Focus on Cellulose ethers

A fydd HPMC yn chwyddo mewn dŵr?

Mae hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) yn gyfansoddyn polymer cyffredin gydag ystod eang o gymwysiadau diwydiannol, yn enwedig ym meysydd fferyllol, bwyd, deunyddiau adeiladu a cholur. Mae ei hydoddedd dŵr a'i briodweddau tewychu yn ei wneud yn dewychu, sefydlogwr a ffurfiwr ffilm delfrydol. Bydd yr erthygl hon yn trafod yn fanwl broses diddymu a chwyddo HPMC mewn dŵr, yn ogystal â'i bwysigrwydd mewn amrywiol gymwysiadau.

1. Strwythur a phriodweddau HPMC
Mae HPMC yn ether cellwlos nad yw'n ïonig a gynhyrchir trwy addasu cellwlos yn gemegol. Mae ei strwythur cemegol yn cynnwys eilyddion methyl a hydroxypropyl, sy'n disodli rhai o'r grwpiau hydroxyl yn y gadwyn moleciwlaidd cellwlos, gan roi priodweddau HPMC yn wahanol i rai seliwlos naturiol. Oherwydd ei strwythur unigryw, mae gan HPMC y priodweddau allweddol canlynol:

Hydoddedd dŵr: Gellir hydoddi HPMC mewn dŵr oer a poeth ac mae ganddo briodweddau tewychu cryf.

Sefydlogrwydd: Mae gan HPMC addasrwydd eang i werthoedd pH a gall aros yn sefydlog o dan amodau asidig ac alcalïaidd.
Gelation thermol: Mae gan HPMC nodweddion gelation thermol. Pan fydd y tymheredd yn codi, bydd hydoddiant dyfrllyd HPMC yn ffurfio gel ac yn hydoddi pan fydd y tymheredd yn gostwng.
2. Mecanwaith ehangu HPMC mewn dŵr
Pan ddaw HPMC i gysylltiad â dŵr, bydd y grwpiau hydroffilig yn ei gadwyn moleciwlaidd (fel hydrocsyl a hydroxypropyl) yn rhyngweithio â moleciwlau dŵr i ffurfio bondiau hydrogen. Mae'r broses hon yn gwneud i gadwyn moleciwlaidd HPMC amsugno dŵr yn raddol ac ehangu. Gellir rhannu proses ehangu HPMC i'r camau canlynol:

2.1 Cam amsugno dŵr cychwynnol
Pan ddaw gronynnau HPMC i gysylltiad â dŵr am y tro cyntaf, bydd moleciwlau dŵr yn treiddio'n gyflym i wyneb y gronynnau, gan achosi i wyneb y gronynnau ehangu. Mae'r broses hon yn bennaf oherwydd y rhyngweithio cryf rhwng y grwpiau hydroffilig yn y moleciwlau HPMC a'r moleciwlau dŵr. Gan fod HPMC ei hun yn an-ïonig, ni fydd yn hydoddi mor gyflym â pholymerau ïonig, ond bydd yn amsugno dŵr ac yn ehangu yn gyntaf.

2.2 Cam ehangu mewnol
Wrth i amser fynd heibio, mae moleciwlau dŵr yn treiddio'n raddol i du mewn y gronynnau, gan achosi i'r cadwyni cellwlos y tu mewn i'r gronynnau ddechrau ehangu. Bydd cyfradd ehangu gronynnau HPMC yn arafu ar hyn o bryd oherwydd bod angen i dreiddiad moleciwlau dŵr oresgyn trefniant tynn y cadwyni moleciwlaidd y tu mewn i HPMC.

2.3 Cwblhau'r cam diddymu
Ar ôl amser digon hir, bydd y gronynnau HPMC yn hydoddi'n llwyr mewn dŵr i ffurfio hydoddiant gludiog unffurf. Ar yr adeg hon, mae cadwyni moleciwlaidd HPMC yn cael eu cyrlio ar hap mewn dŵr, ac mae'r hydoddiant yn cael ei dewychu trwy ryngweithio rhyngfoleciwlaidd. Mae gludedd hydoddiant HPMC yn perthyn yn agos i'w bwysau moleciwlaidd, ei grynodiad toddiant a'i dymheredd diddymu.

3. Ffactorau sy'n effeithio ar ehangu a diddymu HPMC
3.1 Tymheredd
Mae cysylltiad agos rhwng ymddygiad diddymu HPMC a thymheredd y dŵr. Yn gyffredinol, gellir diddymu HPMC mewn dŵr oer a dŵr poeth, ond mae'r broses ddiddymu yn ymddwyn yn wahanol ar dymheredd gwahanol. Mewn dŵr oer, mae HPMC fel arfer yn amsugno dŵr ac yn chwyddo yn gyntaf, ac yna'n hydoddi'n araf; tra mewn dŵr poeth, bydd HPMC yn cael gelation thermol ar dymheredd penodol, sy'n golygu ei fod yn ffurfio gel yn hytrach na hydoddiant ar dymheredd uchel.

3.2 Crynodiad
Po uchaf yw crynodiad yr ateb HPMC, yr arafaf yw'r gyfradd ehangu gronynnau, oherwydd bod nifer y moleciwlau dŵr yn yr ateb crynodiad uchel y gellir eu defnyddio i gyfuno â chadwyni moleciwlaidd HPMC yn gyfyngedig. Yn ogystal, bydd gludedd yr ateb yn cynyddu'n sylweddol gyda'r cynnydd mewn crynodiad.

3.3 Maint gronynnau
Mae maint gronynnau HPMC hefyd yn effeithio ar ei gyfradd ehangu a diddymu. Mae gronynnau llai yn amsugno dŵr ac yn chwyddo'n gymharol gyflym oherwydd eu harwynebedd penodol mawr, tra bod gronynnau mwy yn amsugno dŵr yn araf ac yn cymryd mwy o amser i hydoddi'n llwyr.

3.4 gwerth pH
Er bod HPMC yn gallu addasu'n gryf i newidiadau mewn pH, gall ei ymddygiad chwyddo a diddymu gael ei effeithio o dan amodau asidig neu alcalïaidd iawn. O dan amodau niwtral i wan asidig a gwan alcalïaidd, mae proses chwyddo a diddymu HPMC yn gymharol sefydlog.

4. Rôl HPMC mewn gwahanol gymwysiadau
4.1 Diwydiant fferyllol
Yn y diwydiant fferyllol, defnyddir HPMC yn eang fel rhwymwr a datgymalu mewn tabledi fferyllol. Gan fod HPMC yn chwyddo mewn dŵr ac yn ffurfio gel, mae hyn yn helpu i arafu cyfradd rhyddhau'r cyffur, a thrwy hynny gyflawni effaith rhyddhau dan reolaeth. Yn ogystal, gellir defnyddio HPMC hefyd fel prif elfen cotio ffilm cyffuriau i wella sefydlogrwydd y cyffur.

4.2 Deunyddiau adeiladu
Mae HPMC hefyd yn chwarae rhan bwysig mewn deunyddiau adeiladu, yn enwedig fel tewychydd a chadw dŵr ar gyfer morter sment a gypswm. Mae eiddo chwyddo HPMC yn y deunyddiau hyn yn ei alluogi i gadw lleithder mewn amgylcheddau tymheredd uchel neu sych, a thrwy hynny atal craciau rhag ffurfio a gwella cryfder bondio'r deunydd.

4.3 Diwydiant Bwyd
Yn y diwydiant bwyd, defnyddir HPMC fel tewychydd, emwlsydd a sefydlogwr. Er enghraifft, mewn nwyddau wedi'u pobi, gall HPMC wella sefydlogrwydd toes a gwella gwead a blas y cynnyrch. Yn ogystal, gellir defnyddio priodweddau chwyddo HPMC hefyd i gynhyrchu bwydydd braster isel neu ddi-fraster i gynyddu eu syrffed bwyd a sefydlogrwydd.

4.4 Cosmetigau
Mewn colur, defnyddir HPMC yn eang mewn cynhyrchion gofal croen, siampŵau a chyflyrwyr fel tewychydd a sefydlogwr. Mae'r gel a ffurfiwyd gan ehangu HPMC mewn dŵr yn helpu i wella gwead y cynnyrch ac yn ffurfio ffilm amddiffynnol ar y croen i gadw'r croen yn hydradol.

5. Crynodeb
Mae eiddo chwyddo HPMC mewn dŵr yn sail i'w gymhwysiad eang. Mae HPMC yn ehangu trwy amsugno dŵr i ffurfio hydoddiant neu gel â gludedd. Mae'r eiddo hwn yn ei gwneud yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn llawer o feysydd megis fferyllol, adeiladu, bwyd a cholur.


Amser postio: Hydref-09-2024
Sgwrs WhatsApp Ar-lein!