HPMC (hidroksipropil metilceluloza) je polimerni material, ki se pogosto uporablja v premazih in farmacevtskih pripravkih, z dobrim oblikovanjem filma, zgoščevanjem, stabilnosti in oprijema. Na področju premazov se HPMC uporablja predvsem v sistemih za prevleko na vodni osnovi, kar lahko znatno izboljša oprijem premazov in njihove splošne zmogljivosti.
1. osnovne lastnosti HPMC
HPMC je neionski celulozni derivat z edinstvenimi fizikalnimi in kemičnimi lastnostmi. V raztopini lahko HPMC povzroči fizikalne in kemične interakcije s površino substrata skozi molekularne verige in tako tvori film z določeno mehansko trdnostjo in elastičnostjo. Ta film ima dobro prilagodljivost in odpornost na razpoke, kar lahko pomaga, da se prevleka bolje prilagodi površinskim značilnostim substrata in s tem izboljša oprijem.
Filmski mehanizem HPMC je povezan predvsem z agregacijskimi in navzkrižnimi značilnostmi njegovih molekulskih verig. Hidroksipropilna in metilna skupina v molekuli HPMC omogoča hidrofilno in hidrofobno v raztopini. Ta amfifiličnost omogoča HPMC, da se samo sestavi v gosto strukturo v sistemu prevleke na vodni osnovi in s tem izboljša mehansko trdnost in oprijem premaza.
2.
Koncentracija HPMC:
Koncentracija HPMC v prevleki pomembno vpliva na trdnost adhezije prevleke. Večja koncentracija HPMC poveča viskoznost prevleke in izboljša lastnost, ki tvori film, s čimer izboljša adhezijo prevleke na površino podlage. Vendar lahko previsoka koncentracija HPMC povzroči neenakomerno debelino premaza in vpliva na adhezijski učinek. Študije so pokazale, da lahko ustrezna koncentracija HPMC bolje veže prevleko na površino substrata, prenizka ali previsoka koncentracija pa bo negativno vplivala na adhezijo.
PH vrednost in temperatura raztopine:
Na topnost HPMC in njegove lastnosti, ki tvorijo film, vplivata pH vrednost in temperatura. V kislem ali alkalnem okolju se topnost molekul HPMC spreminja, kar posledično vpliva na trdnost adhezije prevleke. Na splošno lahko zmerni pH pogoji ohranijo stabilnost HPMC in spodbujajo njegovo vez s površino podlage. Poleg tega temperatura vpliva tudi na mobilnost in hitrost oblikovanja filma molekularne verige HPMC. Višje temperature lahko ponavadi pospešijo hitrost volalizacije raztopine in omogočijo, da se prevleka hitro tvori, vendar lahko poveča notranjo napetost filmske plasti in s tem vpliva na trdnost adhezije prevleke.
Molekularna teža HPMC:
Molekularna teža HPMC neposredno vpliva na njegove reološke lastnosti in lastnosti filma v prevleki. HPMC z večjo molekulsko maso lahko tvori močnejšo filmsko plast in s tem poveča adhezijo prevleke, vendar sta njena topnost in pretočnost slaba, kar zlahka privede do slabe izravnave prevleke in grobe površine. Nasprotno, čeprav ima HPMC z manjšo molekulsko maso boljšo topnost in pretočnost, je njegova mehanska trdnost po tvorbi filma nizka, izboljšanje trdnosti adhezije prevleke pa je omejeno. Zato lahko izbira HPMC s primerno molekulsko maso vzpostavi ravnovesje med zmogljivostjo prevleke in oprijema.
Zgodovinski učinek HPMC:
Kot zgoščevalec lahko HPMC znatno poveča viskoznost sistema v prevleki in tako izboljša pretočnost in enotnost prevleke. Oblikovanje enakomerne in goste filmske plasti na površini substrata je ključno za izboljšanje trdnosti adhezije, HPMC pa lahko prepreči, da bi se prevleka s povečanjem ali pretokom na površini substrata s prilagoditvijo viskoznosti prevleke s tem povečala in povečala lastnost adhezije prevleke.
3. Uporaba HPMC v različnih podlagah
Kovinske podlage:
Na kovinskih površinah na adhezijo prevleke pogosto vpliva gladka kovinske površine in oksidne plasti. HPMC izboljšuje lastnosti, ki tvori film in prilagodljivost prevleke, zaradi česar se premaz bolje prilega na kovinsko površino, zmanjša napake vmesnika med prevleko in kovino, s čimer izboljša oprijem prevleke. Poleg tega lahko HPMC deluje tudi sinergistično z drugimi spopadalci, da bi še izboljšali mehansko trdnost prevleke.
Plastične podlage:
Plastični substrati imajo običajno nizko površinsko energijo in težko je, da se prevleka trdno drži na njihovih površinah. Zaradi svoje edinstvene molekularne strukture lahko HPMC na plastični površini tvori močne vodikove vezi in s tem izboljša oprijem premaza. Obenem lahko HPMC kot zgoščevalec optimizira izravnavo prevleke na plastični površini in se izogne krčenju ali razpokanju prevleke.
Keramične in steklene podlage:
Površine anorganskih materialov, kot sta keramika in steklo, so zelo gladke in težko je, da se prevleka učinkovito drži. HPMC izboljša zmožnost in oprijem premaza na površini teh substratov, tako da deluje kot pomoč pri oblikovanju filma pri prevleki. Poleg tega lahko sposobnost, ki tvori film HPMC, nadoknadi drobne razpoke, ki jih ustvari prevleka na površini substrata, in poveča celotno oprijem.
4. Omejitve aplikacije in navodila za izboljšanje HPMC
Čeprav HPMC pomembno vpliva na izboljšanje adhezije prevleke, ima še vedno nekaj omejitev pri praktičnih aplikacijah. Na primer, HPMC ima omejen vpliv na izboljšanje stabilnosti premazov v ekstremnih okoljih, zlasti v visoki vlažnosti ali visoki temperaturi, kjer se lahko njegove lastnosti, ki tvorijo film, zmanjšajo in prevleka je nagnjena k odpadu. Zato raziskovalci raziskujejo načine za nadaljnje izboljšanje učinkovitosti HPMC s kemično spreminjanjem ali združevanjem z drugimi polimernimi materiali. Na primer, z uvedbo navzkrižnih sredstev ali drugih visoko trdnih lepil je mogoče izboljšati stabilnost HPMC v težkih pogojih.
Kot pomemben dodatek za prevleko lahko HPMC znatno izboljša trdnost adhezijskih premazov. Njegove lastnosti, ki tvorijo film, zgostitvene lastnosti ter fizikalne in kemijske interakcije s površino podlage, so ključni dejavniki njegove funkcije. Z razumno prilagoditvijo koncentracije, molekulske mase in okoljskih pogojev HPMC je mogoče optimizirati njegov vpliv na izboljšanje adhezije prevlek. V prihodnosti bo izboljšanje uspešnosti HPMC prineslo več možnosti uporabe v industriji premazov, zlasti na področju novih okolju prijaznih premazov.
Čas za objavo: 11. oktober 201024