Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je důležitý derivát éteru celulózy, který je široce používán v mnoha průmyslových oblastech kvůli svým jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem.Jeho viskozitní vlastnosti jsou jednou z nejdůležitějších vlastností HPMC a přímo ovlivňují jeho výkon v různých aplikacích.
1. Základní vlastnosti HPMC
HPMC je neiontový ether celulózy získaný nahrazením části hydroxylových skupin (–OH) v molekule celulózy methoxyskupinami (–OCH3) a hydroxypropylovými skupinami (–OCH2CH(OH)CH3).Má dobrou rozpustnost ve vodě a některých organických rozpouštědlech, tvoří průhledné koloidní roztoky.Viskozita HPMC je určena především její molekulovou hmotností, stupněm substituce (DS, stupeň substituce) a distribucí substituentů.
2. Stanovení viskozity HPMC
Viskozita roztoků HPMC se obvykle měří pomocí rotačního viskozimetru nebo kapilárního viskozimetru.Při měření je potřeba věnovat pozornost koncentraci, teplotě a smykové rychlosti roztoku, protože tyto faktory mohou významně ovlivnit hodnotu viskozity.
Koncentrace roztoku: Viskozita HPMC se zvyšuje se zvyšující se koncentrací roztoku.Když je koncentrace roztoku HPMC nižší, interakce mezi molekulami je slabší a viskozita je nižší.Se zvyšující se koncentrací se zvyšuje zapletení a interakce mezi molekulami, což způsobuje výrazné zvýšení viskozity.
Teplota: Viskozita roztoků HPMC je velmi citlivá na teplotu.Obecně platí, že jak teplota stoupá, viskozita roztoku HPMC klesá.To je způsobeno zvýšenou teplotou vedoucí ke zvýšenému molekulárnímu pohybu a oslabení mezimolekulárních interakcí.Je třeba poznamenat, že HPMC s různým stupněm substituce a molekulovou hmotností mají různou citlivost na teplotu.
Smyková rychlost: Roztoky HPMC vykazují pseudoplastické chování (smykové ztenčování), tj. viskozita je vyšší při nízkých smykových rychlostech a klesá při vysokých smykových rychlostech.Toto chování je způsobeno smykovými silami, které zarovnávají molekulární řetězce podél směru smyku, čímž snižují zapletení a interakce mezi molekulami.
3. Faktory ovlivňující viskozitu HPMC
Molekulová hmotnost: Molekulová hmotnost HPMC je jedním z klíčových faktorů, které určují její viskozitu.Obecně řečeno, čím větší molekulová hmotnost, tím vyšší je viskozita roztoku.Je to proto, že molekuly HPMC s vysokou molekulovou hmotností pravděpodobněji tvoří propletené sítě, čímž se zvyšuje vnitřní tření roztoku.
Stupeň substituce a distribuce substituentů: Počet a distribuce methoxy a hydroxypropyl substituentů v HPMC také ovlivňuje její viskozitu.Obecně platí, že čím vyšší je stupeň methoxy substituce (DS), tím nižší je viskozita HPMC, protože zavedení methoxy substituentů sníží sílu vodíkových vazeb mezi molekulami.Zavedení hydroxypropylových substituentů zvýší mezimolekulární interakce, čímž se zvýší viskozita.Rovnoměrná distribuce substituentů navíc pomáhá vytvářet stabilní systém roztoku a zvyšovat viskozitu roztoku.
Hodnota pH roztoku: Přestože HPMC je neiontový polymer a jeho viskozita není citlivá na změny hodnoty pH roztoku, extrémní hodnoty pH (velmi kyselé nebo velmi zásadité) mohou způsobit degradaci molekulární struktury HPMC, což ovlivňuje viskozitu.
4. Oblasti použití HPMC
Díky svým vynikajícím viskozitním vlastnostem je HPMC široce používán v mnoha oblastech:
Stavební materiály: Ve stavebních materiálech se HPMC používá jako zahušťovadlo a činidlo zadržující vodu pro zlepšení konstrukčního výkonu a zvýšení odolnosti proti prasklinám.
Farmaceutický průmysl: Ve farmaceutickém průmyslu se HPMC používá jako pojivo pro tablety, filmotvorné činidlo pro kapsle a nosič pro léčiva s prodlouženým uvolňováním.
Potravinářský průmysl: HPMC se používá jako zahušťovadlo a stabilizátor v potravinářském průmyslu pro výrobu zmrzliny, želé a mléčných výrobků.
Denní chemické produkty: V denních chemických produktech se HPMC používá jako zahušťovadlo a stabilizátor pro výrobu šamponu, sprchového gelu, zubní pasty atd.
Viskozitní charakteristiky HPMC jsou základem pro jeho vynikající výkon v různých aplikacích.Řízením molekulové hmotnosti, stupně substituce a podmínek roztoku HPMC lze upravit jeho viskozitu tak, aby vyhovovala různým aplikačním potřebám.V budoucnu hloubkový výzkum vztahu mezi molekulární strukturou HPMC a viskozitou pomůže vyvinout produkty HPMC s lepším výkonem a dále rozšiřovat pole aplikací.
Čas odeslání: 20. července 2024