HPMC هو بوليمر شبه خاطئ مشتق من السليلوز. نظرًا لخصائصه الممتازة ، الاستقرار وتشكيل الأفلام ، يتم استخدامه على نطاق واسع في الطب والطعام ومستحضرات التجميل وغيرها من الصناعات. تعد دراسة سلوكها اللزوجة أمرًا بالغ الأهمية لتحسين أدائها في تطبيقات مختلفة.
1. قياس اللزوجة:
مقياس اللزوجة الدورانية: يقيس مقياس اللزوجة الدوراني عزم الدوران المطلوب لتدوير المغزل بسرعة ثابتة عند الانغماس في عينة. من خلال تغيير الهندسة والسرعة الدورانية للمغزل ، يمكن تحديد اللزوجة بمعدلات القص المختلفة. تتيح هذه الطريقة توصيف لزوجة HPMC في ظل ظروف مختلفة.
مقياس اللزوجة الشعري: مقياس اللزوجة الشعرية يقيس تدفق السائل من خلال أنبوب شعري تحت تأثير الجاذبية أو الضغط. يتم إجبار محلول HPMC عبر أنبوب الشعيرات الدموية ويتم حساب اللزوجة بناءً على معدل التدفق وانخفاض الضغط. يمكن استخدام هذه الطريقة لدراسة لزوجة HPMC بمعدلات القص المنخفضة.
2. القياس الرهالي:
قياس القص الديناميكي (DSR): يقيس DSR استجابة المادة لتشوه القص الديناميكي. تعرضت عينات HPMC لإجهاد القص التذبذب وتم قياس السلالات الناتجة. يمكن تمييز السلوك اللزج لمحلول HPMC بتحليل اللزوجة المعقدة (η*) وكذلك معامل التخزين (G ') ومعامل الخسارة (G ").
اختبارات الزحف والاسترداد: تتضمن هذه الاختبارات إخضاع عينات HPMC للإجهاد أو الإجهاد المستمر لفترة طويلة من الزمن (مرحلة الزحف) ثم مراقبة الانتعاش اللاحق بعد الإجهاد أو الإجهاد. يوفر سلوك الزحف والاسترداد نظرة ثاقبة على خصائص اللزوجة المرنة لـ HPMC ، بما في ذلك قدرات تشوه واستردادها.
3. دراسات التركيز ودرجة الحرارة:
فحص التركيز: يتم إجراء قياسات اللزوجة على نطاق من تركيزات HPMC لدراسة العلاقة بين اللزوجة وتركيز البوليمر. هذا يساعد على فهم كفاءة سماكة البوليمر وسلوكه المعتمد على التركيز.
فحص درجة الحرارة: يتم إجراء قياسات اللزوجة في درجات حرارة مختلفة لدراسة تأثير درجة الحرارة على لزوجة HPMC. يعد فهم الاعتماد على درجة الحرارة أمرًا ضروريًا للتطبيقات التي تواجه فيها HPMCs تغييرات في درجة الحرارة ، مثل تركيبات الأدوية.
4. تحليل الوزن الجزيئي:
كروماتوجرافيا استبعاد الحجم (SEC): يفصل SEC جزيئات البوليمر بناءً على حجمها في المحلول. من خلال تحليل ملف تعريف الشطف ، يمكن تحديد توزيع الوزن الجزيئي لعينة HPMC. إن فهم العلاقة بين الوزن الجزيئي واللزوجة أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بالسلوك الريولوجي لـ HPMC.
5. النمذجة والمحاكاة:
النماذج النظرية: يمكن استخدام النماذج النظرية المختلفة ، مثل نموذج Carreau-Yasuda أو نموذج العرض أو نموذج قانون الطاقة لوصف سلوك اللزوجة لـ HPMC في ظل ظروف القص المختلفة. تجمع هذه النماذج بين المعلمات مثل معدل القص والتركيز والوزن الجزيئي للتنبؤ بدقة اللزوجة.
المحاكاة الحسابية: توفر محاكاة ديناميات السوائل الحسابية (CFD) نظرة ثاقبة على سلوك تدفق حلول HPMC في الهندسة المعقدة. من خلال حل عدديًا المعادلات الحاكمة لتدفق السوائل ، يمكن لمحاكاة CFD التنبؤ بتوزيع اللزوجة وأنماط التدفق في ظل ظروف مختلفة.
6. في الموقع وفي الدراسات المختبرية:
القياسات في الموقع: تتضمن التقنيات في الموقع دراسة تغييرات اللزوجة في الوقت الفعلي في بيئة أو تطبيق معين. على سبيل المثال ، في المستحضرات الصيدلانية ، يمكن لقياسات الموقع مراقبة تغييرات اللزوجة أثناء تفكك الجهاز اللوحي أو تطبيق الهلام الموضعي.
في اختبار المختبر: في اختبار المختبر يحاكي الظروف الفسيولوجية لتقييم سلوك اللزوجة للتركيبات المستندة إلى HPMC المخصصة للإدارة الفموية أو العين أو الموضعية. توفر هذه الاختبارات معلومات قيمة عن أداء واستقرار الصيغة في ظل الظروف البيولوجية ذات الصلة.
7. التكنولوجيا المتقدمة:
علم الميكرورهيولوجي: تسمح تقنيات علم الأحياء المجهرية ، مثل نثر الضوء الديناميكي (DLS) أو ميكروهيولوجيا تتبع الجسيمات (PTM) ، بالتحقيق في خصائص اللزوجة للسوائل المعقدة في المقياس المجهري. يمكن أن توفر هذه التقنيات نظرة ثاقبة لسلوك HPMC على المستوى الجزيئي ، مما يكمل قياسات الريولوجية العيانية.
التحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي (NMR): يمكن استخدام التحليل الطيفي لدراسة الديناميات الجزيئية وتفاعلات HPMC في المحلول. من خلال مراقبة التحولات الكيميائية وأوقات الاسترخاء ، يوفر الرنين المغناطيسي النووي معلومات قيمة عن التغييرات التوافقية HPMC وتفاعلات المذيبات البوليمر التي تؤثر على اللزوجة.
تتطلب دراسة سلوك اللزوجة لـ HPMC نهجًا متعدد التخصصات ، بما في ذلك التقنيات التجريبية والنمذجة النظرية والطرق التحليلية المتقدمة. باستخدام مجموعة من قياس اللزوجة ، والقياس ، والتحليل الجزيئي ، والنمذجة ، والتقنيات المتقدمة ، يمكن للباحثين الحصول على فهم كامل للخصائص الريولوجية لـ HPMC وتحسين أدائها في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
وقت النشر: فبراير -29-2024