Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je sloučenina, která se díky svým multifunkčním vlastnostem stala základní surovinou v mnoha průmyslových odvětvích. Běžně se používá jako potravinářská přísada, zahušťovadlo v kosmetice a dokonce i jako lékařská přísada do mnoha léků. Jedinečnou vlastností HPMC je jeho tixotropní chování, které mu umožňuje za určitých podmínek měnit viskozitu a tokové vlastnosti. Kromě toho mají tuto vlastnost jak vysoce viskózní, tak i nízkoviskózní HPMC, vykazující tixotropii i pod teplotou gelu.
Tixotropie nastává u HPMC, když se roztok při působení tlaku nebo míchání stává smykovým ztenčením, což vede ke snížení viskozity. Toto chování lze také zvrátit; po odstranění napětí a ponechání roztoku v klidu se viskozita pomalu vrací do vyššího stavu. Tato jedinečná vlastnost dělá z HPMC cennou součást v mnoha průmyslových odvětvích, protože umožňuje hladší aplikaci a snadnější zpracování.
Jako neiontový hydrokoloid HPMC bobtná ve vodě za vzniku gelu. Stupeň bobtnání a gelovatění závisí na molekulové hmotnosti a koncentraci polymeru, pH a teplotě roztoku. HPMC s vysokou viskozitou má typicky vysokou molekulovou hmotnost a vytváří gel s vysokou viskozitou, zatímco HPMC s nízkou viskozitou má nízkou molekulovou hmotnost a vytváří méně viskózní gel. Navzdory těmto rozdílům ve výkonu však oba typy HPMC vykazují tixotropii v důsledku strukturálních změn, ke kterým dochází na molekulární úrovni.
Tixotropní chování HPMC je výsledkem zarovnání polymerních řetězců v důsledku smykového napětí. Když je na HPMC aplikováno smykové napětí, polymerní řetězce se vyrovnají ve směru aplikovaného napětí, což má za následek destrukci trojrozměrné síťové struktury, která existovala v nepřítomnosti napětí. Narušení sítě má za následek snížení viskozity roztoku. Když se napětí odstraní, polymerní řetězce se přeskupí podél své původní orientace, obnoví se síť a obnoví se viskozita.
HPMC také vykazuje tixotropii pod teplotou gelovatění. Teplota gelu je teplota, při které se polymerní řetězce zesíťují za vzniku trojrozměrné sítě a tvoří gel. Závisí na koncentraci, molekulové hmotnosti a pH roztoku polymeru. Výsledný gel má vysokou viskozitu a pod tlakem se rychle nemění. Avšak pod teplotou gelovatění zůstal roztok HPMC kapalný, ale stále vykazoval tixotropní chování v důsledku přítomnosti částečně vytvořené síťové struktury. Síť tvořená těmito částmi se pod tlakem rozpadne, což má za následek snížení viskozity. Toto chování je výhodné v mnoha aplikacích, kde roztoky musí při míchání snadno téci.
HPMC je všestranná chemikálie s několika jedinečnými vlastnostmi, z nichž jednou je její tixotropní chování. Tuto vlastnost mají jak vysoce viskózní, tak i nízkoviskózní HPMC, vykazující tixotropii i pod teplotou gelu. Díky této vlastnosti je HPMC cennou součástí v mnoha průmyslových odvětvích, která vyžadují řešení, která zvládají snadný tok a zajišťují hladkou aplikaci. Navzdory rozdílům ve vlastnostech mezi vysokoviskózními a nízkoviskózními HPMC dochází k jejich tixotropnímu chování v důsledku zarovnání a narušení částečně vytvořené síťové struktury. Vzhledem k jeho jedinečným vlastnostem výzkumníci neustále zkoumají různé aplikace HPMC v naději, že vytvoří nové produkty a poskytnou lepší řešení spotřebitelům po celém světě.
Čas odeslání: 23. srpna 2023