Hidroksipropil metilceluloza (HPMC)je nejonski, u vodi rastvorljiv miješani etar celuloze. Izgledom je bijeli do blago žuti prah ili granulirana materija, bez ukusa, mirisa, netoksičan, hemijski stabilan i rastvara se u vodi formirajući glatku, prozirnu i viskoznu otopinu. Jedno od najvažnijih svojstava hidroksipropil metilceluloze u primjeni je da povećava viskoznost tekućine. Efekat zgušnjavanja zavisi od stepena polimerizacije (DP) proizvoda, koncentracije celuloznog etera u vodenoj otopini, brzine smicanja i temperature otopine. I drugih faktora.
01
Tečni tip vodenog rastvora HPMC-a
Općenito, napon fluida u smičućem toku može se izraziti kao funkcija samo brzine smicanja ƒ(γ), sve dok ne ovisi o vremenu. U zavisnosti od oblika ƒ(γ), fluidi se mogu podijeliti na različite tipove, naime: Newtonove fluide, dilatantne fluide, pseudoplastične fluide i Binghamove plastične fluide.
Celulozni eteri se dijele u dvije kategorije: jedna je nejonski celulozni eter, a druga je jonski celulozni eter. Što se tiče reologije ova dva tipa celuloznih etera, SC Naik i saradnici su proveli sveobuhvatnu i sistematsku komparativnu studiju rastvora hidroksietil celuloze i natrijum karboksimetil celuloze. Rezultati su pokazali da su i nejonski rastvori celuloznih etera i jonski rastvori celuloznih etera pseudoplastični. Tokovi, tj. ne-Newtonovi tokovi, približavaju se Newtonovim tečnostima samo pri vrlo niskim koncentracijama. Pseudoplastičnost rastvora hidroksipropil metilceluloze igra važnu ulogu u primjeni. Na primjer, kada se primjenjuje u premazima, zbog karakteristika smicanja vodenih rastvora, viskoznost rastvora se smanjuje s povećanjem brzine smicanja, što pogoduje ujednačenoj disperziji čestica pigmenta, a također povećava fluidnost premaza. Efekat je vrlo velik; dok je u mirovanju, viskoznost rastvora je relativno velika, što efikasno sprječava taloženje čestica pigmenta u premazu.
02
Metoda ispitivanja viskoznosti HPMC-a
Važan pokazatelj za mjerenje efekta zgušnjavanja hidroksipropil metilceluloze je prividna viskoznost vodenog rastvora. Metode mjerenja prividne viskoznosti obično uključuju metodu kapilarne viskoznosti, metodu rotacijske viskoznosti i metodu viskoznosti padajuće kuglice.
gdje je: prividna viskoznost, mPa s; K je konstanta viskozimetra; d je gustoća uzorka otopine na 20/20°C; t je vrijeme potrebno da otopina prođe kroz gornji dio viskozimetra do donje oznake, s; Mjeri se vrijeme protoka standardnog ulja kroz viskozimetar.
Međutim, metoda mjerenja kapilarnim viskozimetrom je problematičnija. Viskoznosti mnogihcelulozni eteriTeško ih je analizirati pomoću kapilarnog viskozimetra jer ovi rastvori sadrže tragove nerastvorljive materije koje se detektuju tek kada je kapilarni viskozimetar blokiran. Stoga većina proizvođača koristi rotacijske viskozimetre za kontrolu kvaliteta hidroksipropil metilceluloze. Brookfield viskozimetri se često koriste u stranim zemljama, a NDJ viskozimetri se koriste u Kini.
03
Faktori koji utiču na viskoznost HPMC-a
3.1 Veza sa stepenom agregacije
Kada ostali parametri ostanu nepromijenjeni, viskoznost rastvora hidroksipropil metilceluloze proporcionalna je stepenu polimerizacije (DP) ili molekularnoj težini ili dužini molekularnog lanca, i povećava se sa povećanjem stepena polimerizacije. Ovaj efekat je izraženiji u slučaju niskog stepena polimerizacije nego u slučaju visokog stepena polimerizacije.
3.2 Odnos između viskoznosti i koncentracije
Viskoznost hidroksipropil metilceluloze povećava se s povećanjem koncentracije proizvoda u vodenom rastvoru. Čak i mala promjena koncentracije uzrokovat će veliku promjenu viskoznosti. Kod nominalne viskoznosti hidroksipropil metilceluloze, učinak promjene koncentracije rastvora na viskoznost rastvora je sve očigledniji.
3.3 Odnos između viskoznosti i brzine smicanja
Vodeni rastvor hidroksipropil metilceluloze ima svojstvo stanjivanja pri smicanju. Hidroksipropil metilceluloza različite nominalne viskoznosti priprema se u 2% vodeni rastvor, a zatim se mjeri njegova viskoznost pri različitim brzinama smicanja. Rezultati su sljedeći: Kao što je prikazano na slici. Pri niskoj brzini smicanja, viskoznost rastvora hidroksipropil metilceluloze se nije značajno promijenila. S povećanjem brzine smicanja, viskoznost rastvora hidroksipropil metilceluloze s većom nominalnom viskoznošću se očiglednije smanjila, dok se rastvor s niskom viskoznošću nije očiglednije smanjio.
3.4 Odnos između viskoznosti i temperature
Viskoznost rastvora hidroksipropil metilceluloze uveliko zavisi od temperature. Kako temperatura raste, viskoznost rastvora se smanjuje. Kao što je prikazano na slici, pripremljen je u vodenom rastvoru sa koncentracijom od 2%, a zatim se mjeri promjena viskoznosti sa porastom temperature.
3.5 Ostali faktori uticaja
Na viskoznost vodenog rastvora hidroksipropil metilceluloze utiču i aditivi u rastvoru, pH vrijednost rastvora i mikrobna razgradnja. Obično, da bi se postigle bolje performanse viskoznosti ili smanjili troškovi upotrebe, potrebno je dodati modifikatore reologije, kao što su glina, modificirana glina, polimerni prah, škrobni eter i alifatski kopolimer, u vodeni rastvor hidroksipropil metilceluloze. , a elektroliti kao što su hlorid, bromid, fosfat, nitrat itd. također se mogu dodati u vodeni rastvor. Ovi aditivi ne samo da će uticati na svojstva viskoznosti vodenog rastvora, već će uticati i na druga svojstva primjene hidroksipropil metilceluloze kao što su zadržavanje vode, otpornost na slijeganje itd.
Viskoznost vodenog rastvora hidroksipropil metilceluloze gotovo da nije pod utjecajem kiselina i alkalija i uglavnom je stabilna u rasponu od 3 do 11. Može izdržati određenu količinu slabih kiselina, kao što su mravlja kiselina, sirćetna kiselina, fosforna kiselina, borna kiselina, limunska kiselina itd. Međutim, koncentrovana kiselina će smanjiti viskoznost. Ali kaustična soda, kalijum hidroksid, krečna voda itd. imaju mali utjecaj na nju. U poređenju s drugim celuloznim eterima,hidroksipropil metilcelulozaVodeni rastvor ima dobru antimikrobnu stabilnost, glavni razlog je taj što hidroksipropil metilceluloza ima hidrofobne grupe sa visokim stepenom supstitucije i steričkim preprekama grupa. Međutim, budući da reakcija supstitucije obično nije ujednačena, nesupstituisanu anhidroglukoznu jedinicu najlakše erodiraju mikroorganizmi, što rezultira razgradnjom molekula celuloznog etra i cijepanjem lanca. Performansa je u tome što se prividna viskoznost vodenog rastvora smanjuje. Ako je potrebno dugo čuvati vodeni rastvor hidroksipropil metilceluloze, preporučuje se dodavanje tragova antifungalnog sredstva kako se viskoznost ne bi značajno promijenila. Prilikom odabira antifungalnih sredstava, konzervansa ili fungicida, treba obratiti pažnju na sigurnost i odabrati proizvode koji nisu toksični za ljudski organizam, imaju stabilna svojstva i bez mirisa su, kao što su DOW Chem-ovi AMICAL fungicidi, CANGUARD64 konzervansi, FUELSAVER bakterijski agensi i drugi proizvodi, mogu igrati odgovarajuću ulogu.
Vrijeme objave: 28. april 2024.