Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je zlúčenina, ktorá sa vďaka svojim multifunkčným vlastnostiam stala základnou surovinou v mnohých priemyselných odvetviach. Bežne sa používa ako potravinárska prídavná látka, zahusťovadlo v kozmetike a dokonca aj ako medicínska zložka v mnohých liekoch. Jedinečnou vlastnosťou HPMC je jej tixotropné správanie, ktoré mu umožňuje za určitých podmienok meniť viskozitu a tokové vlastnosti. Okrem toho majú túto vlastnosť vysokoviskózne aj nízkoviskózne HPMC, ktoré vykazujú tixotropiu aj pod teplotou gélu.
Tixotropia nastáva v HPMC, keď sa roztok stáva šmykovým riedením, keď sa aplikuje tlak alebo mieša, čo vedie k zníženiu viskozity. Toto správanie sa dá aj zvrátiť; keď sa napätie odstráni a roztok sa nechá odpočívať, viskozita sa pomaly vráti do vyššieho stavu. Táto jedinečná vlastnosť robí z HPMC cennú zložku v mnohých priemyselných odvetviach, pretože umožňuje hladšiu aplikáciu a jednoduchšie spracovanie.
Ako neiónový hydrokoloid HPMC napučiava vo vode za vzniku gélu. Stupeň napučania a gélovatenia závisí od molekulovej hmotnosti a koncentrácie polyméru, pH a teploty roztoku. HPMC s vysokou viskozitou má typicky vysokú molekulovú hmotnosť a vytvára gél s vysokou viskozitou, zatiaľ čo HPMC s nízkou viskozitou má nízku molekulovú hmotnosť a vytvára menej viskózny gél. Napriek týmto rozdielom vo výkonnosti však oba typy HPMC vykazujú tixotropiu v dôsledku štrukturálnych zmien, ktoré sa vyskytujú na molekulárnej úrovni.
Tixotropné správanie HPMC je výsledkom usporiadania polymérnych reťazcov v dôsledku šmykového napätia. Keď sa na HPMC aplikuje šmykové napätie, polymérne reťazce sa zarovnajú v smere aplikovaného napätia, čo vedie k deštrukcii trojrozmernej sieťovej štruktúry, ktorá existovala v neprítomnosti napätia. Narušenie siete má za následok zníženie viskozity roztoku. Po odstránení napätia sa polymérne reťazce preusporiadajú pozdĺž svojej pôvodnej orientácie, čím sa obnoví sieť a obnoví sa viskozita.
HPMC tiež vykazuje tixotropiu pod teplotou gélovatenia. Teplota gélu je teplota, pri ktorej sa polymérne reťazce zosieťujú, čím sa vytvorí trojrozmerná sieť, čím sa vytvorí gél. Závisí od koncentrácie, molekulovej hmotnosti a pH roztoku polyméru. Výsledný gél má vysokú viskozitu a pod tlakom sa rýchlo nemení. Avšak pod teplotou gélovatenia zostal roztok HPMC tekutý, ale stále vykazoval tixotropné správanie v dôsledku prítomnosti čiastočne vytvorenej sieťovej štruktúry. Sieť vytvorená týmito časťami sa pod tlakom rozpadne, čo má za následok zníženie viskozity. Toto správanie je výhodné v mnohých aplikáciách, kde roztoky musia pri miešaní ľahko tiecť.
HPMC je všestranná chemikália s niekoľkými jedinečnými vlastnosťami, jednou z nich je jej tixotropné správanie. Túto vlastnosť majú vysokoviskózne aj nízkoviskózne HPMC, ktoré vykazujú tixotropiu aj pod teplotou gélu. Táto charakteristika robí HPMC cenným komponentom v mnohých priemyselných odvetviach, ktoré vyžadujú riešenia, ktoré zvládajú jednoduchý tok na zabezpečenie hladkej aplikácie. Napriek rozdielom vo vlastnostiach medzi vysokoviskóznymi a nízkoviskóznymi HPMC dochádza k ich tixotropnému správaniu v dôsledku zarovnania a narušenia čiastočne vytvorenej sieťovej štruktúry. Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam výskumníci neustále skúmajú rôzne aplikácie HPMC v nádeji, že vytvoria nové produkty a poskytnú lepšie riešenia pre spotrebiteľov na celom svete.
Čas odoslania: 23. augusta 2023