Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ) - гэта важны водарастваральны палімер, які шырока выкарыстоўваецца ў фармацэўтыцы, харчовых прадуктах, пакрыццях, будаўнічых матэрыялах і іншых галінах. Глейкасць раствора ГПМЦ з'яўляецца ключавым фактарам, які ўплывае на яго прадукцыйнасць і прымяненне, а тэмпература аказвае істотны ўплыў на глейкасць воднага раствора ГПМЦ.
1. Характарыстыкі вязкасці раствора ГПМЦ
HPMC - гэта палімерны матэрыял з тэрмічнаму зварачальным уласцівасцямі растварэння. Калі ГПМЦ раствараецца ў вадзе, утвораны водны раствор мае неньютоновские характарыстыкі вадкасці, гэта значыць глейкасць раствора змяняецца са зменамі хуткасці зруху. Пры нармальнай тэмпературы растворы HPMC звычайна паводзяць сябе як псеўдапластычныя вадкасці, гэта значыць яны маюць больш высокую глейкасць пры нізкіх хуткасцях зруху, і глейкасць памяншаецца па меры павелічэння хуткасці зруху.
2. Уплыў тэмпературы на вязкасць раствора ГПМЦ
Змены тэмпературы маюць два асноўныя механізмы ўздзеяння на глейкасць водных раствораў ГПМЦ: узмацненне цеплавога руху малекулярных ланцугоў і змены ва ўзаемадзеянні раствораў.
(1) Цеплавой рух малекулярных ланцугоў павялічваецца
Калі тэмпература павялічваецца, цеплавой рух малекулярнага ланцуга HPMC павялічваецца, што прыводзіць да аслаблення вадародных сувязей і сіл Ван-дэр-Ваальса паміж малекуламі і павелічэння цякучасці раствора. Глейкасць раствора памяншаецца з-за памяншэння зблытвання і фізічнага сшывання малекулярных ланцугоў. Такім чынам, водныя растворы HPMC дэманструюць меншую глейкасць пры больш высокіх тэмпературах.
(2) Змены ва ўзаемадзеянні раствора
Змены тэмпературы могуць паўплываць на растваральнасць малекул HPMC ў вадзе. HPMC - гэта палімер з термогелевыми ўласцівасцямі, і яго растваральнасць у вадзе значна змяняецца з тэмпературай. Пры больш нізкіх тэмпературах гідрафільныя групы ў малекулярным ланцугу HPMC утвараюць стабільныя вадародныя сувязі з малекуламі вады, падтрымліваючы такім чынам добрую растваральнасць і высокую глейкасць. Аднак, калі тэмпература падымаецца да пэўнага ўзроўню, гідрафобнае ўзаемадзеянне паміж малекулярнымі ланцужкамі НРМС узмацняецца, што прыводзіць да ўтварэння трохмернай сеткавай структуры або гелеўтварэння ў растворы, у выніку чаго глейкасць раствора раптоўна павялічваецца пры пэўных умовах. Гэта з'ява называецца феноменам "цеплавога геля".
3. Эксперыментальнае назіранне тэмпературы за глейкасцю раствора ГПМЦ
Эксперыментальныя даследаванні паказалі, што ў звычайным дыяпазоне тэмператур (напрыклад, ад 20°C да 40°C) глейкасць водных раствораў ГПМЦ паступова зніжаецца з павышэннем тэмпературы. Гэта таму, што больш высокія тэмпературы павялічваюць кінэтычную энергію малекулярных ланцугоў і памяншаюць міжмалекулярныя ўзаемадзеянні, тым самым памяншаючы ўнутранае трэнне раствора. Аднак, калі тэмпература працягвае павышацца да кропкі тэрмічнага геля ГПМЦ (звычайна ад 60°C да 90°C, у залежнасці ад ступені замяшчэння і малекулярнай масы ГПМЦ), глейкасць раствора раптоўна павялічваецца. Узнікненне гэтай з'явы звязана з узаемным перапляценнем і агрэгацыяй малекулярных ланцужкоў ГПМЦ.
4. Сувязь паміж тэмпературай і структурнымі параметрамі ГПМЦ
Глейкасць раствора ГПМЦ не толькі залежыць ад тэмпературы, але і цесна звязана з яго малекулярнай структурай. Напрыклад, ступень замяшчэння (г.зн. утрыманне гидроксипропильных і метыльных замяшчальнікаў) і малекулярная маса HPMC аказваюць значны ўплыў на паводзіны яго тэрмічнага геля. ГПМЦ з высокай ступенню замяшчэння захоўвае больш нізкую глейкасць у больш шырокім дыяпазоне тэмператур з-за больш гідрафільных груп, у той час як ГПМЦ з нізкай ступенню замяшчэння часцей утварае тэрмічныя гелі. Акрамя таго, растворы HPMC з больш высокай малекулярнай масай часцей павялічваюць глейкасць пры высокіх тэмпературах.
5. Меркаванні прамысловага і практычнага прымянення
У практычным прымяненні адпаведныя разнавіднасці HPMC неабходна выбіраць у адпаведнасці з пэўнымі тэмпературнымі ўмовамі. Напрыклад, у асяроддзі з высокай тэмпературай неабходна выбіраць HPMC з больш высокай тэмпературнай устойлівасцю, каб пазбегнуць цеплавога гелеўтварэння. Ва ўмовах нізкіх тэмператур неабходна ўлічваць растваральнасць і стабільнасць глейкасці HPMC.
Уплыў тэмпературы на глейкасць воднага раствора ГПМЦ мае важнае практычнае значэнне. У фармацэўтычнай галіне HPMC часта выкарыстоўваецца ў якасці матэрыялу з працяглым вызваленнем для фармацэўтычных прэпаратаў, і яго характарыстыкі глейкасці непасрэдна ўплываюць на хуткасць вызвалення лекаў. У харчовай прамысловасці HPMC выкарыстоўваецца для паляпшэння тэкстуры і стабільнасці прадуктаў, і тэмпературная залежнасць глейкасці яго раствора павінна быць адрэгулявана ў залежнасці ад тэмпературы апрацоўкі. У будаўнічых матэрыялах HPMC выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка і ўтрымліваючага ваду агента, і яго характарыстыкі глейкасці ўплываюць на характарыстыкі канструкцыі і трываласць матэрыялу.
Уплыў тэмпературы на глейкасць воднага раствора ГПМЦ - гэта складаны працэс, які ўключае цеплавы рух малекулярнага ланцуга, узаемадзеянне раствора і структурныя ўласцівасці палімера. У цэлым глейкасць водных раствораў ГПМЦ звычайна зніжаецца з павышэннем тэмпературы, але ў пэўных дыяпазонах тэмператур можа адбыцца тэрмічнае гелеўтварэнне. Разуменне гэтай характарыстыкі мае важнае значэнне для практычнага прымянення і аптымізацыі працэсаў HPMC.
Час публікацыі: 10 ліпеня 2024 г