Как вискозитетът на HPMC воден разтвор се променя с концентрация?

Хидроксипропил метилцелулозата (HPMC) е модифициран целулозен етер, широко използван във фармацевтични препарати, хранителни добавки, строителни материали, козметика и други области. HPMC има свойства за сгъстяване, образуване на филм, адхезия и други свойства. Връзката между вискозитета и концентрацията на неговия воден разтвор е от голямо значение за различни приложения.

Вискозитетни характеристики на HPMC воден разтвор

Основни характеристики
HPMC образува прозрачен или полупрозрачен вискозен разтвор след разтваряне във вода. Неговият вискозитет се влияе не само от концентрацията на HPMC, но и от фактори като молекулно тегло, тип заместител и температура на разтвора.

Молекулно тегло: Колкото по-голямо е молекулното тегло на HPMC, толкова по-висок е вискозитетът на разтвора. Това е така, защото макромолекулите образуват по-сложна заплетена структура в разтвора, което увеличава триенето между молекулите.
Тип заместител: Съотношението на метокси и хидроксипропокси заместителите влияе върху разтворимостта и вискозитета на HPMC. Обикновено, когато съдържанието на метокси е по-високо, разтворимостта на HPMC е по-добра и вискозитетът на разтвора също е по-висок.

Връзка между концентрация и вискозитет

Етап на разреден разтвор:
Когато концентрацията на HPMC е ниска, взаимодействието между молекулите е слабо и разтворът проявява свойства на Нютонова течност, тоест вискозитетът е основно независим от скоростта на срязване.
На този етап вискозитетът на разтвора нараства линейно с увеличаване на концентрацията. Тази линейна връзка може да се изрази с просто уравнение за вискозитет:

От данните може да се види, че вискозитетът на водния разтвор на HPMC нараства експоненциално с увеличаването на концентрацията. Този растеж ще се появи на графиката като стръмно нарастваща крива, особено в области с висока концентрация.

Влияещи фактори
Ефект на температурата
Температурата има значителен ефект върху вискозитета на HPMC разтвора. Най-общо казано, повишаването на температурата намалява вискозитета на разтвора. Това е така, защото повишената температура причинява повишено молекулярно движение и отслабва взаимодействието между молекулярните вериги, като по този начин намалява вискозитета.

Ефект на скоростта на срязване
За HPMC разтвори с висока концентрация, вискозитетът също се влияе от скоростта на срязване. При високи скорости на срязване ориентацията на молекулните вериги става по-последователна и вътрешното триене се намалява, което води до по-нисък привиден вискозитет на разтвора. Това явление се нарича изтъняване при срязване.

Приложения
Във фармацевтичните препарати HPMC обикновено се използва в покрития на таблетки, дозирани форми с продължително освобождаване и сгъстители. Разбирането как вискозитетът на водните разтвори на HPMC се променя с концентрацията е от решаващо значение за проектирането на подходящи лекарствени формулировки. Например, при покритието на таблетката, подходяща концентрация на HPMC може да гарантира, че покриващата течност има достатъчен вискозитет, за да покрие повърхността на таблетката, като същевременно не е твърде висока, за да бъде трудна за работа.

В хранително-вкусовата промишленост HPMC се използва като сгъстител и стабилизатор. Разбирането на връзката между концентрацията и вискозитета може да помогне за определяне на оптималната концентрация, за да се гарантира вкусът и текстурата на храната.

Вискозитетът на водния разтвор на HPMC има значителна положителна корелация с концентрацията. Той показва линейно увеличение в етапа на разредения разтвор и експоненциално увеличение при висока концентрация. Тази характеристика на вискозитета е от решаващо значение в различни промишлени приложения и разбирането и контролирането на промените във вискозитета на HPMC е от голямо значение за оптимизиране на процеса и подобряване на качеството на продукта.