Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC) to niejonowy, rozpuszczalny w wodzie mieszany eter celulozy.Wygląd to biały do lekko żółtego proszek lub materiał ziarnisty, bez smaku, bezwonny, nietoksyczny, stabilny chemicznie i rozpuszcza się w wodzie, tworząc gładki, przezroczysty i lepki roztwór.Jedną z najważniejszych właściwości hydroksypropylometylocelulozy w zastosowaniu jest to, że zwiększa ona lepkość cieczy.Efekt zagęszczania zależy od stopnia polimeryzacji (DP) produktu, stężenia eteru celulozy w roztworze wodnym, szybkości ścinania oraz temperatury roztworu.I inne czynniki.
01
Płynny rodzaj wodnego roztworu HPMC
Ogólnie rzecz biorąc, naprężenie płynu w przepływie ścinającym można wyrazić tylko jako funkcję szybkości ścinania ƒ (γ), o ile nie jest ono zależne od czasu.W zależności od postaci ƒ(γ) płyny można podzielić na różne typy, a mianowicie: płyny newtonowskie, płyny dylatacyjne, płyny pseudoplastyczne i płyny plastyczne Binghama.
Etery celulozy dzielą się na dwie kategorie: jedna to niejonowy eter celulozy, a druga to jonowy eter celulozy.Do reologii tych dwóch rodzajów eterów celulozy.SC Naik i in.przeprowadził kompleksowe i systematyczne badanie porównawcze roztworów hydroksyetylocelulozy i soli sodowej karboksymetylocelulozy.Wyniki wykazały, że zarówno roztwory niejonowego eteru celulozy, jak i roztwory jonowego eteru celulozy były pseudoplastyczne.Przepływy, czyli przepływy nienewtonowskie, zbliżają się do cieczy newtonowskich tylko przy bardzo niskich stężeniach.Pseudoplastyczność roztworu hydroksypropylometylocelulozy odgrywa ważną rolę w zastosowaniu.Np. przy nakładaniu w powłokach, ze względu na charakterystykę rozrzedzania ścinaniem roztworów wodnych, lepkość roztworu maleje wraz ze wzrostem szybkości ścinania, co sprzyja równomiernemu rozproszeniu cząstek pigmentu, a także zwiększa płynność powłoki .Efekt jest bardzo duży;w stanie spoczynku lepkość roztworu jest stosunkowo duża, co skutecznie zapobiega osadzaniu się cząstek pigmentu w powłoce.
02
Metoda badania lepkości HPMC
Ważnym wskaźnikiem do pomiaru efektu zagęszczania hydroksypropylometylocelulozy jest pozorna lepkość roztworu wodnego.Metody pomiaru lepkości pozornej zwykle obejmują metodę lepkości kapilarnej, metodę lepkości obrotowej i metodę lepkości spadającej kuli.
gdzie: jest lepkością pozorną, mPa·s;K jest stałą wiskozymetru;d jest gęstością próbki roztworu w temperaturze 20/20°C;t to czas przejścia roztworu przez górną część lepkościomierza do dolnego znaku, s;Mierzy się czas, w którym standardowy olej przepływa przez wiskozymetr.
Bardziej kłopotliwa jest jednak metoda pomiaru lepkościomierzem kapilarnym.Lepkości wielu eterów celulozy są trudne do analizy za pomocą wiskozymetru kapilarnego, ponieważ te roztwory zawierają śladowe ilości substancji nierozpuszczalnych, które są wykrywane tylko wtedy, gdy wiskozymetr kapilarny jest zablokowany.Dlatego większość producentów używa wiskozymetrów rotacyjnych do kontroli jakości hydroksypropylometylocelulozy.Lepkościomierze Brookfielda są powszechnie stosowane w innych krajach, a lepkościomierze NDJ są używane w Chinach.
03
Czynniki wpływające na lepkość HPMC
3.1 Związek ze stopniem agregacji
Gdy inne parametry pozostają niezmienione, lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy jest proporcjonalna do stopnia polimeryzacji (DP) lub masy cząsteczkowej lub długości łańcucha cząsteczkowego i wzrasta wraz ze wzrostem stopnia polimeryzacji.Efekt ten jest wyraźniejszy w przypadku niskiego stopnia polimeryzacji niż w przypadku wysokiego stopnia polimeryzacji.
3.2 Zależność między lepkością a stężeniem
Lepkość hydroksypropylometylocelulozy wzrasta wraz ze wzrostem stężenia produktu w roztworze wodnym.Nawet niewielka zmiana stężenia spowoduje dużą zmianę lepkości.Przy nominalnej lepkości hydroksypropylometylocelulozy Wpływ zmiany stężenia roztworu na lepkość roztworu jest coraz bardziej oczywisty.
3.3 Zależność między lepkością a szybkością ścinania
Wodny roztwór hydroksypropylometylocelulozy ma właściwość rozrzedzania się ścinaniem.Hydroksypropylometylocelulozę o różnej lepkości nominalnej przygotowuje się do 2% roztworu wodnego i odpowiednio mierzy się jej lepkość przy różnych szybkościach ścinania.Wyniki są następujące Jak pokazano na rysunku.Przy małej szybkości ścinania lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy nie zmieniła się znacząco.Wraz ze wzrostem szybkości ścinania lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy o większej lepkości nominalnej wyraźniej spadała, podczas gdy roztworu o małej lepkości nie zmniejszała się wyraźnie.
3.4 Zależność między lepkością a temperaturą
Lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy w dużym stopniu zależy od temperatury.Wraz ze wzrostem temperatury lepkość roztworu maleje.Jak pokazano na rysunku, przygotowuje się roztwór wodny o stężeniu 2% i mierzy się zmianę lepkości wraz ze wzrostem temperatury.
3.5 Inne czynniki wpływające
Na lepkość wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy mają również wpływ dodatki w roztworze, wartość pH roztworu oraz degradacja mikrobiologiczna.Zwykle w celu uzyskania lepszych parametrów lepkościowych lub obniżenia kosztów użytkowania konieczne jest dodanie do wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy modyfikatorów właściwości reologicznych, takich jak glinka, glinka modyfikowana, proszek polimerowy, eter skrobiowy i kopolimer alifatyczny., a do roztworu wodnego można również dodawać elektrolity, takie jak chlorek, bromek, fosforan, azotan itp.Dodatki te nie tylko wpływają na właściwości lepkościowe roztworu wodnego, ale także wpływają na inne właściwości użytkowe hydroksypropylometylocelulozy, takie jak zatrzymywanie wody., odporność na zwisanie itp.
Lepkość wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy prawie nie ma wpływu na kwas i zasady i jest ogólnie stabilna w zakresie od 3 do 11. Może wytrzymać pewną ilość słabych kwasów, takich jak kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas fosforowy , kwas borowy, kwas cytrynowy itp. Jednak stężony kwas zmniejszy lepkość.Ale soda kaustyczna, wodorotlenek potasu, woda wapienna itp. mają na to niewielki wpływ.W porównaniu z innymi eterami celulozy, wodny roztwór hydroksypropylometylocelulozy ma dobrą stabilność przeciwbakteryjną, głównym powodem jest to, że hydroksypropylometyloceluloza ma grupy hydrofobowe o wysokim stopniu podstawienia i zawady przestrzennej grup. Jednak ponieważ reakcja podstawienia zwykle nie jest jednolita, niepodstawiona jednostka anhydroglukozy jest najłatwiej erodowany przez mikroorganizmy, co powoduje degradację cząsteczek eteru celulozy i rozerwanie łańcucha.Wydajność polega na tym, że zmniejsza się pozorna lepkość roztworu wodnego.W przypadku konieczności dłuższego przechowywania wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy zaleca się dodanie śladowej ilości środka przeciwgrzybiczego, aby lepkość nie uległa znaczącym zmianom.Wybierając środki przeciwgrzybicze, konserwujące czy fungicydy należy zwrócić uwagę na bezpieczeństwo i wybierać produkty, które nie są toksyczne dla organizmu człowieka, mają stabilne właściwości i są bezwonne, takie jak fungicydy AMICAL firmy DOW Chem, konserwanty CANGUARD64, środki bakteriobójcze FUELSAVER i inne produkty.może odgrywać odpowiednią rolę.
Czas postu: 20-10-2022