تظهر HPMCs عالية اللزوجة ومنخفضة اللزوجة تسييلًا حتى تحت درجة حرارة الجل

هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) هو مركب أصبح مادة خام أساسية في العديد من الصناعات بسبب خصائصه المتعددة الوظائف. ويشيع استخدامه كمضاف غذائي، ومكثف في مستحضرات التجميل، وحتى العنصر الطبي في العديد من الأدوية. الخاصية الفريدة لـ HPMC هي سلوكها المتغير الانسيابية، والذي يسمح لها بتغيير خصائص اللزوجة والتدفق في ظل ظروف معينة. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع كل من HPMC عالي اللزوجة ومنخفض اللزوجة بهذه الخاصية، حيث يُظهر الانسيابية حتى تحت درجة حرارة الجل.

يحدث الانسياب المتغير في HPMC عندما يصبح المحلول مخففًا للقص عند تطبيق الضغط أو التقليب، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة. يمكن أيضاً عكس هذا السلوك; عند إزالة الضغط وترك المحلول ليرتاح، تعود اللزوجة ببطء إلى حالتها الأعلى. هذه الخاصية الفريدة تجعل HPMC مكونًا قيمًا في العديد من الصناعات لأنها تسمح بتطبيق أكثر سلاسة ومعالجة أسهل.

باعتباره غرواني مائي غير أيوني، يتضخم HPMC في الماء ليشكل مادة هلامية. تعتمد درجة التورم والتبلور على الوزن الجزيئي وتركيز البوليمر، ودرجة الحموضة ودرجة حرارة المحلول. عادةً ما يكون لـ HPMC عالي اللزوجة وزن جزيئي مرتفع وينتج هلامًا عالي اللزوجة، في حين أن HPMC منخفض اللزوجة له ​​وزن جزيئي منخفض وينتج هلامًا أقل لزوجة. ومع ذلك، على الرغم من هذه الاختلافات في الأداء، فإن كلا النوعين من HPMCs يُظهران تغيرًا متغيرًا بسبب التغيرات الهيكلية التي تحدث على المستوى الجزيئي.

إن السلوك المتغير الانسيابية لـ HPMC هو نتيجة لمحاذاة سلاسل البوليمر بسبب إجهاد القص. عند تطبيق إجهاد القص على HPMC، تتم محاذاة سلاسل البوليمر في اتجاه الضغط المطبق، مما يؤدي إلى تدمير بنية الشبكة ثلاثية الأبعاد التي كانت موجودة في غياب الإجهاد. يؤدي تعطيل الشبكة إلى انخفاض لزوجة المحلول. عند إزالة الضغط، يتم إعادة ترتيب سلاسل البوليمر على طول اتجاهها الأصلي، مما يعيد بناء الشبكة واستعادة اللزوجة.

يعرض HPMC أيضًا تسيُّل الانسيابية تحت درجة حرارة التبلور. درجة حرارة الهلام هي درجة الحرارة التي تتشابك فيها سلاسل البوليمر لتشكل شبكة ثلاثية الأبعاد، وتشكل مادة هلامية. يعتمد ذلك على التركيز والوزن الجزيئي ودرجة الحموضة لمحلول البوليمر. يتمتع الجل الناتج بلزوجة عالية ولا يتغير بسرعة تحت الضغط. ومع ذلك، تحت درجة حرارة التبلور، ظل محلول HPMC سائلاً، لكنه لا يزال يُظهر سلوكًا متغيرًا بسبب وجود بنية شبكة مكونة جزئيًا. تنهار الشبكة المكونة من هذه الأجزاء تحت الضغط، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة. يعد هذا السلوك مفيدًا في العديد من التطبيقات حيث تحتاج المحاليل إلى التدفق بسهولة عند التقليب.

HPMC عبارة عن مادة كيميائية متعددة الاستخدامات لها العديد من الخصائص الفريدة، أحدها هو سلوكها المتغير الانسيابية. يتمتع كل من HPMCs عالي اللزوجة ومنخفض اللزوجة بهذه الخاصية، حيث يُظهر تسيُّل الانسيابية حتى تحت درجة حرارة الجل. هذه الخاصية تجعل HPMC مكونًا قيمًا في العديد من الصناعات التي تتطلب حلولاً تتعامل مع التدفق السهل لضمان التطبيق السلس. على الرغم من الاختلافات في الخصائص بين HPMCs عالية اللزوجة ومنخفضة اللزوجة، فإن سلوكها المتغير يحدث بسبب محاذاة وتعطيل بنية الشبكة المشكلة جزئيًا. نظرًا لخصائصه الفريدة، يستكشف الباحثون باستمرار تطبيقات مختلفة لـ HPMC، على أمل إنشاء منتجات جديدة وتوفير حلول أفضل للمستهلكين حول العالم.