Hidroksipropilmetilceluloza (HPMC) je spojina, ki je zaradi svojih večnamenskih lastnosti postala osnovna surovina v številnih industrijah. Običajno se uporablja kot aditiv za živila, zgoščevalec v kozmetiki in celo kot medicinska sestavina v številnih zdravilih. Edinstvena lastnost HPMC je njegovo tiksotropno obnašanje, ki mu omogoča spreminjanje viskoznosti in pretočnosti pod določenimi pogoji. Poleg tega imata HPMC z visoko in nizko viskoznostjo to lastnost, ki kaže tiksotropijo celo pod temperaturo gela.
Tiksotropija se pojavi pri HPMC, ko se raztopina pri pritisku ali mešanju redči zaradi strižnega delovanja, kar povzroči zmanjšanje viskoznosti. To vedenje je mogoče tudi obrniti; ko je napetost odstranjena in raztopina počiva, se viskoznost počasi povrne v svoje višje stanje. Zaradi te edinstvene lastnosti je HPMC dragocena komponenta v številnih panogah, saj omogoča bolj gladko uporabo in lažjo obdelavo.
Kot neionski hidrokoloid HPMC nabrekne v vodi in tvori gel. Stopnja nabrekanja in želiranja je odvisna od molekulske mase in koncentracije polimera, pH in temperature raztopine. HPMC z visoko viskoznostjo ima običajno visoko molekulsko maso in proizvaja visoko viskozen gel, medtem ko ima HPMC z nizko viskoznostjo nizko molekulsko maso in proizvaja manj viskozen gel. Kljub tem razlikam v učinkovitosti pa obe vrsti HPMC kažeta tiksotropijo zaradi strukturnih sprememb, ki se zgodijo na molekularni ravni.
Tiksotropno obnašanje HPMC je posledica poravnave polimernih verig zaradi strižne napetosti. Ko se na HPMC uporabi strižna napetost, se polimerne verige poravnajo v smeri uporabljene napetosti, kar povzroči uničenje tridimenzionalne mrežne strukture, ki je obstajala v odsotnosti napetosti. Prekinitev mreže povzroči zmanjšanje viskoznosti raztopine. Ko je napetost odstranjena, se polimerne verige prerazporedijo vzdolž svoje prvotne orientacije, ponovno zgradijo mrežo in obnovijo viskoznost.
HPMC kaže tudi tiksotropijo pod temperaturo želiranja. Temperatura gela je temperatura, pri kateri se polimerne verige navzkrižno povežejo v tridimenzionalno mrežo in tvorijo gel. Odvisno je od koncentracije, molekulske mase in pH raztopine polimera. Nastali gel ima visoko viskoznost in se pod pritiskom ne spreminja hitro. Vendar pa je pod temperaturo geliranja raztopina HPMC ostala tekoča, vendar je še vedno kazala tiksotropno obnašanje zaradi prisotnosti delno oblikovane mrežne strukture. Mreža, ki jo tvorijo ti deli, se pod pritiskom razgradi, kar povzroči zmanjšanje viskoznosti. To vedenje je koristno v mnogih aplikacijah, kjer morajo raztopine zlahka teči, ko jih mešamo.
HPMC je vsestranska kemikalija z več edinstvenimi lastnostmi, ena izmed njih je njeno tiksotropno obnašanje. To lastnost imajo HPMC z visoko in nizko viskoznostjo, ki kažejo tiksotropijo tudi pod temperaturo gela. Zaradi te lastnosti je HPMC dragocena komponenta v številnih panogah, ki zahtevajo rešitve, ki omogočajo enostaven pretok, da se zagotovi nemoteno nanašanje. Kljub razlikam v lastnostih med HPMC z visoko in nizko viskoznostjo se njihovo tiksotropno obnašanje pojavi zaradi poravnave in motenj delno oblikovane mrežne strukture. Zaradi njegovih edinstvenih lastnosti raziskovalci nenehno raziskujejo različne aplikacije HPMC v upanju, da bodo ustvarili nove izdelke in zagotovili boljše rešitve za potrošnike po vsem svetu.
Čas objave: 23. avgusta 2023