HPMC е полусинтетичен полимер, получен от целулоза. Благодарение на отличните си сгъстяващи, стабилизиращи и филмообразуващи свойства, той се използва широко в медицината, хранително-вкусовата, козметичната и други индустрии. Проучването на поведението му на вискозитет е от решаващо значение за оптимизиране на работата му в различни приложения.
1. Измерване на вискозитета:
Ротационен вискозиметър: Ротационният вискозиметър измерва въртящия момент, необходим за въртене на шпиндела с постоянна скорост, когато е потопен в проба. Чрез промяна на геометрията и скоростта на въртене на шпиндела може да се определи вискозитетът при различни скорости на срязване. Този метод дава възможност за характеризиране на вискозитета на HPMC при различни условия.
Капилярен вискозиметър: Капилярен вискозиметър измерва потока на течност през капилярна тръба под въздействието на гравитацията или налягането. HPMC разтворът се прокарва през капилярната тръба и вискозитетът се изчислява въз основа на скоростта на потока и спада на налягането. Този метод може да се използва за изследване на вискозитета на HPMC при по-ниски скорости на срязване.
2. Реологично измерване:
Динамична реометрия на срязване (DSR): DSR измерва реакцията на материала към динамична деформация на срязване. Пробите от HPMC бяха подложени на осцилиращо напрежение на срязване и получените деформации бяха измерени. Вискоеластичното поведение на HPMC разтворите може да се характеризира чрез анализиране на комплексния вискозитет (η*), както и модула за съхранение (G') и модула на загуба (G”).
Тестове за пълзене и възстановяване: Тези тестове включват подлагане на HPMC проби на постоянен стрес или напрежение за продължителен период от време (фазата на пълзене) и след това проследяване на последващото възстановяване след облекчаване на напрежението или напрежението. Поведението при пълзене и възстановяване дава представа за вискоеластични свойства на HPMC, включително неговите способности за деформация и възстановяване.
3. Изследвания на концентрация и температурна зависимост:
Сканиране на концентрация: Измерванията на вискозитета се извършват в диапазон от концентрации на HPMC, за да се изследва връзката между вискозитета и концентрацията на полимера. Това помага да се разбере ефективността на сгъстяване на полимера и неговото зависимо от концентрацията поведение.
Температурно сканиране: Измерванията на вискозитета се извършват при различни температури, за да се изследва ефектът на температурата върху вискозитета на HPMC. Разбирането на температурната зависимост е критично за приложения, при които НРМС изпитват температурни промени, като например фармацевтични формулировки.
4. Анализ на молекулното тегло:
Хроматография с изключване по размер (SEC): SEC разделя полимерните молекули въз основа на техния размер в разтвора. Чрез анализиране на профила на елуиране може да се определи разпределението на молекулното тегло на НРМС пробата. Разбирането на връзката между молекулното тегло и вискозитета е от решаващо значение за прогнозиране на реологичното поведение на HPMC.
5. Моделиране и симулация:
Теоретични модели: Различни теоретични модели, като модел на Carreau-Yasuda, модел на кръст или модел на степенния закон, могат да се използват за описание на поведението на вискозитета на HPMC при различни условия на срязване. Тези модели комбинират параметри като скорост на срязване, концентрация и молекулно тегло, за да предскажат точно вискозитета.
Изчислителни симулации: Симулациите на изчислителната динамика на флуидите (CFD) дават представа за поведението на потока на HPMC решения в сложни геометрии. Чрез числено решаване на управляващите уравнения на флуидния поток, CFD симулациите могат да предвидят разпределението на вискозитета и моделите на потока при различни условия.
6. In situ и in vitro изследвания:
Измервания на място: Техниките на място включват изучаване на промените във вискозитета в реално време в специфична среда или приложение. Например, във фармацевтичните състави, in situ измерванията могат да наблюдават промените във вискозитета по време на разпадане на таблетката или локално приложение на гел.
Тестване in vitro: Тестването in vitro симулира физиологични условия за оценка на поведението на вискозитета на състави, базирани на НРМС, предназначени за орално, очно или локално приложение. Тези тестове предоставят ценна информация за ефективността и стабилността на формулировката при съответните биологични условия.
7. Разширена технология:
Микрореология: Микрореологични техники, като например динамично разсейване на светлината (DLS) или микрореология с проследяване на частици (PTM), позволяват изследване на вискоеластични свойства на сложни течности в микроскопичен мащаб. Тези техники могат да предоставят представа за поведението на HPMC на молекулярно ниво, допълвайки макроскопските реологични измервания.
Спектроскопия с ядрено-магнитен резонанс (NMR): ЯМР спектроскопията може да се използва за изследване на молекулярната динамика и взаимодействията на HPMC в разтвор. Чрез наблюдение на химични отмествания и времена на релаксация, ЯМР предоставя ценна информация за конформационните промени на HPMC и взаимодействията полимер-разтворител, които влияят върху вискозитета.
Проучването на поведението на вискозитета на HPMC изисква мултидисциплинарен подход, включително експериментални техники, теоретично моделиране и усъвършенствани аналитични методи. Използвайки комбинация от вискозиметрия, реометрия, молекулярен анализ, моделиране и усъвършенствани техники, изследователите могат да придобият пълно разбиране на реологичните свойства на HPMC и да оптимизират работата му в различни приложения.
Време на публикуване: 29 февруари 2024 г