Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC)је важан нејонски целулозни етар који се широко користи у грађевинарству, фармацеутским производима, храни и свакодневним хемикалијама. Вискозност је кључни индикатор за процену квалитета и применљивости HPMC-а. Она не само да одражава реолошка својства њеног раствора, већ је директно повезана и са њеним својствима згушњавања, задржавања воде и формирања филма. Да би се осигурао конзистентан квалитет производа, мерење вискозности мора се вршити коришћењем научне и стандардизоване методе испитивања вискозности.
1. Принцип тестирања
ХПМЦ се раствара у води и формира провидни или провидни раствор. Његова вискозност зависи првенствено од степена полимеризације, степена супституције и концентрације раствора. Тестирање вискозности карактерише својства протока ХПМЦ раствора мерењем унутрашњег трења раствора током протока на одређеној температури. Мерења се обично врше помоћу ротационог вискозиметра (Брукфилдовог типа) или капиларног вискозиметра. Ротациона метода се чешће користи, јер пружа интуитивније разумевање својстава смицања и разређивања раствора при различитим брзинама ротације.
2. Заједнички стандарди и услови испитивања
Тренутно се испитивање вискозности HPMC-а првенствено заснива на следећем:
Кинески стандард: GB/T 12000 „Опште методе испитивања целулозних етара“
Амерички стандард: ASTM D1347 „Стандардне методе испитивања за растворе целулозних етара“
Индустријска пракса: Вискозитет се мери помоћу 2% воденог раствора на 20°C помоћу ротационог вискозиметра Брукфилд.
Концентрација раствора за тестирање је генерално 2% (масени удео), али различите врсте HPMC-а могу захтевати калибрацију и на концентрацијама од 1%, 2% или вишим. Температура тестирања мора бити строго контролисана на 20±0,1°C, јер температурне флуктуације могу значајно утицати на очитавања вискозности.
3. Експериментални поступак
3.1. Припрема реагенса и инструмената
Прецизна аналитичка вага (тачност од 0,1 мг)
Брукфилдов ротациони вискозиметар (обично доступна ЛВ серија)
3.2. Водено купатило константне температуре или окружење са контролисаном температуром
Пречишћена вода (испуњава захтеве за воду GB/T 6682 Grade III)
Очистите чашу и мешалицу
3.3. Припрема раствора
Прецизно измерите 2,00 г (± 0,01 г) узорка HPMC-а.
Сипајте приближно 80% циљане запремине пречишћене воде (приближно 80 mL) у чашу и загрејте на приближно 80°C. Полако и равномерно сипајте HPMC у чашу уз мешање како бисте избегли стварање грудвица.
Наставите са мешањем док се ХПМЦ потпуно не навлажи и диспергује. Затим додајте преосталу количину хладне воде и охладите на собну температуру, чиме ћете укупну запремину довести до 100 мл.
Раствор ставите у фрижидер на 4°C преко ноћи како би се омогућило потпуно бубрење и елиминисали мехурићи ваздуха.
3.4. Мерење вискозности
Пребаците раствор у водено купатило константне температуре, одржавајући температуру од 20 ± 0,1°C. Изаберите одговарајуће вретено (обично бр. 2 или бр. 3) и брзину (обично 30 о/мин).
Покрените вискозиметар и забележите очитавање након што се игла стабилизује. Поновите свако мерење три пута и узмите просек као коначан резултат.
Ако очитавање прелази опсег инструмента, замените вретено или подесите концентрацију и поново измерите.
4. Мере предострожности
Контрола температуре је кључна. За свако повећање температуре од 1°C, вискозност се смањује за приближно 2% до 3%.
Раствор мора бити потпуно растворен и без мехурића, у супротном ће очитавање бити ниско или флуктуирајуће.
ХПМЦ показује својства разређивања смицањем, тако да брзину и време мерења треба одржавати доследно.
Вода која се користи мора бити без нечистоћа и јона како би се избегло утицање на растварање и очитавања.
Инструмент треба редовно калибрисати, а вретено и посуду за узорке одржавати чистим.
5. Анализа утицајних фактора
Степен полимеризације и степен супституције: Што је виши степен полимеризације HPMC-а, то је молекуларни ланац дужи и већа вискозност раствора. Степен метокси и хидроксипропокси супституције такође утиче на његову хидрофилност и структуру раствора.
Концентрација: Концентрација раствора и вискозност су експоненцијално повезане и чак мале промене концентрације могу значајно утицати на резултате испитивања. Температура и pH: Повећање температуре смањује вискозност, док промене pH генерално имају мали утицај на вискозност HPMC-а јер је то нејонски целулозни етар.
Старење раствора: Вискозитет може полако да опада након дужег складиштења. Препоручује се да се тест заврши у року од 24 сата од припреме.
6. Презентација и примена резултата
Резултати испитивања се изражавају у mPa·s (милиПаскали·секунде), на пример, „2% раствор, 20°C, 20.000 mPa·s“. У индустријским применама,ХПМЦСтепени вискозности се обично изражавају у хиљадитим деловима, као што су 400 cps и 20.000 cps. Корисници могу да изаберу различите степене на основу захтева примене и дизајна формулације.
Време објаве: 30. јул 2025.