Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een niet-ionische, in water oplosbare cellulose gemengde ether.Uiterlijk is wit tot lichtgeel poeder of korrelig materiaal, smaakloos, geurloos, niet-toxisch, chemisch stabiel en lost op in water om een gladde, transparante en stroperige oplossing te vormen.Een van de belangrijkste eigenschappen van hydroxypropylmethylcellulose bij toepassing is dat het de viscositeit van de vloeistof verhoogt.Het verdikkingseffect hangt af van de polymerisatiegraad (DP) van het product, de concentratie van cellulose-ether in de waterige oplossing, de afschuifsnelheid en de oplossingstemperatuur.En andere factoren.
01
Vloeistof type HPMC waterige oplossing
Over het algemeen kan de spanning van een vloeistof in afschuifstroming worden uitgedrukt als een functie van alleen de afschuifsnelheid ƒ(γ), zolang deze niet tijdsafhankelijk is.Afhankelijk van de vorm van ƒ(γ) kunnen vloeistoffen worden onderverdeeld in verschillende typen, namelijk: Newtonse vloeistoffen, dilatante vloeistoffen, pseudoplastische vloeistoffen en Bingham-plastische vloeistoffen.
Cellulose-ethers zijn onderverdeeld in twee categorieën: de ene is niet-ionische cellulose-ether en de andere is ionische cellulose-ether.Voor de reologie van deze twee soorten cellulose-ethers.SC Naik et al.een uitgebreid en systematisch vergelijkend onderzoek uitgevoerd naar oplossingen van hydroxyethylcellulose en natriumcarboxymethylcellulose.De resultaten toonden aan dat zowel niet-ionische cellulose-etheroplossingen als ionische cellulose-etheroplossingen pseudoplastisch waren.Stromen, dwz niet-Newtonse stromingen, benaderen Newtonse vloeistoffen alleen bij zeer lage concentraties.De pseudoplasticiteit van de hydroxypropylmethylcellulose-oplossing speelt een belangrijke rol bij de toepassing.Bij toepassing in coatings bijvoorbeeld, vanwege de afschuifverdunnende eigenschappen van waterige oplossingen, neemt de viscositeit van de oplossing af met de toename van de afschuifsnelheid, wat bevorderlijk is voor de uniforme dispersie van pigmentdeeltjes, en verhoogt ook de vloeibaarheid van de coating .Het effect is erg groot;in rust is de viscositeit van de oplossing relatief groot, wat de afzetting van pigmentdeeltjes in de coating effectief voorkomt.
02
HPMC-viscositeitstestmethode
Een belangrijke indicator om het verdikkingseffect van hydroxypropylmethylcellulose te meten, is de schijnbare viscositeit van de waterige oplossing.De meetmethoden van de schijnbare viscositeit omvatten meestal de capillaire viscositeitsmethode, de rotatieviscositeitsmethode en de viscositeitsmethode met een vallende bal.
waarin: is de schijnbare viscositeit, mPa·s;K is de viscometerconstante;d is de dichtheid van het oplossingsmonster bij 20/20°C;t is de tijd die de oplossing nodig heeft om door het bovenste deel van de viscosimeter naar de onderste markering, s, te gaan;De tijd dat de standaardolie door de viscosimeter stroomt, wordt gemeten.
De meetmethode met een capillaire viscosimeter is echter lastiger.De viscositeit van veel cellulose-ethers is moeilijk te analyseren met een capillaire viscositeitsmeter omdat deze oplossingen sporen van onoplosbare stoffen bevatten die alleen worden gedetecteerd wanneer de capillaire viscositeitsmeter is geblokkeerd.Daarom gebruiken de meeste fabrikanten roterende viscosimeters om de kwaliteit van hydroxypropylmethylcellulose te controleren.Brookfield-viscositeitsmeters worden veel gebruikt in het buitenland en NDJ-viscositeitsmeters worden in China gebruikt.
03
Beïnvloedende factoren van HPMC-viscositeit
3.1 Relatie met de aggregatiegraad
Wanneer andere parameters ongewijzigd blijven, is de viscositeit van de hydroxypropylmethylcellulose-oplossing evenredig met de polymerisatiegraad (DP) of het molecuulgewicht of de molecuulketenlengte, en neemt toe met de toename van de polymerisatiegraad.Dit effect is sterker bij een lage polymerisatiegraad dan bij een hoge polymerisatiegraad.
3.2 Relatie tussen viscositeit en concentratie
De viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose neemt toe met de toename van de concentratie van het product in de waterige oplossing.Zelfs een kleine concentratieverandering zal een grote verandering in viscositeit veroorzaken.Met de nominale viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose wordt het effect van de verandering van de oplossingsconcentratie op de viscositeit van de oplossing steeds duidelijker.
3.3 Relatie tussen viscositeit en afschuifsnelheid
De waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose heeft de eigenschap van afschuifverdunning.Hydroxypropylmethylcellulose met verschillende nominale viscositeit wordt bereid in een 2% waterige oplossing en de viscositeit ervan bij verschillende afschuifsnelheden wordt respectievelijk gemeten.De resultaten zijn als volgt Zoals getoond in de figuur.Bij een lage afschuifsnelheid veranderde de viscositeit van de hydroxypropylmethylcellulose-oplossing niet significant.Met de toename van de afschuifsnelheid nam de viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose-oplossing met hogere nominale viscositeit duidelijker af, terwijl de oplossing met lage viscositeit niet duidelijk afnam.
3.4 Relatie tussen viscositeit en temperatuur
De viscositeit van de hydroxypropylmethylcellulose-oplossing wordt sterk beïnvloed door de temperatuur.Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de viscositeit van de oplossing af.Zoals weergegeven in de figuur, wordt het bereid tot een waterige oplossing met een concentratie van 2% en wordt de verandering van de viscositeit met de temperatuurstijging gemeten.
3.5 Andere beïnvloedende factoren
De viscositeit van de waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose wordt ook beïnvloed door additieven in de oplossing, pH-waarde van de oplossing en microbiële afbraak.Gewoonlijk is het, om betere viscositeitsprestaties te verkrijgen of de gebruikskosten te verlagen, nodig reologiemodificerende middelen, zoals klei, gemodificeerde klei, polymeerpoeder, zetmeelether en alifatisch copolymeer, toe te voegen aan de waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose.en elektrolyten zoals chloride, bromide, fosfaat, nitraat enz. kunnen ook aan de waterige oplossing worden toegevoegd.Deze additieven hebben niet alleen invloed op de viscositeitseigenschappen van de waterige oplossing, maar hebben ook invloed op andere toepassingseigenschappen van hydroxypropylmethylcellulose, zoals het vasthouden van water., doorzakkingsweerstand, enz.
De viscositeit van de waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose wordt bijna niet beïnvloed door zuur en alkali en is over het algemeen stabiel in het bereik van 3 tot 11. Het is bestand tegen een bepaalde hoeveelheid zwakke zuren, zoals mierenzuur, azijnzuur, fosforzuur , boorzuur, citroenzuur, enz. Geconcentreerd zuur zal echter de viscositeit verminderen.Maar bijtende soda, kaliumhydroxide, kalkwater, etc. hebben er weinig invloed op.In vergelijking met andere cellulose-ethers heeft de waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose een goede antimicrobiële stabiliteit. De belangrijkste reden is dat hydroxypropylmethylcellulose hydrofobe groepen heeft met een hoge mate van substitutie en sterische hindering van groepen. Aangezien de substitutiereactie echter meestal niet uniform is, is de ongesubstitueerde anhydroglucose-eenheid wordt het gemakkelijkst geërodeerd door micro-organismen, wat resulteert in de afbraak van cellulose-ethermoleculen en ketensplitsing.De prestatie is dat de schijnbare viscositeit van de waterige oplossing afneemt.Als het nodig is om de waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose gedurende lange tijd op te slaan, wordt aanbevolen een spoor van antischimmelmiddel toe te voegen, zodat de viscositeit niet significant verandert.Bij het kiezen van antischimmelmiddelen, conserveermiddelen of fungiciden moet u letten op veiligheid en producten kiezen die niet giftig zijn voor het menselijk lichaam, stabiele eigenschappen hebben en geurloos zijn, zoals DOW Chem's AMICAL fungiciden, CANGUARD64 conserveermiddelen, FUELSAVER bacteriemiddelen en andere producten.kan een overeenkomstige rol spelen.
Posttijd: 20 oktober 2022