خصائص لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز

هيدروكسي ميثيل (HPMC) عبارة عن أثير مختلط غير أيوني قابل للذوبان في الماء.المظهر أبيض إلى مسحوق أصفر قليلاً أو مادة حبيبية ، لا طعم له ، عديم الرائحة ، غير سام ، مستقر كيميائيًا ، ويذوب في الماء لتشكيل محلول ناعم وشفاف ولزج.من أهم خصائص هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز في التطبيق أنه يزيد من لزوجة السائل.يعتمد تأثير التثخين على درجة بلمرة المنتج (DP) ، وتركيز إثير السليلوز في المحلول المائي ، ومعدل القص ، ودرجة حرارة المحلول.وعوامل أخرى.

01

نوع السائل من المحلول المائي HPMC

بشكل عام ، يمكن التعبير عن إجهاد المائع في تدفق القص كدالة لمعدل القص فقط ƒ (γ) ، طالما أنه لا يعتمد على الوقت.اعتمادًا على شكل ƒ (γ) ، يمكن تقسيم السوائل إلى أنواع مختلفة ، وهي: السوائل النيوتونية ، والسوائل المتوسعة ، والسوائل البلاستيكية الكاذبة ، والسوائل البلاستيكية بينغهام.

تنقسم إيثرات السليلوز إلى فئتين: إحداهما هي إيثر السليلوز غير الأيوني والأخرى هي إيثر السليلوز الأيوني.لريولوجيا هذين النوعين من إثيرات السليلوز.إس سي نايك وآخرون.أجرى دراسة مقارنة شاملة ومنهجية على محلول هيدروكسي إيثيل السليلوز والصوديوم كربوكسي ميثيل السليلوز.أظهرت النتائج أن كلا من محاليل إيثر السليلوز غير الأيونية ومحاليل إيثر السليلوز الأيونية كانت من البلاستيك الكاذب.التدفقات ، أي التدفقات غير النيوتونية ، تقترب من السوائل النيوتونية فقط بتركيزات منخفضة جدًا.تلعب المرونة الكاذبة لمحلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز دورًا مهمًا في التطبيق.على سبيل المثال ، عند تطبيقه في الطلاء ، نظرًا لخصائص ترقق القص للمحاليل المائية ، تقل لزوجة المحلول مع زيادة معدل القص ، مما يؤدي إلى تشتت موحد لجزيئات الصباغ ، ويزيد أيضًا من سيولة الطلاء .التأثير كبير جدا.أثناء الراحة ، تكون لزوجة المحلول كبيرة نسبيًا ، مما يمنع بشكل فعال ترسب جزيئات الصبغة في الطلاء.

02

طريقة اختبار اللزوجة HPMC

مؤشر مهم لقياس تأثير سماكة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز هو اللزوجة الظاهرة للمحلول المائي.تتضمن طرق قياس اللزوجة الظاهرية عادةً طريقة اللزوجة الشعرية وطريقة اللزوجة الدورانية وطريقة لزوجة الكرة المتساقطة.

حيث: هي اللزوجة الظاهرة mPa · s ؛K هو ثابت مقياس اللزوجة ؛د هي كثافة عينة المحلول عند 20/20 درجة مئوية ؛t هو الوقت الذي يمر فيه المحلول عبر الجزء العلوي من مقياس اللزوجة إلى العلامة السفلية ، s ؛يتم قياس الوقت الذي يتدفق فيه الزيت القياسي عبر مقياس اللزوجة.

ومع ذلك ، فإن طريقة القياس بواسطة مقياس اللزوجة الشعرية أكثر صعوبة.يصعب تحليل لزوجة العديد من إيثرات السليلوز باستخدام مقياس اللزوجة الشعرية لأن هذه المحاليل تحتوي على كميات ضئيلة من المواد غير القابلة للذوبان التي يتم اكتشافها فقط عندما يتم حظر مقياس اللزوجة الشعري.لذلك ، تستخدم معظم الشركات المصنعة مقاييس اللزوجة الدورانية للتحكم في جودة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز.تستخدم مقاييس اللزوجة Brookfield بشكل شائع في البلدان الأجنبية ، وتستخدم مقاييس اللزوجة NDJ في الصين.

03

العوامل المؤثرة على لزوجة HPMC

3.1 العلاقة مع درجة التجميع

عندما تظل المعلمات الأخرى دون تغيير ، فإن لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز تتناسب مع درجة البلمرة (DP) أو الوزن الجزيئي أو طول السلسلة الجزيئية ، وتزداد مع زيادة درجة البلمرة.يكون هذا التأثير أكثر وضوحًا في حالة درجة البلمرة المنخفضة مقارنةً بالدرجة العالية من البلمرة.

3.2 العلاقة بين اللزوجة والتركيز

تزداد لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع زيادة تركيز المنتج في المحلول المائي.حتى التغيير البسيط في التركيز سيؤدي إلى تغيير كبير في اللزوجة.مع اللزوجة الاسمية لـ hydroxypropyl methylcellulose ، يكون تأثير تغيير تركيز المحلول على لزوجة المحلول أكثر وضوحًا.

3.3 العلاقة بين اللزوجة ومعدل القص

يحتوي محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز المائي على خاصية ترقق القص.يتم تحضير هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز ذو لزوجة اسمية مختلفة في محلول مائي بنسبة 2٪ ، ويتم قياس لزوجته بمعدلات قص مختلفة على التوالي.النتائج هي كما يلي كما هو مبين في الشكل.عند معدل القص المنخفض ، لم تتغير لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بشكل ملحوظ.مع زيادة معدل القص ، انخفضت بشكل واضح لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع لزوجة اسمية أعلى ، في حين أن المحلول ذو اللزوجة المنخفضة لم ينخفض ​​بشكل واضح.

3.4 العلاقة بين اللزوجة ودرجة الحرارة

تتأثر لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بدرجة كبيرة بدرجة الحرارة.مع زيادة درجة الحرارة ، تقل لزوجة المحلول.كما هو مبين في الشكل ، يتم تحضيره في محلول مائي بتركيز 2٪ ، ويتم قياس تغير اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة.

3.5 العوامل المؤثرة الأخرى

تتأثر أيضًا لزوجة المحلول المائي لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز بالإضافات الموجودة في المحلول ، وقيمة الأس الهيدروجيني للمحلول ، والتحلل الميكروبي.عادة ، من أجل الحصول على أداء أفضل للزوجة أو تقليل تكلفة الاستخدام ، من الضروري إضافة معدِّلات الريولوجيا ، مثل الطين ، والطين المعدل ، ومسحوق البوليمر ، وإيثر النشا ، والبوليمر المشترك الأليفاتي ، إلى المحلول المائي لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز.، والإلكتروليتات مثل الكلوريد ، والبروميد ، والفوسفات ، والنترات ، وما إلى ذلك ، يمكن أيضًا إضافتها إلى المحلول المائي.لن تؤثر هذه المواد المضافة على خصائص لزوجة المحلول المائي فحسب ، بل تؤثر أيضًا على خصائص التطبيق الأخرى لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مثل احتباس الماء.، مقاومة الترهل ، إلخ.

لا تتأثر لزوجة المحلول المائي لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز تقريبًا بالحامض والقلويات ، وهي مستقرة بشكل عام في النطاق من 3 إلى 11. ويمكن أن تتحمل كمية معينة من الأحماض الضعيفة ، مثل حمض الفورميك وحمض الأسيتيك وحمض الفوسفوريك ، وحمض البوريك ، وحمض الستريك ، وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، فإن حامض المركز سيقلل من اللزوجة.لكن الصودا الكاوية وهيدروكسيد البوتاسيوم والماء الجير وما إلى ذلك لها تأثير ضئيل عليها.بالمقارنة مع إيثرات السليلوز الأخرى ، فإن محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز المائي يتمتع باستقرار جيد لمضادات الميكروبات ، والسبب الرئيسي هو أن هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز يحتوي على مجموعات كارهة للماء مع درجة عالية من الاستبدال وإعاقة فاصلة للمجموعات. هو الأكثر تآكلًا بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ، مما يؤدي إلى تحلل جزيئات إيثر السليلوز وانفصال السلسلة.يتمثل الأداء في انخفاض اللزوجة الظاهرية للمحلول المائي.إذا كان من الضروري تخزين المحلول المائي لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز لفترة طويلة ، فمن المستحسن إضافة كمية ضئيلة من العامل المضاد للفطريات بحيث لا تتغير اللزوجة بشكل كبير.عند اختيار العوامل المضادة للفطريات أو المواد الحافظة أو مبيدات الفطريات ، يجب الانتباه إلى السلامة واختيار المنتجات غير السامة لجسم الإنسان ، والتي لها خصائص ثابتة وعديمة الرائحة ، مثل مبيدات الفطريات AMICAL من DOW Chem والمواد الحافظة CANGUARD64 وعوامل بكتيريا FUELSAVER وغيرها من المنتجات.يمكن أن تلعب دورًا مطابقًا.