Hidroksipropil metilselulosa (HPMC)adalah campuran eter selulosa non-ionik yang larut dalam air. Penampakannya berupa bubuk atau bahan granular berwarna putih hingga agak kuning, tidak berasa, tidak berbau, tidak beracun, stabil secara kimia, dan larut dalam air untuk membentuk larutan yang halus, transparan, dan kental. Salah satu sifat terpenting hidroksipropil metilselulosa dalam aplikasinya adalah meningkatkan viskositas cairan. Efek pengentalan bergantung pada derajat polimerisasi (DP) produk, konsentrasi eter selulosa dalam larutan berair, laju geser, dan suhu larutan. Dan faktor-faktor lainnya.
01
Jenis cairan larutan HPMC berair
Secara umum, tekanan fluida dalam aliran geser dapat dinyatakan sebagai fungsi laju geser ƒ(γ) saja, asalkan tidak bergantung pada waktu. Bergantung pada bentuk ƒ(γ), fluida dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu: fluida Newtonian, fluida dilatan, fluida pseudoplastik, dan fluida plastik Bingham.
Eter selulosa dibagi menjadi dua kategori: satu adalah eter selulosa non-ionik dan yang lainnya adalah eter selulosa ionik. Untuk reologi kedua jenis eter selulosa ini. SC Naik dkk. melakukan studi perbandingan yang komprehensif dan sistematis pada larutan hidroksi etil selulosa dan natrium karboksimetil selulosa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa larutan eter selulosa non-ionik dan larutan eter selulosa ionik bersifat pseudoplastik. Aliran, yaitu aliran non-Newtonian, mendekati cairan Newtonian hanya pada konsentrasi yang sangat rendah. Pseudoplastisitas larutan hidroksipropil metilselulosa memainkan peran penting dalam aplikasi. Misalnya, ketika diterapkan dalam pelapis, karena karakteristik pengenceran geser larutan berair, viskositas larutan berkurang dengan peningkatan laju geser, yang kondusif untuk dispersi partikel pigmen yang seragam, dan juga meningkatkan fluiditas pelapis. Efeknya sangat besar; saat diam, viskositas larutan relatif besar, yang secara efektif mencegah pengendapan partikel pigmen dalam pelapis.
02
Metode Uji Viskositas HPMC
Indikator penting untuk mengukur efek pengentalan hidroksipropil metilselulosa adalah viskositas nyata dari larutan berair. Metode pengukuran viskositas nyata biasanya meliputi metode viskositas kapiler, metode viskositas putar, dan metode viskositas bola jatuh.
di mana: adalah viskositas nyata, mPa·s; K adalah konstanta viskometer; d adalah densitas sampel larutan pada 20/20°C; t adalah waktu yang dibutuhkan larutan untuk melewati bagian atas viskometer hingga tanda bawah, s; Waktu yang dibutuhkan minyak standar untuk mengalir melalui viskometer diukur.
Namun, metode pengukuran dengan viskometer kapiler lebih merepotkan. Viskositas banyaketer selulosasulit dianalisis menggunakan viskometer kapiler karena larutan ini mengandung sejumlah kecil zat yang tidak larut yang hanya terdeteksi saat viskometer kapiler tersumbat. Oleh karena itu, sebagian besar produsen menggunakan viskometer putar untuk mengontrol kualitas hidroksipropil metilselulosa. Viskometer Brookfield umumnya digunakan di luar negeri, dan viskometer NDJ digunakan di Tiongkok.
03
Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas HPMC
3.1 Hubungan dengan derajat agregasi
Bila parameter lain tetap tidak berubah, viskositas larutan hidroksipropil metilselulosa sebanding dengan derajat polimerisasi (DP) atau berat molekul atau panjang rantai molekul, dan meningkat seiring dengan peningkatan derajat polimerisasi. Efek ini lebih jelas terlihat pada kasus derajat polimerisasi rendah daripada pada kasus derajat polimerisasi tinggi.
3.2 Hubungan antara viskositas dan konsentrasi
Viskositas hidroksipropil metilselulosa meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi produk dalam larutan berair. Bahkan perubahan konsentrasi yang kecil akan menyebabkan perubahan viskositas yang besar. Dengan viskositas nominal hidroksipropil metilselulosa, pengaruh perubahan konsentrasi larutan terhadap viskositas larutan semakin jelas.
3.3 Hubungan antara viskositas dan laju geser
Larutan berair hidroksipropil metilselulosa memiliki sifat pengenceran geser. Hidroksipropil metilselulosa dengan viskositas nominal yang berbeda disiapkan menjadi larutan berair 2%, dan viskositasnya pada laju geser yang berbeda diukur secara berurutan. Hasilnya adalah sebagai berikut Seperti yang ditunjukkan pada gambar. Pada laju geser rendah, viskositas larutan hidroksipropil metilselulosa tidak berubah secara signifikan. Dengan peningkatan laju geser, viskositas larutan hidroksipropil metilselulosa dengan viskositas nominal yang lebih tinggi menurun lebih jelas, sedangkan larutan dengan viskositas rendah tidak menurun secara jelas.
3.4 Hubungan antara viskositas dan suhu
Viskositas larutan hidroksipropil metilselulosa sangat dipengaruhi oleh suhu. Saat suhu meningkat, viskositas larutan menurun. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, larutan disiapkan menjadi larutan berair dengan konsentrasi 2%, dan perubahan viskositas dengan peningkatan suhu diukur.
3.5 Faktor-faktor lain yang mempengaruhi
Viskositas larutan berair hidroksipropil metilselulosa juga dipengaruhi oleh zat aditif dalam larutan, nilai pH larutan, dan degradasi mikroba. Biasanya, untuk mendapatkan kinerja viskositas yang lebih baik atau mengurangi biaya penggunaan, perlu menambahkan pengubah reologi, seperti tanah liat, tanah liat yang dimodifikasi, bubuk polimer, eter pati dan kopolimer alifatik, ke larutan berair hidroksipropil metilselulosa. , dan elektrolit seperti klorida, bromida, fosfat, nitrat, dll. juga dapat ditambahkan ke larutan berair. Zat aditif ini tidak hanya akan memengaruhi sifat viskositas larutan berair, tetapi juga memengaruhi sifat aplikasi hidroksipropil metilselulosa lainnya seperti retensi air. , ketahanan kendur, dll.
Viskositas larutan berair hidroksipropil metilselulosa hampir tidak terpengaruh oleh asam dan alkali, dan umumnya stabil dalam kisaran 3 hingga 11. Ia dapat menahan sejumlah asam lemah, seperti asam format, asam asetat, asam fosfat, asam borat, asam sitrat, dll. Namun, asam pekat akan mengurangi viskositas. Tetapi soda api, kalium hidroksida, air kapur, dll. memiliki sedikit pengaruh padanya. Dibandingkan dengan eter selulosa lainnya,hidroksipropil metilselulosalarutan berair memiliki stabilitas antimikroba yang baik, alasan utamanya adalah hidroksipropil metilselulosa memiliki gugus hidrofobik dengan tingkat substitusi dan hambatan sterik gugus yang tinggi. Namun, karena reaksi substitusi biasanya tidak seragam, unit anhidroglukosa yang tidak tersubstitusi paling mudah terkikis oleh mikroorganisme, yang mengakibatkan degradasi molekul eter selulosa dan pemutusan rantai. Kinerjanya adalah viskositas nyata larutan berair berkurang. Jika perlu menyimpan larutan berair hidroksipropil metilselulosa untuk waktu yang lama, disarankan untuk menambahkan sejumlah kecil agen antijamur sehingga viskositas tidak berubah secara signifikan. Saat memilih agen antijamur, pengawet atau fungisida, Anda harus memperhatikan keamanan, dan memilih produk yang tidak beracun bagi tubuh manusia, memiliki sifat stabil dan tidak berbau, seperti fungisida AMICAL DOW Chem, pengawet CANGUARD64, agen bakteri FUELSAVER dan produk lainnya. dapat memainkan peran yang sesuai.
Waktu posting: 28-Apr-2024