Mae hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) yn bolymer pwysig sy'n hydoddi mewn dŵr a ddefnyddir yn helaeth mewn fferyllol, bwyd, haenau, deunyddiau adeiladu a meysydd eraill. Mae gludedd datrysiad HPMC yn ffactor allweddol sy'n effeithio ar ei berfformiad a'i gymhwyso, ac mae'r tymheredd yn cael effaith sylweddol ar gludedd datrysiad dyfrllyd HPMC.
1. Nodweddion gludedd datrysiad HPMC
Mae HPMC yn ddeunydd polymer sydd ag eiddo diddymu gwrthdroadwy yn thermol. Pan fydd HPMC yn cael ei doddi mewn dŵr, mae'r toddiant dyfrllyd ffurfiedig yn arddangos nodweddion hylif nad ydynt yn Newtonaidd, hynny yw, mae'r gludedd toddiant yn newid gyda newidiadau yn y gyfradd cneifio. Ar dymheredd arferol, mae toddiannau HPMC fel arfer yn ymddwyn fel hylifau ffug, hynny yw, mae ganddynt gludedd uwch ar gyfraddau cneifio isel, ac mae'r gludedd yn gostwng wrth i'r gyfradd cneifio gynyddu.
2. Effaith tymheredd ar gludedd toddiant HPMC
Mae gan newidiadau tymheredd ddau brif fecanwaith effaith ar gludedd toddiannau dyfrllyd HPMC: mwy o symud thermol cadwyni moleciwlaidd a newidiadau mewn rhyngweithiadau toddiant.
(1) Mae cynnig thermol cadwyni moleciwlaidd yn cynyddu
Pan fydd y tymheredd yn cynyddu, mae symudiad thermol cadwyn foleciwlaidd HPMC yn cynyddu, sy'n achosi i'r bondiau hydrogen a grymoedd van der Waals rhwng moleciwlau wanhau a hylifedd yr hydoddiant i gynyddu. Mae gludedd yr hydoddiant yn lleihau oherwydd llai o ymglymiad a chroesgysylltu corfforol rhwng cadwyni moleciwlaidd. Felly, mae toddiannau dyfrllyd HPMC yn arddangos gludedd is ar dymheredd uwch.
(2) newidiadau mewn rhyngweithio datrysiadau
Gall newidiadau tymheredd effeithio ar hydoddedd moleciwlau HPMC mewn dŵr. Mae HPMC yn bolymer ag eiddo thermogellio, ac mae ei hydoddedd mewn dŵr yn newid yn sylweddol gyda'r tymheredd. Ar dymheredd is, mae'r grwpiau hydroffilig ar gadwyn foleciwlaidd HPMC yn ffurfio bondiau hydrogen sefydlog â moleciwlau dŵr, a thrwy hynny gynnal hydoddedd da a gludedd uchel. Fodd bynnag, pan fydd y tymheredd yn codi i lefel benodol, mae'r rhyngweithio hydroffobig rhwng cadwyni moleciwlaidd HPMC yn cael ei wella, gan arwain at ffurfio strwythur rhwydwaith tri dimensiwn neu ystwythiad yn yr hydoddiant, gan beri i'r gludedd toddiant gynyddu'n sydyn o dan amodau penodol. Gelwir y ffenomen hon yn ffenomen “gel thermol”.
3. Arsylwi arbrofol ar dymheredd ar gludedd datrysiad HPMC
Mae astudiaethau arbrofol wedi dangos, o fewn ystod tymheredd confensiynol (ee, 20 ° C i 40 ° C), bod gludedd toddiannau dyfrllyd HPMC yn gostwng yn raddol gyda thymheredd cynyddol. Mae hyn oherwydd bod tymereddau uwch yn cynyddu egni cinetig cadwyni moleciwlaidd ac yn lleihau rhyngweithiadau rhyngfoleciwlaidd, a thrwy hynny leihau ffrithiant mewnol yr hydoddiant. Fodd bynnag, pan fydd y tymheredd yn parhau i gynyddu i bwynt gel thermol HPMC (fel arfer rhwng 60 ° C a 90 ° C, yn dibynnu ar raddau amnewid a phwysau moleciwlaidd HPMC), mae'r gludedd toddiant yn cynyddu'n sydyn. Mae achosion o'r ffenomen hon yn gysylltiedig ag ymglymiad ac agregu cadwyni moleciwlaidd HPMC.
4. Perthynas rhwng tymheredd a pharamedrau strwythurol HPMC
Mae tymheredd nid yn unig yn effeithio ar gludedd toddiant HPMC, ond hefyd mae ganddo gysylltiad agos â'i strwythur moleciwlaidd. Er enghraifft, mae graddfa'r amnewidiad (hy, cynnwys hydroxypropyl ac eilyddion methyl) a phwysau moleciwlaidd HPMC yn cael effaith sylweddol ar ei ymddygiad gel thermol. Mae HPMC sydd â lefel uchel o amnewid yn cynnal gludedd is mewn ystod tymheredd ehangach oherwydd ei grwpiau mwy hydroffilig, tra bod HPMC sydd â graddfa isel o amnewid yn fwy tebygol o ffurfio geliau thermol. Yn ogystal, mae datrysiadau HPMC â phwysau moleciwlaidd uwch yn fwy tebygol o gynyddu mewn gludedd ar dymheredd uchel.
5. Ystyriaethau cais diwydiannol ac ymarferol
Mewn cymwysiadau ymarferol, mae angen dewis mathau HPMC priodol yn unol ag amodau tymheredd penodol. Er enghraifft, mewn amgylcheddau tymheredd uchel, mae angen dewis HPMC ag ymwrthedd tymheredd uwch er mwyn osgoi gelation thermol. O dan amodau tymheredd isel, mae angen ystyried hydoddedd a sefydlogrwydd gludedd HPMC.
Mae gan effaith tymheredd ar gludedd hydoddiant dyfrllyd HPMC arwyddocâd ymarferol pwysig. Yn y maes fferyllol, defnyddir HPMC yn aml fel deunydd rhyddhau parhaus ar gyfer paratoadau fferyllol, ac mae ei nodweddion gludedd yn effeithio'n uniongyrchol ar y gyfradd rhyddhau cyffuriau. Yn y diwydiant bwyd, defnyddir HPMC i wella gwead a sefydlogrwydd cynhyrchion, ac mae angen addasu dibyniaeth tymheredd ei gludedd toddiant yn unol â'r tymheredd prosesu. Mewn deunyddiau adeiladu, defnyddir HPMC fel asiant tewhau ac asiant cadw dŵr, ac mae ei nodweddion gludedd yn effeithio ar berfformiad adeiladu a chryfder materol.
Mae effaith tymheredd ar gludedd toddiant dyfrllyd HPMC yn broses gymhleth sy'n cynnwys symudiad thermol y gadwyn foleciwlaidd, rhyngweithio toddiant, a phriodweddau strwythurol y polymer. At ei gilydd, mae gludedd toddiannau dyfrllyd HPMC yn gostwng yn gyffredinol gyda thymheredd cynyddol, ond mewn rhai ystodau tymheredd, gall gelation thermol ddigwydd. Mae gan ddeall y nodwedd hon arwyddocâd arweiniol pwysig ar gyfer cymhwyso ymarferol ac optimeiddio prosesau HPMC.
Amser Post: Gorffennaf-10-2024