Hidroxipropilmetilceluloză (HPMC) este un eter mixt de celuloză neionic, solubil în apă.Aspectul este pulbere sau material granular alb până la ușor galben, fără gust, inodor, netoxic, stabil din punct de vedere chimic și se dizolvă în apă pentru a forma o soluție netedă, transparentă și vâscoasă.Una dintre cele mai importante proprietăți ale hidroxipropilmetilcelulozei în aplicare este aceea că crește vâscozitatea lichidului.Efectul de îngroșare depinde de gradul de polimerizare (DP) al produsului, de concentrația de eter de celuloză în soluția apoasă, de viteza de forfecare și de temperatura soluției.Și alți factori.
01
Tipul de fluid al soluției apoase HPMC
În general, solicitarea unui fluid în curgere de forfecare poate fi exprimată în funcție doar de viteza de forfecare ƒ(γ), atâta timp cât nu este dependentă de timp.În funcție de forma ƒ(γ), fluidele pot fi împărțite în diferite tipuri și anume: fluide newtoniene, fluide dilatante, fluide pseudoplastice și fluide plastice Bingham.
Eteri de celuloză sunt împărțiți în două categorii: una este eterul de celuloză neionic și cealaltă este eterul de celuloză ionic.Pentru reologia acestor două tipuri de eteri de celuloză.SC Naik și colab.a efectuat un studiu comparativ cuprinzător și sistematic asupra soluțiilor de hidroxietil celuloză și carboximetil celuloză de sodiu.Rezultatele au arătat că atât soluțiile de eter de celuloză neionică, cât și soluțiile de eter de celuloză ionică au fost pseudoplastice.Fluxurile, adică fluxurile non-newtoniene, se apropie de lichidele newtoniene doar la concentrații foarte mici.Pseudoplasticitatea soluției de hidroxipropil metilceluloză joacă un rol important în aplicare.De exemplu, atunci când se aplică în acoperiri, datorită caracteristicilor de subțiere prin forfecare ale soluțiilor apoase, vâscozitatea soluției scade odată cu creșterea ratei de forfecare, ceea ce conduce la dispersia uniformă a particulelor de pigment și, de asemenea, crește fluiditatea acoperirii. .Efectul este foarte mare;în timpul repausului, vâscozitatea soluției este relativ mare, ceea ce previne eficient depunerea particulelor de pigment în acoperire.
02
Metoda de testare a vâscozității HPMC
Un indicator important pentru măsurarea efectului de îngroșare al hidroxipropilmetilcelulozei este vâscozitatea aparentă a soluției apoase.Metodele de măsurare a vâscozității aparente includ de obicei metoda vâscozității capilare, metoda vâscozității rotaționale și metoda vâscozității cu bile în cădere.
unde: este vâscozitatea aparentă, mPa s;K este constanta viscozimetrului;d este densitatea probei de soluție la 20/20°C;t este timpul pentru ca soluția să treacă prin partea superioară a viscozimetrului până la marcajul de jos, s;Se măsoară timpul în care uleiul standard curge prin viscozimetru.
Cu toate acestea, metoda de măsurare prin vâscozimetru capilar este mai supărătoare.Vâscozitățile multor eteri de celuloză sunt dificil de analizat folosind un vâscozimetru capilar, deoarece aceste soluții conțin urme de materie insolubilă care sunt detectate numai atunci când vâscozimetrul capilar este blocat.Prin urmare, majoritatea producătorilor folosesc viscozimetre rotative pentru a controla calitatea hidroxipropil metilcelulozei.Vâscozimetrele Brookfield sunt utilizate în mod obișnuit în țări străine, iar viscozimetrele NDJ sunt folosite în China.
03
Factori de influență ai vâscozității HPMC
3.1 Relația cu gradul de agregare
Când alți parametri rămân neschimbați, vâscozitatea soluției de hidroxipropil metilceluloză este proporțională cu gradul de polimerizare (DP) sau cu greutatea moleculară sau cu lungimea lanțului molecular și crește odată cu creșterea gradului de polimerizare.Acest efect este mai pronunțat în cazul gradului scăzut de polimerizare decât în cazul gradului ridicat de polimerizare.
3.2 Relația dintre vâscozitate și concentrație
Vâscozitatea hidroxipropil metilcelulozei crește odată cu creșterea concentrației produsului în soluția apoasă.Chiar și o mică modificare a concentrației va determina o schimbare mare a vâscozității.Cu vâscozitatea nominală a hidroxipropilmetilcelulozei Efectul modificării concentrației soluției asupra vâscozității soluției este din ce în ce mai evident.
3.3 Relația dintre vâscozitate și viteza de forfecare
Soluția apoasă de hidroxipropil metilceluloză are proprietatea de subțiere prin forfecare.Hidroxipropil metilceluloza cu vâscozitate nominală diferită este preparată în soluție apoasă 2% și, respectiv, se măsoară vâscozitatea acesteia la viteze de forfecare diferite.Rezultatele sunt după cum se arată în figură.La viteză scăzută de forfecare, vâscozitatea soluției de hidroxipropil metilceluloză nu s-a schimbat semnificativ.Odată cu creșterea vitezei de forfecare, vâscozitatea soluției de hidroxipropil metilceluloză cu vâscozitate nominală mai mare a scăzut mai evident, în timp ce soluția cu vâscozitate scăzută nu a scăzut în mod evident.
3.4 Relația dintre vâscozitate și temperatură
Vâscozitatea soluției de hidroxipropil metilceluloză este foarte afectată de temperatură.Pe măsură ce temperatura crește, vâscozitatea soluției scade.După cum se arată în figură, se prepară într-o soluție apoasă cu o concentrație de 2% și se măsoară modificarea vâscozității odată cu creșterea temperaturii.
3.5 Alți factori de influență
Vâscozitatea soluției apoase de hidroxipropil metilceluloză este, de asemenea, afectată de aditivii din soluție, valoarea pH-ului soluției și degradarea microbiană.De obicei, pentru a obține o performanță de vâscozitate mai bună sau pentru a reduce costul de utilizare, este necesar să se adauge modificatori reologici, cum ar fi argilă, argilă modificată, pulbere de polimer, eter de amidon și copolimer alifatic, la soluția apoasă de hidroxipropil metilceluloză., și electroliți precum clorura, bromura, fosfatul, nitratul etc. pot fi, de asemenea, adăugați la soluția apoasă.Acești aditivi nu numai că vor afecta proprietățile de vâscozitate ale soluției apoase, dar vor afecta și alte proprietăți de aplicare ale hidroxipropilmetilcelulozei, cum ar fi retenția de apă., rezistenta la sag etc.
Vâscozitatea soluției apoase de hidroxipropil metilceluloză nu este aproape afectată de acid și alcali și este în general stabilă în intervalul de la 3 la 11. Poate rezista la o anumită cantitate de acizi slabi, cum ar fi acidul formic, acidul acetic, acidul fosforic. , acid boric, acid citric etc. Cu toate acestea, acidul concentrat va reduce vâscozitatea.Dar soda caustică, hidroxidul de potasiu, apa de var etc. au un efect redus asupra acesteia.În comparație cu alți eteri de celuloză, soluția apoasă de hidroxipropil metilceluloză are o bună stabilitate antimicrobiană, motivul principal este că hidroxipropilmetilceluloza are grupări hidrofobe cu un grad ridicat de substituție și împiedicare sterica a grupelor. Cu toate acestea, deoarece reacția de substituție nu este de obicei uniformă, unitatea de anhidroglucoză nesubstituită este cel mai ușor erodat de microorganisme, ducând la degradarea moleculelor de eter de celuloză și scisarea lanțului.Performanța este că vâscozitatea aparentă a soluției apoase scade.Dacă este necesară păstrarea soluției apoase de hidroxipropil metilceluloză pentru o perioadă lungă de timp, se recomandă adăugarea unei urme de agent antifungic, astfel încât vâscozitatea să nu se modifice semnificativ.Atunci când alegeți agenți antifungici, conservanți sau fungicide, trebuie să acordați atenție siguranței și să alegeți produse care nu sunt toxice pentru organismul uman, au proprietăți stabile și sunt inodore, cum ar fi fungicidele AMICAL de la DOW Chem, conservanții CANGUARD64, agenții bacterieni FUELSAVER. si alte produse.poate juca un rol corespunzător.
Ora postării: Oct-20-2022