Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een verbinding die dankzij zijn multifunctionele eigenschappen een belangrijke grondstof is geworden in veel industrieën. Het wordt vaak gebruikt als voedingsadditief, verdikkingsmiddel in cosmetica en zelfs als medisch ingrediënt in veel medicijnen. Een unieke eigenschap van HPMC is zijn thixotrope eigenschappen, waardoor de viscositeit en vloei-eigenschappen onder bepaalde omstandigheden kunnen veranderen. Bovendien hebben zowel hoogviskeuze als laagviskeuze HPMC deze eigenschap, waardoor ze zelfs onder de geltemperatuur thixotropisch blijven.
Thixotropie treedt op bij HPMC wanneer een oplossing door druk of roeren dunner wordt, wat resulteert in een afname van de viscositeit. Dit gedrag kan ook worden omgekeerd: wanneer de spanning wordt weggenomen en de oplossing met rust wordt gelaten, keert de viscositeit langzaam terug naar de hogere waarde. Deze unieke eigenschap maakt HPMC tot een waardevolle component in veel industrieën, omdat het zorgt voor een soepelere applicatie en eenvoudigere verwerking.
Als niet-ionisch hydrocolloïde zwelt HPMC in water op tot een gel. De mate van zwelling en gelering hangt af van het molecuulgewicht en de concentratie van het polymeer, de pH en de temperatuur van de oplossing. HPMC met hoge viscositeit heeft doorgaans een hoog molecuulgewicht en produceert een gel met hoge viscositeit, terwijl HPMC met lage viscositeit een laag molecuulgewicht heeft en een minder viskeuze gel produceert. Ondanks deze prestatieverschillen vertonen beide typen HPMC echter thixotropie als gevolg van structurele veranderingen die op moleculair niveau plaatsvinden.
Het thixotrope gedrag van HPMC is het gevolg van de uitlijning van de polymeerketens onder invloed van schuifspanning. Wanneer schuifspanning op HPMC wordt uitgeoefend, richten de polymeerketens zich uit in de richting van de toegepaste spanning, wat resulteert in de vernietiging van de driedimensionale netwerkstructuur die bestond zonder spanning. Verstoring van het netwerk resulteert in een afname van de viscositeit van de oplossing. Wanneer de spanning wordt weggenomen, herschikken de polymeerketens zich weer in hun oorspronkelijke richting, waardoor het netwerk wordt opgebouwd en de viscositeit wordt hersteld.
HPMC vertoont ook thixotropie onder de geleringstemperatuur. De geltemperatuur is de temperatuur waarbij polymeerketens zich verbinden tot een driedimensionaal netwerk, waardoor een gel ontstaat. Deze temperatuur is afhankelijk van de concentratie, het molecuulgewicht en de pH van de polymeeroplossing. De resulterende gel heeft een hoge viscositeit en verandert niet snel onder druk. Onder de geleringstemperatuur bleef de HPMC-oplossing echter vloeibaar, maar vertoonde nog steeds thixotroop gedrag vanwege de aanwezigheid van een gedeeltelijk gevormde netwerkstructuur. Het netwerk dat door deze deeltjes wordt gevormd, breekt onder druk af, wat resulteert in een afname van de viscositeit. Dit gedrag is gunstig in veel toepassingen waar oplossingen gemakkelijk moeten vloeien tijdens het roeren.
HPMC is een veelzijdige chemische stof met diverse unieke eigenschappen, waaronder het thixotrope gedrag. Zowel hoogviskeuze als laagviskeuze HPMC's hebben deze eigenschap en vertonen thixotropie, zelfs onder de geltemperatuur. Deze eigenschap maakt HPMC een waardevolle component in veel industrieën die oplossingen nodig hebben die gemakkelijk vloeien voor een soepele applicatie. Ondanks de verschillen in eigenschappen tussen hoogviskeuze en laagviskeuze HPMC's, treedt hun thixotrope gedrag op door de uitlijning en verstoring van de gedeeltelijk gevormde netwerkstructuur. Vanwege de unieke eigenschappen onderzoeken onderzoekers voortdurend verschillende toepassingen van HPMC, in de hoop nieuwe producten te creëren en betere oplossingen te bieden voor consumenten over de hele wereld.
Plaatsingstijd: 23-08-2023