Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC) jest niejonowym, rozpuszczalnym w wodzie mieszanym eterem celulozy.Wygląd jest białym lub lekko żółtym proszkiem lub ziarnistym materiałem, bez smaku, bez zapachu, nietoksycznym, chemicznie stabilnym i rozpuszcza się w wodzie tworząc gładki, przezroczysty i lepki roztwór.Jedną z najważniejszych właściwości hydroksypropylometylocelulozy w zastosowaniu jest to, że zwiększa lepkość cieczy.Efekt zagęszczania zależy od stopnia polimeryzacji (DP) produktu, stężenia eteru celulozy w roztworze wodnym, szybkości ścinania i temperatury roztworu.I inne czynniki.
01
Rodzaj płynu wodnego roztworu HPMC
Ogólnie rzecz biorąc, naprężenie płynu w przepływie ścinającym można wyrazić jako funkcję tylko 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 oraz 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 karboksymetylocelulozy sodowej.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 w bardzo małych stężeniach.Pseudoplastyczność roztworu hydroksypropylometylocelulozy odgrywa ważną rolę w zastosowaniu.Na przykład w przypadku stosowania w powłokach, ze względu na właściwości rozrzedzania przy ścinaniu roztworów wodnych, lepkość roztworu zmniejsza się wraz ze wzrostem szybkości ścinania, co sprzyja równomiernemu rozproszeniu cząstek pigmentu, a także zwiększa płynność powłoki .Efekt jest bardzo duży;w 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 obejmują zwykle metodę lepkości kapilarnej, metodę lepkości obrotowej oraz metodę lepkości kuli opadającej.
gdzie: lepkość pozorna, mPa·s;K jest stałą lepkościomierza;d jest gęstością próbki roztworu w 20/20°C;t jest czasem 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 wiskozymetrem kapilarnym.Lepkości wielu eterów celulozy są trudne do analizy przy użyciu lepkościomierza kapilarnego, ponieważ te roztwory zawierają śladowe ilości nierozpuszczalnej materii, które są wykrywane tylko wtedy, gdy wiskozymetr kapilarny jest zablokowany.Dlatego większość producentów używa lepkościomierzy rotacyjnych do kontroli jakości hydroksypropylometylocelulozy.Wiskozymetry Brookfielda są powszechnie używane w innych krajach, a lepkościomierze NDJ 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.Z nominalną lepkością 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 przy ścinaniu.Hydroksypropylometylocelulozę o różnej lepkości nominalnej przygotowuje się w 2% roztworze wodnym i 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 wyraźniej malała lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy o wyższej lepkości nominalnej, podczas gdy roztworu o niskiej lepkości nie spadała wyraźnie.
3.4 Zależność między lepkością a temperaturą
Na lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy duży wpływ ma temperatura.Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się lepkość roztworu.Jak pokazano na rysunku, sporządza się go w roztworze wodnym 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 i rozkład mikrobiologiczny.Zwykle, w celu uzyskania lepszej lepkości lub obniżenia kosztów użytkowania, konieczne jest dodanie do wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy modyfikatorów reologii, takich jak glinka, modyfikowana glinka, proszek polimerowy, eter skrobi i kopolimer alifatyczny.a do roztworu wodnego można również dodać elektrolity, takie jak chlorek, bromek, fosforan, azotan itp.Dodatki te nie tylko wpłyną na właściwości lepkości roztworu wodnego, ale także wpłyną na inne właściwości użytkowe hydroksypropylometylocelulozy, takie jak zatrzymywanie wody., odporność na ugięcie itp.
Na lepkość wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy prawie nie mają wpływu kwasy ani 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 przeciwdrobnoustrojową, głównym powodem jest to, że hydroksypropylometyloceluloza ma grupy hydrofobowe z wysokim stopniem podstawienia i przeszkodą steryczną grup Jednak ponieważ reakcja podstawienia zwykle nie jest jednorodna, niepodstawiona jednostka anhydroglukozy jest najłatwiej erodowany przez mikroorganizmy, co prowadzi do degradacji cząsteczek eteru celulozy i rozerwania łańcucha.Działanie polega na tym, że pozorna lepkość roztworu wodnego maleje.W przypadku konieczności dłuższego przechowywania wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy, zaleca się dodanie śladowej ilości środka przeciwgrzybiczego, aby lepkość nie zmieniła się znacząco.Wybierając środki przeciwgrzybicze, konserwanty czy fungicydy należy zwracać uwagę na bezpieczeństwo i wybierać produkty, które nie są toksyczne dla organizmu człowieka, mają stabilne właściwości i są bezwonne, takie jak fungicydy DOW Chem AMICAL, konserwanty CANGUARD64, bakterie FUELSAVER i inne produkty.może odgrywać odpowiednią rolę.
Czas publikacji: 20 października-2022