Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) е природен полимер материјал кој најчесто се користи во храна, медицина, козметика и други полиња. Неговата вискозност е важен индикатор што влијае на неговите перформанси, што обично е тесно поврзано со фактори како што се молекуларната тежина на HPMC, концентрацијата на растворот, видот на растворувачот и температурата.
1. Молекуларна тежина
Молекуларната тежина на HPMC е еден од најкритичните фактори кои влијаат на неговата вискозност. Општо земено, колку е поголема молекуларната тежина, толку подолго молекуларниот ланец на HPMC, толку е полошо флуидноста и колку е поголема вискозноста. Ова е затоа што структурата на макромолекуларниот ланец обезбедува повеќе меѓумолекуларни интеракции, што резултира во посилни ограничувања на флуидноста на растворот. Затоа, со иста концентрација, HPMC растворите со поголеми молекуларни тежини обично покажуваат повисоки вискозности.
Зголемувањето на молекуларната тежина исто така влијае на вискоеластичните својства на растворот. Решенијата на HPMC со повисоки молекуларни тежини покажуваат посилна вискоеластичност со пониски стапки на смолкнување, додека со повисоки стапки на смолкнување може да се однесуваат како tonутнски течности. Ова го прави HPMC да има посложени реолошки однесувања во различни сценарија за употреба.
2. Концентрација на раствор
Концентрацијата на растворот има значителен ефект врз вискозноста на HPMC. Како што се зголемува концентрацијата на HPMC, се зголемува интеракцијата помеѓу молекулите во растворот, што резултира во зголемена отпорност на проток и со тоа зголемен вискозност. Општо земено, концентрацијата на HPMC покажува нелинеарно раст во одреден опсег, односно стапката со која вискозноста се зголемува со концентрацијата постепено се забавува.
Особено во растворите со висока концентрација, интеракцијата помеѓу молекуларните ланци е посилна и може да се појават мрежни структури или гелација, што дополнително ќе го зголеми вискозноста на растворот. Затоа, во индустриските апликации, за да се постигне идеална контрола на вискозност, често е неопходно да се прилагоди концентрацијата на HPMC.
3. Тип на растворувач
Растворливоста и вискозноста на HPMC се исто така поврзани со видот на користениот растворувач. HPMC обично користи вода како растворувач, но под одредени специфични услови, може да се користат и други растворувачи како етанол и ацетон. Водата, како поларен растворувач, може силно да комуницира со хидроксил и метил групи во молекулите на HPMC за да го промовира неговото растворање.
Поларитетот на растворувачот, температурата и интеракцијата помеѓу растворувачот и молекулите на HPMC ќе влијаат на растворливоста и вискозноста на HPMC. На пример, кога се користи растворувач со ниска поларност, растворливоста на HPMC се намалува, што резултира во помал вискозност на растворот.
4. Температура
Ефектот на температурата врз вискозноста на HPMC е исто така многу значаен. Општо, вискозноста на растворот HPMC се намалува со зголемување на температурата. Ова е затоа што кога температурата се зголемува, молекуларното термичко движење се зголемува, што резултира во слабеење на силата на интеракција помеѓу молекулите, со што се намалува вискозноста.
Во одредени температурни опсези, реолошките својства на растворот HPMC покажуваат поочигледно однесување на не-tonутонски течности, односно вискозноста не е под влијание само на стапката на смолкнување, туку и значително влијае на промените во температурата. Затоа, во практични апликации, контролирањето на промените во температурата е едно од ефективните средства за прилагодување на вискозноста на HPMC.
5. Стапка на смолкнување
Вискозноста на растворот HPMC не е под влијание само на статички фактори, туку и од стапката на смолкнување. HPMC е не-tonутнска течност, а неговата вискозност се менува со промената на стапката на смолкнување. Општо земено, растворот на HPMC покажува поголем вискозност при ниски стапки на смолкнување, додека вискозноста значително се намалува при високи стапки на смолкнување. Овој феномен се нарекува слабеење на смолкнување.
Ефектот на стапката на смолкнување врз вискозноста на растворот HPMC обично е поврзан со однесувањето на протокот на молекуларните ланци. По пониските стапки на смолкнување, молекуларните ланци имаат тенденција да се заплеткаат заедно, што резултира во поголем вискозност; Со повисоки стапки на смолкнување, се расипува интеракцијата помеѓу молекуларните ланци и вискозноста е релативно ниска.
6. вредност на pH
Вискозноста на HPMC е исто така поврзана со pH вредноста на решението. Молекулите на HPMC содржат прилагодливи хидроксипропил и метил групи, а состојбата на полнење на овие групи е под влијание на pH. Во одредени опсези на pH, молекулите на HPMC можат да ги јонизираат или да формираат гелови, а со тоа да ја променат вискозноста на растворот.
Општо, во кисели или алкални средини, структурата на HPMC може да се промени, влијае на неговата интеракција со молекулите на растворувачот и, пак, влијае на вискозноста. Во различни вредности на pH вредност, стабилноста и реологијата на HPMC решенијата исто така може да се разликуваат, така што треба да се посвети посебно внимание на контролата на pH за време на употребата.
7 Ефект на адитиви
Покрај горенаведените фактори, одредени адитиви како што се соли и сурфактанти, исто така, може да влијаат на вискозноста на HPMC. Додавањето соли често може да ја промени јонската јачина на растворот, а со тоа да влијае на растворливоста и вискозноста на молекулите на HPMC. Сурфактантите можат да ја променат молекуларната структура на HPMC со промена на интеракцијата помеѓу молекулите, а со тоа да го променат неговиот вискозност.
Вискозноста на HPMC е под влијание на многу фактори, вклучително и молекуларна тежина, концентрација на раствор, тип на растворувач, температура, стапка на смолкнување, вредност на pH и адитиви. За да се контролираат карактеристиките на вискозноста на HPMC, овие фактори треба разумно да се прилагодат според реалните барања за примена. Со разбирање на овие влијателни фактори, перформансите на HPMC можат да се оптимизираат во различни сценарија за производство и употреба за да се обезбеди нејзината стабилност и ефективност во различни апликации.
Време на објавување: февруари-15-2025 година