Гідроксипропілметилцелюлоза (ГПМЦ) є сполукою, яка стала основною сировиною в багатьох галузях промисловості завдяки своїм багатофункціональним властивостям. Його зазвичай використовують як харчову добавку, загусник у косметиці та навіть як медичний інгредієнт у багатьох ліках. Унікальною властивістю HPMC є його тиксотропна поведінка, яка дозволяє змінювати в’язкість і властивості текучості за певних умов. Крім того, як високов’язкі, так і низьков’язкі HPMC мають цю властивість, виявляючи тиксотропію навіть при температурі нижче температури гелю.
Тиксотропія виникає в ГПМЦ, коли розчин розріджується при зсуві під час застосування тиску або перемішування, що призводить до зниження в’язкості. Цю поведінку також можна змінити; коли напругу знімають і розчин залишають у спокої, в'язкість повільно повертається до свого вищого стану. Ця унікальна властивість робить HPMC цінним компонентом у багатьох галузях промисловості, оскільки забезпечує більш плавне застосування та легшу обробку.
Будучи неіонним гідроколоїдом, HPMC набухає у воді з утворенням гелю. Ступінь набухання і гелеутворення залежить від молекулярної маси і концентрації полімеру, рН і температури розчину. ГПМЦ з високою в'язкістю зазвичай має високу молекулярну масу і створює гель з високою в'язкістю, тоді як ГПМЦ з низькою в'язкістю має низьку молекулярну масу і дає менш в'язкий гель. Однак, незважаючи на ці відмінності в продуктивності, обидва типи HPMC демонструють тиксотропію через структурні зміни, які відбуваються на молекулярному рівні.
Тиксотропна поведінка HPMC є результатом вирівнювання полімерних ланцюгів через напругу зсуву. Коли до HPMC прикладається напруга зсуву, полімерні ланцюги вирівнюються в напрямку прикладеної напруги, що призводить до руйнування тривимірної мережевої структури, яка існувала за відсутності напруги. Порушення сітки призводить до зниження в'язкості розчину. Коли напруга зникає, полімерні ланцюги перебудовуються вздовж своєї початкової орієнтації, відновлюючи мережу та відновлюючи в’язкість.
HPMC також демонструє тиксотропію нижче температури гелеутворення. Температура гелю — це температура, при якій полімерні ланцюги зшиваються, утворюючи тривимірну мережу, утворюючи гель. Це залежить від концентрації, молекулярної маси та pH розчину полімеру. Отриманий гель має високу в'язкість і не змінюється швидко під тиском. Однак нижче температури гелеутворення розчин HPMC залишався рідким, але все ще демонстрував тиксотропну поведінку через наявність частково сформованої сітчастої структури. Сітка, утворена цими частинами, руйнується під тиском, що призводить до зниження в’язкості. Така поведінка корисна в багатьох застосуваннях, де розчини повинні легко текти при перемішуванні.
HPMC — це універсальна хімічна речовина з кількома унікальними властивостями, однією з яких є її тиксотропна поведінка. Цією властивістю володіють як високов’язкі, так і низьков’язкі HPMCs, проявляючи тиксотропію навіть при температурі гелю. Ця характеристика робить HPMC цінним компонентом у багатьох галузях промисловості, які потребують рішень, що забезпечують легкий потік для забезпечення плавного нанесення. Незважаючи на відмінності у властивостях високов’язких і низьков’язких ГПМЦ, їхня тиксотропна поведінка виникає через вирівнювання та порушення частково сформованої мережевої структури. Завдяки його унікальним властивостям дослідники постійно вивчають різні сфери застосування HPMC, сподіваючись створити нові продукти та запропонувати кращі рішення для споживачів у всьому світі.
Час публікації: 23 серпня 2023 р