A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un importante derivado de éter de celulosa que foi amplamente utilizado en moitos campos industriais polas súas propiedades físicas e químicas únicas.As súas propiedades de viscosidade son unha das propiedades máis importantes do HPMC, que afectan directamente ao seu rendemento en diversas aplicacións.
1. Propiedades básicas da HPMC
O HPMC é un éter de celulosa non iónico que se obtén substituíndo parte dos grupos hidroxilo (–OH) da molécula de celulosa por grupos metoxi (–OCH3) e grupos hidroxipropilo (–OCH2CH(OH)CH3).Ten boa solubilidade en auga e algúns disolventes orgánicos, formando solucións coloidais transparentes.A viscosidade de HPMC está determinada principalmente polo seu peso molecular, grao de substitución (DS, Grao de Substitución) e distribución de substituíntes.
2. Determinación da viscosidade de HPMC
A viscosidade das solucións de HPMC adoita medirse mediante un viscosímetro de rotación ou un viscosímetro capilar.Ao medir, hai que prestar atención á concentración, temperatura e velocidade de cizallamento da solución, xa que estes factores poden afectar significativamente o valor da viscosidade.
Concentración da solución: a viscosidade da HPMC aumenta co aumento da concentración da solución.Cando a concentración da solución de HPMC é menor, a interacción entre as moléculas é máis débil e a viscosidade é menor.A medida que aumenta a concentración, aumenta o enredo e a interacción entre moléculas, provocando un aumento significativo da viscosidade.
Temperatura: a viscosidade das solucións de HPMC é moi sensible á temperatura.Xeralmente, a medida que aumenta a temperatura, a viscosidade da solución HPMC diminúe.Isto débese ao aumento da temperatura que leva a un aumento do movemento molecular e debilitadas interaccións intermoleculares.Hai que ter en conta que as HPMC con diferentes graos de substitución e peso molecular teñen diferente sensibilidade á temperatura.
Velocidade de cizallamento: as solucións HPMC presentan un comportamento pseudoplástico (adelgazamento por cizallamento), é dicir, a viscosidade é maior a baixas taxas de cizallamento e diminúe a altas taxas de cizallamento.Este comportamento débese ás forzas de cizallamento que aliñan as cadeas moleculares ao longo da dirección de cizallamento, reducindo así os enredos e as interaccións entre moléculas.
3. Factores que afectan á viscosidade do HPMC
Peso molecular: o peso molecular do HPMC é un dos factores clave que determinan a súa viscosidade.En xeral, canto maior sexa o peso molecular, maior será a viscosidade da solución.Isto débese a que as moléculas de HPMC con alto peso molecular teñen máis probabilidades de formar redes entrelazadas, aumentando así a fricción interna da solución.
Grao de substitución e distribución dos substituíntes: o número e a distribución de substituíntes metoxi e hidroxipropilo en HPMC tamén afectan á súa viscosidade.Xeralmente, canto maior sexa o grao de substitución de metoxi (DS), menor será a viscosidade da HPMC, porque a introdución de substituíntes de metoxi reducirá a forza de enlace de hidróxeno entre as moléculas.A introdución de substituíntes de hidroxipropilo aumentará as interaccións intermoleculares, aumentando así a viscosidade.Ademais, a distribución uniforme dos substituíntes axuda a formar un sistema de solución estable e aumenta a viscosidade da solución.
Valor de pH da solución: aínda que o HPMC é un polímero non iónico e a súa viscosidade non é sensible aos cambios no valor de pH da solución, valores de pH extremos (moi ácidos ou moi alcalinos) poden provocar a degradación da estrutura molecular da solución. HPMC, afectando así á viscosidade.
4. Campos de aplicación de HPMC
Debido ás súas excelentes características de viscosidade, HPMC úsase amplamente en moitos campos:
Materiais de construción: nos materiais de construción, o HPMC úsase como espesante e axente de retención de auga para mellorar o rendemento da construción e aumentar a resistencia ás fisuras.
Industria farmacéutica: na industria farmacéutica, HPMC utilízase como aglutinante para comprimidos, axente formador de película para cápsulas e portador para fármacos de liberación sostida.
Industria alimentaria: HPMC emprégase como espesante e estabilizador na industria alimentaria para a produción de xeados, marmelada e produtos lácteos.
Produtos químicos diarios: nos produtos químicos diarios, HPMC úsase como espesante e estabilizador para a produción de xampú, xel de ducha, pasta de dentes, etc.
As características de viscosidade do HPMC son a base do seu excelente rendemento en varias aplicacións.Ao controlar o peso molecular, o grao de substitución e as condicións da solución de HPMC, a súa viscosidade pódese axustar para satisfacer as diferentes necesidades de aplicación.No futuro, unha investigación en profundidade sobre a relación entre a estrutura molecular de HPMC e a viscosidade axudará a desenvolver produtos HPMC con mellor rendemento e a ampliar aínda máis os seus campos de aplicación.
Hora de publicación: 20-Xul-2024