Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ) је важан дериват целулозног етра који се широко користи у многим индустријским областима због својих јединствених физичких и хемијских својстава. Његова својства вискозности су једно од најважнијих својстава ХПМЦ-а, директно утичући на његове перформансе у различитим применама.
1. Основна својства ХПМЦ
ХПМЦ је нејонски целулозни етар добијен заменом дела хидроксилних група (–ОХ) у молекулу целулозе метокси групама (–ОЦХ3) и хидроксипропил групама (–ОЦХ2ЦХ(ОХ)ЦХ3). Има добру растворљивост у води и неким органским растварачима, формирајући провидне колоидне растворе. Вискозност ХПМЦ-а је углавном одређена његовом молекулском тежином, степеном супституције (ДС, степен супституције) и дистрибуцијом супституената.
2. Одређивање вискозитета ХПМЦ
Вискозност ХПМЦ раствора се обично мери помоћу ротационог вискозиметра или капиларног вискозиметра. Приликом мерења треба обратити пажњу на концентрацију, температуру и брзину смицања раствора, јер ови фактори могу значајно утицати на вредност вискозитета.
Концентрација раствора: Вискозитет ХПМЦ расте са повећањем концентрације раствора. Када је концентрација ХПМЦ раствора нижа, интеракција између молекула је слабија и вискозитет је нижи. Како концентрација расте, преплитање и интеракција између молекула се повећава, узрокујући значајно повећање вискозитета.
Температура: Вискозитет ХПМЦ раствора је веома осетљив на температуру. Генерално, како се температура повећава, вискозност ХПМЦ раствора ће се смањити. Ово је због повећане температуре која доводи до повећаног молекуларног кретања и ослабљене међумолекуларне интеракције. Треба напоменути да ХПМЦ са различитим степеном супституције и молекулском тежином имају различиту осетљивост на температуру.
Брзина смицања: ХПМЦ раствори показују псеудопластично (смичујуће стањивање) понашање, тј. вискозитет је већи при малим брзинама смицања и опада при високим брзинама смицања. Ово понашање је последица сила смицања које поравнавају молекулске ланце дуж смера смицања, чиме се смањују заплитања и интеракције између молекула.
3. Фактори који утичу на вискозност ХПМЦ
Молекуларна тежина: Молекуларна тежина ХПМЦ је један од кључних фактора који одређују његову вискозност. Уопштено говорећи, што је већа молекулска маса, већи је и вискозитет раствора. То је зато што је већа вероватноћа да ће ХПМЦ молекули са великом молекулском тежином формирати заплетене мреже, чиме се повећава унутрашње трење раствора.
Степен супституције и дистрибуције супституената: Број и дистрибуција метокси и хидроксипропил супституената у ХПМЦ такође утиче на њен вискозитет. Генерално, што је већи степен метокси супституције (ДС), то је нижи вискозитет ХПМЦ, јер ће увођење метокси супституената смањити силу водоничне везе између молекула. Увођење хидроксипропил супституената ће повећати међумолекулске интеракције, а самим тим и вискозитет. Поред тога, равномерна расподела супституената помаже да се формира стабилан систем раствора и повећа вискозитет раствора.
пХ вредност раствора: Иако је ХПМЦ нејонски полимер и његов вискозитет није осетљив на промене пХ вредности раствора, екстремне пХ вредности (веома киселе или веома алкалне) могу изазвати деградацију молекуларне структуре ХПМЦ, што утиче на вискозитет.
4. Поља примене ХПМЦ-а
Због својих одличних карактеристика вискозитета, ХПМЦ се широко користи у многим областима:
Грађевински материјали: У грађевинским материјалима, ХПМЦ се користи као згушњивач и средство за задржавање воде за побољшање перформанси конструкције и повећање отпорности на пуцање.
Фармацеутска индустрија: У фармацеутској индустрији, ХПМЦ се користи као везиво за таблете, агенс за формирање филма за капсуле и носач за лекове са продуженим ослобађањем.
Прехрамбена индустрија: ХПМЦ се користи као згушњивач и стабилизатор у прехрамбеној индустрији за производњу сладоледа, желеа и млечних производа.
Дневни хемијски производи: У дневним хемијским производима, ХПМЦ се користи као згушњивач и стабилизатор за производњу шампона, гела за туширање, пасте за зубе итд.
Карактеристике вискозитета ХПМЦ-а су основа за његове одличне перформансе у различитим применама. Контролом молекулске тежине, степена супституције и услова раствора ХПМЦ-а, његов вискозитет се може подесити да задовољи различите потребе примене. У будућности, дубинско истраживање о односу између ХПМЦ молекуларне структуре и вискозитета ће помоћи да се развију ХПМЦ производи са бољим перформансама и даље шире поље његове примене.
Време поста: Јул-20-2024