Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) е дериват на целулоза широко користен во полињата на градежни материјали, фармацевтски производи, храна и козметика. Вискозноста на HPMC е еден од неговите клучни индикатори за изведба затоа што директно влијае на флуидноста, својствата на облогата, својствата на гел и другите карактеристики на материјалот. Затоа, разбирањето на факторите кои влијаат на вискозноста на HPMC е клучно за неговата примена и дизајн на производи во различни полиња.
1. Ефект на молекуларна тежина
Молекуларната тежина на HPMC има значително влијание врз вискозноста. Колку е поголема молекуларната тежина, толку е поголема вискозноста на растворот. Ова е затоа што HPMC со голема молекуларна тежина формира покомплексна структура на молекуларен ланец во растворот, што го зголемува внатрешното триење на растворот и доведува до зголемување на вискозноста. Во исто време, голема молекуларна тежина исто така ќе предизвика посилни реолошки промени во растворот за време на процесот на проток, што е многу важно за регулирање на перформансите на облоги, лепила и други апликации. И експерименталните и теоретските студии покажаа дека вискозноста и молекуларната тежина на HPMC приближно покажуваат моќност, односно вискозноста не се зголемува линеарно со зголемувањето на молекуларната тежина.
2. Влијание на степенот на замена
Степенот на замена на хидроксипропил (-ch3chohch2-) и метил (-Ch3) групи во HPMC е клучен фактор што влијае на неговата растворливост и вискозност. Степенот на замена се однесува на процентот на хидроксилни групи (-OH) на молекуларниот ланец на HPMC, заменет со хидроксипропил и метил групи. Кога се зголемува степенот на замена на хидроксипропилни групи, интеракцијата помеѓу молекуларните ланци на HPMC ќе ослабне, а молекуларните ланци ќе бидат полесно да се прошират во водниот раствор, со што ќе се зголеми вискозноста на растворот; Додека зголемувањето на метил групите ќе има тенденција да ја зголеми хидрофобноста на растворот, што резултира во растворливост се намалува, а со тоа да влијае на вискозноста. Општо, HPMC со висок степен на замена има висока растворливост и вискозност и може да ги задоволи потребите за вискозност на различни полиња.
3. Ефект на концентрација на раствор
Вискозноста на растворот HPMC е тесно поврзана со неговата концентрација. Како што се зголемува концентрацијата на растворот, интеракцијата помеѓу молекулите значително се зголемува, предизвикувајќи вискозност на растворот нагло да се зголеми. При пониски концентрации, молекулите на HPMC постојат во форма на единечни ланци, а вискозноста се менува релативно непречено; Кога концентрацијата ќе достигне одредена критична вредност, молекулите на HPMC ќе се заплеткаат и ќе комуницираат едни со други, формирајќи мрежна структура, предизвикувајќи вискозност брзо да се зголеми. Покрај тоа, зголемувањето на концентрацијата на растворот, исто така, ќе предизвика HPMC да покаже задебелување на смолкнување, односно вискозноста ќе се зголеми под дејство на голема сила на смолкнување.
4. Влијание на типот на растворувач
Видот на растворувачот исто така има важно влијание врз растворливоста и вискозноста на HPMC. HPMC може да се раствори во вода и некои органски растворувачи (како што се метанол, етанол, ацетон), но различни растворувачи имаат различна растворливост и дисперзија. Во водата, HPMC обично постои во поголема форма на вискозност, додека во органски растворувачи покажува помал вискозност. Поларитетот на растворувачот има поголемо влијание врз вискозноста на HPMC. Растворувачите со поголема поларитет (како што е вода) ќе ја подобрат хидратацијата на молекулите на HPMC, со што ќе се зголеми вискозноста на растворот. Неполарните растворувачи не можат целосно да го растворат HPMC, предизвикувајќи решението да покаже помал вискозност или нецелосно растворање. Покрај тоа, селекцијата и односот на мешавините на растворувачи, исто така, значително ќе влијаат на перформансите на вискозноста на HPMC.
5. Ефект на температурата
Температурата е еден од главните фактори на животната средина што влијае на вискозноста на HPMC. Општо, вискозноста на HPMC се намалува со зголемувањето на температурата. Ова е затоа што високата температура ќе ги уништи водородните врски и другите интеракции помеѓу молекуларните ланци на HPMC, со што молекуларните ланци полесно се лизгаат, со што ќе се намали вискозноста на растворот. На одредени високи температури, HPMC може дури и да претрпи гелација за да формира стабилна структура на мрежата на гел. Овој термички имот на гелови се користи во градежните материјали и прехранбените индустрии бидејќи обезбедува соодветна вискозност и структурна поддршка. Покрај тоа, температурата има различни ефекти врз вискозноста на HPMC со различни молекуларни тежини и степени на замена. Општо, HPMC со големи молекуларни тежини и високи степени на замена се почувствителни на температурните промени.
6. Ефект на pH вредност
Иако HPMC е неутрален полимер и генерално е нечувствителен на промените во pH вредноста, неговата вискозност сè уште може да биде засегната во екстремни услови на pH (како што е во силна киселина или алкални опкружувања). Ова е затоа што силната киселина или алкална околина ќе ја уништи молекуларната структура на HPMC и ќе ја намали нејзината стабилност, што резултира во намалување на вискозноста. За некои апликации, како што се фармацевтски препарати и адитиви за храна, контролата на pH е особено важна за да се обезбеди дека вискозноста на HPMC останува стабилен во соодветниот опсег.
7. Ефект на јонска јачина
Јонската јачина во растворот исто така влијае на однесувањето на вискозноста на HPMC. Опкружување со висока јонска јачина ќе ги заштити обвиненијата на молекуларните ланци на HPMC, намалувајќи ја електростатската одбивност помеѓу молекуларните ланци, со што ќе се олесни пристапот на молекулите, со што се намалува вискозноста. Општо, при подготовка на водни раствори на HPMC, концентрацијата на јон треба да се контролира за да се обезбеди стабилен вискозност, што е особено важно во фармацевтските и козметичките формулации.
Вискозноста на HPMC е под влијание на многу фактори, вклучително и молекуларна тежина, степен на замена, концентрација на раствор, тип на растворувач, температура, вредност на pH и јонска јачина. Молекуларната тежина и степенот на замена главно ги одредуваат вродените карактеристики на вискозност на HPMC, додека надворешните состојби како што се концентрацијата на растворот, видот на растворувачот и температурата влијаат на неговите перформанси на вискозноста за време на примената. Во практични апликации, соодветните типови HPMC и контролните услови треба да бидат избрани според специфичните потреби за да се постигнат идеални перформанси на вискозност. Интеракцијата на овие фактори ги одредува перформансите и применливите полиња на HPMC, обезбедувајќи теоретска поддршка за неговата широка примена во градежништвото, фармацевтската, храната и другите индустрии.
Време на објавување: февруари-15-2025 година