L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è un composto che è diventato una materia prima fondamentale in molti settori grazie alle sue proprietà multifunzionali. È comunemente usato come additivo alimentare, addensante nei cosmetici e persino come ingrediente in molti medicinali. Una proprietà unica dell'HPMC è il suo comportamento tissotropico, che gli consente di alterare la viscosità e le proprietà di scorrimento in determinate condizioni. Inoltre, sia l'HPMC ad alta che quella a bassa viscosità presentano questa proprietà, mostrando tissotropia anche al di sotto della temperatura del gel.
La tissotropia si verifica nell'HPMC quando una soluzione diventa sottile per effetto del taglio quando viene applicata pressione o agitata, con conseguente diminuzione della viscosità. Questo comportamento può anche essere invertito: rimuovendo lo stress e lasciando la soluzione a riposo, la viscosità torna lentamente al suo stato più elevato. Questa proprietà unica rende l'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 rigonfia in acqua formando 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 in genere un elevato peso molecolare e produce un gel ad alta viscosità, mentre l'HPMC a bassa viscosità ha un basso peso molecolare e produce un gel meno viscoso. Tuttavia, nonostante queste differenze di prestazioni, entrambi i tipi di HPMC presentano tissotropia dovuta a cambiamenti strutturali che si verificano a livello molecolare.
Il comportamento tissotropico dell'HPMC è il risultato dell'allineamento delle catene polimeriche dovuto allo sforzo di taglio. Quando si applica uno sforzo di taglio all'HPMC, le catene polimeriche si allineano nella direzione dello sforzo applicato, con conseguente distruzione della struttura reticolare tridimensionale presente in assenza di sforzo. La rottura della rete determina una diminuzione della viscosità della soluzione. Quando lo sforzo viene rimosso, le catene polimeriche si riorganizzano lungo il loro orientamento originale, ricostruendo la rete e ripristinando la viscosità.
L'HPMC mostra anche tissotropia al di sotto della temperatura di gelificazione. La temperatura di gelificazione è la temperatura alla quale le catene polimeriche si reticolano per formare una rete tridimensionale, dando origine a un gel. Dipende dalla concentrazione, dal peso molecolare e dal pH della soluzione del polimero. Il gel risultante ha un'elevata viscosità e non varia rapidamente sotto pressione. Tuttavia, al di sotto della temperatura di gelificazione, la soluzione di HPMC rimaneva liquida, ma mostrava comunque un comportamento tissotropico dovuto alla presenza di una struttura reticolare 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 scorrere facilmente sotto agitazione.
L'HPMC è un prodotto chimico versatile con diverse proprietà uniche, una delle quali è il suo comportamento tissotropico. Sia gli HPMC ad alta che a bassa viscosità presentano questa proprietà, mostrando tissotropia anche al di sotto della temperatura di gelificazione. Questa caratteristica rende l'HPMC un componente prezioso in molti settori che richiedono soluzioni che gestiscano facilmente il flusso per garantire un'applicazione fluida. Nonostante le differenze di proprietà tra gli HPMC ad alta e bassa viscosità, il loro comportamento tissotropico è dovuto all'allineamento e alla rottura della struttura reticolare parzialmente formata. Grazie alle sue proprietà uniche, i ricercatori esplorano costantemente diverse applicazioni dell'HPMC, nella speranza di creare nuovi prodotti e fornire soluzioni migliori ai consumatori di tutto il mondo.
Data di pubblicazione: 23 agosto 2023