ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის სიბლანტის თვისებები

ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზა (HPMC)არის არაიონური, წყალში ხსნადი ცელულოზის შერეული ეთერი. გარეგნულად არის თეთრიდან ოდნავ მოყვითალომდე ფხვნილი ან გრანულირებული მასალა, უგემო, უსუნო, არატოქსიკური, ქიმიურად სტაბილური და იხსნება წყალში გლუვი, გამჭვირვალე და ბლანტი ხსნარის წარმოქმნით. ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი თვისება გამოყენებისას არის სითხის სიბლანტის გაზრდა. გასქელების ეფექტი დამოკიდებულია პროდუქტის პოლიმერიზაციის (DP) ხარისხზე, ცელულოზის ეთერის კონცენტრაციაზე წყალხსნარში, ძვრის სიჩქარეზე და ხსნარის ტემპერატურაზე. და სხვა ფაქტორებზე.

01

HPMC წყალხსნარის სითხის ტიპი

ზოგადად, სითხის დაძაბულობა ძვრის დინებაში შეიძლება გამოისახოს მხოლოდ ƒ(γ) ძვრის სიჩქარის ფუნქციის სახით, იმ პირობით, რომ ის დროზე არ არის დამოკიდებული. ƒ(γ)-ს ფორმის მიხედვით, სითხეები შეიძლება დაიყოს სხვადასხვა ტიპად, კერძოდ: ნიუტონის სითხეები, დილატანტური სითხეები, ფსევდოპლასტიკური სითხეები და ბინგჰემის პლასტიკური სითხეები.

ცელულოზის ეთერები ორ კატეგორიად იყოფა: ერთი არის არაიონური ცელულოზის ეთერი და მეორე - იონური ცელულოზის ეთერი. ამ ორი ტიპის ცელულოზის ეთერების რეოლოგიისთვის, ს.კ. ნაიკმა და სხვებმა ჩაატარეს ყოვლისმომცველი და სისტემატური შედარებითი კვლევა ჰიდროქსიეთილცელულოზისა და ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზის ხსნარებზე. შედეგებმა აჩვენა, რომ როგორც არაიონური ცელულოზის ეთერის ხსნარები, ასევე იონური ცელულოზის ეთერის ხსნარები ფსევდოპლასტიკური იყო. ნაკადები, ანუ არანიუტონური ნაკადები, ნიუტონურ სითხეებს მხოლოდ ძალიან დაბალი კონცენტრაციით უახლოვდება. ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის ხსნარის ფსევდოპლასტიურობა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს გამოყენებაში. მაგალითად, საფარებში გამოყენებისას, წყალხსნარების ძვრის გათხელების მახასიათებლების გამო, ხსნარის სიბლანტე მცირდება ძვრის სიჩქარის ზრდასთან ერთად, რაც ხელს უწყობს პიგმენტური ნაწილაკების ერთგვაროვან გაფანტვას და ასევე ზრდის საფარის სითხეობას. ეფექტი ძალიან დიდია; მოსვენების მდგომარეობაში ხსნარის სიბლანტე შედარებით დიდია, რაც ეფექტურად ხელს უშლის პიგმენტური ნაწილაკების საფარში დალექვას.

02

HPMC სიბლანტის ტესტის მეთოდი

ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის გასქელების ეფექტის გასაზომად მნიშვნელოვანი ინდიკატორია წყალხსნარის აშკარა სიბლანტე. აშკარა სიბლანტის გაზომვის მეთოდები, როგორც წესი, მოიცავს კაპილარული სიბლანტის მეთოდს, ბრუნვითი სიბლანტის მეთოდს და ვარდნილი ბურთის სიბლანტის მეთოდს.

სადაც: არის აშკარა სიბლანტე, mPa s; K არის ვისკომეტრის მუდმივა; d არის ხსნარის ნიმუშის სიმკვრივე 20/20°C ტემპერატურაზე; t არის დრო, რომლის განმავლობაშიც ხსნარი ვისკომეტრის ზედა ნაწილიდან ქვედა ნიშნულამდე, s, გაივლის; იზომება დრო, რომლის განმავლობაშიც სტანდარტული ზეთი ვისკომეტრში გაედინება.

თუმცა, კაპილარული ვისკოზიმეტრით გაზომვის მეთოდი უფრო პრობლემურია. ბევრის სიბლანტეცელულოზის ეთერებიკაპილარული ვისკომეტრის გამოყენებით ანალიზი რთულია, რადგან ეს ხსნარები შეიცავს უხსნადი ნივთიერების კვალს, რომელიც მხოლოდ კაპილარული ვისკომეტრის დაბლოკვისას დაფიქსირდება. ამიტომ, მწარმოებელთა უმეტესობა ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ხარისხის გასაკონტროლებლად ბრუნვით ვისკომეტრებს იყენებს. ბრუკფილდის ვისკომეტრები ფართოდ გამოიყენება უცხო ქვეყნებში, ხოლო NDJ ვისკომეტრები - ჩინეთში.

03

HPMC სიბლანტის გავლენის ფაქტორები

3.1 აგრეგაციის ხარისხთან კავშირი

როდესაც სხვა პარამეტრები უცვლელი რჩება, ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ხსნარის სიბლანტე პროპორციულია პოლიმერიზაციის ხარისხის (DP) ან მოლეკულური წონის ან მოლეკულური ჯაჭვის სიგრძის და იზრდება პოლიმერიზაციის ხარისხის ზრდასთან ერთად. ეს ეფექტი უფრო გამოხატულია პოლიმერიზაციის დაბალი ხარისხის შემთხვევაში, ვიდრე პოლიმერიზაციის მაღალი ხარისხის შემთხვევაში.

3.2 სიბლანტესა და კონცენტრაციას შორის კავშირი

ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის სიბლანტე იზრდება პროდუქტის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად წყალხსნარში. კონცენტრაციის მცირე ცვლილებაც კი იწვევს სიბლანტის დიდ ცვლილებას. ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ნომინალური სიბლანტის შემთხვევაში, ხსნარის კონცენტრაციის ცვლილების გავლენა ხსნარის სიბლანტეზე სულ უფრო და უფრო აშკარა ხდება.

3.3 სიბლანტესა და ძვრის სიჩქარეს შორის კავშირი

ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის წყალხსნარს აქვს ძვრის მეთოდით გათხელების თვისება. სხვადასხვა ნომინალური სიბლანტის მქონე ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზა მზადდება 2%-იან წყალხსნარში და შესაბამისად იზომება მისი სიბლანტე სხვადასხვა ძვრის სიჩქარის დროს. შედეგები შემდეგია: როგორც ნაჩვენებია ნახაზზე. დაბალი ძვრის სიჩქარის დროს, ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის ხსნარის სიბლანტე მნიშვნელოვნად არ შეცვლილა. ძვრის სიჩქარის ზრდასთან ერთად, უფრო მაღალი ნომინალური სიბლანტის მქონე ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის ხსნარის სიბლანტე უფრო მკვეთრად შემცირდა, ხოლო დაბალი სიბლანტის მქონე ხსნარის შემთხვევაში - მნიშვნელოვნად.

3.4 სიბლანტესა და ტემპერატურას შორის კავშირი

ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის ხსნარის სიბლანტეზე მნიშვნელოვნად მოქმედებს ტემპერატურა. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ხსნარის სიბლანტე მცირდება. როგორც ნახაზზეა ნაჩვენები, იგი მზადდება 2%-იანი კონცენტრაციის წყალხსნარად და იზომება სიბლანტის ცვლილება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

3.5 სხვა გავლენის ფაქტორები

ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის წყალხსნარის სიბლანტეზე ასევე მოქმედებს ხსნარში არსებული დანამატები, ხსნარის pH მნიშვნელობა და მიკრობული დეგრადაცია. როგორც წესი, უკეთესი სიბლანტის მისაღწევად ან გამოყენების ღირებულების შესამცირებლად, აუცილებელია ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის წყალხსნარს რეოლოგიური მოდიფიკატორების, როგორიცაა თიხა, მოდიფიცირებული თიხა, პოლიმერული ფხვნილი, სახამებლის ეთერი და ალიფატური კოპოლიმერი დაემატოს, ხოლო წყალხსნარს ასევე შეიძლება დაემატოს ელექტროლიტები, როგორიცაა ქლორიდი, ბრომიდი, ფოსფატი, ნიტრატი და ა.შ. ეს დანამატები გავლენას მოახდენს არა მხოლოდ წყალხსნარის სიბლანტის თვისებებზე, არამედ გავლენას ახდენს ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის სხვა გამოყენების თვისებებზეც, როგორიცაა წყლის შეკავება, ჩამოკიდებისადმი წინააღმდეგობა და ა.შ.

ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზის წყალხსნარის სიბლანტეზე თითქმის არ მოქმედებს მჟავა და ტუტე და, როგორც წესი, სტაბილურია 3-დან 11-მდე დიაპაზონში. მას შეუძლია გაუძლოს გარკვეული რაოდენობის სუსტ მჟავებს, როგორიცაა ჭიანჭველმჟავა, ძმარმჟავა, ფოსფორმჟავა, ბორის მჟავა, ლიმონმჟავა და ა.შ. თუმცა, კონცენტრირებული მჟავა ამცირებს სიბლანტეს. თუმცა, კაუსტიკური სოდა, კალიუმის ჰიდროქსიდი, კირის წყალი და ა.შ. მასზე მცირე გავლენას ახდენს. სხვა ცელულოზის ეთერებთან შედარებით,ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზაწყალხსნარს აქვს კარგი ანტიმიკრობული სტაბილურობა, მთავარი მიზეზი ის არის, რომ ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზას აქვს ჰიდროფობიური ჯგუფები მაღალი ხარისხის ჩანაცვლებით და ჯგუფების სტერეული დაბრკოლებით. თუმცა, რადგან ჩანაცვლების რეაქცია, როგორც წესი, არ არის ერთგვაროვანი, არაჩანაცვლებული ანჰიდროგლუკოზის ერთეული ყველაზე ადვილად ეროზირდება მიკროორგანიზმების მიერ, რაც იწვევს ცელულოზის ეთერის მოლეკულების დეგრადაციას და ჯაჭვის გახლეჩას. თვისება ის არის, რომ წყალხსნარის აშკარა სიბლანტე მცირდება. თუ აუცილებელია ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის წყალხსნარის დიდი ხნის განმავლობაში შენახვა, რეკომენდებულია სოკოს საწინააღმდეგო საშუალების მცირე რაოდენობის დამატება, რათა სიბლანტე მნიშვნელოვნად არ შეიცვალოს. სოკოს საწინააღმდეგო საშუალებების, კონსერვანტების ან ფუნგიციდების არჩევისას ყურადღება უნდა მიაქციოთ უსაფრთხოებას და აირჩიოთ პროდუქტები, რომლებიც არ არის ტოქსიკური ადამიანის ორგანიზმისთვის, აქვთ სტაბილური თვისებები და უსუნოა, როგორიცაა DOW Chem-ის AMICAL ფუნგიციდები, CANGUARD64 კონსერვანტები, FUELSAVER ბაქტერიული აგენტები და სხვა პროდუქტები. შეიძლება შესაბამისი როლი ითამაშოს.