Υδροξυπροπυλο μεθυλοκυτταρίνη (HPMC)είναι ένα υδατοδιαλυτό πολυμερές που χρησιμοποιείται ευρέως σε δομικά υλικά, φαρμακευτικά προϊόντα, βιομηχανίες τροφίμων και χημικών. Το HPMC έχει καλή πάχυνση, κατακράτηση νερού, ιδιότητες σχηματισμού μεμβράνης και συγκόλλησης και είναι ιδιαίτερα σημαντική σε υλικά με βάση το τσιμέντο και τον γύψο. Η διαδικασία διάλυσης του Kimacell®HPMC στο νερό επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, μεταξύ των οποίων το χαρακτηριστικό καθυστέρησης ενυδάτωσης αποτελεί βασικό παράγοντα, ειδικά στον κατασκευαστικό κλάδο, ο οποίος καθορίζει την απόδοση των κατασκευών και την τελική ποιότητα του κονιάματος, του στόκου και άλλων προϊόντων. Επομένως, η μελέτη των χαρακτηριστικών καθυστέρησης ενυδάτωσης της HPMC έχει μεγάλη σημασία για τη βελτιστοποίηση των υλικών σκευασμάτων.
1. Μηχανισμός καθυστέρησης ενυδάτωσης HPMC
Η διάλυση της HPMC στο νερό περιλαμβάνει τέσσερα στάδια: επιφανειακή διαβροχή, διασπορά σωματιδίων, οίδημα και διάλυση. Όταν τα συμβατικά σωματίδια HPMC βρίσκονται σε άμεση επαφή με το νερό, το επιφανειακό στρώμα θα απορροφήσει γρήγορα το νερό για να σχηματίσει ένα στρώμα πηκτής, το οποίο εμποδίζει την περαιτέρω διάλυση των εσωτερικών σωματιδίων, δείχνοντας έτσι ένα φαινόμενο καθυστέρησης ενυδάτωσης. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση της κατασκευής, ορισμένα προϊόντα HPMC είναι ειδικά επεξεργασμένα, όπως η επιφανειακή αιθεροποίηση ή η θεραπεία επικάλυψης, για να επεκταθεί περαιτέρω ο χρόνος ενυδάτωσης και να βελτιωθεί ο χρόνος και η λειτουργικότητα κατά τη διάρκεια της κατασκευής.
Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την καθυστέρηση ενυδάτωσης περιλαμβάνουν:
Κατανομή μεγέθους σωματιδίων: Τα μεγαλύτερα σωματίδια διαλύονται πιο αργά από τα μικρά σωματίδια και ο χρόνος καθυστέρησης ενυδάτωσης είναι μεγαλύτερος.
Επεξεργασία επιφάνειας: Ορισμένες HPMCs είναι διασυνδεδεμένες ή υδρόφοβα επικαλυμμένες, οι οποίες μπορούν να καθυστερήσουν σημαντικά την ενυδάτωση.
Θερμοκρασία διαλύματος: Η αυξημένη θερμοκρασία μπορεί να επιταχύνει τη διάλυση της HPMC, αλλά μπορεί επίσης να επηρεάσει τα χαρακτηριστικά καθυστέρησης ενυδάτωσης εντός ενός ορισμένου εύρους.
Σύστημα διαλύτη: Οι ηλεκτρολύτες, η τιμή του ρΗ και άλλα πρόσθετα μπορούν να επηρεάσουν τον χρόνο διάλυσης και την καθυστέρηση ενυδάτωσης του HPMC.
2. Πειραματικός σχεδιασμός και μέθοδοι
2.1 Πειραματικά υλικά
Δείγματα HPMC (διαφορετικά ιξώδη, διαφορετικοί τύποι επιφανειακής θεραπείας)
Απεσταγμένο νερό
Συσκευή ανάδευσης
Βισκομέτρου (όπως περιστροφικό ιξωδόμετρο)
Αναλυτής μεγέθους σωματιδίων λέιζερ
2.2 Πειραματικά βήματα
Προσδιορισμός του χρόνου καθυστέρησης ενυδάτωσης
Κάτω από σταθερή θερμοκρασία (25 ℃), παρατηρήθηκε μια ορισμένη ποσότητα Kimacell®HPMC σε απεσταγμένο νερό χωρίς να αναδεύεται και ο χρόνος που απαιτείται για να σχηματιστεί το στρώμα επιφανειακής πηκτής και ο χρόνος που απαιτείται για την πλήρη διαβροχή των σωματιδίων.
Μέτρηση αλλαγής ιξώδους
Το ιξώδες διαλύματος μετρήθηκε κάθε 5 λεπτά χρησιμοποιώντας ένα περιστροφικό ιξωδόμετρο για να καταγράψει τη σταδιακή διάλυση των σωματιδίων HPMC.
Δοκιμή διαλυτότητας
Η δειγματοληψία διεξήχθη σε διαφορετικά χρονικά σημεία και τα αδιάλυτα σωματίδια διαχωρίστηκαν με μεμβράνη φίλτρου για να προσδιοριστεί η τάση της διαλυτότητας με την πάροδο του χρόνου.
Ανάλυση μεγέθους σωματιδίων
Χρησιμοποιήθηκε αναλυτής μεγέθους σωματιδίων λέιζερ για τη μέτρηση της μεταβολής της κατανομής μεγέθους σωματιδίων των σωματιδίων HPMC κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ενυδάτωσης για την αξιολόγηση της επίδρασης της καθυστέρησης ενυδάτωσης.
3. Αποτελέσματα και ανάλυση δοκιμών
Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι η HPMC με διαφορετικούς βαθμούς ιξώδους και οι μέθοδοι επεξεργασίας επιφάνειας έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά καθυστέρησης ενυδάτωσης. Η HPMC χωρίς επιφανειακή επεξεργασία σχηματίζει γρήγορα ένα στρώμα πηκτής στο νερό, ενώ η HPMC με ειδική επιφανειακή επεξεργασία έχει σημαντικά καθυστερημένο χρόνο ενυδάτωσης και πιο ομοιόμορφη διάλυση.
Επίδραση του ιξώδους στην καθυστέρηση ενυδάτωσης
Τα σωματίδια HPMC χαμηλού ιξισμού έχουν μικρότερο χρόνο καθυστέρησης ενυδάτωσης λόγω του μικρού μοριακού βάρους τους. Το HPMC υψηλού ιξώδους έχει μεγαλύτερο χρόνο καθυστέρησης ενυδάτωσης λόγω της μοριακής δομής της μακράς αλυσίδας.
Επίδραση της επιφανειακής επεξεργασίας στην καθυστέρηση ενυδάτωσης
Τα σωματίδια HPMC που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με υδρόφοβη επικάλυψη έχουν μειωθεί την αρχική διαβρεξιμότητα στο νερό και ο χρόνος καθυστέρησης ενυδάτωσης μπορεί να επεκταθεί σε 10-30 λεπτά.
Επίδραση της κατανομής μεγέθους σωματιδίων
Τα λεπτά σωματίδια έχουν σύντομο χρόνο καθυστέρησης ενυδάτωσης, ενώ τα μεγαλύτερα σωματίδια έχουν μια πιο σημαντική καθυστέρηση ενυδάτωσης λόγω της επίδρασης του στρώματος γέλης επιφάνειας.
Ορθολογική επιλογή τουHPMCμπορεί να βελτιστοποιήσει την εφαρμογή της στην κατασκευή και σε άλλες βιομηχανίες, να βελτιώσει τις επιδόσεις των κατασκευών και τη σταθερότητα των υλικών. Αυτή η μελέτη μπορεί να παράσχει επιστημονική βάση για τη βελτιστοποίηση εφαρμογών της HPMC και την ανάπτυξη προϊόντων και τη διαμόρφωση του προϊόντος
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-21-2025