L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è un composto che è diventato una materia prima di base in molti settori grazie alle sue proprietà multifunzionali. È comunemente usato come additivo alimentare, addensante nei cosmetici e persino come ingrediente medico in molti medicinali. Una proprietà unica dell'HPMC è il suo comportamento tissotropico, che gli consente di alterare la viscosità e le proprietà di flusso in determinate condizioni. Inoltre, sia gli HPMC ad alta viscosità che quelli a bassa viscosità hanno questa proprietà, mostrando tissotropia anche al di sotto della temperatura del gel.
La tixotropia si verifica nell'HPMC quando una soluzione diventa diluita per taglio quando viene applicata pressione o agitata, con conseguente diminuzione della viscosità. Questo comportamento può anche essere invertito; quando lo stress viene rimosso e la soluzione viene lasciata riposare, la viscosità ritorna lentamente al suo stato più elevato. Questa proprietà unica rende HPMC un componente prezioso in molti settori poiché consente un'applicazione più fluida e una lavorazione più semplice.
Essendo un idrocolloide non ionico, l'HPMC si gonfia in acqua per formare un gel. Il grado di rigonfiamento e gelificazione dipende dal peso molecolare e dalla concentrazione del polimero, dal pH e dalla temperatura della soluzione. L'HPMC ad alta viscosità ha tipicamente un peso molecolare elevato e produce un gel ad alta viscosità, mentre l'HPMC a bassa viscosità ha un peso molecolare basso e produce un gel meno viscoso. Tuttavia, nonostante queste differenze di prestazioni, entrambi i tipi di HPMC mostrano tissotropia a causa dei cambiamenti strutturali che si verificano a livello molecolare.
Il comportamento tissotropico dell'HPMC è il risultato dell'allineamento delle catene polimeriche dovuto allo stress di taglio. Quando lo stress di taglio viene applicato all'HPMC, le catene polimeriche si allineano nella direzione dello stress applicato, provocando la distruzione della struttura di rete tridimensionale che esisteva in assenza di stress. L'interruzione della rete comporta una diminuzione della viscosità della soluzione. Quando lo stress viene rimosso, le catene polimeriche si riorganizzano lungo il loro orientamento originale, ricostruendo la rete e ripristinando la viscosità.
HPMC mostra anche tissotropia al di sotto della temperatura di gelificazione. La temperatura del gel è la temperatura alla quale le catene polimeriche si reticolano per formare una rete tridimensionale, formando un gel. Dipende dalla concentrazione, dal peso molecolare e dal pH della soluzione del polimero. Il gel risultante ha un'elevata viscosità e non cambia rapidamente sotto pressione. Tuttavia, al di sotto della temperatura di gelificazione, la soluzione HPMC rimaneva liquida, ma mostrava ancora un comportamento tixotropico a causa della presenza di una struttura a rete parzialmente formata. La rete formata da queste parti si rompe sotto pressione, con conseguente diminuzione della viscosità. Questo comportamento è vantaggioso in molte applicazioni in cui le soluzioni devono fluire facilmente quando vengono agitate.
L'HPMC è una sostanza chimica versatile con diverse proprietà uniche, una delle quali è il suo comportamento tissotropico. Sia gli HPMC ad alta viscosità che quelli a bassa viscosità hanno questa proprietà, mostrando tissotropia anche al di sotto della temperatura del gel. Questa caratteristica rende HPMC un componente prezioso in molti settori che richiedono soluzioni in grado di gestire un flusso semplice per garantire un'applicazione fluida. Nonostante le differenze nelle proprietà tra HPMC ad alta e bassa viscosità, il loro comportamento tissotropico si verifica a causa dell'allineamento e dell'interruzione della struttura di rete parzialmente formata. Grazie alle sue proprietà uniche, i ricercatori esplorano costantemente varie applicazioni dell'HPMC, sperando di creare nuovi prodotti e fornire soluzioni migliori ai consumatori di tutto il mondo.
Orario di pubblicazione: 23 agosto 2023