Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on vees lahustuv polümeer, mida tavaliselt kasutatakse tööstuses, meditsiinis ja toidus. HPMC üks peamisi funktsioone erinevates toodetes on viskoossuse reguleerimine, mis saavutatakse tema enda molekulaarstruktuuri ja interaktsiooni kaudu lahustitega (tavaliselt vesi).
1. HPMC molekulaarstruktuur ja selle mõju viskoossusele
HPMC koosneb tselluloosi selgroost koos metoksü- ja hüdroksüpropüülsendajatega. Selle tselluloosiahelad kannavad suurt hulka hüdroksüülrühmi (-OH), mis võivad moodustada vesiniksidemeid veemolekulidega, suurendades seeläbi lahuse viskoossust. HPMC molekulis sisalduvad hüdroksüpropüül- ja metoksüasendid mõjutavad ka selle afiinsust ja lahustuvust veega. Vees võib HPMC molekulaarkett avaneda ja imada suures koguses vett, suurendades sellega lahuse viskoossust.
Erinevat tüüpi HPMC näitab erinevaid viskoossuse omadusi nende erineva metoksü- ja hüdroksüpropüüla asendamise astme tõttu. Üldiselt on kõrgema hüdroksüpropüülaasendusega HPMC-l tugevam viskoossuse suurenemisvõime, samas kui kõrge metoksü sisaldusega HPMC erineb lahustumiskiirusest ja temperatuuri tundlikkusest. Seetõttu mõjutab HPMC molekulaarne struktuur otsest mõju selle viskoossuse suurendavale toimele.
2. HPMC lahustumise omadused ja viskoossus
HPMC -l on hea vee lahustuvus, mis võimaldab tal vesilahuste viskoossust märkimisväärselt suurendada. Vees neelavad HPMC molekulaarsed ahelad vett ja moodustavad laiendatud võrgustruktuuri, mille tulemuseks on lahuse voolavuse vähenemine ja viskoossuse suurenemine. See lahustumisprotsess on samm-sammuline protsess ning temperatuur ja pH avaldavad sellele märkimisväärset mõju. Üldiselt lahustub HPMC madalatel temperatuuridel kiiremini, kuid selle viskoossus suureneb temperatuuri tõustes. Seetõttu, mida suurem on lahustumistemperatuur teatud vahemikus, seda suurem on lahuse viskoossus.
HPMC lahustuvus on seotud ka söötme pH väärtusega. Neutraalses kuni nõrgalt aluselise vahemikus lahustub HPMC paremini ja suurendab viskoossust; Kuigi tugevate happeliste või aluseliste tingimustes on HPMC lahustuvus ja viskoossus pärsitud. Seetõttu peab erinevates toodetes HPMC viskoossuse kohandamise võime arvestama ka söötme pH väärtusega.
3. HPMC kontsentratsiooni mõju viskoossusele
HPMC kontsentratsioon on üks peamisi viskoossust mõjutavaid tegureid. Kui HPMC kontsentratsioon suureneb, muutub lahuses moodustunud molekulaarse ahela võrk tihedamaks ja viskoossus suureneb märkimisväärselt. Madalate kontsentratsioonide korral on HPMC molekulaarsete ahelate vastastikmõju nõrk ja lahuse viskoossus ei muutu palju. Kui HPMC kontsentratsioon jõuab teatud tasemeni, põhjustavad molekulaarsete ahelate ristsidumine ja takerdumine viskoossuse hüppeliselt.
Katsed näitavad, et kui HPMC kontsentratsioon on teatud vahemikus, suureneb selle viskoossus otsene proportsioon kontsentratsiooniga. Kui kontsentratsioon on liiga kõrge, muutuvad lahuse reoloogilised omadused, näidates pseudoplastilisust või tiksotroopiat ja viskoossus väheneb nihkekiiruse suurenemisega. Seetõttu tuleb praktilistes rakendustes HPMC lisakogust mõistlikult kontrollida vastavalt konkreetsetele vajadustele, et saavutada ideaalne viskoossus.
4. Molekulmassi mõju viskoossusele
HPMC molekulmass on samuti oluline tegur selle viskoossuse määramisel. Üldiselt, mida suurem on HPMC molekulmass, seda suurem on selle lahuse viskoossus. Selle põhjuseks on asjaolu, et suure molekulmassiga HPMC võib moodustada pikemaid molekulaarseid ahelaid ja keerukamaid võrgustruktuure, takistades seeläbi lahuse voolavust ja suurendades viskoossust. Seetõttu saab erinevate toodete viskoossuse nõuete reguleerimiseks kasutada erineva molekulmassiga HPMC -d.
Mõnes rakenduses võib kõrgema molekulmassi HPMC valimine märkimisväärselt parandada toote järjepidevust, näiteks ehitusmaterjalide paksendajat; Kui teistes rakendustes, näiteks farmaatsiaväli, siis võib -olla on vaja valida madala molekulmassiga HPMC ravimi vabanemiskiiruse kohandamiseks või maitse parandamiseks.
5. Temperatuuri mõju HPMC lahuse viskoossusele
HPMC viskoossus muutub temperatuuriga märkimisväärselt. Üldiselt väheneb HPMC lahuse viskoossus kõrgematel temperatuuridel. Selle põhjuseks on asjaolu, et kõrge temperatuur hävitab vesiniksidemed HPMC molekulide vahel ja vähendab molekulaarsete ahelate takerdumisastet, vähendades sellega lahuse viskoossust. Mõnel erijuhtumil võib HPMC viskoossus tõusta teatud temperatuurivahemikus, mis on tihedalt seotud selle molekulaarstruktuuri ja lahuse keskkonnaga.
Madalatel temperatuuridel on HPMC lahuse viskoossus kõrge ja molekulaarsete ahelate liikumine on piiratud. See omadus paneb selle hästi toimima rakendustes, kus tuleb suurendada toote viskoossust madalatel temperatuuridel.
6. Nihkekiiruse mõju HPMC viskoossusele
HPMC lahendustel on tavaliselt nihkehuvilised omadused, see tähendab, et viskoossus väheneb nihkekiiruse suurenemisega. Madala nihkekiiruse korral on HPMC molekulaarse ahela võrgustruktuur suhteliselt täielik, mis takistab lahuse voolavust, näidates seeläbi suuremat viskoossust. Kõrge nihkekiiruse korral hävitatakse aga molekulaarsete ahelate takerdumine ja ristsidumine ning viskoossus väheneb. Seda vara kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu ehitusmaterjalid, värvid ja katted ning see võib parandada toodete kasutamist ehituse ajal.
7. Väliste lisaainete mõju
Paljudes rakendustes kasutatakse HPMC -d sageli koos teiste lisaainetega. Erinevat tüüpi lisandid, näiteks soolad, pindaktiivsed ained ja muud polümeerid, mõjutavad HPMC viskoossust. Näiteks võivad mõned soola lisandid vähendada HPMC lahuste viskoossust, kuna soolaioonid häirivad HPMC molekulaarsete ahelate vastastikmõju ja hävitada moodustatud vesiniksideme võrku. Mõned paksendajad saavad HPMC -ga sünergiliselt töötada, et suurendada lahuse üldist viskoossust.
Laialdaselt kasutatava paksendajana saavutatakse HPMC mõju toote viskoossusele peamiselt selle molekulaarse struktuuri, kontsentratsiooni, molekulmassi, lahustuvuse omaduste ja väliste tegurite, nagu temperatuuri, nihkekiiruse ja lisandite kombineeritud mõju kaudu. HPMC neid parameetreid mõistlikult kohandades saab erinevate rakendusväljade vajaduste rahuldamiseks saavutada toote viskoossuse täpset kontrolli.
Postiaeg:-17-2025