Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) er en vigtig vandopløselig polymer, der er vidt anvendt i lægemidler, mad, belægninger, byggematerialer og andre felter. Løsningsviskositeten af HPMC er en nøglefaktor, der påvirker dens ydeevne og påføring, og temperaturen har en betydelig indflydelse på viskositeten af HPMC vandig opløsning.
1. Viskositetsegenskaber ved HPMC -løsning
HPMC er et polymermateriale med termisk reversible opløsningsegenskaber. Når HPMC opløses i vand, udviser den dannede vandige opløsning ikke-Newtonian fluidegenskaber, det vil sige, at opløsningsviskositeten ændres med ændringer i forskydningshastighed. Ved normal temperatur opfører HPMC -opløsninger normalt sig, når pseudoplastiske væsker, det vil sige, de har højere viskositet ved lave forskydningshastigheder, og viskositeten falder, når forskydningshastigheden øges.
2. Effekten af temperatur på viskositeten af HPMC -opløsning
Temperaturændringer har to hovedpåvirkningsmekanismer på viskositeten af HPMC vandige opløsninger: øget termisk bevægelse af molekylkæder og ændringer i opløsningsinteraktioner.
(1) Termisk bevægelse af molekylære kæder øges
Når temperaturen stiger, øges den termiske bevægelse af HPMC -molekylkæden, hvilket får brintbindingerne og van der Waals -kræfter mellem molekyler til svækket og fluiditeten af opløsningen til at stige. Viskositeten af opløsningen falder på grund af reduceret sammenfiltring og fysisk tværbinding mellem molekylkæder. Derfor udviser HPMC vandige opløsninger lavere viskositet ved højere temperaturer.
(2) Ændringer i løsningsinteraktion
Temperaturændringer kan påvirke opløseligheden af HPMC -molekyler i vand. HPMC er en polymer med termogellerende egenskaber, og dens opløselighed i vand ændres markant med temperaturen. Ved lavere temperaturer danner de hydrofile grupper på HPMC -molekylkæden stabile brintbindinger med vandmolekyler og opretholder derved god opløselighed og høj viskositet. Når temperaturen stiger til et bestemt niveau, forbedres den hydrofobe interaktion mellem HPMC-molekylkæder imidlertid, hvilket fører til dannelsen af en tredimensionel netværksstruktur eller gelering i opløsningen, hvilket får opløsningsviskositeten til at pludselig øges under visse betingelser. Dette fænomen kaldes, at det er en "termisk gel" -fænomen.
3. Eksperimentel observation af temperatur på HPMC -løsning Viskositet
Eksperimentelle undersøgelser har vist, at inden for et konventionelt temperaturområde (f.eks. 20 ° C til 40 ° C), falder viskositeten af HPMC vandige opløsninger gradvist med stigende temperatur. Dette skyldes, at højere temperaturer øger den kinetiske energi fra molekylære kæder og reducerer intermolekylære interaktioner og derved reducerer den indre friktion af opløsningen. Når temperaturen fortsætter med at stige til det termiske gelpunkt for HPMC (normalt mellem 60 ° C og 90 ° C, afhængigt af graden af substitution og molekylvægt af HPMC), øges opløsningsviskositeten pludselig. Forekomsten af dette fænomen er relateret til den gensidige sammenfiltring og aggregering af HPMC -molekylkæder.
4. forholdet mellem temperatur og HPMC -strukturelle parametre
Opløsningsviskositeten af HPMC påvirkes ikke kun af temperaturen, men også tæt knyttet til dens molekylstruktur. For eksempel har graden af substitution (dvs. indholdet af hydroxypropyl- og methylsubstituenter) og molekylvægt af HPMC en betydelig indflydelse på dens termiske gelopførsel. HPMC med en høj grad af substitution opretholder en lavere viskositet i et bredere temperaturområde på grund af dets mere hydrofile grupper, mens HPMC med en lav grad af substitution er mere tilbøjelig til at danne termiske geler. Derudover er HPMC -opløsninger med højere molekylvægt mere tilbøjelige til at stige i viskositet ved høje temperaturer.
5. Industrielle og praktiske ansøgninger
I praktiske anvendelser skal passende HPMC -sorter vælges i henhold til specifikke temperaturforhold. For eksempel skal HPMC med højere temperaturresistens i høj temperaturmiljø vælges for at undgå termisk gelering. Under betingelser med lav temperatur skal opløseligheden og viskositetsstabiliteten af HPMC overvejes.
Effekten af temperatur på viskositeten af HPMC vandig opløsning har vigtig praktisk betydning. På det farmaceutiske felt bruges HPMC ofte som et materiale med vedvarende frigivelse til farmaceutiske præparater, og dets viskositetsegenskaber påvirker direkte lægemiddelfrigørelseshastigheden. I fødevareindustrien bruges HPMC til at forbedre produkternes tekstur og stabilitet, og temperaturafhængigheden af dens opløsningsviskositet skal justeres i henhold til behandlingstemperaturen. I byggematerialer bruges HPMC som et fortykningsmiddel og vandrettelsesmiddel, og dets viskositetsegenskaber påvirker byggepræstation og materialestyrke.
Effekten af temperatur på viskositeten af HPMC vandig opløsning er en kompleks proces, der involverer den termiske bevægelse af molekylkæden, opløsningsinteraktion og de strukturelle egenskaber for polymeren. Generelt falder viskositeten af HPMC vandige opløsninger generelt med stigende temperatur, men i visse temperaturområder kan der forekomme termisk gelering. At forstå denne egenskab har vigtig vejledende betydning for den praktiske anvendelse og procesoptimering af HPMC.
Posttid: Jul-10-2024