Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir svarīgs celulozes ētera atvasinājums, kas ir plaši izmantots daudzās rūpniecības jomās tā unikālo fizikālo un ķīmisko īpašību dēļ.Tā viskozitātes īpašības ir viena no svarīgākajām HPMC īpašībām, kas tieši ietekmē tā veiktspēju dažādos lietojumos.
1. HPMC pamatīpašības
HPMC ir nejonu celulozes ēteris, ko iegūst, daļu hidroksilgrupu (–OH) celulozes molekulā aizstājot ar metoksigrupām (–OCH3) un hidroksipropilgrupām (–OCH2CH(OH)CH3).Tam ir laba šķīdība ūdenī un dažos organiskos šķīdinātājos, veidojot caurspīdīgus koloidālus šķīdumus.HPMC viskozitāti galvenokārt nosaka tā molekulmasa, aizvietošanas pakāpe (DS, aizstāšanas pakāpe) un aizvietotāju sadalījums.
2. HPMC viskozitātes noteikšana
HPMC šķīdumu viskozitāti parasti mēra, izmantojot rotācijas viskozimetru vai kapilāro viskozimetru.Veicot mērījumus, ir jāpievērš uzmanība šķīduma koncentrācijai, temperatūrai un bīdes ātrumam, jo šie faktori var būtiski ietekmēt viskozitātes vērtību.
Šķīduma koncentrācija: HPMC viskozitāte palielinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai.Ja HPMC šķīduma koncentrācija ir mazāka, molekulu mijiedarbība ir vājāka un viskozitāte ir zemāka.Palielinoties koncentrācijai, palielinās saķeršanās un mijiedarbība starp molekulām, izraisot ievērojamu viskozitātes pieaugumu.
Temperatūra: HPMC šķīdumu viskozitāte ir ļoti jutīga pret temperatūru.Parasti, paaugstinoties temperatūrai, HPMC šķīduma viskozitāte samazināsies.Tas ir saistīts ar paaugstinātu temperatūru, kas izraisa palielinātu molekulu kustību un vājinātu starpmolekulāro mijiedarbību.Jāatzīmē, ka HPMC ar atšķirīgu aizvietošanas pakāpi un molekulmasu ir atšķirīga jutība pret temperatūru.
Bīdes ātrums: HPMC šķīdumiem piemīt pseidoplastiska (bīdes atšķaidīšana), ti, viskozitāte ir augstāka pie zema bīdes ātruma un samazinās pie liela bīdes ātruma.Šo uzvedību izraisa bīdes spēki, kas izlīdzina molekulārās ķēdes bīdes virzienā, tādējādi samazinot saķeršanos un mijiedarbību starp molekulām.
3. HPMC viskozitāti ietekmējošie faktori
Molekulmasa: HPMC molekulmasa ir viens no galvenajiem faktoriem, kas nosaka tā viskozitāti.Vispārīgi runājot, jo lielāka ir molekulmasa, jo augstāka ir šķīduma viskozitāte.Tas ir tāpēc, ka HPMC molekulas ar augstu molekulmasu, visticamāk, veido sapinušies tīklus, tādējādi palielinot šķīduma iekšējo berzi.
Aizvietošanas pakāpe un aizvietotāju sadalījums: metoksi un hidroksipropilaizvietotāju skaits un sadalījums HPMC ietekmē arī tā viskozitāti.Parasti, jo augstāka ir metoksi aizstāšanas (DS) pakāpe, jo zemāka ir HPMC viskozitāte, jo metoksi aizstājēju ieviešana samazinās ūdeņraža saites spēku starp molekulām.Hidroksipropilaizvietotāju ieviešana palielinās starpmolekulāro mijiedarbību, tādējādi palielinot viskozitāti.Turklāt vienmērīgs aizvietotāju sadalījums palīdz veidot stabilu šķīduma sistēmu un palielināt šķīduma viskozitāti.
Šķīduma pH vērtība: Lai gan HPMC ir nejonu polimērs un tā viskozitāte nav jutīga pret šķīduma pH vērtības izmaiņām, ekstrēmas pH vērtības (ļoti skābas vai ļoti sārmainas) var izraisīt šķīduma molekulārās struktūras degradāciju. HPMC, tādējādi ietekmējot viskozitāti.
4. HPMC pielietojuma lauki
Pateicoties izcilajām viskozitātes īpašībām, HPMC tiek plaši izmantots daudzās jomās:
Būvmateriāli: būvmateriālos HPMC izmanto kā biezinātāju un ūdeni aizturošu līdzekli, lai uzlabotu konstrukcijas veiktspēju un palielinātu izturību pret plaisām.
Farmācijas rūpniecība: farmācijas rūpniecībā HPMC izmanto kā saistvielu tabletēm, plēvi veidojošu līdzekli kapsulām un nesēju ilgstošas darbības zālēm.
Pārtikas rūpniecība: HPMC izmanto kā biezinātāju un stabilizatoru pārtikas rūpniecībā saldējuma, želejas un piena produktu ražošanā.
Ikdienas ķīmiskie produkti: Ikdienas ķīmiskajos produktos HPMC izmanto kā biezinātāju un stabilizatoru šampūnu, dušas želejas, zobu pastas utt.
HPMC viskozitātes raksturlielumi ir pamats tā izcilajai darbībai dažādos lietojumos.Kontrolējot HPMC molekulmasu, aizvietošanas pakāpi un šķīduma apstākļus, tā viskozitāti var pielāgot, lai tā atbilstu dažādām pielietojuma vajadzībām.Nākotnē padziļināta izpēte par sakarību starp HPMC molekulāro struktūru un viskozitāti palīdzēs izstrādāt HPMC produktus ar labāku veiktspēju un vēl vairāk paplašināt to pielietojuma jomas.
Izlikšanas laiks: 20. jūlijs 2024