Nodweddion gludedd hydoddiant dyfrllyd hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)yn bolymer sy'n hydoddi mewn dŵr a ddefnyddir yn helaeth gydag amrywiaeth o gymwysiadau, yn enwedig mewn fferyllol, bwyd a chynhyrchion cosmetig. Mae ei allu i ffurfio toddiannau trwchus, tebyg i gel, wrth eu cymysgu â dŵr yn ei gwneud yn gynhwysyn amlbwrpas. Mae gludedd datrysiadau Kimacell®HPMC yn chwarae rhan hanfodol wrth bennu eu perfformiad mewn gwahanol fformwleiddiadau. Mae deall nodweddion gludedd datrysiadau dyfrllyd HPMC yn hanfodol ar gyfer optimeiddio eu defnydd mewn amrywiol ddiwydiannau.

1. Cyflwyniad i hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)

Mae hydroxypropyl methylcellulose yn ddeilliad lled-synthetig o seliwlos. Fe'i cynhyrchir trwy amnewid seliwlos â grwpiau hydroxypropyl a grwpiau methyl. Gall cymhareb yr amnewidiadau hyn amrywio, gan arwain at wahanol raddau o HPMC â nodweddion gwahanol, gan gynnwys gludedd. Mae strwythur nodweddiadol HPMC yn cynnwys asgwrn cefn seliwlos gyda grwpiau hydroxypropyl a methyl ynghlwm wrth yr unedau glwcos.

Defnyddir HPMC mewn amrywiaeth o ddiwydiannau oherwydd ei fiocompatibility, ei allu i ffurfio geliau, a rhwyddineb hydoddedd mewn dŵr. Mewn toddiannau dyfrllyd, mae HPMC yn ymddwyn fel polymer nad yw'n ïonig, sy'n hydoddi mewn dŵr, sy'n dylanwadu'n sylweddol ar briodweddau rheolegol yr hydoddiant, yn enwedig gludedd.

2. Nodweddion Gludedd Datrysiadau HPMC

Mae gludedd toddiannau HPMC yn cael ei ddylanwadu gan sawl ffactor, gan gynnwys crynodiad HPMC, pwysau moleciwlaidd y polymer, tymheredd, a phresenoldeb halwynau neu hydoddion eraill. Isod mae'r prif ffactorau sy'n llywodraethu nodweddion gludedd HPMC mewn datrysiadau dyfrllyd:

Crynodiad HPMC: Mae'r gludedd yn cynyddu wrth i grynodiad HPMC gynyddu. Mewn crynodiadau uwch, mae moleciwlau HPMC yn rhyngweithio'n fwy arwyddocaol â'i gilydd, gan arwain at wrthwynebiad uwch i lif.

Pwysau moleciwlaidd HPMC: Mae cysylltiad cryf rhwng gludedd datrysiadau HPMC â phwysau moleciwlaidd y polymer. Mae graddau HPMC pwysau moleciwlaidd uwch yn tueddu i gynhyrchu datrysiadau mwy gludiog. Mae hyn oherwydd bod moleciwlau polymer mwy yn creu ymwrthedd mwy arwyddocaol i lif oherwydd eu hymglymiad a'u ffrithiant cynyddol.

Nhymheredd: Mae gludedd fel arfer yn gostwng wrth i'r tymheredd gynyddu. Mae hyn oherwydd bod tymereddau uwch yn arwain at leihau grymoedd rhyngfoleciwlaidd rhwng y moleciwlau HPMC, a thrwy hynny leihau eu gallu i wrthsefyll llif.

Cyfradd cneifio: Mae gludedd toddiannau HPMC yn ddibynnol ar gyfradd cneifio, yn enwedig mewn hylifau nad ydynt yn Newtonaidd, sy'n nodweddiadol o doddiannau polymer. Ar gyfraddau cneifio isel, mae toddiannau HPMC yn arddangos gludedd uchel, tra ar gyfraddau cneifio uchel, mae'r gludedd yn gostwng oherwydd ymddygiad teneuo cneifio.

Effaith cryfder ïonig: Gall presenoldeb electrolytau (fel halwynau) yn yr hydoddiant newid y gludedd. Gall rhai halwynau sgrinio'r grymoedd gwrthyrru rhwng y cadwyni polymer, gan beri iddynt agregu ac arwain at ostyngiad mewn gludedd.

3. Gludedd yn erbyn Crynodiad: Arsylwadau Arbrofol

Tuedd gyffredinol a welwyd mewn arbrofion yw bod gludedd toddiannau dyfrllyd HPMC yn cynyddu'n esbonyddol gyda chrynodiad polymer cynyddol. Gellir disgrifio'r berthynas rhwng gludedd a chrynodiad gan yr hafaliad empirig canlynol, a ddefnyddir yn aml ar gyfer toddiannau polymer crynodedig:

η = ACN \ ETA = AC^Nη = ACN

Ble:

η \ etaη yw'r gludedd

CSC yw crynodiad HPMC

Mae AAA a NNN yn gysonion empirig sy'n dibynnu ar y math penodol o HPMC ac amodau'r toddiant.

Ar gyfer crynodiadau is, mae'r berthynas yn llinol, ond wrth i'r crynodiad gynyddu, mae'r gludedd yn codi'n serth, gan adlewyrchu'r rhyngweithio cynyddol rhwng cadwyni polymer.

4. Gludedd yn erbyn pwysau moleciwlaidd

Mae pwysau moleciwlaidd Kimacell®HPMC yn chwarae rhan hanfodol yn ei nodweddion gludedd. Mae polymerau HPMC pwysau moleciwlaidd uwch yn tueddu i ffurfio toddiannau mwy gludiog ar grynodiadau is o gymharu â graddau pwysau moleciwlaidd is. Gall gludedd toddiannau a wneir o HPMC pwysau moleciwlaidd uchel fod hyd at sawl gorchymyn maint yn uwch na datrysiadau a wneir o HPMC pwysau moleciwlaidd is.

Er enghraifft, bydd hydoddiant o HPMC â phwysau moleciwlaidd o 100,000 DA yn arddangos gludedd uwch nag un â phwysau moleciwlaidd o 50,000 Da ar yr un crynodiad.

5. Effaith tymheredd ar gludedd

Mae tymheredd yn cael effaith sylweddol ar gludedd datrysiadau HPMC. Mae'r cynnydd mewn tymheredd yn arwain at ostyngiad yn gludedd yr hydoddiant. Mae hyn yn bennaf oherwydd symudiad thermol y cadwyni polymer, sy'n achosi iddynt symud yn fwy rhydd, gan leihau eu gwrthiant i lif. Mae effaith tymheredd ar gludedd yn aml yn cael ei feintioli gan ddefnyddio hafaliad tebyg i Arrhenius:

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

Ble:

η (t) \ eta (t) η (t) yw'r gludedd ar dymheredd ttt

η0 \ ETA_0η0 yw'r ffactor cyn-esbonyddol (gludedd ar dymheredd anfeidrol)

EAE_AEA yw'r egni actifadu

Rrr yw'r cysonyn nwy

TTT yw'r tymheredd absoliwt

6. Ymddygiad rheolegol

Mae rheoleg toddiannau dyfrllyd HPMC yn aml yn cael ei ddisgrifio fel rhai nad ydynt yn Newtonaidd, sy'n golygu nad yw gludedd yr hydoddiant yn gyson ond mae'n amrywio yn ôl y gyfradd cneifio gymhwysol. Ar gyfraddau cneifio isel, mae toddiannau HPMC yn arddangos gludedd cymharol uchel oherwydd cysylltiad cadwyni polymer. Fodd bynnag, wrth i'r gyfradd cneifio gynyddu, mae'r gludedd yn gostwng - ffenomen o'r enw teneuo cneifio.

Mae'r ymddygiad teneuo cneifio hwn yn nodweddiadol o lawer o atebion polymer, gan gynnwys HPMC. Gellir disgrifio dibyniaeth cyfradd cneifio gludedd gan ddefnyddio'r model cyfraith pŵer:

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

Ble:

γ˙ \ dot {\ gama} γ˙ yw'r gyfradd cneifio

KKK yw'r Mynegai Cysondeb

NNN yw'r mynegai ymddygiad llif (gyda n <1n <1n <1 ar gyfer teneuo cneifio)

7. Gludedd Datrysiadau HPMC: Tabl Cryno

Isod mae tabl yn crynhoi nodweddion gludedd datrysiadau dyfrllyd HPMC o dan amodau amrywiol:

Nodweddion gludeddHPMCMae sawl ffactor yn dylanwadu ar doddiannau dyfrllyd, gan gynnwys crynodiad, pwysau moleciwlaidd, tymheredd a chyfradd cneifio. Mae HPMC yn ddeunydd amlbwrpas iawn, a gellir teilwra ei briodweddau rheolegol ar gyfer cymwysiadau penodol trwy addasu'r paramedrau hyn. Mae deall y ffactorau hyn yn caniatáu ar gyfer y defnydd gorau posibl o Kimacell®HPMC mewn amrywiol ddiwydiannau, o fferyllol i fwyd a cholur. Trwy drin yr amodau y mae HPMC yn cael ei ddiddymu oddi tanynt, gall gweithgynhyrchwyr gyflawni'r priodweddau gludedd a llif a ddymunir ar gyfer eu hanghenion penodol.