Το HPMC είναι ένα ημι-συνθετικό πολυμερές που προέρχεται από κυτταρίνη. Λόγω της εξαιρετικής πυκνότητας, σταθεροποιητικών και ιδιοτήτων που σχηματίζουν φιλμ, χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική, τα τρόφιμα, τα καλλυντικά και άλλες βιομηχανίες. Η μελέτη της συμπεριφοράς του ιξώδους είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση της απόδοσής του σε διαφορετικές εφαρμογές.
1. Μέτρηση ιξώδους:
Περιστροφικό ιξωδόμετρο: Ένα περιστροφικό ιξωδόμετρο μετρά τη ροπή που απαιτείται για την περιστροφή ενός άξονα σε σταθερή ταχύτητα όταν βυθίζεται σε ένα δείγμα. Μεταβάλλοντας τη γεωμετρία και την ταχύτητα περιστροφής του άξονα, μπορεί να προσδιοριστεί το ιξώδες σε διάφορους ρυθμούς διάτμησης. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει τον χαρακτηρισμό του ιξώδους HPMC υπό διαφορετικές συνθήκες.
Τριχοειδές ιξομέτρου: Ένα τριχοειδές ιξωδόμετρο μετρά τη ροή ενός υγρού μέσω ενός τριχοειδούς σωλήνα υπό την επίδραση της βαρύτητας ή της πίεσης. Το διάλυμα HPMC εξαναγκάζεται μέσω του τριχοειδούς σωλήνα και το ιξώδες υπολογίζεται με βάση τον ρυθμό ροής και την πτώση της πίεσης. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη του ιξώδους HPMC με χαμηλότερους ρυθμούς διάτμησης.
2.rheological Measurement:
Δυναμική διατμητική ρεμετρία (DSR): Η DSR μετρά την ανταπόκριση ενός υλικού σε δυναμική παραμόρφωση διάτμησης. Τα δείγματα HPMC υποβλήθηκαν σε ταλαντευόμενη διατμητική τάση και μετρήθηκαν τα προκύπτοντα στελέχη. Η ιξωδοελαστική συμπεριφορά των διαλυμάτων HPMC μπορεί να χαρακτηριστεί με ανάλυση του σύνθετου ιξώδους (η*) καθώς και του συντελεστή αποθήκευσης (G ') και του συντελεστή απώλειας (G ").
Δοκιμές ερπυσμού και ανάκτησης: Αυτές οι δοκιμές περιλαμβάνουν την υποβολή δειγμάτων HPMC σε σταθερή τάση ή πίεση για παρατεταμένο χρονικό διάστημα (η φάση ερπυσμού) και στη συνέχεια παρακολούθηση της επακόλουθης ανάκαμψης μετά την ανακουφισμένη τάση ή πίεση. Η συμπεριφορά ερπυσμού και ανάκτησης παρέχει πληροφορίες για τις ιξωδοελαστικές ιδιότητες της HPMC, συμπεριλαμβανομένων των δυνατοτήτων παραμόρφωσης και ανάκτησης.
3. Μελέτες εξάρτησης συγκέντρωσης και θερμοκρασίας:
Σάρωση συγκέντρωσης: Οι μετρήσεις ιξώδους πραγματοποιούνται σε μια σειρά συγκεντρώσεων HPMC για να μελετηθούν η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης του ιξώδους και του πολυμερούς. Αυτό βοηθά στην κατανόηση της απόδοσης πάχυνσης του πολυμερούς και της συμπεριφοράς εξαρτώμενης από τη συγκέντρωση.
Σάρωση θερμοκρασίας: Οι μετρήσεις ιξώδους πραγματοποιούνται σε διαφορετικές θερμοκρασίες για να μελετηθούν η επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες HPMC. Η κατανόηση της εξάρτησης από τη θερμοκρασία είναι κρίσιμη για τις εφαρμογές όπου τα HPMCs βιώνουν αλλαγές θερμοκρασίας, όπως φαρμακευτικές συνθέσεις.
4. Ανάλυση μοριακού βάρους:
Χρωματογραφία αποκλεισμού μεγέθους (SEC): Η SEC διαχωρίζει τα πολυμερή μόρια με βάση το μέγεθός τους σε διάλυμα. Με την ανάλυση του προφίλ έκλουσης, μπορεί να προσδιοριστεί η κατανομή μοριακού βάρους του δείγματος HPMC. Η κατανόηση της σχέσης μεταξύ μοριακού βάρους και ιξώδους είναι κρίσιμη για την πρόβλεψη της ρεολογικής συμπεριφοράς της HPMC.
5. Μοντελοποίηση και προσομοίωση:
Θεωρητικά μοντέλα: Διάφορα θεωρητικά μοντέλα, όπως το μοντέλο Carreau-Yasuda, το μοντέλο διασταυρούμενου μοντέλου ή το μοντέλο ισχύος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν τη συμπεριφορά του ιξώδους της HPMC υπό διαφορετικές συνθήκες διάτμησης. Αυτά τα μοντέλα συνδυάζουν παραμέτρους όπως ο ρυθμός διάτμησης, η συγκέντρωση και το μοριακό βάρος για να προβλέψουν με ακρίβεια το ιξώδες.
Υπολογιστικές προσομοιώσεις: Οι προσομοιώσεις υπολογιστικής δυναμικής υγρού (CFD) παρέχουν πληροφορίες για τη συμπεριφορά ροής των λύσεων HPMC σε σύνθετες γεωμετρίες. Με την αριθμητική επίλυση των εξισώσεων που διέπουν τη ροή υγρών, οι προσομοιώσεις CFD μπορούν να προβλέψουν την κατανομή του ιξώδους και τα πρότυπα ροής υπό διαφορετικές συνθήκες.
6. In situ και in vitro μελέτες:
Μετρήσεις επιτόπου: Οι τεχνικές επιτόπου περιλαμβάνουν τη μελέτη αλλαγών ιξώδους σε πραγματικό χρόνο σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον ή εφαρμογή. Για παράδειγμα, στις φαρμακευτικές συνθέσεις, οι in situ μετρήσεις μπορούν να παρακολουθούν τις αλλαγές του ιξώδους κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης των δισκίων ή της τοπικής εφαρμογής πηκτής.
Δοκιμές in vitro: Η in vitro δοκιμή προσομοιώνει φυσιολογικές συνθήκες για την αξιολόγηση της συμπεριφοράς ιξώδους των συνθέσεων που βασίζονται σε HPMC που προορίζονται για προφορική, οφθαλμική ή τοπική χορήγηση. Αυτές οι δοκιμές παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την απόδοση και τη σταθερότητα της διατύπωσης υπό σχετικές βιολογικές συνθήκες.
7. Προηγούμενη τεχνολογία:
Μικρορολογική: Τεχνικές μικροεολογίας, όπως η δυναμική σκέδαση φωτός (DLS) ή η μικροκεολογία παρακολούθησης σωματιδίων (PTM), επιτρέπουν την ανίχνευση των ιξωδοελαστικών ιδιοτήτων σύνθετων υγρών στη μικροσκοπική κλίμακα. Αυτές οι τεχνικές μπορούν να παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά της HPMC σε μοριακό επίπεδο, συμπληρώνοντας μακροσκοπικές ρεολογικές μετρήσεις.
Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR): Η φασματοσκοπία NMR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της μοριακής δυναμικής και των αλληλεπιδράσεων της HPMC σε διάλυμα. Παρακολουθώντας τις χημικές μετατοπίσεις και τους χρόνους χαλάρωσης, το NMR παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τις μεταβολές διαμόρφωσης HPMC και τις αλληλεπιδράσεις πολυμερούς-διαλύτη που επηρεάζουν το ιξώδες.
Η μελέτη της συμπεριφοράς του ιξώδους της HPMC απαιτεί μια πολυεπιστημονική προσέγγιση, συμπεριλαμβανομένων των πειραματικών τεχνικών, της θεωρητικής μοντελοποίησης και των προηγμένων αναλυτικών μεθόδων. Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό ιξομετρίας, ρεομετρίας, μοριακής ανάλυσης, μοντελοποίησης και προηγμένων τεχνικών, οι ερευνητές μπορούν να αποκτήσουν πλήρη κατανόηση των ρεολογικών ιδιοτήτων της HPMC και να βελτιστοποιήσουν την απόδοσή της σε διάφορες εφαρμογές.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-29-2024