Хидроксипропилметилцелулозата (HPMC) е съединение, което се е превърнало в основна суровина в много индустрии благодарение на своите многофункционални свойства. Използва се често като хранителна добавка, сгъстител в козметиката и дори като медицинска съставка в много лекарства. Уникално свойство на HPMC е неговото тиксотропно поведение, което му позволява да променя вискозитета и свойствата на течливост при определени условия. Освен това, както високовискозните, така и нисковискозните HPMC притежават това свойство, проявявайки тиксотропия дори под температурата на гела.
Тиксотропия възниква в HPMC, когато разтворът се разрежда при срязване при прилагане на налягане или разбъркване, което води до намаляване на вискозитета. Това поведение може да бъде и обърнато; когато напрежението се премахне и разтворът се остави да почине, вискозитетът бавно се връща към по-високото си състояние. Това уникално свойство прави HPMC ценен компонент в много индустрии, тъй като позволява по-плавно нанасяне и по-лесна обработка.
Като нейоногенен хидроколоид, HPMC набъбва във вода, за да образува гел. Степента на набъбване и желиране зависи от молекулното тегло и концентрацията на полимера, pH и температурата на разтвора. HPMC с висок вискозитет обикновено има високо молекулно тегло и произвежда гел с висок вискозитет, докато HPMC с нисък вискозитет има ниско молекулно тегло и произвежда по-малко вискозен гел. Въпреки тези разлики в производителността, и двата вида HPMC проявяват тиксотропия поради структурни промени, които настъпват на молекулярно ниво.
Тиксотропното поведение на HPMC е резултат от подреждането на полимерните вериги, дължащо се на напрежение на срязване. Когато към HPMC се приложи напрежение на срязване, полимерните вериги се подравняват по посока на приложеното напрежение, което води до разрушаване на триизмерната мрежова структура, която е съществувала при липса на напрежение. Разрушаването на мрежата води до намаляване на вискозитета на разтвора. Когато напрежението се премахне, полимерните вериги се пренареждат по първоначалната си ориентация, възстановявайки мрежата и възстановявайки вискозитета.
HPMC също проявява тиксотропия под температурата на желиране. Температурата на гела е температурата, при която полимерните вериги се омрежват, за да образуват триизмерна мрежа, образувайки гел. Тя зависи от концентрацията, молекулното тегло и pH на разтвора на полимера. Полученият гел има висок вискозитет и не се променя бързо под налягане. Под температурата на желиране обаче, разтворът на HPMC остава течен, но все пак проявява тиксотропно поведение поради наличието на частично оформена мрежова структура. Мрежата, образувана от тези части, се разпада под налягане, което води до намаляване на вискозитета. Това поведение е полезно в много приложения, където разтворите трябва да текат лесно при разбъркване.
HPMC е универсален химикал с няколко уникални свойства, едно от които е неговото тиксотропно поведение. Както високовискозните, така и нисковискозните HPMC притежават това свойство, проявявайки тиксотропия дори под температурата на гелообразуване. Тази характеристика прави HPMC ценен компонент в много индустрии, които изискват разтвори, които осигуряват лесно течение, за да се осигури гладко нанасяне. Въпреки разликите в свойствата между високовискозните и нисковискозните HPMC, тяхното тиксотропно поведение се дължи на подравняването и нарушаването на частично формираната мрежова структура. Поради уникалните му свойства, изследователите непрекъснато изследват различни приложения на HPMC, надявайки се да създадат нови продукти и да предоставят по-добри решения за потребителите по целия свят.
Време на публикуване: 23 август 2023 г.