Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC) är en förening som har blivit en basråvara i många industrier på grund av dess multifunktionella egenskaper. Det används ofta som en livsmedelstillsats, ett förtjockningsmedel i kosmetika och till och med en medicinsk ingrediens i många läkemedel. En unik egenskap hos HPMC är dess tixotropa beteende, vilket gör att det kan ändra viskositet och flytegenskaper under vissa förhållanden. Dessutom har både högviskös och lågviskös HPMC denna egenskap och uppvisar tixotropi även under geltemperaturen.
Tixotropi inträffar i HPMC när en lösning blir skjuvförtunning när tryck appliceras eller omrörs, vilket resulterar i en minskning av viskositeten. Detta beteende kan också vändas; när spänningen avlägsnas och lösningen får vila återgår viskositeten långsamt till sitt högre tillstånd. Denna unika egenskap gör HPMC till en värdefull komponent i många industrier eftersom den möjliggör smidigare applicering och enklare bearbetning.
Som en nonjonisk hydrokolloid sväller HPMC i vatten för att bilda en gel. Graden av svällning och gelning beror på polymerens molekylvikt och koncentration, lösningens pH och temperatur. HPMC med hög viskositet har vanligtvis en hög molekylvikt och ger en gel med hög viskositet, medan HPMC med låg viskositet har en låg molekylvikt och ger en mindre viskös gel. Men trots dessa skillnader i prestanda uppvisar båda typerna av HPMC tixotropi på grund av strukturella förändringar som sker på molekylär nivå.
Det tixotropa beteendet hos HPMC är ett resultat av inriktningen av polymerkedjorna på grund av skjuvspänning. När skjuvspänning appliceras på HPMC, riktas polymerkedjorna in i riktningen för den applicerade spänningen, vilket resulterar i förstörelsen av den tredimensionella nätverksstrukturen som existerade i frånvaro av spänning. Avbrott i nätverket resulterar i en minskning av lösningens viskositet. När spänningen avlägsnas, arrangeras polymerkedjorna om längs sin ursprungliga orientering, vilket återuppbygger nätverket och återställer viskositeten.
HPMC uppvisar också tixotropi under gelningstemperaturen. Geltemperaturen är den temperatur vid vilken polymerkedjor tvärbinds för att bilda ett tredimensionellt nätverk och bilda en gel. Det beror på koncentrationen, molekylvikten och pH för lösningen av polymeren. Den resulterande gelén har en hög viskositet och förändras inte snabbt under tryck. Emellertid, under gelningstemperaturen, förblev HPMC-lösningen flytande, men uppvisade fortfarande tixotropt beteende på grund av närvaron av en delvis bildad nätverksstruktur. Nätverket som bildas av dessa delar bryts ner under tryck, vilket resulterar i en minskning av viskositeten. Detta beteende är fördelaktigt i många applikationer där lösningar måste flyta lätt när de rörs om.
HPMC är en mångsidig kemikalie med flera unika egenskaper, varav en är dess tixotropa beteende. Både högviskösa och lågviskösa HPMC:er har denna egenskap och uppvisar tixotropi även under geltemperaturen. Denna egenskap gör HPMC till en värdefull komponent i många industrier som kräver lösningar som hanterar enkelt flöde för att säkerställa smidig applicering. Trots skillnaderna i egenskaper mellan högviskösa och lågviskösa HPMCs, uppstår deras tixotropa beteende på grund av inriktningen och störningen av den delvis bildade nätverksstrukturen. På grund av dess unika egenskaper undersöker forskare ständigt olika tillämpningar av HPMC i hopp om att skapa nya produkter och ge bättre lösningar för konsumenter runt om i världen.
Posttid: 2023-aug-23