L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est un composé devenu une matière première de base dans de nombreuses industries en raison de ses propriétés multifonctionnelles. Il est couramment utilisé comme additif alimentaire, épaississant dans les cosmétiques et même comme ingrédient médical dans de nombreux médicaments. Une propriété unique du HPMC est son comportement thixotropique, qui lui permet de modifier les propriétés de viscosité et d'écoulement dans certaines conditions. De plus, les HPMC à haute et à faible viscosité possèdent cette propriété, présentant une thixotropie même en dessous de la température du gel.
La thixotropie se produit dans l'HPMC lorsqu'une solution devient fluidifiante lorsqu'une pression est appliquée ou agitée, ce qui entraîne une diminution de la viscosité. Ce comportement peut également être inversé ; lorsque la contrainte est supprimée et que la solution est laissée au repos, la viscosité revient lentement à son état supérieur. Cette propriété unique fait du HPMC un composant précieux dans de nombreuses industries car elle permet une application plus fluide et un traitement plus facile.
En tant qu'hydrocolloïde non ionique, l'HPMC gonfle dans l'eau pour former un gel. Le degré de gonflement et de gélification dépend du poids moléculaire et de la concentration du polymère, du pH et de la température de la solution. Les HPMC à haute viscosité ont généralement un poids moléculaire élevé et produisent un gel à haute viscosité, tandis que les HPMC à faible viscosité ont un faible poids moléculaire et produisent un gel moins visqueux. Cependant, malgré ces différences de performances, les deux types de HPMC présentent une thixotropie en raison de changements structurels qui se produisent au niveau moléculaire.
Le comportement thixotrope du HPMC résulte de l’alignement des chaînes polymères dû à la contrainte de cisaillement. Lorsqu'une contrainte de cisaillement est appliquée au HPMC, les chaînes de polymère s'alignent dans la direction de la contrainte appliquée, entraînant la destruction de la structure de réseau tridimensionnelle qui existait en l'absence de contrainte. La perturbation du réseau entraîne une diminution de la viscosité de la solution. Lorsque la contrainte est supprimée, les chaînes polymères se réorganisent selon leur orientation d'origine, reconstruisant le réseau et rétablissant la viscosité.
HPMC présente également une thixotropie en dessous de la température de gélification. La température du gel est la température à laquelle les chaînes polymères se réticulent pour former un réseau tridimensionnel formant un gel. Cela dépend de la concentration, du poids moléculaire et du pH de la solution du polymère. Le gel résultant a une viscosité élevée et ne change pas rapidement sous pression. Cependant, en dessous de la température de gélification, la solution HPMC reste liquide, mais présente toujours un comportement thixotrope dû à la présence d'une structure de réseau partiellement formée. Le réseau formé par ces pièces se brise sous la pression, entraînant une diminution de la viscosité. Ce comportement est bénéfique dans de nombreuses applications où les solutions doivent s'écouler facilement lorsqu'elles sont agitées.
L'HPMC est un produit chimique polyvalent doté de plusieurs propriétés uniques, dont l'une est son comportement thixotrope. Les HPMC à haute et à faible viscosité possèdent cette propriété, présentant une thixotropie même en dessous de la température du gel. Cette caractéristique fait du HPMC un composant précieux dans de nombreuses industries qui nécessitent des solutions permettant un flux facile pour garantir une application fluide. Malgré les différences de propriétés entre les HPMC à haute viscosité et à faible viscosité, leur comportement thixotrope est dû à l'alignement et à la perturbation de la structure du réseau partiellement formée. En raison de ses propriétés uniques, les chercheurs explorent constamment diverses applications du HPMC, dans l’espoir de créer de nouveaux produits et d’offrir de meilleures solutions aux consommateurs du monde entier.
Heure de publication : 23 août 2023