إيثرات السليلوز ، مثلميثيل سيلولوز (MC)وهيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز (HPMC)، والسليلوز الكربوكميثيل (CMC)تستخدم على نطاق واسع في التطبيقات المختلفة بما في ذلك الأدوية والبناء والصناعات الغذائية. تتمثل إحدى الخصائص الحرجة في إيثرات السليلوز في قدرتها على الاحتفاظ بالماء ، وهو أمر مهم لوظائفها في هذه التطبيقات. يضمن الاحتفاظ بالماء أن تبقى المادة في الشكل المطلوب ووظائفها بشكل فعال ، سواء في محلول سميك أو هلام أو كجزء من المصفوفة.
1.موضوعي
الغرض من اختبار الاحتفاظ بالماء هو تحديد كمية الماء يمكن أن يحمله الأثير السليلوز في ظل ظروف محددة. هذه الخاصية مهمة لأنها تؤثر على قابلية التشغيل والاستقرار وأداء المنتجات القائمة على الأثير السليلوز في بيئات مختلفة.
2.مبدأ
يتم تحديد الاحتفاظ بالماء عن طريق قياس وزن الماء الذي يحتفظ به الأثير السليلوز عند تعريضه لاختبار موحد. عادةً ما يتم تحضير مزيج من الأثير السليلوز بالماء ، ثم يتم قياس كمية المياه الحرة التي يتم ضغطها أو استنزافها من الخليط تحت الضغط. كلما ارتفع احتباس الماء ، زادت قدرة الأثير السليلوز على تحمل الرطوبة.
3.الأجهزة والمواد
عينة الاختبار:مسحوق الأثير السليلوز (على سبيل المثال ، MC ، HPMC ، CMC)
الماء (مقطر)- لإعداد الخليط
جهاز الاحتفاظ بالماء- خلية اختبار الاحتفاظ بالمياه القياسية (على سبيل المثال ، قمع مع شاشة شبكية أو جهاز ترشيح)
توازن- لقياس العينة والماء
ورق التصفية- للاحتفاظ بالعينة
أسطوانة متدرجة- لقياس كمية الماء
مصدر الضغط-للضغط على الماء الزائد (على سبيل المثال ، مكبس أو وزن محمّل بنابض)
مؤقت- لتتبع الوقت لقياس الاحتفاظ بالماء
ترموستات أو حاضنة- للحفاظ على درجة حرارة الاختبار (عادة في درجة حرارة الغرفة ، حوالي 20-25 درجة مئوية)
4.إجراء
تحضير العينة:
وزن كمية معروفة من مسحوق الأثير السليلوز (عادة 2 غرام) بدقة على التوازن.
امزج مسحوق الأثير السليلوز بكمية محددة من الماء المقطر (على سبيل المثال ، 100 مل) لإنشاء ملاط أو معجون. حرك الخليط بدقة لضمان تشتت موحدة وترطيب.
اسمح للخليط بالترطيب لمدة 30 دقيقة لضمان تورم كامل من الأثير السليلوز.
إعداد جهاز الاحتفاظ بالماء:
قم بإعداد جهاز الاحتفاظ بالمياه عن طريق وضع ورقة تصفية في وحدة الترشيح أو القمع.
صب الملاط الأثير السليلوز على ورق المرشح وتأكد من انتشاره بالتساوي.
قياس الاحتفاظ:
تطبق الضغط على العينة إما يدويًا أو باستخدام مطبعة محملة بنابض. يجب أن تكون كمية الضغط موحدة في جميع الاختبارات.
اسمح للنظام بالتصريف لمدة 5-10 دقائق ، سيتم خلالها فصل المياه الزائدة عن الملاط.
جمع المياه المصفاة في اسطوانة متدرجة.
حساب الاحتفاظ بالماء:
بعد اكتمال عملية الاستنزاف ، قم بوزن المياه التي تم جمعها لتحديد كمية المياه المفقودة.
احسب الاحتفاظ بالماء عن طريق طرح كمية المياه الحرة من الكمية الأولية من الماء المستخدمة في خليط العينة.
التكرار:
إجراء الاختبار في ثلاث نسخ لكل عينة الأثير السليلوز لضمان نتائج دقيقة وقابلة للتكرار. يتم استخدام متوسط قيمة الاحتفاظ بالماء للإبلاغ.
5.تفسير البيانات
عادة ما يتم التعبير عن نتيجة اختبار الاحتفاظ بالماء كنسبة مئوية من المياه التي تحتفظ بها عينة الأثير السليلوز. الصيغة لحساب الاحتفاظ بالماء هي:
تساعد هذه الصيغة في تقييم قدرة إيثرات السليلوز في ظل الظروف المحددة.
6.اختلافات الاختبار
تشمل بعض الاختلافات في اختبار الاحتفاظ بالماء الأساسي:
الاحتفاظ بالماء المعتمد على الوقت:في بعض الحالات ، يمكن قياس الاحتفاظ بالماء على فترات زمنية مختلفة (على سبيل المثال ، 5 ، 10 ، 15 دقيقة) لفهم حركية الاحتفاظ بالماء.
الاحتفاظ بحساسية درجة الحرارة:قد تظهر الاختبارات التي أجريت في درجات حرارة مختلفة كيف تؤثر درجة الحرارة على احتباس المياه ، خاصة بالنسبة للمواد الحساسة حرارياً.
7.العوامل التي تؤثر على الاحتفاظ بالماء
عدة عوامل يمكن أن تؤثر على الاحتفاظ بالماء من إيثرات السليلوز:
اللزوجة:إيثرات السليلوز مع اللزوجة العالية تميل إلى الاحتفاظ بمزيد من الماء.
الوزن الجزيئي:غالبًا ما يكون لإيثرات السليلوز الجزيئية ذات الوزن الجزيئي قدرة أفضل على الاحتفاظ بالمياه بسبب بنيةها الجزيئية الأكبر.
درجة الاستبدال:يمكن أن تؤثر التعديلات الكيميائية على إيثرات السليلوز (على سبيل المثال ، درجة المثيلة أو هيدروكسي بروبيل) بشكل كبير على خصائص الاحتفاظ بالمياه.
تركيز الأثير السليلوز في الخليط:تركيزات أعلى من الأثير السليلوز تؤدي عمومًا إلى الاحتفاظ بالمياه.
8.عينة الجدول: مثال نتائج
| نوع العينة | الماء الأولي (مل) | المياه المجمعة (مل) | الاحتفاظ بالماء (٪) |
| ميثيل سيلولوز (MC) | 100 | 70 | 30 ٪ |
| هيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز (HPMC) | 100 | 65 | 35 ٪ |
| السليلوز الكربوكميثيل (CMC) | 100 | 55 | 45 ٪ |
| لزوجة عالية MC | 100 | 60 | 40 ٪ |
في هذا المثال ، تُظهر قيم الاحتفاظ بالمياه أن عينة السليلوز الكربوكسي ميثيل (CMC) لديها أعلى الاحتفاظ بالمياه ، في حين أن الميثيل سيلولوز (MC) لديه أدنى احتباس.
يعد اختبار الاحتفاظ بالمياه لإيثرات السليلوز وسيلة أساسية لمراقبة الجودة لقياس قدرة هذه المواد على الاحتفاظ بالماء. تساعد النتائج في تحديد مدى ملاءمة الأثير السليولوز لتطبيقات محددة ، كما هو الحال في المستحضرات التي يكون فيها التحكم في الرطوبة أمرًا بالغ الأهمية. من خلال توحيد إجراء الاختبار ، يمكن للمصنعين ضمان أداء ثابت لمنتجات الأثير السليلوز وتوفير بيانات مفيدة لتطوير المنتج.
وقت النشر: فبراير -19-2025