Hidroksipropil metilselüloz (HPMC) əczaçılıq, qida, örtüklər, tikinti materialları və digər sahələrdə geniş istifadə olunan mühüm suda həll olunan polimerdir. HPMC-nin məhlulun özlülüyü onun performansına və tətbiqinə təsir edən əsas amildir və temperatur HPMC sulu məhlulunun özlülüyünə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
1. HPMC məhlulunun özlülük xüsusiyyətləri
HPMC termal olaraq geri çevrilən həlledici xüsusiyyətlərə malik polimer materialdır. HPMC suda həll edildikdə, əmələ gələn sulu məhlul qeyri-Nyuton maye xüsusiyyətlərini nümayiş etdirir, yəni məhlulun özlülüyü kəsilmə sürətinin dəyişməsi ilə dəyişir. Normal temperaturda HPMC məhlulları adətən psevdoplastik mayelər kimi davranırlar, yəni aşağı kəsmə sürətlərində daha yüksək özlülüklərə malikdirlər və kəsilmə sürəti artdıqca özlülük azalır.
2. Temperaturun HPMC məhlulunun özlülüyünə təsiri
Temperatur dəyişiklikləri HPMC sulu məhlullarının özlülüyünə iki əsas təsir mexanizminə malikdir: molekulyar zəncirlərin artan istilik hərəkəti və məhlulların qarşılıqlı təsirindəki dəyişikliklər.
(1) Molekulyar zəncirlərin istilik hərəkəti artır
Temperatur artdıqda, HPMC molekulyar zəncirinin istilik hərəkəti artır, bu da molekullar arasında hidrogen bağlarının və van der Waals qüvvələrinin zəifləməsinə və məhlulun axıcılığının artmasına səbəb olur. Molekulyar zəncirlər arasında dolaşıqlığın və fiziki çarpaz əlaqənin azalması səbəbindən məhlulun özlülüyü azalır. Buna görə də, HPMC sulu məhlulları yüksək temperaturda daha aşağı özlülük nümayiş etdirir.
(2) Həllin qarşılıqlı təsirindəki dəyişikliklər
Temperatur dəyişiklikləri HPMC molekullarının suda həll olmasına təsir göstərə bilər. HPMC termogelləşdirici xüsusiyyətlərə malik polimerdir və onun suda həlli temperaturla əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Aşağı temperaturda HPMC molekulyar zəncirindəki hidrofilik qruplar su molekulları ilə sabit hidrogen bağları əmələ gətirir və bununla da yaxşı həllolma və yüksək özlülük saxlayır. Bununla belə, temperatur müəyyən bir səviyyəyə qalxdıqda, HPMC molekulyar zəncirləri arasında hidrofobik qarşılıqlı təsir güclənir və məhlulda üçölçülü şəbəkə quruluşunun və ya jelləşmənin yaranmasına səbəb olur, müəyyən şərtlərdə məhlulun özlülüyünün qəfil artmasına səbəb olur. Bu fenomen "termal gel" fenomeni adlanır.
3. HPMC məhlulunun özlülüyündə temperaturun eksperimental müşahidəsi
Eksperimental tədqiqatlar göstərdi ki, ənənəvi temperatur diapazonunda (məsələn, 20°C-dən 40°C-dək) HPMC sulu məhlullarının özlülüyü temperaturun artması ilə tədricən azalır. Çünki yüksək temperatur molekulyar zəncirlərin kinetik enerjisini artırır və molekullararası qarşılıqlı təsirləri azaldır və bununla da məhlulun daxili sürtünməsini azaldır. Bununla belə, temperatur HPMC-nin termal gel nöqtəsinə qədər artmağa davam etdikdə (adətən 60°C ilə 90°C arasında, əvəzlənmə dərəcəsindən və HPMC-nin molekulyar çəkisindən asılı olaraq), məhlulun özlülüyü qəfil artır. Bu fenomenin baş verməsi HPMC molekulyar zəncirlərinin qarşılıqlı dolaşıqlığı və yığılması ilə əlaqədardır.
4. Temperatur və HPMC struktur parametrləri arasında əlaqə
HPMC-nin məhlulun özlülüyü təkcə temperaturdan təsirlənmir, həm də onun molekulyar quruluşu ilə sıx bağlıdır. Məsələn, HPMC-nin əvəzetmə dərəcəsi (yəni, hidroksipropil və metil əvəzedicilərinin tərkibi) və molekulyar çəkisi onun termal gel davranışına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Əvəzetmə dərəcəsi yüksək olan HPMC daha çox hidrofilik qrupları sayəsində daha geniş temperatur diapazonunda daha aşağı özlülüyünü saxlayır, aşağı əvəzetmə dərəcəsi olan HPMC isə daha çox termal gel əmələ gətirir. Bundan əlavə, daha yüksək molekulyar çəkiyə malik HPMC məhlullarının yüksək temperaturda özlülüyünün artması ehtimalı daha yüksəkdir.
5. Sənaye və Praktik Tətbiq Mülahizələri
Praktik tətbiqlərdə, müvafiq HPMC sortları xüsusi temperatur şəraitinə uyğun olaraq seçilməlidir. Məsələn, yüksək temperaturlu mühitlərdə termal gelləşmənin qarşısını almaq üçün daha yüksək temperatur müqavimətinə malik HPMC seçilməlidir. Aşağı temperatur şəraitində HPMC-nin həllolma qabiliyyəti və özlülük sabitliyi nəzərə alınmalıdır.
Temperaturun HPMC sulu məhlulunun özlülüyünə təsiri mühüm praktiki əhəmiyyətə malikdir. Əczaçılıq sahəsində HPMC tez-tez əczaçılıq preparatları üçün davamlı buraxılan material kimi istifadə olunur və onun özlülük xüsusiyyətləri dərmanın buraxılma sürətinə birbaşa təsir göstərir. Qida sənayesində HPMC məhsulların teksturasını və dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur və onun məhlulun özlülüyünün temperaturdan asılılığı emal temperaturuna uyğun olaraq tənzimlənməlidir. Tikinti materiallarında HPMC qatılaşdırıcı və su saxlayan vasitə kimi istifadə olunur və onun özlülük xüsusiyyətləri tikinti işinə və materialın möhkəmliyinə təsir göstərir.
Temperaturun HPMC sulu məhlulunun özlülüyünə təsiri molekulyar zəncirinin istilik hərəkətini, məhlulun qarşılıqlı təsirini və polimerin struktur xüsusiyyətlərini əhatə edən mürəkkəb bir prosesdir. Ümumiyyətlə, HPMC sulu məhlullarının özlülüyü temperaturun artması ilə ümumiyyətlə azalır, lakin müəyyən temperatur diapazonlarında termal gelləşmə baş verə bilər. Bu xarakteristikanın başa düşülməsi HPMC-nin praktik tətbiqi və prosesin optimallaşdırılması üçün mühüm istiqamətləndirici əhəmiyyətə malikdir.
Göndərmə vaxtı: 10 iyul 2024-cü il