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羟丙基甲基纤维素水溶液黏度特性

发布日期:2020-04-18 18:19:04

羟丙基甲基纤维素(HPMC)对错离子型、水溶性的纤维素混合醚。外观为白色至微黄色的粉状物或粒状物,无味、无臭、无毒,产品化学性质安稳,在水中溶解后构成润滑通明黏稠溶液。

  羟丙基甲基纤维素(HPMC)对错离子型、水溶性的纤维素混合醚。外观为白色至微黄色的粉状物或粒状物,无味、无臭、无毒,产品化学性质安稳,在水中溶解后构成润滑通明黏稠溶液。在使用上羟丙基甲基纤维素最重要的功能之一是其添加液体黏稠度,增稠效果取决于产品在聚合度(DP)、水溶液中纤维素醚浓度、剪切速率、溶液温度等要素。
  01. HPMC水溶液的流体类型
  一般来说,流体在剪切活动中的应力只需没有时刻的依赖性,就可以表明为仅仅切变速率的函数?(γ),按函数。?(γ)的方式的不同,可将流体分为不同的类型,别离为:牛顿型流体、胀流型流体、假塑性流体和宾汉塑性流体。
  纤维素醚分为两大类:一类对错离子型纤维素醚,一类是离子型纤维素醚.关于这两类纤维素醚的流变性。S C Naik等人以羟乙基纤维素羧甲基纤维素钠溶液为目标做了比较全面体系的比照研讨,研讨成果表明非离子型纤维素醚溶液和离子型纤维素醚溶液都是假塑性活动,即非牛顿活动,只要在浓度十分低的时分,才接近于牛顿液体。羟丙基甲基纤维素溶液的假塑性在使用上具有重要的效果。如使用在涂猜中,因为水溶液的剪切变稀特性,随剪切速率增大,溶液黏度下降,有利于颜料颗粒的均匀涣散,也使涂料活动性添加,对乳胶漆的刷平、刷光的效果很大。
  02. HPMC黏度测验办法
  衡量羟丙基甲基纤维素增稠效果的重要目标是水溶液的表观黏度。表观黏度的测定办法一般有毛细管黏度法、旋转黏度法和落球黏度法。美国资料试验协会ASDM:132363—79(1995复审)规则的黏度测定办法是乌氏黏度计在20℃±0.1℃下,测定羟丙基甲基纤维素2%水溶液的黏度,其黏度按式(1)核算:
  V= Kdt
  式中: 是表观黏度,mPa·s;K是黏度计常数;d是20/20℃时溶液样品的密度;t是溶液经过黏度计上部究竟部标志的时刻,s;K经过已知黏度的规范油流过黏度计的时刻来测定。
  可是选用毛细管黏度计测定的办法比较费事.许多纤维素醚的黏度很难运用毛细管黏度计进行剖析,因为这些溶液中存在微量的不溶物,这些不溶物只要在阻塞毛细管黏度计时才会被发现。因而,绝大多数生产厂家选用旋转式黏度计对羟丙基甲基纤维素的质量进行操控,国外通用的是选用Brookfield型黏度计,国内选用NDJ型黏度计。NDJ型黏度计测验的成果表明为:
  η=Kα
  式中:η是肯定黏度,mPa·s;K是系数; α是偏转视点,即指针读数。
  03. HPMC黏度的影响要素
  3.1 与聚合度的联系
  在其他参数不变的状况下,羟丙基甲基纤维素溶液的黏度与聚合度(DP)或分子量或分子链长度是成份额的,随聚合度的进步而进步。这种效果在低聚合度的状况下体现得比在高聚合度的状况下更为显着。
  3.2 黏度与浓度的联系
  羟丙基甲基纤维素的黏度跟着产品在水溶液中的浓度的上升而上升,即使是少数的浓度改变,也会形成黏度的较大改变,跟着羟丙基甲基纤维素标称黏度的增大,溶液浓度的改变对溶液黏度的影响越来越显着。
  3.3 黏度与剪切速率的联系
  羟丙基甲基纤维素水溶液具有剪切变稀的特性,将不同标称黏度的羟丙基甲基纤维素配制成2%的水溶液,别离测定其在不同剪切速率下的黏度,成果如图所示.低剪切速率下,羟丙基甲基纤维素溶液黏度无显着的改变.跟着剪切速率的进步,标称黏度越高的羟丙基甲基纤维素溶液的黏度下降越显着,而低黏度的溶液无显着的下降。
  3.4 黏度与温度的联系
  羟丙基甲基纤维素溶液的黏度受温度影响很大,温度升高,溶液的黏度下降,如图所示,配制成2%浓度的水溶液,测定黏度随温度上升的改变状况。
  羟丙基甲基纤维素水溶液的黏度简直不受酸碱的影响,一般在3~11的范围内都比较安稳,可耐一定量的弱酸,如甲酸、乙酸、磷酸、硼酸、柠檬酸等,但浓酸会使黏度发作下降。而烧碱、氢氧化钾、石灰水等对其影响小.羟丙基甲基纤维素水溶液与其他纤维素醚比较,具有很好的抗微生物安稳性,首要的原因是羟丙基甲基纤维素具有高替代度的疏水基团以及基团的空间阻挠效果,阻挠了微生物对纤维素链的腐蚀效果,可是,因为替代反响一般不是均匀的,未替代的脱水葡萄糖酐单元最简单遭到微生物的腐蚀,然后导致纤维素醚分子降解断链,最直接的体现就是水溶液的表观黏度下降.如需求长时刻地寄存羟丙基甲基纤维素水溶液,主张参加微量的防霉剂,使黏度不发作显着改变.选用抗霉剂、防腐剂或杀菌剂等时应注意安全,要挑选对人体不具毒性,自身性质安稳、无嗅的产品,如DOW Chem的AMICAL杀菌剂、CANGUARD64防腐剂、FUELSAVER菌剂等产品都能起到相应的效果。
  小总结
  羟丙基甲基纤维素的水溶液黏度首要遭到产品聚合度、产品在水溶液中的浓度、剪切速率和溶液温度的影响,水溶液黏度跟着产品聚合度和浓度增大而上升,跟着剪切速率和溶液温度的升高而下降,依据实践需求也可参加流变学调节剂、盐或安全的杀菌剂来取得更佳的黏度特性和使用功能。在实践使用中,用户应考虑实践状况和经济性来挑选羟丙基甲基纤维素适宜的黏度标准和参加量,以及参加添加剂来取得抱负的黏度功能。