Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) er en forbindelse, der er blevet et basisråmateriale i mange industrier på grund af dets multifunktionelle egenskaber. Det er almindeligt anvendt som et fødevaretilsætningsstof, et fortykningsmiddel i kosmetik og endda en medicinsk ingrediens i mange lægemidler. En unik egenskab ved HPMC er dens thixotrope adfærd, som gør det muligt for det at ændre viskositet og flydeegenskaber under visse forhold. Derudover har både højviskositet og lavviskositet HPMC denne egenskab, der udviser thixotropi selv under geltemperaturen.
Thixotropi forekommer i HPMC, når en opløsning bliver forskydningsfortyndende, når der påføres tryk eller omrøres, hvilket resulterer i et fald i viskositeten. Denne adfærd kan også vendes; når spændingen fjernes, og opløsningen lades hvile, vender viskositeten langsomt tilbage til sin højere tilstand. Denne unikke egenskab gør HPMC til en værdifuld komponent i mange industrier, da den giver mulighed for en jævnere påføring og lettere behandling.
Som et ikke-ionisk hydrokolloid kvælder HPMC i vand for at danne en gel. Graden af kvældning og geldannelse afhænger af polymerens molekylvægt og koncentration, opløsningens pH og temperatur. HPMC med høj viskositet har typisk en høj molekylvægt og producerer en gel med høj viskositet, mens HPMC med lav viskositet har en lav molekylvægt og producerer en mindre viskøs gel. På trods af disse forskelle i ydeevne udviser begge typer HPMC'er thixotropi på grund af strukturelle ændringer, der forekommer på molekylært niveau.
Den thixotrope opførsel af HPMC er et resultat af justeringen af polymerkæderne på grund af forskydningsspænding. Når forskydningsspænding påføres HPMC, justerer polymerkæderne sig i retning af den påførte spænding, hvilket resulterer i ødelæggelsen af den tredimensionelle netværksstruktur, der eksisterede i fravær af spænding. Afbrydelse af netværket resulterer i et fald i opløsningens viskositet. Når spændingen fjernes, omarrangeres polymerkæderne langs deres oprindelige orientering, hvilket genopbygger netværket og genopretter viskositeten.
HPMC udviser også thixotropi under geleringstemperaturen. Geltemperaturen er den temperatur, ved hvilken polymerkæder tværbinder for at danne et tredimensionelt netværk, der danner en gel. Det afhænger af koncentrationen, molekylvægten og pH af opløsningen af polymeren. Den resulterende gel har en høj viskositet og ændrer sig ikke hurtigt under tryk. Under geleringstemperaturen forblev HPMC-opløsningen imidlertid flydende, men udviste stadig tixotropisk adfærd på grund af tilstedeværelsen af en delvist dannet netværksstruktur. Netværket dannet af disse dele nedbrydes under tryk, hvilket resulterer i et fald i viskositeten. Denne adfærd er fordelagtig i mange applikationer, hvor løsninger skal flyde let, når de røres.
HPMC er et alsidigt kemikalie med flere unikke egenskaber, hvoraf den ene er dets tixotrope adfærd. Både højviskositet og lavviskositet HPMC'er har denne egenskab, der udviser thixotropi selv under geltemperaturen. Denne egenskab gør HPMC til en værdifuld komponent i mange industrier, der kræver løsninger, der håndterer let flow for at sikre jævn påføring. På trods af forskellene i egenskaber mellem HPMC'er med høj viskositet og lav viskositet opstår deres tixotropiske adfærd på grund af justeringen og forstyrrelsen af den delvist dannede netværksstruktur. På grund af dets unikke egenskaber udforsker forskere konstant forskellige anvendelser af HPMC i håb om at skabe nye produkter og give bedre løsninger til forbrugere over hele verden.
Indlægstid: 23. august 2023