Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) é un éter mixto de celulosa soluble en auga non iónico.O aspecto é de po ou material granular de branco a lixeiramente amarelo, insípido, inodoro, non tóxico, químicamente estable e disólvese en auga para formar unha solución suave, transparente e viscosa.Unha das propiedades máis importantes da hidroxipropilmetilcelulosa na aplicación é que aumenta a viscosidade do líquido.O efecto espesante depende do grao de polimerización (DP) do produto, da concentración de éter de celulosa na solución acuosa, da velocidade de cizallamento e da temperatura da solución.E outros factores.
01
Tipo de fluído de solución acuosa HPMC
En xeral, a tensión dun fluído en fluxo cortante pódese expresar só en función da taxa de cizallamento ƒ(γ), sempre que non dependa do tempo.Segundo a forma de ƒ(γ), os fluídos pódense dividir en diferentes tipos, a saber: fluídos newtonianos, fluídos dilatantes, fluídos pseudoplásticos e fluídos plásticos de Bingham.
Os éteres de celulosa divídense en dúas categorías: unha é éter de celulosa non iónico e outra é éter de celulosa iónica.Para a reoloxía destes dous tipos de éteres de celulosa.SC Naik et al.realizou un estudo comparativo exhaustivo e sistemático sobre solucións de hidroxietilcelulosa e carboximetilcelulosa sódica.Os resultados mostraron que tanto as solucións de éter de celulosa non iónico como as solucións de éter de celulosa iónica eran pseudoplásticas.Os fluxos, é dicir, os fluxos non newtonianos, achéganse aos líquidos newtonianos só en concentracións moi baixas.A pseudoplasticidade da solución de hidroxipropilmetilcelulosa xoga un papel importante na aplicación.Por exemplo, cando se aplica en revestimentos, debido ás características de adelgazamento por cizallamento das solucións acuosas, a viscosidade da solución diminúe co aumento da velocidade de cizallamento, o que favorece a dispersión uniforme das partículas de pigmento e tamén aumenta a fluidez do revestimento. .O efecto é moi grande;mentres está en repouso, a viscosidade da solución é relativamente grande, o que impide efectivamente a deposición de partículas de pigmento no revestimento.
02
Método de proba de viscosidade HPMC
Un indicador importante para medir o efecto espesante da hidroxipropilmetilcelulosa é a viscosidade aparente da solución acuosa.Os métodos de medición da viscosidade aparente adoitan incluír o método de viscosidade capilar, o método de viscosidade rotacional e o método de viscosidade de bola de caída.
onde: é a viscosidade aparente, mPa s;K é a constante do viscosímetro;d é a densidade da mostra da disolución a 20/20 °C;t é o tempo en que a solución pasa pola parte superior do viscosímetro ata a marca inferior, s;Mídese o tempo que o aceite estándar flúe polo viscosímetro.
Non obstante, o método de medición por viscosímetro capilar é máis problemático.As viscosidades de moitos éteres de celulosa son difíciles de analizar usando un viscosímetro capilar porque estas solucións conteñen trazas de materia insoluble que só se detectan cando o viscosímetro capilar está bloqueado.Polo tanto, a maioría dos fabricantes usan viscosímetros rotativos para controlar a calidade da hidroxipropilmetilcelulosa.Os viscosímetros Brookfield úsanse habitualmente en países estranxeiros e os viscosímetros NDJ úsanse en China.
03
Factores que inflúen na viscosidade HPMC
3.1 Relación co grao de agregación
Cando outros parámetros permanecen inalterados, a viscosidade da solución de hidroxipropilmetilcelulosa é proporcional ao grao de polimerización (DP) ou ao peso molecular ou á lonxitude da cadea molecular, e aumenta co aumento do grao de polimerización.Este efecto é máis pronunciado no caso de baixo grao de polimerización que no caso de alto grao de polimerización.
3.2 Relación entre viscosidade e concentración
A viscosidade da hidroxipropil metilcelulosa aumenta co aumento da concentración do produto na solución acuosa.Incluso un pequeno cambio de concentración provocará un gran cambio na viscosidade.Coa viscosidade nominal da hidroxipropilmetilcelulosa O efecto do cambio de concentración da solución sobre a viscosidade da solución é cada vez máis evidente.
3.3 Relación entre viscosidade e velocidade de cizallamento
A solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa ten a propiedade de adelgazar por cizallamento.A hidroxipropilmetilcelulosa de diferente viscosidade nominal prepárase nunha solución acuosa ao 2% e mídese a súa viscosidade a diferentes velocidades de cizallamento respectivamente.Os resultados son os seguintes Como se mostra na figura.A baixa taxa de cizallamento, a viscosidade da solución de hidroxipropil metilcelulosa non cambiou significativamente.Co aumento da taxa de cizallamento, a viscosidade da solución de hidroxipropil metilcelulosa con maior viscosidade nominal diminuíu de forma máis evidente, mentres que a solución con baixa viscosidade non diminuíu obviamente.
3.4 Relación entre viscosidade e temperatura
A viscosidade da solución de hidroxipropil metilcelulosa vese moi afectada pola temperatura.A medida que aumenta a temperatura, a viscosidade da solución diminúe.Como se mostra na figura, prepárase nunha solución acuosa cunha concentración do 2% e mídese o cambio da viscosidade co aumento da temperatura.
3.5 Outros factores que inflúen
A viscosidade da solución acuosa de hidroxipropil metilcelulosa tamén se ve afectada polos aditivos na solución, o valor do pH da solución e a degradación microbiana.Normalmente, para obter un mellor rendemento de viscosidade ou reducir o custo de uso, é necesario engadir modificadores de reoloxía, como arxila, arxila modificada, po de polímero, éter de amidón e copolímero alifático, á solución acuosa de hidroxipropil metilcelulosa., e tamén se poden engadir á solución acuosa electrólitos como cloruro, bromuro, fosfato, nitrato, etc.Estes aditivos non só afectarán ás propiedades de viscosidade da solución acuosa, senón que tamén afectarán a outras propiedades de aplicación da hidroxipropilmetilcelulosa, como a retención de auga., resistencia a sag, etc.
A viscosidade da solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa case non se ve afectada polo ácido e o álcali, e xeralmente é estable no rango de 3 a 11. Pode soportar certa cantidade de ácidos débiles, como ácido fórmico, ácido acético, ácido fosfórico. , ácido bórico, ácido cítrico, etc. Non obstante, o ácido concentrado reducirá a viscosidade.Pero a sosa cáustica, o hidróxido de potasio, a auga de cal, etc., teñen pouco efecto nela.En comparación con outros éteres de celulosa, a solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa ten unha boa estabilidade antimicrobiana, a principal razón é que a hidroxipropilmetilcelulosa ten grupos hidrófobos con alto grao de substitución e impedimento estérico de grupos. É máis facilmente erosionado polos microorganismos, o que produce a degradación das moléculas de éter de celulosa e a escisión da cadea.O rendemento é que a viscosidade aparente da solución acuosa diminúe.Se é necesario almacenar a solución acuosa de hidroxipropil metilcelulosa durante moito tempo, recoméndase engadir unha pequena cantidade de axente antifúngico para que a viscosidade non cambie significativamente.Ao escoller axentes antifúngicos, conservantes ou funxicidas, debes prestar atención á seguridade e escoller produtos que non sexan tóxicos para o corpo humano, teñan propiedades estables e sexan inodores, como os funxicidas AMICAL de DOW Chem, os conservantes CANGUARD64, os axentes bacterianos FUELSAVER. e outros produtos.pode desempeñar un papel correspondente.
Hora de publicación: 20-Oct-2022