A hidroxi-propil-metil-cellulóz viszkozitási tulajdonságai

Hidroxi-propil-metil-cellulóz (HPMC)egy nemionos, vízben oldódó cellulóz kevert éter. Megjelenése fehér vagy enyhén sárgás por vagy szemcsés anyag, íztelen, szagtalan, nem mérgező, kémiailag stabil, és vízben oldva sima, átlátszó és viszkózus oldatot képez. A hidroxi-propil-metil-cellulóz egyik legfontosabb tulajdonsága az alkalmazás során, hogy növeli a folyadék viszkozitását. A sűrítő hatás függ a termék polimerizációs fokától (DP), a cellulóz-éter koncentrációjától a vizes oldatban, a nyírási sebességtől és az oldat hőmérsékletétől. És egyéb tényezők.

01

Folyékony típusú HPMC vizes oldat

Általánosságban elmondható, hogy a nyírási áramlásban lévő folyadék feszültsége csak a nyírási sebesség ƒ(γ) függvényében fejezhető ki, amennyiben az nem időfüggő. A ƒ(γ) formájától függően a folyadékok különböző típusokra oszthatók, nevezetesen: Newtoni folyadékok, dilatáns folyadékok, pszeudoplasztikus folyadékok és Bingham műanyag folyadékok.

A cellulóz-éterek két kategóriába sorolhatók: az egyik a nemionos cellulóz-éter, a másik az ionos cellulóz-éter. E kétféle cellulóz-éter reológiájához. SC Naik et al. átfogó és szisztematikus összehasonlító vizsgálatot végzett hidroxietil-cellulóz és nátrium-karboximetil-cellulóz oldatokon. Az eredmények azt mutatták, hogy mind a nemionos cellulóz-éteres oldatok, mind az ionos cellulóz-éteres oldatok pszeudoplasztikusak. Az áramlások, azaz a nem newtoni áramlások csak nagyon alacsony koncentrációban közelítik meg a newtoni folyadékokat. A hidroxi-propil-metil-cellulóz oldat pszeudoplaszticitása fontos szerepet játszik az alkalmazásban. Például bevonatokban történő felhordáskor a vizes oldatok nyírási hígítási jellemzői miatt az oldat viszkozitása a nyírási sebesség növekedésével csökken, ami elősegíti a pigmentszemcsék egyenletes diszperzióját, és növeli a bevonat folyékonyságát is. A hatás nagyon nagy; nyugalmi állapotban az oldat viszkozitása viszonylag nagy, ami hatékonyan megakadályozza a pigment részecskék lerakódását a bevonatban.

02

HPMC viszkozitás vizsgálati módszer

A hidroxi-propil-metil-cellulóz sűrítő hatásának mérésére fontos mutató a vizes oldat látszólagos viszkozitása. A látszólagos viszkozitás mérési módszerei általában magukban foglalják a kapilláris viszkozitás módszerét, a rotációs viszkozitás módszerét és a leeső golyós viszkozitás módszerét.

ahol: látszólagos viszkozitás, mPa s; K a viszkoziméter állandója; d az oldatminta sűrűsége 20/20 °C-on; t az az idő, amíg az oldat áthalad a viszkoziméter felső részén az alsó jelig, s; Megmérik azt az időt, ameddig a standard olaj átfolyik a viszkoziméteren.

A kapilláris viszkoziméterrel végzett mérés azonban problémásabb. Sokak viszkozitásacellulóz-étereknehéz elemezni kapilláris viszkoziméterrel, mivel ezek az oldatok nyomokban oldhatatlan anyagot tartalmaznak, amely csak akkor észlelhető, ha a kapilláris viszkoziméter el van zárva. Ezért a legtöbb gyártó rotációs viszkozimétert használ a hidroxi-propil-metil-cellulóz minőségének ellenőrzésére. A Brookfield viszkozimétereket általában külföldön használják, és az NDJ viszkozimétereket Kínában.

03

A HPMC viszkozitását befolyásoló tényezők

3.1 Kapcsolat az összesítés mértékével

Ha más paraméterek változatlanok maradnak, a hidroxi-propil-metil-cellulóz oldat viszkozitása arányos a polimerizáció mértékével (DP) vagy a molekulatömeggel vagy a molekulalánc hosszával, és a polimerizációs fok növekedésével növekszik. Ez a hatás hangsúlyosabb kis polimerizációs fokú, mint nagy polimerizációs fokú esetén.

3.2 A viszkozitás és a koncentráció kapcsolata

A hidroxi-propil-metil-cellulóz viszkozitása a termék vizes oldatbeli koncentrációjának növekedésével nő. Már egy kis koncentrációváltozás is nagy viszkozitásváltozást okoz. A hidroxi-propil-metil-cellulóz névleges viszkozitásával Egyre szembetűnőbb az oldatkoncentráció változásának hatása az oldat viszkozitására.

3.3 A viszkozitás és a nyírási sebesség közötti összefüggés

A hidroxi-propil-metil-cellulóz vizes oldatának nyírási elvékonyodása van. A különböző névleges viszkozitású hidroxi-propil-metil-cellulózt 2%-os vizes oldatba készítik, és ennek viszkozitását különböző nyírási sebességeknél rendre megmérik. Az eredmények a következők: Ahogy az ábrán is látható. Alacsony nyírási sebesség mellett a hidroxi-propil-metil-cellulóz oldat viszkozitása nem változott jelentősen. A nyírási sebesség növekedésével a nagyobb névleges viszkozitású hidroxi-propil-metil-cellulóz oldat viszkozitása szembetűnőbben, míg a kis viszkozitású oldaté nem nyilvánvalóan csökkent.

3.4 A viszkozitás és a hőmérséklet kapcsolata

A hidroxi-propil-metil-cellulóz oldat viszkozitását nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet. A hőmérséklet emelkedésével az oldat viszkozitása csökken. Az ábrán látható módon 2%-os koncentrációjú vizes oldatot készítünk, és mérjük a viszkozitás változását a hőmérséklet emelkedésével.

3.5 Egyéb befolyásoló tényezők

A hidroxi-propil-metil-cellulóz vizes oldatának viszkozitását az oldatban lévő adalékanyagok, az oldat pH-értéke és a mikrobiális lebomlás is befolyásolja. Általában a jobb viszkozitási teljesítmény elérése vagy a felhasználási költségek csökkentése érdekében reológiai módosítókat, például agyagot, módosított agyagot, polimerport, keményítő-étert és alifás kopolimert kell hozzáadni a hidroxi-propil-metil-cellulóz vizes oldatához. és elektrolitokat, például kloridot, bromidot, foszfátot, nitrátot stb. is adhatunk a vizes oldathoz. Ezek az adalékok nemcsak a vizes oldat viszkozitási tulajdonságait befolyásolják, hanem a hidroxi-propil-metil-cellulóz egyéb alkalmazási tulajdonságait is, például a vízvisszatartást. , megereszkedési ellenállás stb.

A hidroxi-propil-metil-cellulóz vizes oldatának viszkozitását a sav és a lúg szinte nem befolyásolja, és általában 3-11 tartományban stabil. Ellenáll bizonyos mennyiségű gyenge savaknak, mint például hangyasav, ecetsav, foszforsav, bórsav, citromsav stb. A tömény sav azonban csökkenti a viszkozitást. De a marónátron, kálium-hidroxid, meszes víz stb. Más cellulóz-éterekkel összehasonlítvahidroxi-propil-metil-cellulózA vizes oldat jó antimikrobiális stabilitású, ennek fő oka az, hogy a hidroxi-propil-metil-cellulóz hidrofób csoportjai nagy szubsztitúciós fokú és sztérikus gátlást mutatnak a csoportok számára. Mivel azonban a szubsztitúciós reakció általában nem egyenletes, a szubsztituálatlan anhidroglükóz egységet legkönnyebben erodálják a mikroorganizmusok, ami a cellulózlánc és a cellulózion-éter-mól lebomlásához vezet. A teljesítmény az, hogy a vizes oldat látszólagos viszkozitása csökken. Ha a hidroxi-propil-metil-cellulóz vizes oldatát hosszabb ideig kell tárolni, akkor javasolt nyomnyi gombaellenes szer hozzáadása, hogy a viszkozitás jelentősen ne változzon. Gombaellenes szerek, tartósítószerek vagy gombaölő szerek kiválasztásakor ügyeljen a biztonságra, és válasszon olyan termékeket, amelyek nem mérgezőek az emberi szervezetre, stabil tulajdonságokkal rendelkeznek és szagtalanok, mint például a DOW Chem AMICAL gombaölő szerek, CANGUARD64 tartósítószerek, FUELSAVER baktérium szerek és egyéb termékek. ennek megfelelő szerepet tölthet be.