Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)là ete hỗn hợp xenluloza không ion, tan trong nước. Bề ngoài là bột hoặc vật liệu dạng hạt màu trắng đến hơi vàng, không vị, không mùi, không độc hại, ổn định về mặt hóa học và hòa tan trong nước tạo thành dung dịch mịn, trong suốt và nhớt. Một trong những tính chất quan trọng nhất của hydroxypropyl methylcellulose trong ứng dụng là nó làm tăng độ nhớt của chất lỏng. Hiệu ứng làm đặc phụ thuộc vào mức độ trùng hợp (DP) của sản phẩm, nồng độ ete xenluloza trong dung dịch nước, tốc độ cắt và nhiệt độ dung dịch. Và các yếu tố khác.
01
Loại chất lỏng của dung dịch nước HPMC
Nhìn chung, ứng suất của chất lỏng trong dòng chảy cắt có thể được biểu thị như một hàm số của chỉ tốc độ cắt ƒ(γ), miễn là nó không phụ thuộc vào thời gian. Tùy thuộc vào dạng ƒ(γ), chất lỏng có thể được chia thành các loại khác nhau, cụ thể là: chất lỏng Newton, chất lỏng giãn nở, chất lỏng giả dẻo và chất lỏng dẻo Bingham.
Các ete cellulose được chia thành hai loại: một là ete cellulose không ion và loại còn lại là ete cellulose ion. Đối với lưu biến của hai loại ete cellulose này. SC Naik và cộng sự đã tiến hành một nghiên cứu so sánh toàn diện và có hệ thống về dung dịch hydroxyethyl cellulose và natri carboxymethyl cellulose. Kết quả cho thấy cả dung dịch ete cellulose không ion và dung dịch ete cellulose ion đều là giả dẻo. Dòng chảy, tức là dòng chảy phi Newton, chỉ tiếp cận chất lỏng Newton ở nồng độ rất thấp. Tính giả dẻo của dung dịch hydroxypropyl methylcellulose đóng vai trò quan trọng trong ứng dụng. Ví dụ, khi được áp dụng trong lớp phủ, do đặc tính làm loãng cắt của dung dịch nước, độ nhớt của dung dịch giảm khi tốc độ cắt tăng, có lợi cho sự phân tán đồng đều của các hạt sắc tố và cũng làm tăng tính lưu động của lớp phủ. Hiệu ứng này rất lớn; khi ở trạng thái nghỉ, độ nhớt của dung dịch tương đối lớn, có hiệu quả ngăn ngừa sự lắng đọng của các hạt sắc tố trong lớp phủ.
02
Phương pháp kiểm tra độ nhớt HPMC
Một chỉ số quan trọng để đo hiệu ứng làm đặc của hydroxypropyl methylcellulose là độ nhớt biểu kiến của dung dịch nước. Các phương pháp đo độ nhớt biểu kiến thường bao gồm phương pháp độ nhớt mao quản, phương pháp độ nhớt quay và phương pháp độ nhớt quả cầu rơi.
trong đó: là độ nhớt biểu kiến, mPa.s; K là hằng số nhớt kế; d là khối lượng riêng của mẫu dung dịch ở 20/20°C; t là thời gian dung dịch đi qua phần trên của nhớt kế đến vạch dưới cùng, s; Là thời gian dầu chuẩn chảy qua nhớt kế.
Tuy nhiên, phương pháp đo bằng máy đo độ nhớt mao quản lại rắc rối hơn. Độ nhớt của nhiềuete xenlulozarất khó phân tích bằng máy đo độ nhớt mao quản vì các dung dịch này chứa một lượng nhỏ chất không hòa tan chỉ được phát hiện khi máy đo độ nhớt mao quản bị chặn. Do đó, hầu hết các nhà sản xuất sử dụng máy đo độ nhớt quay để kiểm soát chất lượng của hydroxypropyl methylcellulose. Máy đo độ nhớt Brookfield thường được sử dụng ở nước ngoài và máy đo độ nhớt NDJ được sử dụng ở Trung Quốc.
03
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của HPMC
3.1 Mối quan hệ với mức độ tổng hợp
Khi các thông số khác không đổi, độ nhớt của dung dịch hydroxypropyl methylcellulose tỷ lệ thuận với mức độ trùng hợp (DP) hoặc trọng lượng phân tử hoặc chiều dài chuỗi phân tử, và tăng theo mức độ trùng hợp tăng. Hiệu ứng này rõ rệt hơn trong trường hợp mức độ trùng hợp thấp so với trường hợp mức độ trùng hợp cao.
3.2 Mối quan hệ giữa độ nhớt và nồng độ
Độ nhớt của hydroxypropyl methylcellulose tăng theo nồng độ sản phẩm trong dung dịch nước. Ngay cả một sự thay đổi nồng độ nhỏ cũng sẽ gây ra sự thay đổi lớn về độ nhớt. Với độ nhớt danh nghĩa của hydroxypropyl methylcellulose, tác động của sự thay đổi nồng độ dung dịch lên độ nhớt của dung dịch ngày càng rõ ràng hơn.
3.3 Mối quan hệ giữa độ nhớt và tốc độ cắt
Dung dịch nước hydroxypropyl methylcellulose có tính chất làm loãng cắt. Hydroxypropyl methylcellulose có độ nhớt danh nghĩa khác nhau được chuẩn bị thành dung dịch nước 2% và độ nhớt của nó ở các tốc độ cắt khác nhau được đo tương ứng. Kết quả như sau Như thể hiện trong hình. Ở tốc độ cắt thấp, độ nhớt của dung dịch hydroxypropyl methylcellulose không thay đổi đáng kể. Khi tốc độ cắt tăng, độ nhớt của dung dịch hydroxypropyl methylcellulose có độ nhớt danh nghĩa cao hơn giảm rõ rệt hơn, trong khi dung dịch có độ nhớt thấp không giảm rõ rệt.
3.4 Mối quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ
Độ nhớt của dung dịch hydroxypropyl methylcellulose bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của dung dịch giảm. Như thể hiện trong hình, nó được chuẩn bị thành dung dịch nước có nồng độ 2% và đo sự thay đổi độ nhớt khi nhiệt độ tăng.
3.5 Các yếu tố ảnh hưởng khác
Độ nhớt của dung dịch nước của hydroxypropyl methylcellulose cũng bị ảnh hưởng bởi các chất phụ gia trong dung dịch, giá trị pH của dung dịch và sự phân hủy của vi khuẩn. Thông thường, để có được hiệu suất độ nhớt tốt hơn hoặc giảm chi phí sử dụng, cần phải thêm các chất điều chỉnh lưu biến, chẳng hạn như đất sét, đất sét biến tính, bột polyme, ete tinh bột và đồng trùng hợp aliphatic, vào dung dịch nước của hydroxypropyl methylcellulose. , và các chất điện phân như clorua, bromide, phosphate, nitrat, v.v. cũng có thể được thêm vào dung dịch nước. Các chất phụ gia này không chỉ ảnh hưởng đến các đặc tính độ nhớt của dung dịch nước mà còn ảnh hưởng đến các đặc tính ứng dụng khác của hydroxypropyl methylcellulose như giữ nước. , khả năng chống chảy xệ, v.v.
Độ nhớt của dung dịch nước hydroxypropyl methylcellulose hầu như không bị ảnh hưởng bởi axit và kiềm, và nói chung ổn định trong phạm vi từ 3 đến 11. Nó có thể chịu được một lượng axit yếu nhất định, chẳng hạn như axit formic, axit axetic, axit photphoric, axit boric, axit citric, v.v. Tuy nhiên, axit đậm đặc sẽ làm giảm độ nhớt. Nhưng xút, kali hydroxit, nước vôi, v.v. có ít tác dụng đối với nó. So với các ete cellulose khác,hydroxypropyl metyl xenlulozadung dịch nước có tính ổn định kháng khuẩn tốt, lý do chính là hydroxypropyl methylcellulose có nhóm kỵ nước với độ thay thế và cản trở lập thể cao của nhóm Tuy nhiên, vì phản ứng thay thế thường không đồng nhất, nên đơn vị anhydroglucose không được thay thế dễ bị vi sinh vật ăn mòn nhất, dẫn đến sự phân hủy các phân tử ether cellulose và cắt mạch. Hiệu suất là độ nhớt biểu kiến của dung dịch nước giảm. Nếu cần bảo quản dung dịch nước của hydroxypropyl methylcellulose trong thời gian dài, nên thêm một lượng nhỏ chất chống nấm để độ nhớt không thay đổi đáng kể. Khi lựa chọn chất chống nấm, chất bảo quản hoặc thuốc diệt nấm, bạn nên chú ý đến tính an toàn và chọn những sản phẩm không độc hại với cơ thể con người, có tính chất ổn định và không mùi, chẳng hạn như thuốc diệt nấm AMICAL của DOW Chem, chất bảo quản CANGUARD64, chất diệt khuẩn FUELSAVER và các sản phẩm khác. có thể đóng vai trò tương ứng.
Thời gian đăng: 28-04-2024