హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క స్నిగ్ధత లక్షణాలు

హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HPMC)ఇది ఒక అయానిక రహిత, నీటిలో కరిగే సెల్యులోజ్ మిశ్రమ ఈథర్. ఇది తెలుపు నుండి కొద్దిగా పసుపు రంగులో ఉండే పొడి లేదా రేణువుల పదార్థంగా కనిపిస్తుంది. దీనికి రుచి, వాసన ఉండవు, ఇది విషరహితమైనది, రసాయనికంగా స్థిరమైనది మరియు నీటిలో కరిగి నునుపైన, పారదర్శకమైన మరియు చిక్కని ద్రావణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. అనువర్తనంలో హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన లక్షణాలలో ఒకటి, ఇది ద్రవం యొక్క చిక్కదనాన్ని పెంచడం. ఈ చిక్కబరిచే ప్రభావం ఉత్పత్తి యొక్క పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ (DP), జల ద్రావణంలో సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క గాఢత, షియర్ రేట్, ద్రావణ ఉష్ణోగ్రత మరియు ఇతర కారకాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

01

ద్రవ రకం HPMC జల ద్రావణం

సాధారణంగా, ఒక ద్రవం యొక్క షియర్ ఫ్లోలోని ఒత్తిడిని, అది కాలంపై ఆధారపడనంత వరకు, కేవలం షియర్ రేటు ƒ(γ) యొక్క ఫంక్షన్‌గా మాత్రమే వ్యక్తీకరించవచ్చు. ƒ(γ) యొక్క రూపాన్ని బట్టి, ద్రవాలను వివిధ రకాలుగా విభజించవచ్చు, అవి: న్యూటోనియన్ ద్రవాలు, డైలాటెంట్ ద్రవాలు, సూడోప్లాస్టిక్ ద్రవాలు మరియు బింగ్‌హామ్ ప్లాస్టిక్ ద్రవాలు.

సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లను రెండు వర్గాలుగా విభజించారు: ఒకటి నాన్-అయానిక్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ మరియు మరొకటి అయానిక్ సెల్యులోజ్ ఈథర్. ఈ రెండు రకాల సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ల రియాలజీ కోసం, ఎస్.సి. నాయక్ మరియు ఇతరులు హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ మరియు సోడియం కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్ ద్రావణాలపై ఒక సమగ్ర మరియు క్రమబద్ధమైన తులనాత్మక అధ్యయనాన్ని నిర్వహించారు. ఫలితాలు నాన్-అయానిక్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ ద్రావణాలు మరియు అయానిక్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ ద్రావణాలు రెండూ సూడోప్లాస్టిక్ ప్రవాహాలను, అంటే నాన్-న్యూటోనియన్ ప్రవాహాలను కలిగి ఉన్నాయని, మరియు చాలా తక్కువ గాఢతల వద్ద మాత్రమే న్యూటోనియన్ ద్రవాలను సమీపిస్తాయని చూపించాయి. హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ద్రావణం యొక్క సూడోప్లాస్టిసిటీ అనువర్తనంలో ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఉదాహరణకు, పూతలలో ఉపయోగించినప్పుడు, జల ద్రావణాల యొక్క షియర్ థిన్నింగ్ లక్షణాల కారణంగా, షియర్ రేటు పెరిగే కొద్దీ ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత తగ్గుతుంది, ఇది వర్ణద్రవ్య కణాల ఏకరీతి వ్యాప్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, మరియు పూత యొక్క ద్రవత్వాన్ని కూడా పెంచుతుంది. దీని ప్రభావం చాలా పెద్దది; నిశ్చలంగా ఉన్నప్పుడు, ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది పూతలో వర్ణద్రవ్య కణాల నిక్షేపణను సమర్థవంతంగా నిరోధిస్తుంది.

02

HPMC స్నిగ్ధత పరీక్షా విధానం

హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క చిక్కబరిచే ప్రభావాన్ని కొలవడానికి జల ద్రావణం యొక్క దృశ్య స్నిగ్ధత ఒక ముఖ్యమైన సూచిక. దృశ్య స్నిగ్ధతను కొలిచే పద్ధతులలో సాధారణంగా కేశనాళిక స్నిగ్ధత పద్ధతి, భ్రమణ స్నిగ్ధత పద్ధతి మరియు పతన గోళం స్నిగ్ధత పద్ధతి ఉంటాయి.

ఇక్కడ: ρ అనేది దృశ్య స్నిగ్ధత, mPa s; K అనేది విస్కోమీటర్ స్థిరాంకం; d అనేది 20/20°C వద్ద ద్రావణ నమూనా యొక్క సాంద్రత; t అనేది ద్రావణం విస్కోమీటర్ యొక్క పై భాగం గుండా దిగువ గుర్తు వరకు ప్రయాణించడానికి పట్టే సమయం, s; ప్రామాణిక నూనె విస్కోమీటర్ గుండా ప్రవహించే సమయం కొలవబడుతుంది.

అయితే, కేశనాళిక విస్కోమీటర్ ద్వారా కొలిచే పద్ధతి మరింత శ్రమతో కూడుకున్నది. అనేక వాటి స్నిగ్ధతలుసెల్యులోజ్ ఈథర్లుఈ ద్రావణాలను కేశనాళిక విస్కోమీటర్‌ను ఉపయోగించి విశ్లేషించడం కష్టం, ఎందుకంటే వాటిలో అతి తక్కువ పరిమాణంలో కరగని పదార్థాలు ఉంటాయి, ఇవి కేశనాళిక విస్కోమీటర్ మూసుకుపోయినప్పుడు మాత్రమే గుర్తించబడతాయి. అందువల్ల, చాలా మంది తయారీదారులు హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ నాణ్యతను నియంత్రించడానికి భ్రమణ విస్కోమీటర్లను ఉపయోగిస్తారు. విదేశాలలో సాధారణంగా బ్రూక్‌ఫీల్డ్ విస్కోమీటర్లను, మరియు చైనాలో NDJ విస్కోమీటర్లను ఉపయోగిస్తారు.

03

HPMC స్నిగ్ధతను ప్రభావితం చేసే కారకాలు

3.1 సమూహీకరణ స్థాయికి సంబంధం

ఇతర పారామితులు మారకుండా ఉన్నప్పుడు, హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ (DP) లేదా అణుభారం లేదా అణు శృంఖల పొడవుకు అనుపాతంలో ఉంటుంది మరియు పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ పెరిగేకొద్దీ పెరుగుతుంది. ఈ ప్రభావం అధిక పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ కంటే తక్కువ పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ విషయంలో మరింత స్పష్టంగా ఉంటుంది.

3.2 స్నిగ్ధత మరియు గాఢత మధ్య సంబంధం

జల ద్రావణంలో ఉత్పత్తి యొక్క గాఢత పెరిగే కొద్దీ హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క స్నిగ్ధత పెరుగుతుంది. గాఢతలో చిన్న మార్పు కూడా స్నిగ్ధతలో పెద్ద మార్పుకు కారణమవుతుంది. హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క నామమాత్రపు స్నిగ్ధత విషయంలో, ద్రావణ గాఢత మార్పు ప్రభావం దాని స్నిగ్ధతపై మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది.

3.3 స్నిగ్ధత మరియు కోత రేటు మధ్య సంబంధం

హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ జల ద్రావణానికి షియర్ థిన్నింగ్ గుణం ఉంది. వివిధ నామమాత్రపు స్నిగ్ధత కలిగిన హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్‌ను 2% జల ద్రావణంగా తయారుచేసి, వివిధ షియర్ రేట్ల వద్ద దాని స్నిగ్ధతను వరుసగా కొలిచారు. ఫలితాలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి, పటంలో చూపిన విధంగా. తక్కువ షియర్ రేటు వద్ద, హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత గణనీయంగా మారలేదు. షియర్ రేటు పెరిగేకొద్దీ, అధిక నామమాత్రపు స్నిగ్ధత కలిగిన హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత మరింత స్పష్టంగా తగ్గింది, అయితే తక్కువ స్నిగ్ధత కలిగిన ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత స్పష్టంగా తగ్గలేదు.

3.4 స్నిగ్ధత మరియు ఉష్ణోగ్రత మధ్య సంబంధం

హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత ఉష్ణోగ్రత వల్ల బాగా ప్రభావితమవుతుంది. ఉష్ణోగ్రత పెరిగే కొద్దీ, ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత తగ్గుతుంది. పటంలో చూపిన విధంగా, దీనిని 2% గాఢత గల జల ద్రావణంగా తయారుచేసి, ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో పాటు స్నిగ్ధతలో వచ్చే మార్పును కొలవడం జరిగింది.

3.5 ఇతర ప్రభావిత కారకాలు

హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క జల ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత, ద్రావణంలోని సంకలితాలు, ద్రావణం యొక్క pH విలువ మరియు సూక్ష్మజీవుల విచ్ఛిన్నం ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది. సాధారణంగా, మెరుగైన స్నిగ్ధత పనితీరును పొందడానికి లేదా వినియోగ ఖర్చును తగ్గించడానికి, హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క జల ద్రావణానికి బంకమట్టి, సవరించిన బంకమట్టి, పాలిమర్ పౌడర్, స్టార్చ్ ఈథర్ మరియు అలిఫాటిక్ కోపాలిమర్ వంటి రియాలజీ మాడిఫైయర్‌లను జోడించడం అవసరం. మరియు క్లోరైడ్, బ్రోమైడ్, ఫాస్ఫేట్, నైట్రేట్ మొదలైన ఎలక్ట్రోలైట్‌లను కూడా జల ద్రావణానికి జోడించవచ్చు. ఈ సంకలితాలు జల ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత లక్షణాలను ప్రభావితం చేయడమే కాకుండా, హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క నీటి నిలుపుదల, సాగ్ రెసిస్టెన్స్ మొదలైన ఇతర అనువర్తన లక్షణాలను కూడా ప్రభావితం చేస్తాయి.

హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క జల ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత ఆమ్లం మరియు క్షారం వలన దాదాపుగా ప్రభావితం కాదు, మరియు సాధారణంగా 3 నుండి 11 పరిధిలో స్థిరంగా ఉంటుంది. ఇది ఫార్మిక్ ఆమ్లం, ఎసిటిక్ ఆమ్లం, ఫాస్ఫారిక్ ఆమ్లం, బోరిక్ ఆమ్లం, సిట్రిక్ ఆమ్లం మొదలైన కొంత పరిమాణంలో బలహీన ఆమ్లాలను తట్టుకోగలదు. అయితే, గాఢ ఆమ్లం స్నిగ్ధతను తగ్గిస్తుంది. కానీ కాస్టిక్ సోడా, పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్, సున్నపు నీరు మొదలైనవి దీనిపై స్వల్ప ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. ఇతర సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లతో పోలిస్తే,హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్జల ద్రావణానికి మంచి సూక్ష్మజీవనాశక స్థిరత్వం ఉంటుంది, దీనికి ప్రధాన కారణం హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్‌లో అధిక ప్రతిక్షేపణ స్థాయి గల హైడ్రోఫోబిక్ సమూహాలు మరియు స్టెరిక్ అవరోధం ఉండటమే. అయితే, ప్రతిక్షేపణ చర్య సాధారణంగా ఏకరీతిగా ఉండదు కాబట్టి, ప్రతిక్షేపణ లేని అనహైడ్రోగ్లూకోజ్ యూనిట్ సూక్ష్మజీవులచే చాలా సులభంగా క్షీణించబడుతుంది, దీని ఫలితంగా సెల్యులోజ్ ఈథర్ అణువుల విచ్ఛిన్నం మరియు గొలుసు విచ్ఛేదం జరుగుతుంది. దీని ఫలితంగా జల ద్రావణం యొక్క దృశ్య స్నిగ్ధత తగ్గుతుంది. హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క జల ద్రావణాన్ని ఎక్కువ కాలం నిల్వ చేయవలసి వస్తే, స్నిగ్ధత గణనీయంగా మారకుండా ఉండేందుకు స్వల్ప పరిమాణంలో యాంటీ ఫంగల్ ఏజెంట్‌ను జోడించాలని సిఫార్సు చేయబడింది. యాంటీ-ఫంగల్ ఏజెంట్లు, ప్రిజర్వేటివ్‌లు లేదా ఫంగిసైడ్‌లను ఎంచుకునేటప్పుడు, మీరు భద్రతపై శ్రద్ధ వహించాలి మరియు మానవ శరీరానికి విషపూరితం కాని, స్థిరమైన లక్షణాలను కలిగి ఉన్న మరియు వాసన లేని ఉత్పత్తులను ఎంచుకోవాలి. ఉదాహరణకు, DOW కెమ్ యొక్క AMICAL ఫంగిసైడ్‌లు, CANGUARD64 ప్రిజర్వేటివ్‌లు, FUELSAVER బాక్టీరియా ఏజెంట్లు మరియు ఇతర ఉత్పత్తులు తగిన పాత్రను పోషించగలవు.