Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլ ցելյուլոզի մածուցիկության հատկությունները

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզ (HPMC)ոչ իոնային, ջրում լուծվող ցելյուլոզային խառը եթեր է: Արտաքին տեսքը՝ սպիտակից մինչև թեթևակի դեղին փոշի կամ հատիկավոր նյութ, անհամ, անհոտ, ոչ թունավոր, քիմիապես կայուն և լուծվում է ջրում՝ առաջացնելով հարթ, թափանցիկ և մածուցիկ լուծույթ: Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի կիրառման մեջ ամենակարևոր հատկություններից մեկն այն է, որ այն մեծացնում է հեղուկի մածուցիկությունը: Խտացնող ազդեցությունը կախված է արտադրանքի պոլիմերացման աստիճանից (DP), ջրային լուծույթում ցելյուլոզային եթերի կոնցենտրացիայից, սղման արագությունից և լուծույթի ջերմաստիճանից: Եվ այլ գործոններից:

01

HPMC ջրային լուծույթի հեղուկ տեսակ

Ընդհանուր առմամբ, սղման հոսքի մեջ հեղուկի լարումը կարող է արտահայտվել միայն սղման արագության ƒ(γ) ֆունկցիայով, քանի դեռ այն ժամանակից կախված չէ: Կախված ƒ(γ)-ի ձևից, հեղուկները կարելի է բաժանել տարբեր տեսակի, մասնավորապես՝ Նյուտոնյան հեղուկներ, դիլատանտ հեղուկներ, պսևդոպլաստիկ հեղուկներ և Բինգհեմի պլաստիկ հեղուկներ:

Ցելյուլոզային եթերները բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝ մեկը ոչ իոնային ցելյուլոզային եթեր է, մյուսը՝ իոնային ցելյուլոզային եթեր։ Այս երկու տեսակի ցելյուլոզային եթերների ռեոլոգիայի համար Ս.Կ. Նայկը և այլք անցկացրել են հիդրօքսիէթիլցելյուլոզի և նատրիումի կարբօքսիմեթիլցելյուլոզի լուծույթների համապարփակ և համակարգված համեմատական ​​ուսումնասիրություն։ Արդյունքները ցույց են տվել, որ և՛ ոչ իոնային ցելյուլոզային եթերային լուծույթները, և՛ իոնային ցելյուլոզային եթերային լուծույթները կեղծպլաստիկ են։ Հոսքերը, այսինքն՝ ոչ Նյուտոնյան հոսքերը, մոտենում են Նյուտոնյան հեղուկներին միայն շատ ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում։ Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծույթի կեղծպլաստիկությունը կարևոր դեր է խաղում կիրառման մեջ։ Օրինակ, ծածկույթներում կիրառվելիս, ջրային լուծույթների սղման նոսրացման բնութագրերի պատճառով, լուծույթի մածուցիկությունը նվազում է սղման արագության աճին զուգընթաց, ինչը նպաստում է գունանյութի մասնիկների միատարր ցրմանը, ինչպես նաև մեծացնում է ծածկույթի հեղուկությունը։ Ազդեցությունը շատ մեծ է. հանգստի վիճակում լուծույթի մածուցիկությունը համեմատաբար մեծ է, ինչը արդյունավետորեն կանխում է գունանյութի մասնիկների նստեցումը ծածկույթում։

02

HPMC մածուցիկության փորձարկման մեթոդ

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի խտացման ազդեցությունը չափելու կարևոր ցուցանիշ է ջրային լուծույթի ակնհայտ մածուցիկությունը: Ակնհայտ մածուցիկության չափման մեթոդները սովորաբար ներառում են մազանոթային մածուցիկության մեթոդը, պտտական ​​մածուցիկության մեթոդը և ընկնող գնդի մածուցիկության մեթոդը:

որտեղ՝ -ն տեսանելի մածուցիկությունն է, mPa s; K-ն՝ վիսկոմետրի հաստատունը; d-ն՝ լուծույթի նմուշի խտությունը 20/20°C ջերմաստիճանում; t-ն՝ լուծույթի վիսկոմետրի վերին մասով ներքևի նշանին անցնելու ժամանակը, s; չափվում է այն ժամանակը, որի ընթացքում ստանդարտ յուղը հոսում է վիսկոմետրով։

Սակայն, մազանոթային մածուցիկաչափով չափման մեթոդն ավելի խնդրահարույց է։ Շատերի մածուցիկություններըցելյուլոզային եթերներդժվար է վերլուծել մազանոթային մածուցիկաչափով, քանի որ այս լուծույթները պարունակում են անլուծելի նյութի հետքեր, որոնք հայտնաբերվում են միայն այն ժամանակ, երբ մազանոթային մածուցիկաչափը խցանված է: Հետևաբար, արտադրողների մեծ մասը օգտագործում է պտտվող մածուցիկաչափեր՝ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի որակը վերահսկելու համար: Բրուքֆիլդի մածուցիկաչափերը լայնորեն օգտագործվում են արտասահմանյան երկրներում, իսկ NDJ մածուցիկաչափերը՝ Չինաստանում:

03

HPMC մածուցիկության վրա ազդող գործոններ

3.1 Կապը ագրեգացման աստիճանի հետ

Երբ մյուս պարամետրերը մնում են անփոփոխ, հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծույթի մածուցիկությունը համեմատական ​​է պոլիմերացման աստիճանին (ՊԱ) կամ մոլեկուլային քաշին կամ մոլեկուլային շղթայի երկարությանը և մեծանում է պոլիմերացման աստիճանի աճին զուգընթաց։ Այս ազդեցությունն ավելի ցայտուն է պոլիմերացման ցածր աստիճանի դեպքում, քան բարձր աստիճանի դեպքում։

3.2 Մածուցիկության և կոնցենտրացիայի միջև կապը

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի մածուցիկությունը մեծանում է ջրային լուծույթում արտադրանքի կոնցենտրացիայի մեծացման հետ մեկտեղ: Նույնիսկ կոնցենտրացիայի փոքր փոփոխությունը կհանգեցնի մածուցիկության մեծ փոփոխության: Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի անվանական մածուցիկության դեպքում լուծույթի կոնցենտրացիայի փոփոխության ազդեցությունը լուծույթի մածուցիկության վրա ավելի ու ավելի ակնհայտ է դառնում:

3.3 Մածուցիկության և սղման արագության միջև կապը

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթն ունի սղման միջոցով նոսրացման հատկություն: Տարբեր անվանական մածուցիկությամբ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը պատրաստվում է 2% ջրային լուծույթի մեջ, և համապատասխանաբար չափվում է դրա մածուցիկությունը տարբեր սղման արագությունների դեպքում: Արդյունքները հետևյալն են: Ինչպես ցույց է տրված նկարում: Ցածր սղման արագության դեպքում հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծույթի մածուցիկությունը էապես չի փոխվել: Սղման արագության բարձրացման հետ մեկտեղ, ավելի բարձր անվանական մածուցիկությամբ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծույթի մածուցիկությունն ավելի նկատելիորեն նվազել է, մինչդեռ ցածր մածուցիկությամբ լուծույթինը՝ ակնհայտորեն չի նվազել:

3.4 Մածուցիկության և ջերմաստիճանի միջև կապը

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծույթի մածուցիկությունը մեծապես կախված է ջերմաստիճանից։ Ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց լուծույթի մածուցիկությունը նվազում է։ Ինչպես ցույց է տրված նկարում, այն պատրաստվում է 2% կոնցենտրացիայով ջրային լուծույթի տեսքով, և չափվում է մածուցիկության փոփոխությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ։

3.5 Այլ ազդող գործոններ

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթի մածուցիկության վրա ազդում են նաև լուծույթում առկա հավելումները, լուծույթի pH արժեքը և մանրէային քայքայումը: Սովորաբար, ավելի լավ մածուցիկության ցուցանիշներ ստանալու կամ օգտագործման արժեքը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթին ավելացնել ռեոլոգիայի մոդիֆիկատորներ, ինչպիսիք են կավը, մոդիֆիկացված կավը, պոլիմերային փոշին, օսլայի եթեր և ալիֆատիկ համապոլիմեր, ինչպես նաև ջրային լուծույթին կարելի է ավելացնել էլեկտրոլիտներ, ինչպիսիք են քլորիդը, բրոմիդը, ֆոսֆատը, նիտրատը և այլն: Այս հավելումները ոչ միայն կազդեն ջրային լուծույթի մածուցիկության հատկությունների վրա, այլև կազդեն հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի այլ կիրառական հատկությունների վրա, ինչպիսիք են ջրի պահպանումը, ճկման դիմադրությունը և այլն:

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթի մածուցիկությունը գրեթե չի տուժում թթվից և ալկալիից և, ընդհանուր առմամբ, կայուն է 3-ից 11 միջակայքում: Այն կարող է դիմակայել որոշակի քանակությամբ թույլ թթուների, ինչպիսիք են մրջնաթթուն, քացախաթթուն, ֆոսֆորական թթուն, բորաթթուն, կիտրոնաթթուն և այլն, ազդեցությանը: Այնուամենայնիվ, խտացված թթուն կնվազեցնի մածուցիկությունը: Սակայն կծու սոդան, կալիումի հիդրօքսիդը, կրաքարի ջուրը և այլն քիչ ազդեցություն ունեն դրա վրա: Համեմատած այլ ցելյուլոզային եթերների հետ՝հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզՋրային լուծույթն ունի լավ հակամանրէային կայունություն, հիմնական պատճառն այն է, որ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը ունի հիդրոֆոբ խմբեր՝ բարձր աստիճանի փոխարինմամբ և խմբերի ստերիկ խոչընդոտմամբ։ Սակայն, քանի որ փոխարինման ռեակցիան սովորաբար միատարր չէ, չփոխարինված անհիդրոգլյուկոզային միավորը ամենահեշտությամբ քայքայվում է միկրոօրգանիզմների կողմից, ինչը հանգեցնում է ցելյուլոզային եթերային մոլեկուլների քայքայմանը և շղթայի բաժանմանը։ Արդյունավետությունն այն է, որ ջրային լուծույթի ակնհայտ մածուցիկությունը նվազում է։ Եթե անհրաժեշտ է հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթը երկար ժամանակ պահել, խորհուրդ է տրվում ավելացնել հակասնկային նյութի փոքր քանակություն, որպեսզի մածուցիկությունը զգալիորեն չփոխվի։ Հակասնկային նյութեր, կոնսերվանտներ կամ ֆունգիցիդներ ընտրելիս պետք է ուշադրություն դարձնել անվտանգությանը և ընտրել այնպիսի արտադրանք, որը թունավոր չէ մարդու մարմնի համար, ունի կայուն հատկություններ և անհոտ է, ինչպիսիք են DOW Chem-ի AMICAL ֆունգիցիդները, CANGUARD64 կոնսերվանտները, FUELSAVER բակտերիալ նյութերը և այլ արտադրանքներ, որոնք կարող են համապատասխան դեր խաղալ։