La hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) és un additiu químic important, àmpliament utilitzat en molts camps com la construcció, la medicina, l'alimentació i la cosmètica. Té bones propietats espessidores, gelificants, emulsionants, pel·lícules i d'unió, i té una certa estabilitat a la temperatura i el pH. La solubilitat de l'HPMC és un dels problemes clau en el seu ús. Entendre el mètode de dissolució correcte és essencial per garantir el seu rendiment.
1. Propietats bàsiques de dissolució de les HPMC
La hidroxipropil metilcel·lulosa és un èter de cel·lulosa no iònic soluble en aigua que es pot dissoldre en aigua freda o calenta per formar una solució viscosa transparent o translúcida. La seva solubilitat es veu afectada principalment per la temperatura. És més fàcil de dissoldre en aigua freda i fàcil de formar un col·loide en aigua calenta. HPMC té gelificació tèrmica, és a dir, té poca solubilitat a temperatures més altes, però es pot dissoldre completament quan es redueix la temperatura. L'HPMC té diferents pesos moleculars i viscositats, de manera que durant el procés de dissolució, s'ha de seleccionar el model d'HPMC adequat segons els requisits del producte.
2. Mètode de dissolució de HPMC
Mètode de dispersió d'aigua freda
El mètode de dispersió d'aigua freda és el mètode de dissolució HPMC més utilitzat i és adequat per a la majoria d'escenaris d'aplicació. Els passos específics són els següents:
Prepareu aigua freda: aboqueu la quantitat necessària d'aigua freda al recipient de mescla. Normalment es recomana que la temperatura de l'aigua sigui inferior a 40 °C per evitar que l'HPMC formi grumolls a altes temperatures.
Afegiu gradualment HPMC: afegiu lentament la pols HPMC i continueu remenant. Per evitar l'aglomeració de pols, s'ha d'utilitzar una velocitat d'agitació adequada per garantir que l'HPMC es pugui dispersar uniformement a l'aigua.
Dempeus i dissolució: després que l'HPMC s'hagi dispersat en aigua freda, ha de reposar durant un cert període de temps per dissoldre's completament. Normalment, es deixa reposar entre 30 minuts i diverses hores, i el temps específic varia segons el model d'HPMC i la temperatura de l'aigua. Durant el procés de parada, HPMC es dissol gradualment per formar una solució viscosa.
Mètode de predissolució d'aigua calenta
El mètode de predissolució d'aigua calenta és adequat per a alguns models HPMC amb alta viscositat o difícil de dissoldre completament en aigua freda. Aquest mètode consisteix a barrejar primer la pols HPMC amb una part de l'aigua calenta per formar una pasta, i després barrejar-la amb aigua freda per obtenir finalment una solució uniforme. Els passos específics són els següents:
Escalfament d'aigua: escalfeu una certa quantitat d'aigua a uns 80 °C i aboqueu-la en un recipient de mescla.
Afegir la pols d'HPMC: aboqueu la pols d'HPMC en aigua calenta i remeneu-la mentre s'aboca per formar una barreja de pasta. En aigua calenta, HPMC es dissol temporalment i forma una substància semblant a un gel.
Afegir aigua freda per diluir: després que la barreja de pasta es refredi, afegiu gradualment aigua freda per diluir-la i continueu remenant fins que quedi completament dissolta en una solució transparent o translúcida.
Mètode de dispersió de dissolvents orgànics
De vegades, per accelerar la dissolució de HPMC o millorar l'efecte de dissolució de determinades aplicacions especials, es pot utilitzar un dissolvent orgànic per barrejar amb aigua per dissoldre HPMC. Per exemple, primer es poden utilitzar dissolvents orgànics com l'etanol i l'acetona per dispersar HPMC, i després es pot afegir aigua per ajudar a dissoldre HPMC més ràpidament. Aquest mètode s'utilitza sovint en la producció d'alguns productes a base de dissolvents, com ara recobriments i pintures.
Mètode de mescla en sec
El mètode de mescla en sec és adequat per a la producció industrial a gran escala. L'HPMC normalment es barreja prèviament en sec amb altres materials en pols (com ara ciment, guix, etc.), i després s'afegeix aigua per barrejar quan s'utilitza. Aquest mètode simplifica els passos de l'operació i evita el problema d'aglomeració quan l'HPMC es dissol sol, però requereix una agitació suficient després d'afegir aigua per garantir que l'HPMC es pugui dissoldre uniformement i jugar un paper espessidor.
3. Factors que afecten la dissolució de HPMC
Temperatura: la solubilitat de HPMC és molt sensible a la temperatura. La temperatura baixa afavoreix la seva dispersió i dissolució a l'aigua, mentre que la temperatura alta fa que HPMC formi col·loides fàcilment, cosa que dificulta la seva dissolució completa. Per tant, normalment es recomana utilitzar aigua freda o controlar la temperatura de l'aigua per sota dels 40 °C quan es dissol HPMC.
Velocitat d'agitació: l'agitació adequada pot evitar eficaçment l'aglomeració de HPMC, accelerant així la velocitat de dissolució. Tanmateix, una velocitat d'agitació massa ràpida pot introduir un gran nombre de bombolles i afectar la uniformitat de la solució. Per tant, en funcionament real, s'han de seleccionar la velocitat d'agitació i l'equip adequats.
Qualitat de l'aigua: les impureses, la duresa, el valor del pH, etc. de l'aigua afectaran la solubilitat de HPMC. En particular, els ions de calci i magnesi de l'aigua dura poden reaccionar amb HPMC i afectar la seva solubilitat. Per tant, utilitzar aigua pura o aigua suau ajuda a millorar l'eficiència de dissolució de HPMC.
Model HPMC i pes molecular: els diferents models de HPMC es diferencien en velocitat de dissolució, viscositat i temperatura de dissolució. HPMC amb pes molecular elevat es dissol lentament, té una alta viscositat de solució i triga més a dissoldre's completament. L'elecció del model HPMC adequat pot millorar l'eficiència de la dissolució i complir els diferents requisits d'aplicació.
4. Problemes i solucions habituals en la dissolució d'HPMC
Problema d'aglomeració: quan l'HPMC es dissol en aigua, es poden formar aglomeracions si la pols no es dispersa uniformement. Per evitar aquest problema, HPMC s'ha d'afegir gradualment durant la dissolució i mantenir-se a una velocitat d'agitació adequada, evitant alhora l'addició de pols HPMC a altes temperatures.
Solució desigual: si l'agitació no és suficient o el temps de repòs és insuficient, és possible que HPMC no es dissolgui completament, donant lloc a una solució desigual. En aquest moment, s'ha d'allargar el temps d'agitació o augmentar el temps de reposa per garantir la dissolució completa.
Problema de bombolles: l'agitació massa ràpida o les impureses a l'aigua poden introduir un gran nombre de bombolles, afectant la qualitat de la solució. Per aquest motiu, es recomana controlar la velocitat d'agitació en dissoldre HPMC per evitar bombolles excessives, i afegir un antiespumante si cal.
La dissolució de HPMC és un enllaç clau en la seva aplicació. Dominar el mètode de dissolució correcte ajuda a millorar la qualitat del producte i l'eficiència de la producció. Segons els diferents tipus de HPMC i els requisits d'aplicació, es pot seleccionar la dispersió d'aigua freda, la predissolució d'aigua calenta, la dispersió de dissolvents orgànics o la barreja en sec. Al mateix temps, s'ha de parar atenció a factors de control com la temperatura, la velocitat d'agitació i la qualitat de l'aigua durant el procés de dissolució per evitar problemes com l'aglomeració, les bombolles i la dissolució incompleta. Mitjançant l'optimització de les condicions de dissolució, es pot assegurar que l'HPMC pot donar un joc total a les seves propietats d'espessiment i formació de pel·lícules, proporcionant solucions d'alta qualitat per a diverses aplicacions industrials i quotidianes.
Hora de publicació: 30-set-2024