Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) yra svarbus celiuliozės eterio darinys, kuris dėl savo unikalių fizinių ir cheminių savybių buvo plačiai naudojamas daugelyje pramonės sričių. Jo klampumo savybės yra viena iš svarbiausių HPMC savybių, tiesiogiai įtakojančių jo veikimą įvairiose srityse.
1. Pagrindinės HPMC savybės
HPMC yra nejoninis celiuliozės eteris, gaunamas dalį hidroksilo grupių (–OH) celiuliozės molekulėje pakeitus metoksi grupėmis (–OCH3) ir hidroksipropilo grupėmis (–OCH2CH(OH)CH3). Jis gerai tirpsta vandenyje ir kai kuriuose organiniuose tirpikliuose, sudarydamas skaidrius koloidinius tirpalus. HPMC klampumą daugiausia lemia jo molekulinė masė, pakeitimo laipsnis (DS, pakeitimo laipsnis) ir pakaitų pasiskirstymas.
2. HPMC klampumo nustatymas
HPMC tirpalų klampumas paprastai matuojamas naudojant rotacinį viskozimetrą arba kapiliarinį viskozimetrą. Matuojant reikia atkreipti dėmesį į tirpalo koncentraciją, temperatūrą ir šlyties greitį, nes šie veiksniai gali labai paveikti klampos vertę.
Tirpalo koncentracija: HPMC klampumas didėja didėjant tirpalo koncentracijai. Kai HPMC tirpalo koncentracija mažesnė, molekulių sąveika yra silpnesnė, o klampumas mažesnis. Didėjant koncentracijai, didėja molekulių įsipainiojimas ir sąveika, todėl žymiai padidėja klampumas.
Temperatūra: HPMC tirpalų klampumas yra labai jautrus temperatūrai. Paprastai, kylant temperatūrai, HPMC tirpalo klampumas mažėja. Taip yra dėl padidėjusios temperatūros, dėl kurios padidėja molekulinis judėjimas ir susilpnėja tarpmolekulinė sąveika. Reikėtų pažymėti, kad HPMC, turintys skirtingą pakeitimo laipsnį ir molekulinę masę, turi skirtingą jautrumą temperatūrai.
Šlyties greitis: HPMC tirpalai pasižymi pseudoplastiniu (šlyties retėjimu), ty klampumas yra didesnis esant mažam šlyties greičiui ir mažėja esant dideliam šlyties greičiui. Tokį elgesį lemia šlyties jėgos, kurios išlygina molekulines grandines šlyties kryptimi, taip sumažindamos molekulių įsipainiojimą ir sąveiką.
3. Veiksniai, turintys įtakos HPMC klampumui
Molekulinė masė: HPMC molekulinė masė yra vienas iš pagrindinių veiksnių, lemiančių jo klampumą. Paprastai tariant, kuo didesnė molekulinė masė, tuo didesnis tirpalo klampumas. Taip yra todėl, kad HPMC molekulės, turinčios didelę molekulinę masę, dažniau sudaro susipynusius tinklus, taip padidindamos vidinę tirpalo trintį.
Pakeitimo laipsnis ir pakaitų pasiskirstymas: metoksi ir hidroksipropilo pakaitų skaičius ir pasiskirstymas HPMC taip pat turi įtakos jo klampumui. Paprastai kuo didesnis metoksi pakeitimo laipsnis (DS), tuo mažesnis HPMC klampumas, nes metoksi pakaitalų įvedimas sumažins vandenilio jungties jėgą tarp molekulių. Hidroksipropilo pakaitalų įvedimas padidins tarpmolekulinę sąveiką ir taip padidins klampumą. Be to, tolygus pakaitų pasiskirstymas padeda suformuoti stabilią tirpalo sistemą ir padidinti tirpalo klampumą.
Tirpalo pH vertė: Nors HPMC yra nejoninis polimeras ir jo klampumas nėra jautrus tirpalo pH vertės pokyčiams, ekstremalios pH vertės (labai rūgštinės arba labai šarminės) gali pažeisti jo molekulinę struktūrą. HPMC, taip paveikdamas klampumą.
4. HPMC taikymo sritys
Dėl puikių klampumo charakteristikų HPMC plačiai naudojamas daugelyje sričių:
Statybinės medžiagos: statybinėse medžiagose HPMC naudojamas kaip tirštiklis ir vandenį sulaikanti medžiaga, siekiant pagerinti konstrukcijos našumą ir padidinti atsparumą įtrūkimams.
Farmacijos pramonė: Farmacijos pramonėje HPMC naudojamas kaip tablečių rišiklis, kapsulių plėvelę formuojanti medžiaga ir ilgalaikio atpalaidavimo vaistų nešiklis.
Maisto pramonė: HPMC naudojamas kaip tirštiklis ir stabilizatorius maisto pramonėje ledų, želė ir pieno produktų gamyboje.
Kasdieniai chemijos produktai: kasdieniuose chemijos produktuose HPMC naudojamas kaip tirštiklis ir stabilizatorius, gaminant šampūną, dušo želė, dantų pastą ir kt.
HPMC klampumo charakteristikos yra puikios jo veikimo įvairiose srityse pagrindas. Kontroliuojant HPMC molekulinę masę, pakeitimo laipsnį ir tirpalo sąlygas, jo klampumą galima reguliuoti taip, kad atitiktų skirtingus taikymo poreikius. Ateityje išsamūs HPMC molekulinės struktūros ir klampumo ryšio tyrimai padės sukurti geresnius HPMC produktus ir toliau plėsti jų taikymo sritis.
Paskelbimo laikas: 2024-07-20