Hidroksipropilmetilceluloza (HPMC) je spojina, ki je zaradi svojih večnamenskih lastnosti postala osnovna surovina v številnih panogah. Pogosto se uporablja kot aditiv za živila, zgoščevalec v kozmetiki in celo kot medicinska sestavina v številnih zdravilih. Edinstvena lastnost HPMC je njeno tiksotropno obnašanje, ki ji omogoča, da pod določenimi pogoji spreminja viskoznost in lastnosti pretoka. Poleg tega imajo to lastnost tako HPMC z visoko viskoznostjo kot tudi HPMC z nizko viskoznostjo, saj kažejo tiksotropijo tudi pod temperaturo gela.
Tiksotropija se v HPMC pojavi, ko raztopina postane strižno redčena, ko se nanjo izvaja pritisk ali mešanje, kar povzroči zmanjšanje viskoznosti. To vedenje je mogoče tudi obrniti; ko se napetost odstrani in raztopina počiva, se viskoznost počasi vrne na višjo raven. Zaradi te edinstvene lastnosti je HPMC dragocena komponenta v številnih panogah, saj omogoča bolj gladko nanašanje in lažjo obdelavo.
Kot neionski hidrokoloid HPMC nabrekne v vodi in tvori gel. Stopnja nabrekanja in želiranja je odvisna od molekulske mase in koncentracije polimera, pH-ja in temperature raztopine. Visoko viskozni HPMC ima običajno visoko molekulsko maso in tvori visoko viskozni gel, medtem ko ima nizko viskozni HPMC nizko molekulsko maso in tvori manj viskozen gel. Kljub tem razlikam v delovanju pa obe vrsti HPMC kažeta tiksotropijo zaradi strukturnih sprememb, ki se pojavljajo na molekularni ravni.
Tiksotropno obnašanje HPMC je posledica poravnave polimernih verig zaradi strižne napetosti. Ko se na HPMC izvaja strižna napetost, se polimerne verige poravnajo v smeri uporabljene napetosti, kar povzroči uničenje tridimenzionalne mrežne strukture, ki je obstajala v odsotnosti napetosti. Prekinitev mreže povzroči zmanjšanje viskoznosti raztopine. Ko se napetost odstrani, se polimerne verige preuredijo vzdolž svoje prvotne orientacije, obnovijo mrežo in povrnejo viskoznost.
HPMC kaže tiksotropijo tudi pod temperaturo želiranja. Temperatura geliranja je temperatura, pri kateri se polimerne verige zamrežijo in tvorijo tridimenzionalno mrežo, ki tvori gel. Odvisna je od koncentracije, molekulske mase in pH raztopine polimera. Nastali gel ima visoko viskoznost in se pod pritiskom ne spreminja hitro. Vendar pa je pod temperaturo želiranja raztopina HPMC ostala tekoča, vendar je še vedno kazala tiksotropno obnašanje zaradi prisotnosti delno oblikovane mrežne strukture. Mreža, ki jo tvorijo ti deli, se pod pritiskom razgradi, kar povzroči zmanjšanje viskoznosti. To obnašanje je koristno v številnih aplikacijah, kjer morajo raztopine med mešanjem zlahka teči.
HPMC je vsestranska kemikalija z več edinstvenimi lastnostmi, med katerimi je tudi tiksotropno obnašanje. To lastnost imajo tako visokoviskozni kot nizkoviskozni HPMC-ji, saj kažejo tiksotropijo tudi pod temperaturo geliranja. Zaradi te lastnosti je HPMC dragocena komponenta v številnih panogah, ki zahtevajo rešitve z lahkim pretokom za nemoten nanos. Kljub razlikam v lastnostih med visokoviskoznimi in nizkoviskoznimi HPMC-ji se njihovo tiksotropno obnašanje pojavi zaradi poravnave in motenj delno oblikovane mrežne strukture. Zaradi njegovih edinstvenih lastnosti raziskovalci nenehno raziskujejo različne aplikacije HPMC-ja v upanju, da bodo ustvarili nove izdelke in zagotovili boljše rešitve za potrošnike po vsem svetu.
Čas objave: 23. avg. 2023