خواص ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) یک اتر مخلوط سلولزی غیر یونی و محلول در آب است.ظاهر پودر یا مواد دانه ای سفید تا کمی زرد، بی مزه، بی بو، غیر سمی، از نظر شیمیایی پایدار است و در آب حل می شود و محلولی صاف، شفاف و چسبناک تشکیل می دهد.یکی از مهمترین خواص هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در کاربرد این است که ویسکوزیته مایع را افزایش می دهد.اثر ضخیم شدن به درجه پلیمریزاسیون (DP) محصول، غلظت اتر سلولز در محلول آبی، سرعت برش و دمای محلول بستگی دارد.و عوامل دیگر.

01

نوع مایع محلول آبی HPMC

به طور کلی، تنش یک سیال در جریان برشی را می توان تنها به عنوان تابعی از نرخ برشی ƒ(γ) بیان کرد، تا زمانی که وابسته به زمان نباشد.بسته به شکل ƒ(γ)، سیال ها را می توان به انواع مختلفی تقسیم کرد که عبارتند از: سیالات نیوتنی، سیالات گشادکننده، سیالات شبه پلاستیک و مایعات پلاستیکی بینگام.

اترهای سلولزی به دو دسته تقسیم می شوند: یکی اتر سلولزی غیر یونی و دیگری اتر سلولز یونی.برای رئولوژی این دو نوع اترهای سلولزی.SC Naik و همکارانیک مطالعه مقایسه ای جامع و سیستماتیک بر روی محلول های هیدروکسی اتیل سلولز و سدیم کربوکسی متیل سلولز انجام داد.نتایج نشان داد که هر دو محلول اتر سلولز غیر یونی و محلول اتر سلولز یونی شبه پلاستیک هستند.جریان ها، یعنی جریان های غیر نیوتنی، فقط در غلظت های بسیار کم به مایعات نیوتنی نزدیک می شوند.شبه پلاستیسیته محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز نقش مهمی در کاربرد دارد.به عنوان مثال، هنگام اعمال در پوشش ها، به دلیل ویژگی های نازک شدن برشی محلول های آبی، ویسکوزیته محلول با افزایش سرعت برش کاهش می یابد که منجر به پراکندگی یکنواخت ذرات رنگدانه می شود و همچنین سیالیت پوشش را افزایش می دهد. .اثر بسیار بزرگ است.در حالت استراحت، ویسکوزیته محلول نسبتاً زیاد است که به طور موثری از رسوب ذرات رنگدانه در پوشش جلوگیری می کند.

02

روش تست ویسکوزیته HPMC

یک شاخص مهم برای اندازه گیری اثر ضخیم شدن هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، ویسکوزیته ظاهری محلول آبی است.روش های اندازه گیری ویسکوزیته ظاهری معمولاً شامل روش ویسکوزیته مویرگی، روش ویسکوزیته چرخشی و روش ویسکوزیته سقوط توپ می باشد.

جایی که: ویسکوزیته ظاهری، mPa s است.K ثابت ویسکومتر است.d چگالی نمونه محلول در 20/20 درجه سانتیگراد است.t زمان عبور محلول از قسمت بالایی ویسکومتر به علامت پایین، s است.زمان عبور روغن استاندارد از ویسکومتر اندازه گیری می شود.

اما روش اندازه گیری با ویسکومتر مویرگی دردسر بیشتری دارد.تجزیه ویسکوزیته بسیاری از اترهای سلولزی با استفاده از ویسکومتر مویرگی دشوار است زیرا این محلول ها حاوی مقادیر کمی از مواد نامحلول هستند که تنها زمانی شناسایی می شوند که ویسکومتر مویرگی مسدود شود.بنابراین، اکثر سازندگان از ویسکومترهای چرخشی برای کنترل کیفیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز استفاده می کنند.ویسکومترهای بروکفیلد معمولاً در کشورهای خارجی و ویسکومترهای NDJ در چین استفاده می شوند.

03

عوامل موثر بر ویسکوزیته HPMC

3.1 رابطه با میزان تجمع

هنگامی که سایر پارامترها بدون تغییر باقی می مانند، ویسکوزیته محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با درجه پلیمریزاسیون (DP) یا وزن مولکولی یا طول زنجیره مولکولی متناسب است و با افزایش درجه پلیمریزاسیون افزایش می یابد.این اثر در حالت پلیمریزاسیون پایین بیشتر از درجه پلیمریزاسیون زیاد است.

3.2 رابطه بین ویسکوزیته و غلظت

ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با افزایش غلظت محصول در محلول آبی افزایش می یابد.حتی یک تغییر غلظت کوچک باعث تغییر زیادی در ویسکوزیته می شود.با ویسکوزیته اسمی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اثر تغییر غلظت محلول بر ویسکوزیته محلول بیشتر و بیشتر آشکار می شود.

3.3 رابطه بین ویسکوزیته و نرخ برش

محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز دارای خاصیت نازک شدن برشی است.هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با ویسکوزیته اسمی مختلف در محلول آبی 2% تهیه می شود و ویسکوزیته آن در نرخ های برشی مختلف به ترتیب اندازه گیری می شود.نتایج به شرح زیر است همانطور که در شکل نشان داده شده است.در سرعت برش کم، ویسکوزیته محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز تغییر قابل توجهی نداشت.با افزایش نرخ برش، ویسکوزیته محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با ویسکوزیته اسمی بالاتر به وضوح کاهش می یابد، در حالی که محلول با ویسکوزیته پایین به وضوح کاهش نمی یابد.

3.4 رابطه بین ویسکوزیته و دما

ویسکوزیته محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به شدت تحت تأثیر دما قرار می گیرد.با افزایش دما، ویسکوزیته محلول کاهش می یابد.همانطور که در شکل نشان داده شده است، در محلول آبی با غلظت 2% آماده شده و تغییر ویسکوزیته با افزایش دما اندازه گیری می شود.

3.5 سایر عوامل تأثیرگذار

ویسکوزیته محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز نیز تحت تأثیر مواد افزودنی موجود در محلول، مقدار pH محلول و تخریب میکروبی است.معمولاً برای به دست آوردن عملکرد ویسکوزیته بهتر یا کاهش هزینه استفاده، لازم است اصلاح کننده های رئولوژی مانند خاک رس، خاک رس اصلاح شده، پودر پلیمر، اتر نشاسته و کوپلیمر آلیفاتیک به محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اضافه شود.و الکترولیت هایی مانند کلرید، برمید، فسفات، نیترات و غیره را نیز می توان به محلول آبی اضافه کرد.این افزودنی ها نه تنها بر خواص ویسکوزیته محلول آبی تأثیر می گذارند، بلکه بر سایر خواص کاربردی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مانند احتباس آب نیز تأثیر می گذارند.، مقاومت در برابر افتادگی و غیره

ویسکوزیته محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز تقریباً تحت تأثیر اسید و قلیایی نیست و به طور کلی در محدوده 3 تا 11 پایدار است. می تواند مقدار معینی از اسیدهای ضعیف مانند اسید فرمیک، اسید استیک، اسید فسفریک را تحمل کند. اسید بوریک، اسید سیتریک و غیره. اما اسید غلیظ باعث کاهش ویسکوزیته می شود.اما سود سوزآور، هیدروکسید پتاسیم، آب آهک و ... تاثیر کمی روی آن دارند.در مقایسه با سایر اترهای سلولز، محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز پایداری ضد میکروبی خوبی دارد، دلیل اصلی این است که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز دارای گروه های آبگریز با درجه جانشینی بالا و مانع فضایی گروه ها است، اما از آنجایی که واکنش جانشینی معمولاً یکنواخت نیست، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز دارای گروه های آبگریز است. به آسانی توسط میکروارگانیسم ها فرسایش می یابد و منجر به تخریب مولکول های اتر سلولز و بریدگی زنجیره می شود.عملکرد این است که ویسکوزیته ظاهری محلول آبی کاهش می یابد.در صورت نیاز به نگهداری طولانی مدت محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، توصیه می شود مقدار کمی از ماده ضد قارچ اضافه شود تا ویسکوزیته تغییر قابل توجهی نداشته باشد.هنگام انتخاب مواد ضد قارچ، نگهدارنده یا قارچ کش باید به ایمنی توجه کرد و محصولاتی را انتخاب کرد که برای بدن انسان سمی نبوده، دارای خواص پایدار و بی بو هستند، مانند قارچ کش های DOW Chem AMICAL، نگهدارنده های CANGUARD64، عوامل باکتری FUELSAVER. و محصولات دیگرمی تواند نقش مربوطه را ایفا کند.