bardzo kwaśne lub bardzo alkaliczne) mogą powodować degradację struktury cząsteczkowej HPMC, co wpływa na lepkość.
4. Pola aplikacji HPMC
Ze względu na doskonałe charakterystykę lepkości HPMC jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach:
Materiały budowlane: W materiałach budowlanych HPMC jest wykorzystywany jako agent oczyszczający i zatrzymujący wodę w celu poprawy wydajności budowy i zwiększenia odporności na pęknięcia.
Przemysł farmaceutyczny: W branży farmaceutycznej HPMC jest stosowany jako spoiwo do tablet, czynnik tworzenia filmów do kapsułek i przewoźnika do leków z trwałym uwalnianiem.
Przemysł spożywczy: HPMC jest wykorzystywany jako zagęszczacz i stabilizator w przemyśle spożywczym do produkcji lodów, galaretki i produktów mlecznych.
Codzienne produkty chemiczne: W codziennych produktach chemicznych HPMC jest stosowany jako zagęszczacz i stabilizator do produkcji szamponu, żelu pod prysznic, pasty do zębów itp.
Charakterystyka lepkości HPMC jest podstawą jej doskonałej wydajności w różnych zastosowaniach. Kontrolując masę cząsteczkową, stopień podstawienia i warunki roztworu HPMC, jego lepkość można dostosować, aby zaspokoić różne potrzeby zastosowania. W przyszłości dogłębne badania dotyczące związku między strukturą molekularną HPMC i lepkości pomogą opracować produkty HPMC o lepszej wydajności i dalsze rozszerzenie jego pól zastosowań.
Czas po: 20-2024 lipca