Hydroxypropyl Metielsellulose (HPMC) is 'n belangrike sellulose-eter-afgeleide wat wyd in baie industriële velde gebruik is as gevolg van sy unieke fisiese en chemiese eienskappe. Die viskositeitseienskappe daarvan is een van die belangrikste eienskappe van HPMC, wat sy werkverrigting in verskeie toepassings direk beïnvloed.
1. Basiese eienskappe van HPMC
HPMC is 'n nie-ioniese sellulose-eter wat verkry word deur 'n gedeelte van die hidroksielgroepe (–OH) in die sellulosemolekule te vervang met metoksiegroepe (–OCH3) en hidroksipropielgroepe (–OCH2CH(OH)CH3). Dit het goeie oplosbaarheid in water en sommige organiese oplosmiddels, wat deursigtige kolloïdale oplossings vorm. Die viskositeit van HPMC word hoofsaaklik bepaal deur sy molekulêre gewig, graad van substitusie (DS, Graad van Substitusie) en substituentverspreiding.
2. Bepaling van viskositeit van HPMC
Die viskositeit van HPMC-oplossings word gewoonlik gemeet met behulp van 'n rotasie-viskosimeter of 'n kapillêre viskosimeter. Wanneer daar gemeet word, moet aandag gegee word aan die konsentrasie, temperatuur en skuiftempo van die oplossing, aangesien hierdie faktore die viskositeitswaarde aansienlik kan beïnvloed.
Oplossingskonsentrasie: Die viskositeit van HPMC neem toe met die toename in oplossingkonsentrasie. Wanneer die konsentrasie van HPMC-oplossing laer is, is die interaksie tussen molekules swakker en is die viskositeit laer. Soos die konsentrasie toeneem, neem die verstrengeling en interaksie tussen molekules toe, wat 'n beduidende toename in viskositeit veroorsaak.
Temperatuur: Die viskositeit van HPMC-oplossings is baie sensitief vir temperatuur. Oor die algemeen, soos die temperatuur toeneem, sal die viskositeit van HPMC-oplossing afneem. Dit is as gevolg van verhoogde temperatuur wat lei tot verhoogde molekulêre beweging en verswakte intermolekulêre interaksies. Daar moet kennis geneem word dat HPMC met verskillende grade van substitusie en molekulêre gewig verskillende sensitiwiteit vir temperatuur het.
Skuiftempo: HPMC-oplossings vertoon pseudoplastiese (skuifverdunning) gedrag, dws die viskositeit is hoër by lae skuiftempo's en neem af by hoë skuiftempo's. Hierdie gedrag is as gevolg van skuifkragte wat molekulêre kettings langs die skuifrigting in lyn bring, en sodoende verstrengelings en interaksies tussen molekules verminder.
3. Faktore wat HPMC-viskositeit beïnvloed
Molekulêre gewig: Die molekulêre gewig van HPMC is een van die sleutelfaktore wat die viskositeit daarvan bepaal. Oor die algemeen, hoe groter die molekulêre gewig, hoe hoër is die viskositeit van die oplossing. Dit is omdat HPMC-molekules met 'n hoë molekulêre gewig meer geneig is om verstrengelde netwerke te vorm, en sodoende die interne wrywing van die oplossing verhoog.
Graad van substitusie en substituentverspreiding: Die aantal en verspreiding van metoksi- en hidroksipropielsubstituente in HPMC beïnvloed ook die viskositeit daarvan. Oor die algemeen, hoe hoër die graad van metoksisubstitusie (DS), hoe laer is die viskositeit van HPMC, want die bekendstelling van metoksisubstituente sal die waterstofbindingskrag tussen molekules verminder. Die bekendstelling van hidroksipropielsubstituente sal intermolekulêre interaksies verhoog en sodoende viskositeit verhoog. Daarbenewens help die eenvormige verspreiding van substituente om 'n stabiele oplossingstelsel te vorm en die viskositeit van die oplossing te verhoog.
pH-waarde van die oplossing: Alhoewel HPMC 'n nie-ioniese polimeer is en die viskositeit daarvan nie sensitief is vir veranderinge in die pH-waarde van die oplossing nie, kan uiterste pH-waardes (baie suur of baie alkalies) agteruitgang van die molekulêre struktuur van HPMC, wat dus die viskositeit beïnvloed.
4. Toepassingsvelde van HPMC
As gevolg van sy uitstekende viskositeitskenmerke, word HPMC wyd gebruik in baie velde:
Boumateriaal: In boumateriaal word HPMC as 'n verdikkingsmiddel en waterhoumiddel gebruik om konstruksiewerkverrigting te verbeter en kraakweerstand te verhoog.
Farmaseutiese industrie: In die farmaseutiese industrie word HPMC gebruik as 'n bindmiddel vir tablette, 'n filmvormende middel vir kapsules en 'n draer vir volgehoue-vrystelling medisyne.
Voedselindustrie: HPMC word gebruik as 'n verdikker en stabiliseerder in die voedselindustrie vir die vervaardiging van roomys, jellie en suiwelprodukte.
Daaglikse chemiese produkte: In daaglikse chemiese produkte word HPMC gebruik as 'n verdikkingsmiddel en stabiliseerder vir die vervaardiging van sjampoe, stortgel, tandepasta, ens.
Die viskositeitseienskappe van HPMC is die basis vir sy uitstekende werkverrigting in verskeie toepassings. Deur die molekulêre gewig, graad van substitusie en oplossingstoestande van HPMC te beheer, kan die viskositeit daarvan aangepas word om aan verskillende toedieningsbehoeftes te voldoen. In die toekoms sal diepgaande navorsing oor die verband tussen HPMC-molekulêre struktuur en viskositeit help om HPMC-produkte met beter werkverrigting te ontwikkel en sy toepassingsvelde verder uit te brei.
Postyd: 20 Julie 2024