Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) е нейонен, водоразтворим целулозен смесен етер.Външният вид е бял до леко жълт прах или гранулиран материал, без вкус, без мирис, нетоксичен, химически стабилен и се разтваря във вода, за да образува гладък, прозрачен и вискозен разтвор.Едно от най-важните свойства на хидроксипропил метилцелулозата при приложение е, че повишава вискозитета на течността.Ефектът на сгъстяване зависи от степента на полимеризация (DP) на продукта, концентрацията на целулозен етер във водния разтвор, скоростта на срязване и температурата на разтвора.И други фактори.
01
Течен тип воден разтвор на HPMC
Като цяло, напрежението на флуид при срязващ поток може да се изрази като функция само на скоростта на срязване ƒ(γ), стига да не зависи от времето.В зависимост от формата на ƒ(γ), течностите могат да бъдат разделени на различни типове, а именно: Нютонови течности, дилатантни течности, псевдопластични течности и пластични течности на Бингам.
Целулозните етери се разделят на две категории: едната е нейонен целулозен етер, а другата е йонен целулозен етер.За реологията на тези два вида целулозни етери.SC Naik и др.проведе цялостно и систематично сравнително проучване на разтвори на хидроксиетил целулоза и натриева карбоксиметил целулоза.Резултатите показват, че както разтворите на нейонен целулозен етер, така и разтворите на йонен целулозен етер са псевдопластични.Потоците, т.е. ненютоновите потоци, се доближават до нютоновите течности само при много ниски концентрации.Псевдопластичността на разтвора на хидроксипропил метилцелулоза играе важна роля при приложението.Например, когато се прилага в покрития, поради характеристиките на изтъняване на срязване на водните разтвори, вискозитетът на разтвора намалява с увеличаване на скоростта на срязване, което благоприятства равномерното разпръскване на частиците на пигмента и също така увеличава течливостта на покритието .Ефектът е много голям;докато е в покой, вискозитетът на разтвора е сравнително голям, което ефективно предотвратява отлагането на пигментни частици в покритието.
02
HPMC метод за изпитване на вискозитет
Важен индикатор за измерване на сгъстяващия ефект на хидроксипропил метилцелулозата е привидният вискозитет на водния разтвор.Методите за измерване на привидния вискозитет обикновено включват метод на капилярен вискозитет, метод на ротационен вискозитет и метод на вискозитет на падаща топка.
където: е привидният вискозитет, mPa s;K е константата на вискозиметъра;d е плътността на пробата от разтвора при 20/20°C;t е времето за преминаване на разтвора през горната част на вискозиметъра до долната маркировка, s;Измерва се времето, през което стандартното масло протича през вискозиметъра.
Но методът за измерване с капилярен вискозиметър е по-труден.Вискозитетите на много целулозни етери са трудни за анализиране с помощта на капилярен вискозиметър, тъй като тези разтвори съдържат следи от неразтворими вещества, които се откриват само когато капилярният вискозиметър е блокиран.Поради това повечето производители използват ротационни вискозиметри за контрол на качеството на хидроксипропил метилцелулозата.Вискозиметрите Brookfield се използват обикновено в чужди страни, а вискозиметрите NDJ се използват в Китай.
03
Фактори, влияещи върху вискозитета на HPMC
3.1 Връзка със степента на агрегиране
Когато другите параметри остават непроменени, вискозитетът на разтвора на хидроксипропил метилцелулоза е пропорционален на степента на полимеризация (DP) или молекулното тегло или дължината на молекулната верига и се увеличава с увеличаване на степента на полимеризация.Този ефект е по-изразен при ниска степен на полимеризация, отколкото при висока степен на полимеризация.
3.2 Връзка между вискозитет и концентрация
Вискозитетът на хидроксипропил метилцелулозата се увеличава с увеличаването на концентрацията на продукта във водния разтвор.Дори малка промяна на концентрацията ще доведе до голяма промяна във вискозитета.С номиналния вискозитет на хидроксипропил метилцелулоза Ефектът от промяната на концентрацията на разтвора върху вискозитета на разтвора е все по-очевиден.
3.3 Връзка между вискозитет и скорост на срязване
Водният разтвор на хидроксипропил метилцелулоза има свойството да изтънява при срязване.Хидроксипропил метилцелулозата с различен номинален вискозитет се приготвя в 2% воден разтвор и нейният вискозитет при различни скорости на срязване се измерва съответно.Резултатите са както следва, както е показано на фигурата.При ниска скорост на срязване вискозитетът на разтвора на хидроксипропил метилцелулоза не се променя значително.С увеличаването на скоростта на срязване, вискозитетът на разтвора на хидроксипропил метилцелулоза с по-висок номинален вискозитет намалява по-очевидно, докато разтворът с нисък вискозитет не намалява очевидно.
3.4 Връзка между вискозитет и температура
Вискозитетът на разтвора на хидроксипропил метилцелулоза се влияе силно от температурата.С повишаване на температурата вискозитетът на разтвора намалява.Както е показано на фигурата, той се приготвя във воден разтвор с концентрация 2% и се измерва промяната на вискозитета с повишаване на температурата.
3.5 Други влияещи фактори
Вискозитетът на водния разтвор на хидроксипропил метилцелулоза също се влияе от добавките в разтвора, рН стойността на разтвора и микробното разграждане.Обикновено, за да се получи по-добро вискозитетно представяне или да се намалят разходите за използване, е необходимо да се добавят реологични модификатори, като глина, модифицирана глина, полимерен прах, нишестен етер и алифатен съполимер, към водния разтвор на хидроксипропил метилцелулоза.и електролити като хлорид, бромид, фосфат, нитрат и др. също могат да се добавят към водния разтвор.Тези добавки не само ще повлияят на вискозитетните свойства на водния разтвор, но също ще повлияят на други свойства на приложение на хидроксипропил метилцелулоза, като задържане на вода., устойчивост на провисване и др.
Вискозитетът на водния разтвор на хидроксипропил метилцелулоза почти не се влияе от киселина и алкали и обикновено е стабилен в диапазона от 3 до 11. Той може да издържи на определено количество слаби киселини, като мравчена киселина, оцетна киселина, фосфорна киселина , борна киселина, лимонена киселина и др. Въпреки това, концентрираната киселина ще намали вискозитета.Но сода каустик, калиев хидроксид, варна вода и др. имат малък ефект върху него.В сравнение с други целулозни етери, водният разтвор на хидроксипропил метилцелулоза има добра антимикробна стабилност, основната причина е, че хидроксипропил метилцелулозата има хидрофобни групи с висока степен на заместване и пространствено препятствие на групите. Въпреки това, тъй като реакцията на заместване обикновено не е еднородна, незаместената анхидроглюкозна единица е най-лесно ерозиран от микроорганизми, което води до разграждане на молекулите на целулозния етер и разкъсване на веригата.Ефективността е, че привидният вискозитет на водния разтвор намалява.Ако е необходимо водният разтвор на хидроксипропил метилцелулоза да се съхранява дълго време, се препоръчва да се добави следа от противогъбично средство, така че вискозитетът да не се променя значително.Когато избирате противогъбични средства, консерванти или фунгициди, трябва да обърнете внимание на безопасността и да изберете продукти, които не са токсични за човешкото тяло, имат стабилни свойства и са без мирис, като фунгицидите AMICAL на DOW Chem, консервантите CANGUARD64, бактериалните агенти FUELSAVER и други продукти.може да играе съответна роля.
Време на публикуване: 20 октомври 2022 г