A hidroxi-propil-metil-cellulóz (HPMC) egy vízben oldódó polimer, amelyet általában az iparban, az orvostudományban és az élelmiszerben használnak. A HPMC egyik fő funkciója a különböző termékekben a viszkozitás beállítása, amelyet a saját molekuláris szerkezete és az oldószerekkel való kölcsönhatás révén érnek el (általában víz).
1.
A HPMC metoxi- és hidroxi -propilszubsztituensekkel rendelkező cellulóz gerincből áll. Cellulóz láncai nagyszámú hidroxilcsoportot (-OH) hordoznak, amelyek hidrogénkötéseket képezhetnek vízmolekulákkal, ezáltal javítva az oldat viszkozitását. A HPMC molekulában lévő hidroxi -propil- és metoxi szubsztituensek szintén befolyásolják annak affinitását és oldhatóságát a vízzel. Vízben a HPMC molekuláris lánc nagy mennyiségű vizet képes kibontakozni és felszívni, ezáltal növelve az oldat viszkozitását.
Különböző típusú HPMC különböző viszkozitási jellemzőket mutat be, a metoxi és a hidroxi -propil -helyettesítés különböző foka miatt. Általánosságban elmondható, hogy a magasabb szintű hidroxi-propil-szubsztitúcióval rendelkező HPMC erősebb viszkozitási képességgel rendelkezik, míg a magas metoxi-tartalommal rendelkező HPMC az oldódási sebesség és a hőmérséklet-érzékenység között különbözik. Ezért a HPMC molekuláris szerkezete közvetlen hatással van a viszkozitás-növekvő hatására.
2. A HPMC oldódási tulajdonságai és viszkozitása
A HPMC jó víz -oldhatósággal rendelkezik, ami lehetővé teszi, hogy a vizes oldatokban jelentősen növelje a viszkozitást. A vízben a HPMC molekuláris láncai felszívják a vizet, és kiterjesztett hálózati struktúrát képeznek, ami az oldat folyékonyságának csökkenését és a viszkozitás növekedését eredményezi. Ez az oldódási folyamat lépésről lépésre, és a hőmérséklet és a pH jelentős hatással van rá. Általában a HPMC alacsony hőmérsékleten gyorsabban oldódik, de viszkozitása növekszik a hőmérséklet növekedésével. Ezért minél magasabb az oldódási hőmérséklet egy bizonyos tartományon belül, annál nagyobb az oldat viszkozitása.
A HPMC oldhatósága szintén kapcsolódik a közeg pH -értékéhez. A semleges vagy gyengén lúgos tartományban a HPMC jobban feloldódik és növeli a viszkozitást; Míg erős savas vagy lúgos körülmények között, a HPMC oldhatóságát és viszkozitását gátolják. Ezért a különböző termékekben a HPMC viszkozitási beállítási képességének is figyelembe kell vennie a közeg pH -értékét.
3. A HPMC koncentrációjának a viszkozitásra gyakorolt hatása
A HPMC koncentrációja az egyik kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a viszkozitást. Ahogy a HPMC koncentrációja növekszik, az oldatban kialakult molekuláris lánchálózat sűrűbbé válik, és a viszkozitás jelentősen növekszik. Alacsony koncentráció esetén a HPMC molekuláris láncok közötti kölcsönhatás gyenge, és az oldat viszkozitása nem változik sokat. Amikor azonban a HPMC koncentráció eléri egy bizonyos szintet, a molekuláris láncok közötti térhálósodás és összefonódás a viszkozitás exponenciálisan növekszik.
A kísérletek azt mutatják, hogy amikor a HPMC koncentrációja egy bizonyos tartományon belül van, viszkozitása közvetlen arányban növekszik a koncentrációval. Ha azonban a koncentráció túl magas, akkor az oldat reológiai tulajdonságai megváltoznak, pszeudoplaszticitást vagy tixotropiát mutatva, és a viszkozitás csökken a nyírási sebesség növekedésével. Ezért a gyakorlati alkalmazásokban a hozzáadott HPMC mennyiségét ésszerűen ellenőrizni kell az ideális viszkozitás elérése érdekében.
4. A molekulatömeg a viszkozitásra gyakorolt hatása
A HPMC molekulatömege szintén fontos tényező annak viszkozitásának meghatározásában. Általában minél nagyobb a HPMC molekulatömege, annál nagyobb az oldat viszkozitása. Ennek oka az, hogy a nagy molekulatömegű HPMC hosszabb molekuláris láncokat és összetettebb hálózati struktúrákat képezhet, ezáltal akadályozva az oldat folyékonyságát és növelve a viszkozitást. Ezért a különböző molekulatömegű HPMC felhasználható a különböző termékek viszkozitási követelményeinek beállítására.
Egyes alkalmazásokban a magasabb molekulatömegű HPMC kiválasztása jelentősen javíthatja a termék konzisztenciáját, például az építőanyagok sűrítőjét; Míg más alkalmazásokban, például a gyógyszerészeti mezőben, lehet, hogy ki kell választani az alacsony molekulatömegű HPMC -t a gyógyszer felszabadulási sebességének kiigazításához vagy az íz javításához.
5. A hőmérséklet hatása a HPMC oldat viszkozitására
A HPMC viszkozitása jelentősen megváltozik a hőmérsékleten. Általánosságban elmondható, hogy a HPMC oldat viszkozitása magasabb hőmérsékleten csökken. Ennek oka az, hogy a magas hőmérséklet megsemmisíti a HPMC molekulák közötti hidrogénkötéseket, és csökkenti a molekuláris láncok összefonódásának mértékét, ezáltal csökkentve az oldat viszkozitását. Néhány különleges esetben azonban a HPMC viszkozitása egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül növekedhet, amely szorosan kapcsolódik a molekuláris szerkezetéhez és az oldatkörnyezethez.
Alacsony hőmérsékleten a HPMC oldat viszkozitása magas, és a molekuláris láncok mozgása korlátozott. Ez a tulajdonság jól teljesíti azokat az alkalmazásokban, ahol a termék viszkozitását alacsony hőmérsékleten kell növelni.
6. A nyírási sebesség hatása a HPMC viszkozitására
A HPMC oldatok általában nyírási vékonysági tulajdonságokat mutatnak, vagyis a viszkozitás csökken a nyírási sebesség növekedésével. Alacsony nyírási sebességnél a HPMC molekuláris lánc hálózati szerkezete viszonylag teljes, ami akadályozza az oldat folyékonyságát, ezáltal magasabb viszkozitást mutat. Magas nyírási sebesség mellett azonban a molekuláris láncok összefonódása és térhálósága megsemmisül, és a viszkozitás csökken. Ezt az ingatlant széles körben használják olyan iparágakban, mint az építőanyagok, a festékek és a bevonatok, és javíthatják a termékek üzemeltethetőségét az építkezés során.
7. A külső adalékanyagok hatása
Sok alkalmazásban a HPMC -t gyakran használják más adalékanyagokkal együtt. Különböző típusú adalékanyagok, például sók, felületaktív anyagok és más polimerek, befolyásolják a HPMC viszkozitását. Például néhány só -adalékanyag csökkentheti a HPMC oldatok viszkozitását, mivel a sóionok zavarják a HPMC molekuláris láncok kölcsönhatását és megsemmisítik a képződött hidrogénkötési hálózatot. Egyes vastagítók szinergetikusan működhetnek a HPMC -vel, hogy növeljék az oldat általános viszkozitását.
Széles körben használt sűrítőszerként a HPMC hatását a termék viszkozitására elsősorban molekuláris szerkezetének, koncentrációjának, molekulatömegének, oldhatósági jellemzőinek és külső tényezőknek, például a hőmérsékletnek, a nyírási sebességnek és az adalékanyagoknak a kombinált hatásain keresztül érik el. A HPMC ezen paramétereinek ésszerűen történő beállításával a termék viszkozitásának pontos ellenőrzése érhető el a különböző alkalmazási területek igényeinek kielégítése érdekében.
A postai idő: február 17-2025