Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC)је нејонски, водорастворљиви мешани етар целулозе. Изгледа као бели до благо жути прах или грануларни материјал, без укуса, мириса, нетоксичан, хемијски стабилан и раствара се у води формирајући глатки, провидни и вискозни раствор. Једно од најважнијих својстава хидроксипропил метилцелулозе у примени је да повећава вискозност течности. Ефекат згушњавања зависи од степена полимеризације (DP) производа, концентрације целулозног етра у воденом раствору, брзине смицања и температуре раствора. И других фактора.
01
Течни тип воденог раствора ХПМЦ-а
Генерално, напон флуида у смицајном току може се изразити као функција само брзине смицања ƒ(γ), све док не зависи од времена. У зависности од облика ƒ(γ), флуиди се могу поделити на различите типове, наиме: Њутновски флуиди, дилатантни флуиди, псеудопластични флуиди и Бингамови пластични флуиди.
Целулозни етри су подељени у две категорије: једна је нејонски целулозни етар, а друга је јонски целулозни етар. Што се тиче реологије ова два типа целулозних етара, С.Ц. Наик и др. спровели су свеобухватну и систематску упоредну студију раствора хидроксиетил целулозе и натријум карбоксиметил целулозе. Резултати су показали да су и нејонски раствори целулозног етра и јонски раствори целулозног етра псеудопластични. Токови, тј. неЊутновски токови, приближавају се Њутновским течностима само при веома ниским концентрацијама. Псеудопластичност раствора хидроксипропил метилцелулозе игра важну улогу у примени. На пример, када се примењује у премазима, због карактеристика смицања и разређивања водених раствора, вискозност раствора се смањује са повећањем брзине смицања, што погодује равномерној дисперзији честица пигмента, а такође повећава флуидност премаза. Ефекат је веома велики; док је у мировању, вискозност раствора је релативно велика, што ефикасно спречава таложење честица пигмента у премазу.
02
Метода испитивања вискозности HPMC-а
Важан индикатор за мерење ефекта згушњавања хидроксипропил метилцелулозе је привидна вискозност воденог раствора. Методе мерења привидне вискозности обично укључују методу капиларне вискозности, методу ротационе вискозности и методу вискозности падајуће лоптице.
где је: привидна вискозност, mPa s; K је константа вискозиметра; d је густина узорка раствора на 20/20°C; t је време потребно да раствор прође кроз горњи део вискозиметра до доње ознаке, s; Мери се време протока стандардног уља кроз вискозиметр.
Међутим, метод мерења капиларним вискозиметром је проблематичнији. Вискозитети многихцелулозни етриТешко је анализирати помоћу капиларног вискозиметра јер ови раствори садрже трагове нерастворљиве материје које се детектују само када је капиларни вискозиметр блокиран. Стога већина произвођача користи ротационе вискозиметре за контролу квалитета хидроксипропил метилцелулозе. Брукфилдови вискозиметри се често користе у иностранству, а НДЈ вискозиметри се користе у Кини.
03
Фактори који утичу на вискозност HPMC-а
3.1 Однос са степеном агрегације
Када остали параметри остану непромењени, вискозност раствора хидроксипропил метилцелулозе је пропорционална степену полимеризације (ДП) или молекулској тежини или дужини молекулског ланца и повећава се са повећањем степена полимеризације. Овај ефекат је израженији у случају ниског степена полимеризације него у случају високог степена полимеризације.
3.2 Однос између вискозности и концентрације
Вискозност хидроксипропил метилцелулозе расте са повећањем концентрације производа у воденом раствору. Чак и мала промена концентрације изазват ће велику промену вискозности. Са номиналном вискозношћу хидроксипропил метилцелулозе, ефекат промене концентрације раствора на вискозност раствора је све очигледнији.
3.3 Однос између вискозности и брзине смицања
Водени раствор хидроксипропил метилцелулозе има својство разређивања при смицању. Хидроксипропил метилцелулоза различитог номиналног вискозитета припремљена је у 2% водени раствор, а његов вискозитет при различитим брзинама смицања је мерен респективно. Резултати су следећи: Као што је приказано на слици. При ниској брзини смицања, вискозитет раствора хидроксипропил метилцелулозе се није значајно променио. Са повећањем брзине смицања, вискозитет раствора хидроксипропил метилцелулозе са вишом номиналном вискозношћу се очигледније смањио, док се раствор са ниском вискозношћу није очигледно смањио.
3.4 Однос између вискозности и температуре
Вискозност раствора хидроксипропил метилцелулозе је у великој мери под утицајем температуре. Како се температура повећава, вискозност раствора се смањује. Као што је приказано на слици, припремљен је водени раствор са концентрацијом од 2%, а затим се мери промена вискозности са повећањем температуре.
3.5 Остали фактори утицаја
На вискозност воденог раствора хидроксипропил метилцелулозе такође утичу адитиви у раствору, pH вредност раствора и микробна разградња. Обично, да би се постигле боље перформансе вискозности или смањили трошкови употребе, потребно је додати модификаторе реологије, као што су глина, модификована глина, полимерни прах, скробни етар и алифатични кополимер, у водени раствор хидроксипропил метилцелулозе, а електролити као што су хлорид, бромид, фосфат, нитрат итд. такође се могу додати у водени раствор. Ови адитиви неће утицати само на својства вискозности воденог раствора, већ ће утицати и на друга својства примене хидроксипропил метилцелулозе, као што су задржавање воде, отпорност на слегање итд.
Вискозност воденог раствора хидроксипропил метилцелулозе готово да није под утицајем киселина и алкалија и генерално је стабилна у опсегу од 3 до 11. Може да издржи одређену количину слабих киселина, као што су мравља киселина, сирћетна киселина, фосфорна киселина, борна киселина, лимунска киселина итд. Међутим, концентрована киселина ће смањити вискозност. Али каустична сода, калијум хидроксид, кречна вода итд. имају мали утицај на то. У поређењу са другим целулозним етрима,хидроксипропил метилцелулозаВодени раствор има добру антимикробну стабилност, главни разлог је тај што хидроксипропил метилцелулоза има хидрофобне групе са високим степеном супституције и стеричким запретањем група. Међутим, пошто реакција супституције обично није једнолична, несупституисана анхидроглукозна јединица се најлакше еродира микроорганизмима, што доводи до разградње молекула целулозног етра и цепање ланца. Перформанса је у томе што се привидна вискозност воденог раствора смањује. Ако је потребно дуже складиштити водени раствор хидроксипропил метилцелулозе, препоручује се додавање трагова антифунгалног средства како се вискозност не би значајно променила. Приликом избора антифунгалних средстава, конзерванса или фунгицида, треба обратити пажњу на безбедност и бирати производе који нису токсични за људски организам, имају стабилна својства и без мириса су, као што су АМИКАЛ фунгициди DOW Chem, конзерванси CANGUARD64, бактеријски агенси FUELSAVER и други производи, могу играти одговарајућу улогу.
Време објаве: 28. април 2024.