Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ) је природни полимерни материјал који се обично користи у храни, медицини, козметици и другим пољима. Његова вискозност је важан показатељ који утиче на његове перформансе, што је обично уско повезано са факторима као што су молекулска тежина ХПМЦ-а, концентрација раствора, врста растварача и температуре.
1. Молекуларна тежина
Молекулска тежина ХПМЦ-а је један од најкритичнијих фактора који утичу на његову вискозност. Генерално гледано, већа је молекулска тежина, што је дуже молекуларни ланац ХПМЦ-а, што је лошије флуидност и вискост вискозност. То је зато што структура макромолекуларног ланца омогућава више Интермолекуларних интеракција, што резултира јачим ограничењима флуидности решења. Стога, у истој концентрацији, ХПМЦ решења са већим молекуларним тежинама обично показују веће вискозности.
Повећање молекулске тежине такође утиче на вискоеластична својства решења. ХПМЦ решења са вишим молекуларним тежинама показују јачу вискоеластичност на доњим стопама смицања, док се на већим стопама смицања могу да се понашају као невтонианске течности. Због тога ХПМЦ има сложеније реолошко понашање у различитим сценаријима употребе.
2 Концентрација раствора
Концентрација решења има значајан утицај на вискозност ХПМЦ-а. Како се концентрација ХПМЦ повећава, интеракција између молекула у раствору расте, што је резултирало повећаним отпором протока и на тај начин повећана вискозност. Генерално гледано, концентрација ХПМЦ-а показује нелинеарни раст у одређеном распону, односно стопе на којој се вискозност повећава са концентрацијом постепено успорава.
Нарочито у решењима високог концентрације, интеракција између молекуларних ланаца је јачи, а могу се појавити мрежне структуре или гелатион, што ће додатно повећати вискозност раствора. Стога, у индустријским апликацијама, како би се постигла идеална контрола вискозности, често је потребно подесити концентрацију ХПМЦ-а.
3. Врста растварача
Растворљивост и вискозност ХПМЦ-а такође су повезани са врстом коришћеног растварача. ХПМЦ обично користи воду као растварач, али под одређеним специфичним условима могу се користити и други растварачи попут етанола и ацетона. Вода, као поларни растварач, може снажно комуницирати са хидроксилним и метилним групама у хПМЦ молекулама за промоцију његовог распуштања.
Поларитет растварача, температуре и интеракција између растварача и ХПМЦ молекула утицаће на растворљивост и вискозност ХПМЦ-а. На пример, када се користи растварач са ниским поларитетом, растворљивост ХПМЦ се смањује, што резултира нижим вискозитостима решења.
4. Температура
Ефекат температуре на вискозитет ХПМЦ је такође веома значајан. Генерално, вискозност ХПМЦ раствора опада са све већом температуром. То је зато што се температура повећава, молекуларна топлотна покрета расте, што резултира слабљењем силе интеракције између молекула, чиме се смањује вискозност.
У одређеном температурном опсегу, реолошка својства ХПМЦ решења показују очигледније понашање флуида невтонаста, односно, вискозност не утиче само на брзину смицања, већ и значајно погођен променама температуре. Стога, у практичним апликацијама, контрола температурне промене једно је од ефективних средстава за подешавање вискозности ХПМЦ-а.
5. Стопа смицања
Вискозност ХПМЦ раствора не само да утичу статички фактори, већ и брзином смицања. ХПМЦ је неватничка течност, а њена вискозност се мења са променом брзине смицања. Генерално гледано, ХПМЦ решење приказује вишу вискозност при ниским стопама смицања, док се вискозност значајно смањује при високим стопама смицања. Овај феномен се назива смицањем стајања.
Ефекат стопе смицања на вискозитет ХПМЦ раствора обично се односи на понашање протока молекуларних ланаца. При мањим стопама смицања молекуларни ланци имају тенденцију да спојеју заједно, што резултира вишом вискозбишћу; При вишим стопама смицања интеракција између молекуларних ланаца је сломљена и вискозност је релативно ниска.
6. ПХ вредност
Вискозност ХПМЦ-а је такође повезана са пХ вредности раствора. Молекули ХПМЦ садрже подесиве хидроксипропилне и метилне групе, а држава трошкова ове групе утиче пХ. У одређеним пХ домама, ХПМЦ молекули могу ионизовати или формирати гелове, чиме се мења вискозност решења.
Генерално, у киселом или алкалном окружењу, структура ХПМЦ-а може се променити, утјецати на његову интеракцију молекула растварача и заузврат, утицај на вискозност. На различитим пХ вредностима, стабилност и реологија ХПМЦ решења такође могу варирати, тако да посебна пажња треба да се исплати на контролу пХ током употребе.
7. Утицај адитива
Поред горе наведених фактора, одређени адитиви попут соли и сурфактаната такође могу утицати на вискозност ХПМЦ-а. Додавање соли често може променити јонску снагу раствора, утицало на растворљивост и вискозност хПМЦ молекула. Сурфактанти могу променити молекуларну структуру ХПМЦ променом интеракције између молекула, чиме се мењају вискозност.
Вискозност ХПМЦ утиче много фактора, укључујући молекуларну тежину, концентрацију раствора, врста растварача, температура, брзина смицања, пХ вредност и адитиви. Да би се контролишеле карактеристике вискозности ХПМЦ, ови фактори се морају разумно прилагодити у складу са стварним захтевима за пријаву. Разумевањем ових утицаја на факторе, перформансе ХПМЦ-а могу се оптимизовати у различитим производним и употребним сценаријима како би се осигурала његова стабилност и ефикасност у различитим апликацијама.
Вријеме поште: 15. фебруара