Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) er en modificeret celluloseether, der er meget udbredt i farmaceutiske præparater, fødevaretilsætningsstoffer, byggematerialer, kosmetik og andre områder. HPMC har fortykkelse, filmdannende, vedhæftende og andre egenskaber. Forholdet mellem viskositeten og koncentrationen af dens vandige opløsning er af stor betydning for forskellige anvendelser.
Viskositetskarakteristika for HPMC vandig opløsning
Grundlæggende egenskaber
HPMC danner en gennemsigtig eller gennemskinnelig viskøs opløsning efter opløsning i vand. Dets viskositet påvirkes ikke kun af koncentrationen af HPMC, men også af faktorer som molekylvægt, substituenttype og opløsningstemperatur.
Molekylvægt: Jo større molekylvægten af HPMC er, jo højere er opløsningens viskositet. Det skyldes, at makromolekylerne danner en mere kompleks sammenfiltret struktur i opløsningen, hvilket øger friktionen mellem molekylerne.
Substituenttype: Forholdet mellem methoxy- og hydroxypropoxysubstituenter påvirker opløseligheden og viskositeten af HPMC. Generelt, når methoxyindholdet er højere, er opløseligheden af HPMC bedre, og viskositeten af opløsningen er også højere.
Sammenhæng mellem koncentration og viskositet
Stadium for fortyndet opløsning:
Når koncentrationen af HPMC er lav, er interaktionen mellem molekyler svag, og opløsningen udviser newtonske væskeegenskaber, det vil sige, at viskositeten er dybest set uafhængig af forskydningshastigheden.
På dette stadium stiger opløsningens viskositet lineært med stigende koncentration. Dette lineære forhold kan udtrykkes ved en simpel viskositetsligning:
| Koncentration (%) | Viskositet (mPa·s) |
| 0,5 | 100 |
| 1.0 | 300 |
| 2.0 | 1000 |
| 5,0 | 5000 |
| 10,0 | 20.000 |
Det kan ses fra dataene, at viskositeten af HPMC vandig opløsning stiger eksponentielt med stigningen i koncentrationen. Denne vækst vil fremstå på grafen som en stejlt stigende kurve, især i områder med høj koncentration.
Påvirkningsfaktorer
Effekt af temperatur
Temperaturen har en signifikant effekt på viskositeten af HPMC-opløsningen. Generelt formindsker en stigning i temperaturen en opløsnings viskositet. Dette skyldes, at øget temperatur forårsager øget molekylær bevægelse og svækker interaktionen mellem molekylære kæder og derved reducere viskositeten.
Effekt af forskydningshastighed
For højkoncentrerede HPMC-løsninger påvirkes viskositeten også af forskydningshastigheden. Ved høje forskydningshastigheder bliver orienteringen af de molekylære kæder mere konsistent, og intern friktion reduceres, hvilket resulterer i en lavere tilsyneladende viskositet af opløsningen. Dette fænomen kaldes shear udtynding.
Ansøgninger
I farmaceutiske præparater anvendes HPMC almindeligvis i tabletcoatinger, doseringsformer med forlænget frigivelse og fortykningsmidler. At forstå, hvordan viskositeten af HPMC-vandige opløsninger ændrer sig med koncentrationen, er afgørende for at designe passende lægemiddelformuleringer. For eksempel ved tabletcoating kan en passende HPMC-koncentration sikre, at coatingvæsken har tilstrækkelig viskositet til at dække tabletoverfladen, mens den ikke er for høj til at være svær at håndtere.
I fødevareindustrien anvendes HPMC som fortykningsmiddel og stabilisator. Forståelse af sammenhængen mellem koncentration og viskositet kan hjælpe med at bestemme den optimale koncentration for at sikre madens smag og tekstur.
Viskositeten af HPMC vandig opløsning har en signifikant positiv korrelation med koncentrationen. Det viser en lineær stigning i det fortyndede opløsningstrin og en eksponentiel stigning i høj koncentration. Denne viskositetskarakteristik er afgørende i en række industrielle applikationer, og forståelse og kontrol af viskositetsændringerne af HPMC er af stor betydning for procesoptimering og forbedring af produktkvaliteten.
Indlægstid: Jul-08-2024