Hidroxipropil-metilcellulóz (HPMC)egy nemionos, vízben oldódó cellulózkeverék-éter. Külseje fehér vagy enyhén sárga por vagy szemcsés anyag, íztelen, szagtalan, nem mérgező, kémiailag stabil, és vízben oldódik, sima, átlátszó és viszkózus oldatot képezve. A hidroxipropil-metilcellulóz egyik legfontosabb tulajdonsága az alkalmazás során, hogy növeli a folyadék viszkozitását. A sűrítő hatás a termék polimerizációs fokától (DP), a cellulóz-éter vizes oldatban lévő koncentrációjától, a nyírási sebességtől és az oldat hőmérsékletétől, valamint egyéb tényezőktől függ.
01
Folyékony típusú HPMC vizes oldat
Általánosságban elmondható, hogy egy folyadék feszültsége nyíróáramlásban csak a nyírási sebesség ƒ(γ) függvényében fejezhető ki, amennyiben az nem időfüggő. Az ƒ(γ) alakjától függően a folyadékok különböző típusokra oszthatók, nevezetesen: newtoni folyadékok, dilatáns folyadékok, pszeudoplasztikus folyadékok és Bingham-plasztikus folyadékok.
A cellulóz-éterek két kategóriába sorolhatók: az egyik a nemionos cellulóz-éter, a másik az ionos cellulóz-éter. E két típusú cellulóz-éter reológiájának vizsgálatához SC Naik és munkatársai átfogó és szisztematikus összehasonlító vizsgálatot végeztek a hidroxi-etil-cellulóz és a nátrium-karboximetil-cellulóz oldatokon. Az eredmények azt mutatták, hogy mind a nemionos cellulóz-éter oldatok, mind az ionos cellulóz-éter oldatok pszeudoplasztikusak. Az áramlások, azaz a nem newtoni áramlások csak nagyon alacsony koncentrációban közelítik meg a newtoni folyadékokat. A hidroxipropil-metilcellulóz oldat pszeudoplasztikussága fontos szerepet játszik az alkalmazásban. Például bevonatokban alkalmazva a vizes oldatok nyírási hígulási tulajdonságai miatt az oldat viszkozitása csökken a nyírási sebesség növekedésével, ami elősegíti a pigmentrészecskék egyenletes diszperzióját, és növeli a bevonat folyékonyságát is. A hatás nagyon nagy; nyugalmi állapotban az oldat viszkozitása viszonylag nagy, ami hatékonyan megakadályozza a pigmentrészecskék lerakódását a bevonatban.
02
HPMC viszkozitásvizsgálati módszer
A hidroxipropil-metilcellulóz sűrítő hatásának mérésére szolgáló fontos mutató a vizes oldat látszólagos viszkozitása. A látszólagos viszkozitás mérési módszerei általában a kapilláris viszkozitás módszerét, a rotációs viszkozitás módszerét és a leeső golyós viszkozitás módszerét foglalják magukban.
ahol: a látszólagos viszkozitás, mPa·s; K a viszkozitási állandó; d az oldatminta sűrűsége 20/20°C-on; t az az idő, amely alatt az oldat áthalad a viszkoziméter felső részén az alsó jelzésig, s; Az az idő, amely alatt a standard olaj átfolyik a viszkoziméteren, mérve van.
A kapilláris viszkozitásmérővel történő mérési módszer azonban nehezebb. Sok anyag viszkozitásacellulóz-étereknehéz elemezni kapilláris viszkoziméterrel, mivel ezek az oldatok nyomokban oldhatatlan anyagot tartalmaznak, amelyet csak akkor lehet kimutatni, ha a kapilláris viszkoziméter el van dugulva. Ezért a legtöbb gyártó rotációs viszkozimétert használ a hidroxipropil-metilcellulóz minőségének ellenőrzésére. Külföldön Brookfield viszkozimétereket, Kínában pedig NDJ viszkozimétereket használnak.
03
A HPMC viszkozitását befolyásoló tényezők
3.1 Kapcsolat az aggregáció mértékével
Amikor más paraméterek változatlanok maradnak, a hidroxipropil-metilcellulóz oldat viszkozitása arányos a polimerizáció fokával (DP), a molekulatömeggel vagy a molekulalánc hosszával, és a polimerizáció fokának növekedésével növekszik. Ez a hatás kifejezettebb alacsony polimerizációs fok esetén, mint magas polimerizációs fok esetén.
3.2 A viszkozitás és a koncentráció közötti összefüggés
A hidroxipropil-metilcellulóz viszkozitása a termék koncentrációjának növekedésével nő a vizes oldatban. Már kis koncentrációváltozás is nagy változást okoz a viszkozitásban. A hidroxipropil-metilcellulóz névleges viszkozitásával az oldat koncentrációjának változása egyre nyilvánvalóbbá teszi az oldat viszkozitására gyakorolt hatását.
3.3 A viszkozitás és a nyírási sebesség közötti összefüggés
A hidroxipropil-metilcellulóz vizes oldata nyírás közben hígul. Különböző névleges viszkozitású hidroxipropil-metilcellulózból 2%-os vizes oldatot készítettek, és a viszkozitását különböző nyírási sebességek mellett rendre megmérték. Az eredmények a következők: Amint az ábrán látható. Alacsony nyírási sebességnél a hidroxipropil-metilcellulóz oldat viszkozitása nem változott szignifikánsan. A nyírási sebesség növekedésével a nagyobb névleges viszkozitású hidroxipropil-metilcellulóz oldat viszkozitása kifejezettebben csökkent, míg az alacsony viszkozitású oldaté nem csökkent jelentősen.
3.4 A viszkozitás és a hőmérséklet közötti összefüggés
A hidroxipropil-metilcellulóz oldat viszkozitását nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet. A hőmérséklet növekedésével az oldat viszkozitása csökken. Amint az ábrán látható, 2%-os koncentrációjú vizes oldattá készítik, és mérik a viszkozitás változását a hőmérséklet növekedésével.
3.5 Egyéb befolyásoló tényezők
A hidroxipropil-metilcellulóz 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, polimer port, keményítő-étert és alifás kopolimert kell hozzáadni a hidroxipropil-metilcellulóz vizes oldatához. Elektrolitok, például klorid, bromid, foszfát, nitrát stb. is hozzáadhatók a vizes oldathoz. Ezek az adalékanyagok nemcsak a vizes oldat viszkozitási tulajdonságait befolyásolják, hanem a hidroxipropil-metilcellulóz egyéb alkalmazási tulajdonságait is, például a vízvisszatartást, a megereszkedési ellenállást stb.
A hidroxipropil-metilcellulóz vizes oldatának viszkozitását szinte nem befolyásolják a savak és lúgok, és általában 3-11 tartományban stabil. Bizonyos mennyiségű gyenge savat, például hangyasavat, ecetsavat, foszforsavat, bórsavat, citromsavat stb. is elvisel. A tömény sav azonban csökkenti a viszkozitást. A marónátron, a kálium-hidroxid, a meszes víz stb. azonban csekély hatással van rá. Más cellulóz-éterekhez képest...hidroxipropil-metilcellulózA vizes oldat jó antimikrobiális stabilitással rendelkezik, ennek fő oka a hidroxipropil-metilcellulóz hidrofób csoportjai, amelyek nagyfokú szubsztitúcióval és sztérikus gátlással rendelkeznek. Mivel azonban a szubsztitúciós reakció általában nem egyenletes, a szubsztituálatlan anhidroglükóz egységet a mikroorganizmusok a legkönnyebben erodálják, ami a cellulóz-éter molekulák lebomlásához és a lánc felhasadásához vezet. A hatás az, hogy a vizes oldat látszólagos viszkozitása csökken. Ha a hidroxipropil-metilcellulóz vizes oldatát hosszú ideig kell tárolni, ajánlott nyomokban gombaellenes szert hozzáadni, hogy a viszkozitás ne változzon jelentősen. Gombaellenes szerek, tartósítószerek vagy gombaölő szerek kiválasztásakor ügyelni kell a biztonságra, és olyan termékeket kell választani, amelyek nem mérgezőek az emberi szervezetre, stabil tulajdonságokkal rendelkeznek és szagtalanok, mint például a DOW Chem AMICAL gombaölő szerei, a CANGUARD64 tartósítószerek, a FUELSAVER baktériumölő szerek és más termékek, amelyek megfelelő szerepet játszhatnak.
Közzététel ideje: 2024. április 28.