Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je neiontový, ve vodě rozpustný směsný ether celulózy.Vzhled je bílý až slabě žlutý prášek nebo zrnitý materiál, bez chuti, bez zápachu, netoxický, chemicky stabilní a ve vodě se rozpouští za vzniku hladkého, průhledného a viskózního roztoku.Jednou z nejdůležitějších vlastností hydroxypropylmethylcelulózy při aplikaci je to, že zvyšuje viskozitu kapaliny.Zahušťovací účinek závisí na stupni polymerace (DP) produktu, koncentraci etheru celulózy ve vodném roztoku, rychlosti smyku a teplotě roztoku.A další faktory.
01
Kapalný typ vodného roztoku HPMC
Obecně lze namáhání tekutiny ve smykovém proudění vyjádřit pouze jako funkce smykové rychlosti ƒ(γ), pokud není časově závislé.V závislosti na formě ƒ(γ) lze tekutiny rozdělit na různé typy, a to: newtonské tekutiny, dilatační tekutiny, pseudoplastické tekutiny a Binghamské plastické tekutiny.
Celulózové ethery se dělí do dvou kategorií: jedna je neiontový ether celulózy a druhá je iontový ether celulózy.Pro reologii těchto dvou typů etherů celulózy.SC Naik a kol.provedli komplexní a systematickou srovnávací studii roztoků hydroxyethylcelulózy a sodné soli karboxymethylcelulózy.Výsledky ukázaly, že jak neiontové roztoky etheru celulózy, tak iontové roztoky etheru celulózy byly pseudoplastické.Toky, tj. nenewtonské toky, se newtonským kapalinám přibližují pouze ve velmi nízkých koncentracích.Při aplikaci hraje důležitou roli pseudoplasticita roztoku hydroxypropylmethylcelulózy.Například při aplikaci v nátěrech se v důsledku smykových ztenčovacích charakteristik vodných roztoků viskozita roztoku snižuje se zvýšením smykové rychlosti, což vede k rovnoměrnému rozptýlení pigmentových částic, a také zvyšuje tekutost nátěru. .Účinek je velmi velký;v klidu je viskozita roztoku poměrně velká, což účinně zabraňuje usazování pigmentových částic v povlaku.
02
Testovací metoda viskozity HPMC
Důležitým indikátorem pro měření zahušťovacího účinku hydroxypropylmethylcelulózy je zjevná viskozita vodného roztoku.Metody měření zdánlivé viskozity obvykle zahrnují metodu kapilární viskozity, metodu rotační viskozity a metodu viskozity s klesající koulí.
kde: je zdánlivá viskozita, mPas;K je konstanta viskozimetru;d je hustota vzorku roztoku při 20/20 °C;t je doba, za kterou roztok projde horní částí viskozimetru ke spodní značce, s;Měří se doba, po kterou standardní olej proteče viskozimetrem.
Problematičtější je však metoda měření kapilárním viskozimetrem.Viskozity mnoha etherů celulózy je obtížné analyzovat pomocí kapilárního viskozimetru, protože tyto roztoky obsahují stopová množství nerozpustných látek, které jsou detekovány pouze tehdy, když je kapilární viskozimetr zablokován.Proto většina výrobců používá rotační viskozimetry ke kontrole kvality hydroxypropylmethylcelulózy.V zahraničí se běžně používají viskozimetry Brookfield, v Číně viskozimetry NDJ.
03
Faktory ovlivňující viskozitu HPMC
3.1 Vztah ke stupni agregace
Když ostatní parametry zůstávají nezměněny, je viskozita roztoku hydroxypropylmethylcelulózy úměrná stupni polymerace (DP) nebo molekulové hmotnosti nebo délce molekulového řetězce a zvyšuje se se zvyšujícím se stupněm polymerace.Tento účinek je výraznější v případě nízkého stupně polymerace než v případě vysokého stupně polymerace.
3.2 Vztah mezi viskozitou a koncentrací
Viskozita hydroxypropylmethylcelulózy se zvyšuje se zvyšující se koncentrací produktu ve vodném roztoku.I malá změna koncentrace způsobí velkou změnu viskozity.S nominální viskozitou hydroxypropylmethylcelulózy Vliv změny koncentrace roztoku na viskozitu roztoku je stále zřetelnější.
3.3 Vztah mezi viskozitou a smykovou rychlostí
Vodný roztok hydroxypropylmethylcelulózy má vlastnost smykového ztenčování.Hydroxypropylmethylcelulóza o různé nominální viskozitě se připraví do 2% vodného roztoku a měří se její viskozita při různých smykových rychlostech.Výsledky jsou následující Jak je znázorněno na obrázku.Při nízké smykové rychlosti se viskozita roztoku hydroxypropylmethylcelulózy významně nezměnila.S nárůstem smykové rychlosti se viskozita roztoku hydroxypropylmethylcelulózy s vyšší nominální viskozitou zřetelněji snižovala, zatímco u roztoku s nízkou viskozitou zjevně neklesala.
3.4 Vztah mezi viskozitou a teplotou
Viskozita roztoku hydroxypropylmethylcelulózy je značně ovlivněna teplotou.S rostoucí teplotou klesá viskozita roztoku.Jak je znázorněno na obrázku, připravuje se do vodného roztoku o koncentraci 2 % a měří se změna viskozity se zvyšováním teploty.
3.5 Další ovlivňující faktory
Viskozita vodného roztoku hydroxypropylmethylcelulózy je také ovlivněna přísadami v roztoku, hodnotou pH roztoku a mikrobiální degradací.Obvykle, aby se dosáhlo lepší viskozity nebo se snížily náklady na použití, je nutné přidat do vodného roztoku hydroxypropylmethylcelulózy modifikátory reologie, jako je jíl, modifikovaný jíl, polymerní prášek, ether škrobu a alifatický kopolymer.a elektrolyty, jako je chlorid, bromid, fosforečnan, dusičnan atd., mohou být také přidány do vodného roztoku.Tyto přísady neovlivní pouze viskozitní vlastnosti vodného roztoku, ale také ovlivňují další aplikační vlastnosti hydroxypropylmethylcelulózy, jako je retence vody., odolnost proti průhybu atd.
Viskozita vodného roztoku hydroxypropylmethylcelulózy není téměř ovlivněna kyselinou a zásadou a je obecně stabilní v rozmezí 3 až 11. Snese určité množství slabých kyselin, jako je kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina fosforečná , kyselina boritá, kyselina citrónová atd. Koncentrovaná kyselina však snižuje viskozitu.Ale louh sodný, hydroxid draselný, vápenná voda atd. na to mají malý vliv.Ve srovnání s jinými ethery celulózy má vodný roztok hydroxypropylmethylcelulózy dobrou antimikrobiální stabilitu, hlavním důvodem je, že hydroxypropylmethylcelulóza má hydrofobní skupiny s vysokým stupněm substituce a sterické zábrany skupin. Protože však substituční reakce obvykle není jednotná, nesubstituovaná anhydroglukózová jednotka je nejsnáze erodován mikroorganismy, což má za následek degradaci molekul éteru celulózy a štěpení řetězce.Výkon spočívá v tom, že zdánlivá viskozita vodného roztoku klesá.Pokud je nutné vodný roztok hydroxypropylmethylcelulózy skladovat dlouhodobě, doporučuje se přidat stopové množství antimykotika, aby se výrazně nezměnila viskozita.Při výběru protiplísňových přípravků, konzervantů nebo fungicidů byste měli dbát na bezpečnost a volit přípravky, které nejsou toxické pro lidský organismus, mají stabilní vlastnosti a jsou bez zápachu, jako jsou fungicidy AMICAL DOW Chem, konzervanty CANGUARD64, bakterie FUELSAVER a další produkty.může hrát odpovídající roli.
Čas odeslání: 20. října 2022