Hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) er en forbindelse som har blitt et stift råmateriale i mange bransjer på grunn av dets multifunksjonelle egenskaper. Det er ofte brukt som et tilsetningsstoff, et fortykningsmiddel i kosmetikk, og til og med en medisinsk ingrediens i mange medisiner. En unik egenskap ved HPMC er dens tiksotropiske oppførsel, som gjør at den kan endre viskositet og flytegenskaper under visse forhold. I tillegg har både høyviskositet og lavviskositet HPMC denne egenskapen, og viser tiksotropi selv under geltemperaturen.
Tixotropi oppstår i HPMC når en løsning blir skjærfortynnende når trykk påføres eller omrøres, noe som resulterer i en reduksjon i viskositet. Denne oppførselen kan også reverseres; når spenningen fjernes og løsningen får hvile, går viskositeten sakte tilbake til sin høyere tilstand. Denne unike egenskapen gjør HPMC til en verdifull komponent i mange bransjer ettersom den gir jevnere påføring og enklere behandling.
Som et ikke-ionisk hydrokolloid sveller HPMC i vann for å danne en gel. Graden av svelling og geldannelse avhenger av polymerens molekylvekt og konsentrasjon, pH og temperatur til løsningen. HPMC med høy viskositet har typisk høy molekylvekt og gir en gel med høy viskositet, mens HPMC med lav viskositet har lav molekylvekt og gir en mindre viskøs gel. Til tross for disse forskjellene i ytelse, viser begge typer HPMC-er tiksotropi på grunn av strukturelle endringer som oppstår på molekylært nivå.
Den tiksotrope oppførselen til HPMC er et resultat av innrettingen av polymerkjedene på grunn av skjærspenning. Når skjærspenning påføres HPMC, justerer polymerkjedene seg i retning av påført spenning, noe som resulterer i ødeleggelse av den tredimensjonale nettverksstrukturen som eksisterte i fravær av spenning. Forstyrrelse av nettverket resulterer i en reduksjon i løsningens viskositet. Når spenningen fjernes, omorganiseres polymerkjedene langs sin opprinnelige orientering, og gjenoppbygger nettverket og gjenoppretter viskositeten.
HPMC viser også tiksotropi under geleringstemperaturen. Geltemperaturen er temperaturen ved hvilken polymerkjeder kryssbindes for å danne et tredimensjonalt nettverk, og danner en gel. Det avhenger av konsentrasjonen, molekylvekten og pH i løsningen av polymeren. Den resulterende gelen har høy viskositet og endres ikke raskt under trykk. Imidlertid forble HPMC-løsningen under geleringstemperaturen flytende, men viste fortsatt tiksotrop oppførsel på grunn av tilstedeværelsen av en delvis dannet nettverksstruktur. Nettverket som dannes av disse delene brytes ned under trykk, noe som resulterer i en reduksjon i viskositeten. Denne oppførselen er fordelaktig i mange applikasjoner der løsninger må flyte lett når de røres.
HPMC er et allsidig kjemikalie med flere unike egenskaper, hvorav en er dens tiksotropiske oppførsel. Både høyviskositet og lavviskositet HPMC har denne egenskapen, og viser tiksotropi selv under geltemperaturen. Denne egenskapen gjør HPMC til en verdifull komponent i mange bransjer som krever løsninger som håndterer enkel flyt for å sikre jevn påføring. Til tross for forskjellene i egenskaper mellom HPMC-er med høy viskositet og lavviskositet, oppstår deres tiksotropiske oppførsel på grunn av justeringen og forstyrrelsen av den delvis dannede nettverksstrukturen. På grunn av dens unike egenskaper, utforsker forskere hele tiden ulike anvendelser av HPMC, i håp om å skape nye produkter og gi bedre løsninger for forbrukere over hele verden.
Innleggstid: 23. august 2023