Характарыстыка глейкасці гідраксіпропил метилцеллюлозу (HPMC) водны раствор водны

Гідраксіпропил метилцеллюлоза (HPMC)гэта шырока выкарыстоўваецца вадараспушчальны палімер з рознымі прыкладаннямі, асабліва ў фармацэўтычных прэпаратах, прадуктах харчавання і касметычных вырабах. Яго здольнасць да фарміравання тоўстых гель-падобных раствораў пры змешванні з вадой робіць яго універсальным інгрэдыентам. Глейкасць рашэнняў Kimacell®HPMC гуляе вырашальную ролю ў вызначэнні іх прадукцыйнасці ў розных складах. Разуменне характарыстык глейкасці водных раствораў HPMC мае важнае значэнне для аптымізацыі іх выкарыстання ў розных галінах.

1. Уводзіны ў гидроксипропил метилцеллюлозу (HPMC)

Гідраксіпропил метилцеллюлоза-гэта паўсінтэтычная вытворная цэлюлозы. Ён выпрацоўваецца заменай цэлюлозы гідраксіпрапілавымі групамі і метылавымі групамі. Суадносіны гэтых замены могуць мяняцца, што прывядзе да розных гатункаў HPMC з выразнымі характарыстыкамі, уключаючы глейкасць. Тыповая структура HPMC складаецца з асновы цэлюлозы з гідраксіпрапілавымі і метыльнымі групамі, прымацаванымі да блокаў глюкозы.

HPMC выкарыстоўваецца ў розных галінах з -за яго біялагічнай сумяшчальнасці, здольнасці да фарміравання геляў і прастаты растваральнасці ў вадзе. У водных растворах HPMC паводзіць сябе як неіённы, растваральны ў вадзе палімер, які значна ўплывае на рэалагічныя ўласцівасці раствора, асабліва глейкасць.

2. Характарыстыка глейкасці рашэнняў HPMC

На глейкасць раствораў HPMC ўплывае на некалькі фактараў, у тым ліку канцэнтрацыю HPMC, малекулярную масу палімера, тэмпературу і наяўнасць соляў і іншых растваральнікаў. Ніжэй прыведзены асноўныя фактары, якія рэгулююць характарыстыкі глейкасці HPMC у водных растворах:

Канцэнтрацыя HPMC: Глейкасць павялічваецца па меры павелічэння канцэнтрацыі HPMC. Пры больш высокіх канцэнтрацыях малекулы HPMC больш значна ўзаемадзейнічаюць паміж сабой, што прыводзіць да большай устойлівасці да патоку.

Малекулярная маса HPMC: Глейкасць раствораў HPMC моцна карэлюецца з малекулярнай масай палімера. Больш высокія малекулярныя масы HPMC, як правіла, вырабляюць больш глейкія растворы. Гэта таму, што вялікія палімерныя малекулы ствараюць больш значную ўстойлівасць да патоку з -за павелічэння заблытанасці і трэння.

Тэмпература: Звычайна глейкасць памяншаецца па меры павелічэння тэмпературы. Гэта таму, што больш высокія тэмпературы прыводзяць да зніжэння міжмалекулярных сіл паміж малекуламі HPMC, што зніжае іх здольнасць супрацьстаяць патоку.

Хуткасць зруху: Глейкасць раствораў HPMC залежыць ад хуткасці зруху, асабліва ў неньютонаўскіх вадкасцях, што характэрна для палімерных раствораў. Пры нізкіх хуткасцях зруху, рашэнні HPMC выяўляюць высокую глейкасць, у той час як пры высокіх хуткасцях зруху глейкасць памяншаецца з -за паводзін зрэзу.

Уплыў іённай сілы: Наяўнасць электралітаў (напрыклад, соляў) у растворы можа змяніць глейкасць. Некаторыя солі могуць прайсці адштурхвае сілы паміж палімернымі ланцужкамі, у выніку чаго яны аб'ядналіся і прыводзяць да зніжэння глейкасці.

3. Глейкасць супраць канцэнтрацыі: эксперыментальныя назіранні

Агульная тэндэнцыя, якая назіраецца ў эксперыментах, заключаецца ў тым, што глейкасць водных раствораў HPMC павялічваецца ў геаметрычнай прагрэсіі з павелічэннем канцэнтрацыі палімера. Сувязь паміж глейкасцю і канцэнтрацыяй можа быць апісана наступным эмпірычным раўнаннем, якое часта выкарыстоўваецца для канцэнтраваных палімерных раствораў:

η = ACN \ eta = AC^nη = ACN

Дзе:

η \ etaη - гэта глейкасць

CCC - гэта канцэнтрацыя HPMC

AAA і NNN - эмпірычныя канстанты, якія залежаць ад пэўнага тыпу HPMC і ўмоў раствора.

Для меншых канцэнтрацый сувязь лінейная, але па меры павелічэння канцэнтрацыі глейкасць крута павышаецца, што адлюстроўвае ўзмацненне ўзаемадзеяння паміж палімернымі ланцужкамі.

4. Глейкасць супраць малекулярнай масы

Малекулярная маса Kimacell®HPMC гуляе вырашальную ролю ў яго характарыстыках глейкасці. Палімеры з больш высокай малекулярнай масай HPMC, як правіла, утвараюць больш глейкія растворы пры больш нізкіх канцэнтрацыях у параўнанні з меншымі малекулярнымі маркамі. Глейкасць раствораў, вырабленых з HPMC з высокай малекулярнай вагой, можа быць да некалькіх парадкаў вышэй, чым у растворах, вырабленых з HPMC з нізкай малекулярнай вагой.

Напрыклад, раствор HPMC з малекулярнай масай 100 000 DA будзе праяўляць больш высокую глейкасць, чым адзін з малекулярнай масай 50 000 DA пры той жа канцэнтрацыі.

5. Эфект тэмпературы на глейкасць

Тэмпература аказвае значны ўплыў на глейкасць раствораў HPMC. Павелічэнне тэмпературы прыводзіць да зніжэння глейкасці раствора. У першую чаргу гэта звязана з цеплавым рухам палімерных ланцугоў, што прымушае іх больш свабодна перамяшчацца, зніжаючы іх устойлівасць да патоку. Уплыў тэмпературы на глейкасць часта колькасна ацэньваецца пры дапамозе раўнання тыпу Аррэнія:

η (t) = η0eeart \ eta (t) = \ eta_0 e^{\ frac {e_a} {rt}} η (t) = η0 erterea

Дзе:

η (t) \ eta (t) η (t) - глейкасць пры тэмпературы TTT

η0 \ eta_0η0-гэта перадэкспанентны каэфіцыент (глейкасць пры бясконцай тэмпературы)

EAE_AEA - гэта энергія актывацыі

Rrr - гэта канстанта газу

TTT - гэта абсалютная тэмпература

6. Рэалагічнае паводзіны

Рэалогія водных раствораў HPMC часта характарызуецца як не-інтонаўская, гэта значыць, глейкасць раствора не з'яўляецца пастаяннай, але вар'іруецца ў залежнасці ад хуткасці зруху. Пры нізкіх хуткасцях зруху, рашэнні HPMC выяўляюць адносна высокую глейкасць з -за заблытанасці палімерных ланцугоў. Аднак па меры павелічэння хуткасці зруху глейкасць памяншаецца - з'ява, вядомая як станчэнне зруху.

Такое паводзін з разрэзу зрухам характэрна для многіх палімерных раствораў, у тым ліку HPMC. Залежнасць хуткасці зруху глейкасці можна апісаць з дапамогай мадэлі харчавання:

η (γ˙) = kγ˙n-1 \ eta (\ dot {\ gamma}) = k \ dot {\ gamma}^{n-1} η (γ˙) = kγ˙ n-1

Дзе:

γ˙ \ dot {\ gamma} γ˙ - хуткасць зруху

KKK - гэта індэкс узгодненасці

NNN - гэта індэкс паводзін патоку (з n <1n <1n <1 для разрэджвання зруху)

7. Глейкасць рашэнняў HPMC: зводная табліца

Ніжэй прыведзена табліца, якая абагульняе характарыстыкі глейкасці водных раствораў HPMC пры розных умовах:

Характарыстыкі глейкасціHPMCВодныя растворы ўплываюць на некалькі фактараў, уключаючы канцэнтрацыю, малекулярную масу, тэмпературу і хуткасць зруху. HPMC - гэта вельмі універсальны матэрыял, і яго рэалагічныя ўласцівасці могуць быць адаптаваны да канкрэтных прыкладанняў шляхам карэкціроўкі гэтых параметраў. Разуменне гэтых фактараў дазваляе аптымальна выкарыстоўваць Kimacell®HPMC у розных галінах, ад фармацэўтычных прэпаратаў да прадуктаў харчавання і касметыкі. Маніпулюючы ўмовамі, у якіх раствараецца HPMC, вытворцы могуць дасягнуць патрэбнай глейкасці і ўласцівасцей патоку для сваіх канкрэтных патрэбаў.