L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est un composé devenu une matière première incontournable dans de nombreuses industries grâce à ses propriétés multifonctionnelles. Il est couramment utilisé comme additif alimentaire, épaississant en cosmétique et même comme ingrédient dans de nombreux médicaments. Une propriété unique de l'HPMC est son comportement thixotrope, qui lui permet de modifier la viscosité et les propriétés d'écoulement dans certaines conditions. De plus, les HPMC à haute et basse viscosité présentent cette propriété, affichant une thixotropie même en dessous de la température de gélification.
La thixotropie se produit dans l'HPMC lorsqu'une solution devient rhéofluidifiante sous l'effet de la pression ou de l'agitation, ce qui entraîne une diminution de la viscosité. Ce phénomène peut également être inversé : lorsque la contrainte est supprimée et que la solution est laissée au repos, la viscosité revient lentement à son niveau le plus élevé. Cette propriété unique fait de l'HPMC un composant précieux dans de nombreuses industries, car elle permet une application plus fluide et une mise en œuvre plus aisée.
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. L'HPMC à haute viscosité a généralement un poids moléculaire élevé et produit un gel à haute viscosité, tandis que l'HPMC à faible viscosité a un poids moléculaire faible et produit un gel moins visqueux. Cependant, malgré ces différences de performances, les deux types d'HPMC présentent une thixotropie due à des modifications structurelles qui se produisent au niveau moléculaire.
Le comportement thixotrope de l'HPMC résulte de l'alignement des chaînes polymères sous l'effet de la contrainte de cisaillement. Lorsqu'une contrainte de cisaillement est appliquée à l'HPMC, les chaînes polymères s'alignent dans la direction de la contrainte appliquée, ce qui détruit la structure tridimensionnelle du réseau qui existait en l'absence de contrainte. La rupture du réseau entraîne une diminution de la viscosité de la solution. Lorsque la contrainte est supprimée, les chaînes polymères se réorganisent selon leur orientation initiale, reconstruisant le réseau et restaurant la viscosité.
L'HPMC présente également une thixotropie en dessous de la température de gélification. La température de gélification est la température à laquelle les chaînes polymères se réticulent pour former un réseau tridimensionnel, formant ainsi un gel. Elle dépend de la concentration, de la masse moléculaire et du pH de la solution de polymère. Le gel obtenu présente une viscosité élevée et ne change pas rapidement sous pression. Cependant, en dessous de la température de gélification, la solution d'HPMC reste liquide, mais présente toujours un comportement thixotrope dû à la présence d'une structure en réseau partiellement formée. Ce réseau formé par ces éléments se rompt sous pression, entraînant une diminution de la viscosité. Ce comportement est avantageux dans de nombreuses applications où les solutions doivent s'écouler facilement sous agitation.
L'HPMC est un produit chimique polyvalent doté de plusieurs propriétés uniques, dont sa thixotropie. Les HPMC, qu'ils soient à haute ou à basse viscosité, possèdent cette propriété, affichant une thixotropie même en dessous de la température de gélification. Cette caractéristique fait de l'HPMC un composant précieux dans de nombreuses industries qui nécessitent des solutions fluides pour une application fluide. Malgré les différences de propriétés entre les HPMC à haute et à basse viscosité, leur thixotropie résulte de l'alignement et de la rupture de la structure du réseau partiellement formé. Grâce à ses propriétés uniques, les chercheurs explorent constamment diverses applications de l'HPMC, dans l'espoir de créer de nouveaux produits et d'offrir de meilleures solutions aux consommateurs du monde entier.
Date de publication : 23 août 2023