Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) е нејонско полимерно соединение растворливо во вода, добиено со хемиска модификација на природна целулоза. Широко се користи во прехранбената, медицината, козметичката и градежната индустрија, особено како лепило, згуснувач, емулгатор и средство за суспендирање во фармацевтските препарати. Во процесот на апликација, карактеристиките на вискозноста на водениот раствор на HPMC се клучни за неговите перформанси во различни полиња.
1. Структура и својства на хидроксипропил метилцелулоза
Молекуларната структура на HPMC содржи две супституентни групи, хидроксипропил (-CH₂ЧОХЧ₃) и метил (-OCH₃), што го прави да има добра растворливост во вода и способност за модификација. Молекуларниот синџир HPMC има одредена цврста структура, но може да формира и тридимензионална мрежна структура во воден раствор, што резултира со зголемување на вискозноста. Неговата молекуларна тежина, видот на супституентот и степенот на супституција (т.е. степенот на хидроксипропил и метил супституција на секоја единица) имаат важно влијание врз вискозноста на растворот.
2. Карактеристики на вискозност на воден раствор
Карактеристиките на вискозноста на водениот раствор на HPMC се тесно поврзани со фактори како што се концентрацијата, молекуларната тежина, температурата и pH вредноста на растворувачот. Општо земено, вискозноста на водениот раствор на HPMC се зголемува со зголемувањето на неговата концентрација. Неговата вискозност покажува нењутновско реолошко однесување, односно, како што се зголемува брзината на смолкнување, вискозноста на растворот постепено се намалува, покажувајќи феномен на разредување на смолкнување.
(1) Ефект на концентрацијата
Постои одредена врска помеѓу вискозноста на водениот раствор на HPMC и неговата концентрација. Како што се зголемува концентрацијата на HPMC, молекуларните интеракции во водениот раствор се зајакнуваат, а заплеткувањето и вкрстеното поврзување на молекуларните синџири се зголемуваат, што резултира со зголемување на вискозноста на растворот. При пониски концентрации, вискозноста на водениот раствор на HPMC се зголемува линеарно со зголемувањето на концентрацијата, но при повисоки концентрации, растот на вискозноста на растворот има тенденција да биде рамен и достигнува стабилна вредност.
(2) Ефект на молекуларната тежина
Молекуларната тежина на HPMC директно влијае на вискозноста на неговиот воден раствор. HPMC со поголема молекуларна тежина има подолги молекуларни синџири и може да формира посложена тридимензионална мрежна структура во водениот раствор, што резултира со поголем вискозитет. Спротивно на тоа, HPMC со помала молекуларна тежина има полабава мрежна структура и помал вискозитет поради неговите пократки молекуларни синџири. Затоа, при нанесувањето, многу е важно да се избере HPMC со соодветна молекуларна тежина за да се постигне идеален ефект на вискозност.
(3) Ефект на температурата
Температурата е важен фактор кој влијае на вискозноста на водениот раствор на HPMC. Како што се зголемува температурата, движењето на молекулите на водата се интензивира и вискозноста на растворот обично се намалува. Тоа е затоа што кога температурата се зголемува, слободата на HPMC молекуларниот синџир се зголемува и интеракцијата помеѓу молекулите слабее, а со тоа се намалува вискозноста на растворот. Сепак, одговорот на HPMC од различни серии или брендови на температура исто така може да варира, така што температурните услови треба да се прилагодат според специфичните барања за примена.
(4) Ефект на pH вредноста
Самиот HPMC е нејонско соединение, а вискозноста на неговиот воден раствор е чувствителна на промени во pH. Иако HPMC покажува релативно стабилни карактеристики на вискозност во кисела или неутрална средина, растворливоста и вискозноста на HPMC ќе бидат засегнати во екстремно кисели или алкални средини. На пример, при силни киселински или силни алкални услови, молекулите на HPMC може делумно да се разградат, а со тоа да се намали вискозноста на неговиот воден раствор.
3. Реолошка анализа на карактеристиките на вискозноста на воден раствор на HPMC
Реолошкото однесување на водениот раствор на HPMC обично покажува карактеристики на не-Њутнова течност, што значи дека неговата вискозност не е поврзана само со фактори како што се концентрацијата на растворот и молекуларната тежина, туку и со брзината на смолкнување. Општо земено, при ниски стапки на смолкнување, водениот раствор на HPMC покажува поголем вискозитет, додека како што се зголемува стапката на смолкнување, вискозноста се намалува. Ова однесување се нарекува „разредување со смолкнување“ или „разредување со смолкнување“ и е многу важно во многу практични примени. На пример, во областа на премази, фармацевтски препарати, преработка на храна итн., карактеристиките на истенчување на смолкнување на HPMC можат да обезбедат одржување на висок вискозитет при нанесување со мала брзина и може полесно да тече при услови на смолкнување со голема брзина.
4. Други фактори кои влијаат на вискозноста на воден раствор на HPMC
(1) Ефект на сол
Додавањето сол растворени материи (како натриум хлорид) може да ја зголеми вискозноста на водениот раствор на HPMC. Тоа е затоа што солта може да ја подобри интеракцијата помеѓу молекулите со менување на јонската јачина на растворот, така што молекулите на HPMC формираат покомпактна мрежна структура, а со тоа ја зголемува вискозноста. Сепак, ефектот на видот и концентрацијата на сол врз вискозноста, исто така, треба да се прилагоди според специфичните околности.
(2) Ефект на други адитиви
Додавањето други адитиви (како сурфактанти, полимери, итн.) во воден раствор на HPMC, исто така, ќе влијае на вискозноста. На пример, сурфактантите може да ја намалат вискозноста на HPMC, особено кога концентрацијата на сурфактант е висока. Покрај тоа, одредени полимери или честички исто така можат да комуницираат со HPMC и да ги променат реолошките својства на неговиот раствор.
Карактеристиките на вискозноста нахидроксипропил метилцелулоза Водениот раствор е под влијание на многу фактори, вклучително и концентрација, молекуларна тежина, температура, pH вредност итн. Водениот раствор на HPMC обично покажува нењутнови реолошки својства, има добри својства на згуснување и разредување на смолкнување и широко се користи во различни индустриски и фармацевтски полиња. Разбирањето и совладувањето на овие карактеристики на вискозност ќе помогне да се оптимизира употребата на HPMC во различни апликации. Во практична примена, соодветниот тип на HPMC и условите на процесот треба да се изберат според специфичните потреби за да се добие идеален вискозитет и реолошки својства.
Време на објавување: Мар-01-2025