A hidroxi-propil-metil-cellulóz (HPMC) olyan vegyület, amely többfunkciós tulajdonságai miatt számos iparágban alapvető alapanyaggá vált. Gyakran használják élelmiszer-adalékanyagként, sűrítőanyagként a kozmetikumokban, sőt számos gyógyszer gyógyászati összetevőjeként is használják. A HPMC egyedülálló tulajdonsága a tixotróp viselkedése, amely lehetővé teszi a viszkozitás és az áramlási tulajdonságok megváltoztatását bizonyos körülmények között. Ezenkívül a nagy viszkozitású és az alacsony viszkozitású HPMC-k is rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal, még a gél hőmérséklete alatt is tixotrópiát mutatnak.
A HPMC-ben a tixotrópia akkor fordul elő, amikor az oldat nyírással hígul, amikor nyomást alkalmazunk vagy keverjük, ami a viszkozitás csökkenését eredményezi. Ez a viselkedés meg is fordítható; amikor a feszültség megszűnik és az oldatot pihentetjük, a viszkozitás lassan visszatér magasabb állapotába. Ez az egyedülálló tulajdonság a HPMC-t számos iparágban értékes összetevővé teszi, mivel gördülékenyebb alkalmazást és könnyebb feldolgozást tesz lehetővé.
Nemionos hidrokolloidként a HPMC vízben megduzzad, és gélt képez. A duzzadás és a gélesedés mértéke a polimer molekulatömegétől és koncentrációjától, az oldat pH-jától és hőmérsékletétől függ. A nagy viszkozitású HPMC jellemzően nagy molekulatömegű, és nagy viszkozitású gélt állít elő, míg az alacsony viszkozitású HPMC alacsony molekulatömegű, és kevésbé viszkózus gélt állít elő. A teljesítménybeli különbségek ellenére azonban mindkét típusú HPMC tixotrópiát mutat a molekuláris szinten fellépő szerkezeti változások miatt.
A HPMC tixotróp viselkedése a polimer láncok nyírófeszültség miatti elrendezésének eredménye. Amikor a HPMC-re nyírófeszültséget alkalmazunk, a polimer láncok az alkalmazott feszültség irányába igazodnak, ami a feszültség hiányában létező háromdimenziós hálózati szerkezet tönkremenetelét eredményezi. A hálózat megszakadása az oldat viszkozitásának csökkenését eredményezi. Amikor a feszültség megszűnik, a polimer láncok átrendeződnek eredeti orientációjuk mentén, újjáépítve a hálózatot és visszaállítják a viszkozitást.
A HPMC a gélesedési hőmérséklet alatt is tixotrópiát mutat. A gélhőmérséklet az a hőmérséklet, amelyen a polimer láncok térhálósodnak, és háromdimenziós hálózatot alkotnak, és gélt képeznek. Ez a polimer oldatának koncentrációjától, molekulatömegétől és pH-jától függ. A kapott gél nagy viszkozitású, és nem változik gyorsan nyomás alatt. A gélesedési hőmérséklet alatt azonban a HPMC oldat folyékony maradt, de továbbra is tixotróp viselkedést mutatott a részben kialakult hálózati struktúra jelenléte miatt. Az ezen részek által alkotott hálózat nyomás hatására felbomlik, ami a viszkozitás csökkenését eredményezi. Ez a viselkedés sok olyan alkalmazásban előnyös, ahol az oldatoknak keverés közben könnyen kell folyniuk.
A HPMC egy sokoldalú vegyszer, számos egyedi tulajdonsággal, amelyek közül az egyik a tixotróp viselkedése. Mind a nagy viszkozitású, mind az alacsony viszkozitású HPMC-k rendelkeznek ezzel a tulajdonsággal, még a gél hőmérséklete alatt is tixotrópiát mutatnak. Ez a jellemző teszi a HPMC-t értékes komponenssé sok olyan iparágban, ahol olyan megoldásokra van szükség, amelyek könnyű áramlást biztosítanak a zökkenőmentes alkalmazás érdekében. A nagy viszkozitású és kis viszkozitású HPMC-k tulajdonságaiban mutatkozó különbségek ellenére tixotróp viselkedésük a részben kialakult hálózati struktúra igazodása és megszakadása miatt következik be. Egyedülálló tulajdonságai miatt a kutatók folyamatosan kutatják a HPMC különféle alkalmazásait, abban a reményben, hogy új termékeket hozhatnak létre és jobb megoldásokat kínálhatnak a fogyasztók számára szerte a világon.
Feladás időpontja: 2023. augusztus 23