Hydroxypropil metilcellülozunun (HPMC) sulu həlli üçün özlülük xüsusiyyətləri

Hydroxypropyl metilcellüloz (HPMC)Müxtəlif tətbiqetmələr, xüsusən əczaçılıq, qida və kosmetik məhsullar olan geniş istifadə olunan su həll edən bir polimerdir. Su ilə qarışdırıldıqda qalın, gel kimi həllər yaratmaq qabiliyyəti onu çox yönlü bir tərkib halına gətirir. Kimacell®HPMC həllərinin özlülük, müxtəlif formullarda performanslarının müəyyənləşdirilməsində həlledici rol oynayır. HPMC sulu həllərinin viskozitehlik xüsusiyyətlərini başa düşmək, müxtəlif sahələrdə istifadəsini optimallaşdırmaq üçün vacibdir.

1. Hydroxypropil metilcellülozuna giriş (HPMC)

Hydroxypropyl metilcellülozu selülozun yarı sintetik törəməsidir. Hidroxypropil qrupları və metil qrupları ilə selülozun dəyişdirilməsi ilə istehsal olunur. Bu əvəzedicilərin nisbəti fərqli xüsusiyyətləri olan HPMC-nin fərqli siniflərinə, o cümlədən özlülük dərəcəsinə sahib ola bilər. HPMC-nin tipik quruluşu, şlyoz bölmələrinə bağlanmış hidroksipropil və metil qrupları olan bir selüloz onurğasından ibarətdir.

HPMC, biokompatikliyi, jellər yaratmaq və suda həll etmək qabiliyyəti səbəbiylə müxtəlif sahələrdə istifadə olunur. Sulu həllərdə, HPMC, həllin, xüsusən də özünəməxsusluğunun revoloji xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən ion, suda həll olunan bir polimer kimi davranır.

2. HPMC həllərinin özlülük xüsusiyyətləri

HPMC həllərinin viskozitesi, hpmc konsentrasiyası, polimerin molekulyar çəkisinin, temperaturun və duzların və ya digər həlllərin hüzurunda bir neçə amildən təsirlənir. Aşağıda HPMC-nin özlülük xüsusiyyətlərini sulu həllərdə idarə edən əsas amillər:

HPMC konsentrasiyası: HPMC-nin konsentrasiyası artdıqca özlülük artır. Daha yüksək konsentrasiyalarda, HPMC molekulları bir-biri ilə daha əhəmiyyətli dərəcədə qarşılıqlı əlaqə qururlar, axın üçün daha yüksək müqavimətə aparırlar.

HPMC-nin molekulyar çəkisi: HPMC həllərinin viskozitesi, polimerin molekulyar çəkisi ilə ciddi şəkildə əlaqələndirilir. Yüksək molekulyar çəki HPMC sinifləri daha çox viskoz həllər istehsal etməyə meyllidir. Bunun səbəbi, daha böyük polimer molekullarının artan əlaqələri və sürtünməsi səbəbindən axmağa daha çox müqavimət göstərməsidir.

Temperatur: Viskozity temperaturun artdıqca adətən azalır. Bunun səbəbi, daha yüksək temperatur, HPMC molekulları arasındakı intermolekulyar qüvvələrin azaldılması ilə nəticələnməsi və bununla da axmağa müqavimət qabiliyyətlərini azaltmaqla nəticələnir.

Qalxma dərəcəsi: HPMC həllərinin viskozitesi, xüsusən polimer həlli olan nyuton olmayan mayelərdə kəsilmədən asılıdır. Aşağı kəsmə dərəcələrində, HPMC Solutions yüksək özlülük nümayiş etdirir, yüksək qayçı nisbətlərində isə incə davranış səbəbindən özlülük azalır.

İon gücünün təsiri: Həlldəki elektrolitlərin (duzlar kimi) varlığı özlülük dəyişdirə bilər. Bəzi duzlar polimer zəncirləri arasındakı itələyici qüvvələri ekranı əldə edə bilər, onları məcmuləşdirməyə və özlülükdə azalma ilə nəticələnə bilər.

3. Viskozluğuna qarşı konsentrasiya: eksperimental müşahidələr

Təcrübələrdə müşahidə olunan ümumi bir tendensiya, HPMC-nin sulu həllərinin viskozitesi, daha çox polimer konsentrasiyası ilə eksponent olaraq artır. Özlülük və konsentrasiya arasındakı əlaqələr, çox vaxt konsentratlaşdırılmış polimer həlləri üçün istifadə olunan aşağıdakı empirik tənliklə təsvir edilə bilər:

η = acn \ eta = ac ^ nη = acn

Harada:

η \ etaη özlülükdür

CCC HPMC-nin konsentrasiyasıdır

AAA və NNN, HPMC-nin konkret növündən və həll şərtlərindən asılı olan empirik sabitlərdir.

Aşağı konsentrasiyalar üçün münasibət xəttidir, ancaq konsentrasiyanı artırdıqca, özlülük polimer zəncirləri arasında artan qarşılıqlı əlaqəni əks etdirən, dik bir şəkildə yüksəlir.

4. Viskozite vs. molekulyar çəki

Kimacell®HPMC-nin molekulyar çəkisi özünəməxsus xüsusiyyətlərində həlledici rol oynayır. Daha yüksək molekulyar çəki HPMC polimerləri aşağı molekulyar çəki dərəcələri ilə müqayisədə daha aşağı konsentrasiyalarda daha çox viskoz həllər meydana gətirməyə meyllidirlər. Yüksək molekulyar çəkidən HPMC-dən edilən həllərin viskozitesi, aşağı molekulyar-çəki HPMC-dən edilən həllərdən daha yüksək miqyaslı bir sıra ola bilər.

Məsələn, 100.000 da molekulyar çəkisi olan HPMC-nin həlli, eyni konsentrasiyada 50.000 da bir molekulyar çəkisi olan birindən daha yüksək özlülük nümayiş etdirəcəkdir.

5. Viskozitesiyaya temperatur effekti

Temperatur, HPMC həllərinin viskozitesi üzərində əhəmiyyətli təsir göstərir. Temperaturun artması həllin özlülük səviyyəsinin azalmasına səbəb olur. Bu, ilk növbədə polimer zəncirlərinin istilik hərəkəti ilə əlaqədardır ki, bu da onların axmağa müqavimətini azaltmağa səbəb olan daha sərbəst hərəkət etməlidir. Temperaturun viskozitasiyaya təsiri tez-tez bir arrenius tipli tənlik istifadə edərək miqdarda olur:

η (t) = η0EEART \ eta (t) = \ eta_0 e ^ {\ frak {e_a} {rt}} η (t) = η0 ertea

Harada:

η (t) \ eta (t) η (t) ttt temperaturun viskozitesi

η0 \ eta_0η0 əvvəlcədən eksponent amildir (sonsuz temperaturda özlülük)

EAE_AEA aktivləşdirmə enerjisidir

RRR qaz sabitdir

Ttt mütləq temperaturdur

6. Reoloji davranış

HPMC sulu həllərinin revologiyası tez-tez nyutonian olmayan kimi təsvir olunur, yəni məhlulun viskozitesi daimi deyil, lakin tətbiq olunan kəsmə dərəcəsi ilə dəyişir. Aşağı qayçı nisbətlərində, HPMC Solutions, polimer zəncirlərinin bağlanması səbəbindən nisbətən yüksək bir viskozity nümayiş etdirir. Bununla birlikdə, kəsmə dərəcəsi artdıqca, viskozitasiya azalır - shear incə kimi tanınan bir fenomen.

Bu kəsmə incə davranışı HPMC daxil olmaqla bir çox polimer həlli üçün tipikdir. Qayçı məzənnəsinin qiymətləndirmə asılılığının gücləndirilməsi güc-qanun modelindən istifadə etməklə təsvir edilə bilər:

η (γ˙) = Kγ˙N-1 \ eta (\ nöqtə {\ gamma}) = K \ nöqtə {\ gamma} ^ {n-1} η (γ˙) = Kγ˙ n-1

Harada:

γ˙ \ nöqtə {\ qamma} γ˙ qırxma dərəcəsidir

KKK ardıcıllıq indeksidir

NNN axın davranışı indeksidir (shear incə üçün n <1n <1n <1 ilə)

7. HPMC həllərinin viskozitesi: Xülasə masa

Aşağıda müxtəlif şərtlər altında HPMC sulu həllərinin özlülük xüsusiyyətlərini ümumiləşdirən bir cədvəl var:

Özünəməxsus xüsusiyyətləriHpmcSulu həllər bir neçə amil, o cümlədən konsentrasiya, molekulyar çəki, temperatur və kəsmə dərəcəsi ilə təsirlənir. HPMC yüksək çox yönlü bir materialdır və bu parametrləri tənzimləməklə xüsusi tətbiqlər üçün reaksiya xüsusiyyətləri ilə uyğunlaşdırıla bilər. Bu amilləri başa düşmək, Kimacell®HPMC-nin müxtəlif sahələrdə, dərman və kosmetika-a qədər müxtəlif sahələrdə optimal istifadəyə imkan verir. HPMC-nin həll olunduğu şərtləri manipulyasiya etməklə, istehsalçılar öz xüsusi ehtiyacları üçün istədiyiniz özlülük və axın xüsusiyyətlərinə nail ola bilərlər.