Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ)— гэта неіённы, растваральны ў вадзе змяшаны эфір цэлюлозы. Знешні выгляд — белы або злёгку жоўты парашок або грануляваны матэрыял, без смаку і паху, нетаксічны, хімічна стабільны, раствараецца ў вадзе, утвараючы гладкі, празрысты і глейкі раствор. Адной з найважнейшых уласцівасцей гідраксіпрапілметылцэлюлозы пры ўжыванні з'яўляецца тое, што яна павялічвае глейкасць вадкасці. Эфект загушчэння залежыць ад ступені палімерызацыі (СП) прадукту, канцэнтрацыі эфіру цэлюлозы ў водным растворы, хуткасці зруху і тэмпературы раствора. А таксама ад іншых фактараў.
01
Вадкі тып воднага раствора ГПМЦ
Увогуле, напружанне вадкасці ў зрухавым патоку можна выразіць як функцыю толькі хуткасці зруху ƒ(γ), пакуль яно не залежыць ад часу. У залежнасці ад формы ƒ(γ), вадкасці можна падзяліць на розныя тыпы, а менавіта: ньютанаўскія вадкасці, дылатантныя вадкасці, псеўдапластычныя вадкасці і пластычныя вадкасці Бінгема.
Эфіры цэлюлозы падзяляюцца на дзве катэгорыі: адна — неіённыя эфіры цэлюлозы, а другая — іённыя эфіры цэлюлозы. Што тычыцца рэалогіі гэтых двух тыпаў эфіраў цэлюлозы, С. К. Найк і інш. правялі ўсебаковае і сістэматычнае параўнальнае даследаванне раствораў гідраксіэтылцэлюлозы і натрыевай солі карбаксіметылцэлюлозы. Вынікі паказалі, што як неіённыя растворы эфіраў цэлюлозы, так і іённыя растворы эфіраў цэлюлозы былі псеўдапластычнымі. Патокі, г.зн. неньютаўнаўскія патокі, набліжаюцца да ньютаўнаўскіх вадкасцей толькі пры вельмі нізкіх канцэнтрацыях. Псеўдапластычнасць раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы адыгрывае важную ролю ў яго ўжыванні. Напрыклад, пры ўжыванні ў пакрыццях, з-за характарыстык разрэджвання пры зруху водных раствораў, глейкасць раствора памяншаецца са павелічэннем хуткасці зруху, што спрыяе раўнамернаму размеркаванню часціц пігмента, а таксама павялічвае цякучасць пакрыцця. Эфект вельмі вялікі; у стане спакою глейкасць раствора адносна вялікая, што эфектыўна прадухіляе адклад часціц пігмента ў пакрыцці.
02
Метад выпрабавання глейкасці ГПМЦ
Важным паказчыкам для вымярэння загушчальнага эфекту гідраксіпрапілметылцэлюлозы з'яўляецца бачная глейкасць воднага раствора. Метады вымярэння бачнай глейкасці звычайна ўключаюць метад капілярнай глейкасці, метад ратацыйнай глейкасці і метад глейкасці падаючага шарыка.
дзе: — бачная глейкасць, мПа·с; K — пастаянная вісказіметра; d — шчыльнасць узору раствора пры тэмпературы 20/20°C; t — час праходжання раствора праз верхнюю частку вісказіметра да ніжняй адзнакі, с; вымяраецца час праходжання стандартнага алею праз вісказіметр.
Аднак метад вымярэння капілярным вісказіметрам больш складаны. Вязкасць многіхэфіры цэлюлозыцяжка аналізаваць з дапамогай капілярнага вісказіметра, бо гэтыя растворы ўтрымліваюць слядовыя колькасці нерастваральных рэчываў, якія выяўляюцца толькі пры блакаванні капілярнага вісказіметра. Таму большасць вытворцаў выкарыстоўваюць ратацыйныя вісказіметры для кантролю якасці гідраксіпрапілметылцэлюлозы. Вісказіметры Брукфілда звычайна выкарыстоўваюцца ў замежных краінах, а вісказіметры NDJ — у Кітаі.
03
Фактары, якія ўплываюць на глейкасць ГПМЦ
3.1 Сувязь са ступенню агрэгацыі
Калі іншыя параметры застаюцца нязменнымі, глейкасць раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы прапарцыйная ступені палімерызацыі (СП) або малекулярнай масе, або даўжыні малекулярнага ланцуга, і павялічваецца з павелічэннем ступені палімерызацыі. Гэты эфект больш выяўлены ў выпадку нізкай ступені палімерызацыі, чым у выпадку высокай ступені палімерызацыі.
3.2 Сувязь паміж глейкасцю і канцэнтрацыяй
Вязкасць гідраксіпрапілметылцэлюлозы павялічваецца з павелічэннем канцэнтрацыі прадукту ў водным растворы. Нават невялікая змена канцэнтрацыі прывядзе да значнай змены глейкасці. Пры намінальнай глейкасці гідраксіпрапілметылцэлюлозы ўплыў змены канцэнтрацыі раствора на глейкасць раствора ўсё больш відавочны.
3.3 Сувязь паміж глейкасцю і хуткасцю зруху
Водны раствор гідраксіпрапілметылцэлюлозы мае ўласцівасць разрэджвацца пры зруху. Гідраксіпрапілметылцэлюлозу з рознай намінальнай глейкасцю рыхтуюць у выглядзе 2% воднага раствора, і адпаведна вымяраюць яе глейкасць пры розных хуткасцях зруху. Вынікі наступныя: як паказана на малюнку. Пры нізкай хуткасці зруху глейкасць раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы істотна не змяняецца. З павелічэннем хуткасці зруху глейкасць раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы з больш высокай намінальнай глейкасцю зніжаецца больш прыкметна, у той час як раствор з нізкай глейкасцю прыкметна не зніжаецца.
3.4 Сувязь паміж глейкасцю і тэмпературай
Вязкасць раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы значна залежыць ад тэмпературы. З павышэннем тэмпературы глейкасць раствора памяншаецца. Як паказана на малюнку, яго рыхтуюць у выглядзе воднага раствора з канцэнтрацыяй 2%, і вымяраюць змяненне глейкасці з павышэннем тэмпературы.
3.5 Іншыя фактары ўплыву
На глейкасць воднага раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы таксама ўплываюць дабаўкі ў растворы, значэнне pH раствора і мікробная дэградацыя. Звычайна, каб палепшыць характарыстыкі глейкасці або знізіць кошт выкарыстання, неабходна дадаць у водны раствор гідраксіпрапілметылцэлюлозы мадыфікатары рэалогіі, такія як гліна, мадыфікаваная гліна, палімерны парашок, эфір крухмалу і аліфатычны сапалімер. У водны раствор можна таксама дадаваць электраліты, такія як хларыд, брамід, фасфат, нітрат і г.д. Гэтыя дабаўкі ўплываюць не толькі на глейкасць воднага раствора, але і на іншыя ўласцівасці гідраксіпрапілметылцэлюлозы, такія як утрыманне вады, устойлівасць да прагіну і г.д.
Вязкасць воднага раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы практычна не залежыць ад кіслот і шчолачаў і звычайна стабільная ў дыяпазоне ад 3 да 11. Яна можа вытрымліваць пэўную колькасць слабых кіслот, такіх як мурашыная кіслата, воцатная кіслата, фосфарная кіслата, борная кіслата, цытрынавая кіслата і г.д. Аднак канцэнтраваная кіслата зніжае глейкасць. Але каўстычная сода, гідраксід калію, вапнавая вада і г.д. мала на яе ўплываюць. У параўнанні з іншымі эфірамі цэлюлозы,гідраксіпрапілметылцэлюлозаВодны раствор мае добрую антымікробную стабільнасць, асноўная прычына ў тым, што гідраксіпрапілметылцэлюлоза мае гідрафобныя групы з высокай ступенню замяшчэння і стэрычнымі перашкодамі груп. Аднак, паколькі рэакцыя замяшчэння звычайна нераўнамерная, незамешчаная ангідраглюкозная адзінка найбольш лёгка разбураецца мікраарганізмамі, што прыводзіць да дэградацыі малекул эфіру цэлюлозы і разрыву ланцуга. Эфект заключаецца ў тым, што бачная глейкасць воднага раствора зніжаецца. Пры неабходнасці захоўвання воднага раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы на працягу доўгага часу рэкамендуецца дадаць слядоўную колькасць супрацьгрыбковага агента, каб глейкасць не змянялася істотна. Пры выбары супрацьгрыбковых сродкаў, кансервантаў або фунгіцыдаў варта звярнуць увагу на бяспеку і выбіраць прадукты, якія не з'яўляюцца таксічнымі для арганізма чалавека, маюць стабільныя ўласцівасці і не маюць паху, такія як фунгіцыды AMICAL ад DOW Chem, кансерванты CANGUARD64, бактэрыяльныя агенты FUELSAVER і іншыя прадукты, якія могуць адыграць адпаведную ролю.
Час публікацыі: 28 красавіка 2024 г.