Reologio kaj Kongrueco deHPMC/HPSKompleksa
Ŝlosilvortoj: hidroksipropilmetilcelulozo; hidroksipropila amelo; reologiaj propraĵoj; kongruo; kemia modifo.
Hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC) estas polisakaridpolimero ofte uzita en la preparado de manĝeblaj filmoj. Ĝi estas vaste uzata en la kampo de manĝaĵo kaj medicino. La filmo havas bonan travideblecon, mekanikajn ecojn kaj oleajn barojn. Tamen, HPMC estas termike induktita ĝelo, kiu kondukas al sia malbona prilaborado ĉe malalta temperaturo kaj alta produktada energikonsumo; krome, ĝia multekosta krudmateriala prezo limigas ĝian larĝan aplikon inkluzive de la farmacia kampo. Hidroksipropila amelo (HPS) estas manĝebla materialo vaste uzata en la kampo de manĝaĵo kaj medicino. Ĝi havas larĝan gamon de fontoj kaj malalta prezo. Ĝi estas ideala materialo por redukti la koston de HPMC. Plie, la malvarmaj ĝelaj trajtoj de HPS povas ekvilibrigi la viskozecon kaj aliajn reologiajn ecojn de HPMC. , por plibonigi ĝian pretigan rendimenton ĉe malalta temperaturo. Krome, HPS manĝebla filmo havas bonegajn oksigenajn barajn ecojn, do ĝi povas signife plibonigi la oksigenajn barojn de HPMC manĝebla filmo.
HPS estis aldonita en HPMC por kunmetado, kaj la HPMC/HPS malvarma kaj varma invers-faza ĝela kunmetaĵsistemo estis konstruita. La influleĝo de propraĵoj estis diskutita, la interagadmekanismo inter HPS kaj HPMC en solvaĵo, la kongruo kaj faza transiro de la kunmetaĵsistemo estis diskutitaj, kaj la rilato inter la reologiaj trajtoj kaj strukturo de la kunmetaĵsistemo estis diskutita. La rezultoj montras, ke la kunmetaĵsistemo havas kritikan koncentriĝon (8%), sub la kritika koncentriĝo, HPMC kaj HPS ekzistas en sendependaj molekulaj ĉenoj kaj fazaj regionoj; super la kritika koncentriĝo, la HPS-fazo estas formita en la solvo kiel la ĝelcentro, La mikroĝela strukturo, kiu estas ligita per la interplektiĝo de HPMC-molekulaj ĉenoj, elmontras konduton similan al tiu de polimerfandado. La reologiaj propraĵoj de la kunmetita sistemo kaj la kunmetita proporcio konformas al la logaritma sumo-regulo, kaj montras certan gradon da pozitiva kaj negativa devio, indikante, ke la du komponantoj havas bonan kongruon. La kunmetaĵsistemo estas kontinua faz-disigita faza "mar-insula" strukturo ĉe malalta temperaturo, kaj la kontinua faztransiro okazas je 4:6 kun la malkresko de la HPMC/HPS-kunmetaĵproporcio.
Kiel grava komponento de manĝvaroj, manĝpakaĵo povas malhelpi manĝaĵon esti damaĝita kaj poluita de eksteraj faktoroj en la procezo de cirkulado kaj stokado, tiel plilongigante la bretdaŭron kaj stokadoperiodon de manĝaĵo. Kiel nova speco de manĝpakaĵmaterialo, kiu estas sekura kaj manĝebla, kaj eĉ havas certan nutran valoron, manĝebla filmo havas larĝajn aplikajn perspektivojn en manĝaĵpakado kaj konservado, rapida manĝo kaj farmaciaj kapsuloj, kaj fariĝis esplora retpunkto en la nuna manĝaĵo. pakado rilataj kampoj.
La HPMC/HPS-komponita membrano estis preparita per gisadmetodo. La kongruo kaj faza apartigo de la kunmetaĵa sistemo estis plu esploritaj per skanado de elektrona mikroskopio, dinamika termomekanika posedaĵanalizo kaj termogravimetra analizo, kaj la mekanikaj trajtoj de la kunmetaĵa membrano estis studitaj. kaj oksigena permeablo kaj aliaj membranaj propraĵoj. La rezultoj montras ke neniu evidenta dufaza interfaco estas trovita en la SEM-bildoj de ĉiuj kunmetitaj filmoj, ekzistas nur unu vitra transirpunkto en la DMA-rezultoj de la plej multaj el la kunmetitaj filmoj, kaj nur unu termika degenerpinto aperas en la DTG-kurboj. de la plej multaj el la kunmetitaj filmoj. HPMC havas certan kongruon kun HPS. La aldono de HPS al HPMC signife plibonigas la oksigenbariertrajtojn de la kunmetaĵmembrano. La mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵa membrano varias multe laŭ la kunmetaĵproporcio kaj la relativa humideco de la medio, kaj prezentas interkruciĝpunkton, kiu povas provizi referencon por produktooptimumigo por malsamaj aplikaj postuloj.
La mikroskopa morfologio, faza distribuo, faza transiro kaj aliaj mikrostrukturoj de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estis studitaj per simpla joda tinktura optika mikroskopa analizo, kaj la travidebleco kaj mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵsistemo estis studitaj per transviola spektrofotometro kaj mekanika posedaĵotestilo. La rilato inter la mikroskopa morfologia strukturo kaj la makroskopa ampleksa agado de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estis establita. La rezultoj montras, ke granda nombro da mezofazoj ĉeestas en la kunmetita sistemo, kiu havas bonan kongruecon. Estas faza transira punkto en la kunmetaĵsistemo, kaj ĉi tiu faza transirpunkto havas certan kunmetitan rilatumon kaj solvan koncentriĝdependecon. La plej malalta punkto de travidebleco de la kunmetaĵsistemo estas kongrua kun la faza transirpunkto de HPMC de kontinua fazo ĝis disigita fazo kaj la minimuma punkto de tirstreĉa modulo. La modulo kaj plilongiĝo de la Young ĉe paŭzo malpliiĝis kun la pliiĝo de la solvkoncentriĝo, kiu havis kaŭzan rilaton kun la transiro de HPMC de la kontinua fazo ĝis la disigita fazo.
Reometro estis uzita por studi la efikon de kemia modifo de HPS sur la reologiaj trajtoj kaj ĝeltrajtoj de la HPMC/HPS malvarma kaj varma invers-faza ĝela kunmetaĵsistemo. Kapacitoj kaj fazaj transiroj estis studitaj, kaj la rilato inter mikrostrukturo kaj reologiaj kaj ĝelaj trajtoj estis establita. La esplorrezultoj montras, ke la hidroksipropilado de HPS povas redukti la viskozecon de la kunmetita sistemo ĉe malalta temperaturo, plibonigi la fluecon de la kunmetita solvaĵo kaj redukti la fenomenon de tonda maldikiĝo; la hidroksipropiligo de HPS povas malvastigi la linearan viskozecon de la kunmetaĵsistemo. En la elasta regiono, la faza transira temperaturo de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estas reduktita, kaj la solid-simila konduto de la kunmetita sistemo ĉe malalta temperaturo kaj la flueco ĉe alta temperaturo estas plibonigita. HPMC kaj HPS formas kontinuajn fazojn ĉe malaltaj kaj altaj temperaturoj, respektive, kaj ĉar disigitaj fazoj determinas la reologiajn trajtojn kaj ĝelpropraĵojn de la kunmetaĵsistemo ĉe altaj kaj malaltaj temperaturoj. Kaj la subita ŝanĝo en la viskozeckurbo de la kunmetita sistemo kaj la sunbruna deltpinto en la perdfaktorkurbo aperas je 45 °C, kiu eĥas la ko-kontinuan fazfenomenon observitan en la jod-makulitaj mikrografioj je 45 °C.
La efiko de kemia modifo de HPS sur la kristala strukturo kaj mikro-sekcia strukturo de la kunmetaĵa filmo estis studita per sinkrotrona radiado malgrand-angula Rentgenfota disvastigteknologio, kaj la mekanikaj propraĵoj, oksigenbaraj trajtoj kaj termika stabileco de la kunmetaĵa filmo estis sisteme studis la influon de kemiaj strukturŝanĝoj de kunmetitaj komponantoj sur la mikrostrukturo kaj makroskopaj trajtoj de kunmetitaj sistemoj. La rezultoj de sinkrotrona radiado montris, ke la hidroksipropiligo de HPS kaj la plibonigo de la kongruo de la du komponantoj povus signife malhelpi la rekristaliĝon de amelo en la membrano kaj antaŭenigi la formadon de pli malstrikta memsimila strukturo en la kunmetaĵa membrano. La makroskopaj propraĵoj kiel mekanikaj propraĵoj, termika stabileco kaj oksigena permeablo de HPMC/HPS kunmetita membrano estas proksime rilataj al ĝia interna kristala strukturo kaj amorfa regiono strukturo. La kombinita efiko de la du efikoj.
Ĉapitro Unu Enkonduko
Kiel grava komponento de manĝvaroj, manĝaĵaj pakaj materialoj povas protekti manĝaĵojn kontraŭ fizika, kemia kaj biologia damaĝo kaj poluo dum cirkulado kaj stokado, konservi la kvaliton de manĝaĵo mem, faciligi manĝaĵon kaj certigi manĝaĵon. Longtempa stokado kaj konservado, kaj doni manĝaĵon aspekton por altiri konsumon kaj akiri valoron preter materiala kosto [1-4]. Kiel nova speco de manĝpakaĵmaterialo, kiu estas sekura kaj manĝebla, kaj eĉ havas certan nutran valoron, manĝebla filmo havas larĝajn aplikajn perspektivojn en manĝaĵpakado kaj konservado, rapida manĝo kaj farmaciaj kapsuloj, kaj fariĝis esplora retpunkto en la nuna manĝaĵo. pakado rilataj kampoj.
Manĝeblaj filmoj estas filmoj kun pora retostrukturo, kutime akirita per prilaborado de naturaj manĝeblaj polimeroj. Multaj naturaj polimeroj ekzistantaj en naturo havas ĝelpropraĵojn, kaj iliaj akvaj solvaĵoj povas formi hidroĝelojn sub certaj kondiĉoj, kiel ekzemple kelkaj naturaj polisakaridoj, proteinoj, lipidoj, ktp. Naturaj strukturaj polisakaridoj kiel ekzemple amelo kaj celulozo, pro sia speciala molekula strukturo de longĉena helico kaj stabilaj kemiaj propraĵoj, povas esti taŭgaj por longdaŭraj kaj diversaj stokaj medioj, kaj estis vaste studitaj kiel manĝeblaj filmoformaj materialoj. Manĝeblaj filmoj faritaj de ununura polisakarido ofte havas certajn limigojn en efikeco. Tial, por forigi la limigojn de unuopaj polisakaridaj manĝeblaj filmoj, akiri specialajn proprietojn aŭ disvolvi novajn funkciojn, redukti produktajn prezojn kaj pligrandigi iliajn aplikojn, oni kutime uzas du specojn de polisakaridoj. Aŭ la supraj naturaj polisakaridoj estas kunmetitaj por atingi la efikon de komplementaj ecoj. Tamen, pro la diferenco en molekula strukturo inter malsamaj polimeroj, ekzistas certa konformiga entropio, kaj la plej multaj polimerkompleksoj estas parte kongruaj aŭ malkongruaj. La fazmorfologio kaj kongrueco de la polimerkomplekso determinos la trajtojn de la kunmetaĵmaterialo. La deformado kaj fluhistorio dum prilaborado havas signifan efikon al la strukturo. Tial, la makroskopaj trajtoj kiel ekzemple la reologiaj trajtoj de la polimerkompleksoosistemo estas studitaj. La interrilato inter mikroskopaj morfologiaj strukturoj kiel ekzemple fazmorfologio kaj kongruo estas grava por reguligado de la agado, analizo kaj modifo de kompozitaj materialoj, pretigteknologio, gvidanta formuldezajnon kaj pretigan maŝindezajnon, kaj taksi produktadon. La prilaborado de la produkto kaj la disvolviĝo kaj apliko de novaj polimeraj materialoj havas grandan signifon.
En ĉi tiu ĉapitro, la esplora stato kaj aplika progreso de manĝeblaj filmmaterialoj estas detale reviziitaj; la esplora situacio de naturaj hidroĝeloj; la celo kaj metodo de polimerkunmetado kaj la esplorprogreso de polisakarida kunmetado; la reologia esplormetodo de kunmetaĵsistemo; La reologiaj propraĵoj kaj modelkonstruado de la malvarma kaj varma inversa ĝelsistemo estas analizitaj kaj diskutitaj, same kiel la esplorsignifo, esplorcelo kaj esplorado de ĉi tiu papera enhavo.
1.1 Manĝebla filmo
Manĝebla filmo rilatas al la aldono de plastigiloj kaj interligaj agentoj bazitaj sur naturaj manĝeblaj substancoj (kiel strukturaj polisakaridoj, lipidoj, proteinoj), per malsamaj intermolekulaj interagoj, per kunmetado, hejtado, tegaĵo, sekigado ktp. La filmo kun pora reto strukturo formita per traktado. Ĝi povas provizi diversajn funkciojn kiel elekteblaj baraj propraĵoj al gaso, humideco, enhavo kaj eksteraj malutilaj substancoj, por plibonigi la sensan kvaliton kaj internan strukturon de manĝaĵo, kaj plilongigi la stokan periodon aŭ bretdaŭron de manĝaĵoj.
1.1.1 Evoluhistorio de Manĝeblaj Filmoj
La evoluo de manĝebla filmo povas esti spurita reen al la 12-a kaj 13-a jarcentoj. Tiutempe ĉinoj uzis simplan vaksan metodon por kovri citruson kaj citronojn, kiu efike reduktis la perdon de akvo en la fruktoj kaj legomoj, tiel ke la fruktoj kaj legomoj konservis sian originan brilon, tiel plilongigante la breton de fruktoj kaj legomoj. legomoj, sed troe malhelpante la aeroban spiradon de fruktoj kaj legomoj, rezultigante frukton fermentan malboniĝon. En la 15-a jarcento, azianoj jam komencis fari manĝeblan filmon el sojlakto, kaj uzis ĝin por protekti manĝaĵon kaj pliigi la aspekton de manĝaĵo [20]. En la 16-a jarcento, la britoj uzis grason por kovri manĝsurfacojn por redukti la perdon de manĝa humideco. En la 19-a jarcento, sakarozo unue estis utiligita kiel manĝebla tegaĵo sur nuksoj, migdaloj kaj aveloj por malhelpi oksigenadon kaj rancecon dum stokado. En la 1830-aj jaroj, komercaj varmfandaj parafinfilmoj aperis por fruktoj kiel ekzemple pomoj kaj piroj. Fine de la 19-a jarcento, gelatinaj filmoj estas ŝprucitaj sur la surfacon de karnaj produktoj kaj aliaj manĝaĵoj por konservado de manĝaĵoj. En la fruaj 1950-aj jaroj, karnauba vakso, ktp., estis transformitaj en ole-en-akvaj emulsioj por tegaĵo kaj konservado de freŝaj fruktoj kaj legomoj. En la malfruaj 1950-aj jaroj, esplorado pri manĝeblaj filmoj aplikitaj al karnaj produktoj komenciĝis formiĝi, kaj la plej ampleksa kaj sukcesa ekzemplo estas la klisteroj prilaboritaj de bestaj maldika intesto en enfermaĵojn.
Ekde la 1950-aj jaroj, oni povas diri, ke la koncepto de manĝebla filmo nur estis vere proponita. Ekde tiam, multaj esploristoj disvolvis fortan intereson pri manĝeblaj filmoj. En 1991, Nisperes aplikis karboksimetilcelulozon (CMC) al la tegaĵo kaj konservado de bananoj kaj aliaj fruktoj, la fruktospirado estis reduktita, kaj la klorofilperdo estis prokrastita. Park et al. en 1994 raportis la efikajn barirajn trajtojn de zeina proteinfilmo al O2 kaj CO2, kiuj plibonigis la akvoperdon, velkadon kaj senkolorigon de tomatoj. En 1995, Lourdin uzis diluitan alkalan solvon por trakti amelon, kaj aldonis glicerinon por kovri fragojn por freŝeco, kiu reduktis la akvoperdon de fragoj kaj prokrastis difekton. Baberjee plibonigis la manĝeblajn filmajn proprietojn en 1996 per mikro-likvigo kaj ultrasona traktado de la filmoforma likvaĵo, do la partikla grandeco de la filmoforma likvaĵo estis signife reduktita kaj la homogena stabileco de la emulsio estis plibonigita. En 1998, Padegett et al. aldonis lizozimon aŭ nisinon al sojfaba proteino manĝebla filmo kaj uzis ĝin por envolvi manĝaĵon, kaj trovis ke la kresko de laktacidaj bakterioj en manĝaĵo estis efike malhelpita [30]. En 1999, Yin Qinghong et al. uzis abelvakson por fari filman tegagenton por konservado kaj konservado de pomoj kaj aliaj fruktoj, kiu povus malhelpi spiradon, malhelpi ŝrumpadon kaj malplipeziĝon, kaj malhelpi mikroban invadon.
Dum multaj jaroj, maizbakaj vazoj por glaciaĵpakado, gluta rizpapero por bombonpakaĵo, kaj tofuaj feloj por viandpladoj estas tipaj manĝeblaj pakaĵoj. Sed komercaj aplikoj de manĝeblaj filmoj estis preskaŭ neekzistantaj en 1967, kaj eĉ vakskovrita fruktokonservado havis tre limigitan komercan uzon. Ĝis 1986, kelkaj kompanioj komencis disponigi manĝeblajn filmproduktojn, kaj antaŭ 1996, la nombro da manĝeblaj filmkompanioj kreskis al pli ol 600. Nuntempe, la aplikado de manĝebla filmo en konservado de manĝpakaĵoj pliiĝis, kaj atingis jara enspezo de pli ol 100 milionoj da usonaj dolaroj.
1.1.2 Karakterizaĵoj kaj specoj de manĝeblaj filmoj
Laŭ koncernaj esploroj, manĝebla filmo havas la jenajn elstarajn avantaĝojn: manĝebla filmo povas malhelpi la malkreskon kaj difekton de nutraĵa kvalito kaŭzita de la reciproka migrado de malsamaj manĝsubstancoj; iuj manĝeblaj filmaj komponantoj mem havas specialan nutran valoron kaj Sanan funkcion; manĝebla filmo havas laŭvolajn barajn proprietojn al CO2, O2 kaj aliaj gasoj; manĝebla filmo povas esti uzata por mikroondoj, bakado, fritita manĝaĵo kaj medikamenta filmo kaj tegaĵo; manĝebla filmo povas esti uzata kiel antioksidantoj kaj konserviloj kaj aliaj portantoj, tiel plilongigante la breton de manĝaĵo; manĝebla filmo povas esti uzata kiel portanto por koloraĵoj kaj nutraj fortigiloj ktp., por plibonigi manĝaĵan kvaliton kaj plibonigi manĝaĵojn sensajn ecojn; manĝebla filmo estas sekura kaj manĝebla, kaj povas esti konsumita kune kun manĝaĵo; Manĝeblaj pakaĵfilmoj povas esti uzataj por pakado de malgrandaj kvantoj aŭ unuoj de manĝaĵo, kaj formas plurtavolan kunmetitan pakaĵon kun tradiciaj pakmaterialoj, kio plibonigas la ĝeneralan baran agadon de pakmaterialoj.
La kialo, kial manĝeblaj pakfilmoj havas ĉi-suprajn funkciajn ecojn, estas ĉefe bazita sur la formado de certa tridimensia retostrukturo ene de ili, tiel montrante certajn fortajn kaj barajn ecojn. La funkciaj propraĵoj de la manĝebla paka filmo estas signife tuŝitaj de la propraĵoj de ĝiaj komponantoj, kaj la grado de interna polimera krucligo, la unuformeco kaj denseco de la retostrukturo ankaŭ estas tuŝitaj de malsamaj filmoformaj procezoj. Estas evidentaj diferencoj en rendimento [15, 35]. Manĝeblaj filmoj ankaŭ havas iujn aliajn ecojn kiel ekzemple solvebleco, koloro, travidebleco, ktp. Taŭgaj manĝeblaj filmaj pakmaterialoj povas esti elektitaj laŭ la malsamaj uzaj medioj kaj la diferencoj en la produktaj objektoj pakitaj.
Laŭ la formanta metodo de manĝebla filmo, ĝi povas esti dividita en filmojn kaj tegaĵojn: (1) La antaŭpreparitaj sendependaj filmoj estas kutime nomitaj filmoj. (2) La maldika tavolo formita sur la manĝsurfaco per tegaĵo, trempado kaj ŝprucado nomiĝas tegaĵo. Filmoj estas plejparte uzitaj por manĝaĵoj kun malsamaj ingrediencoj kiuj devas esti individue pakitaj (kiel ekzemple spicaj pakoj kaj oleaj pakoj en oportunaj manĝaĵoj), manĝaĵoj kun la sama ingredienco sed devas esti enpakitaj aparte (kiel malgrandaj pakaĵoj da kafo, laktopulvoro, ktp.), kaj medikamentojn aŭ sanproduktojn. Kapsula materialo; tegaĵo estas ĉefe uzata por konservado de freŝaj manĝaĵoj kiel fruktoj kaj legomoj, karnaj produktoj, tegaĵo de drogoj kaj muntado de mikrokapsuloj kun kontrolita liberigo.
Laŭ la filmoformaj materialoj de manĝebla paka filmo, ĝi povas esti dividita en: polisakarida manĝebla filmo, proteina manĝebla filmo, lipida manĝebla filmo, mikroba manĝebla filmo kaj kunmetita manĝebla filmo.
1.1.3 Apliko de manĝebla filmo
Kiel nova speco de nutraĵpakaĵmaterialo, kiu estas sekura kaj manĝebla, kaj eĉ havas certan nutran valoron, manĝebla filmo estas vaste uzata en la nutraĵpakaĵindustrio, la farmacia kampo, la stokado kaj konservado de fruktoj kaj legomoj, la prilaborado kaj konservado. de viando kaj akvaj produktoj, la produktado de rapidmanĝejo, kaj la produktado de oleo. Ĝi havas larĝajn aplikajn perspektivojn en la konservado de manĝaĵoj kiel frititaj bakitaj bombonoj.
1.1.3.1 Apliko en manĝpakaĵo
La filmo-forma solvo estas kovrita sur la manĝaĵo por esti pakita per ŝprucado, brosado, trempado, ktp., por malhelpi la penetron de humideco, oksigeno kaj aromaj substancoj, kiuj povas efike redukti la perdon de pakado kaj redukti la nombron de pakaĵtavoloj. ; signife redukti la eksteran tavolon de la manĝaĵo La komplekseco de la komponantoj de plasta pakaĵo faciligas ĝian recikladon kaj prilaboradon, kaj reduktas median poluon; ĝi estas aplikata al la aparta pakado de iuj komponantoj de multkomponentaj kompleksaj manĝaĵoj por redukti la reciprokan migradon inter malsamaj komponantoj, tiel reduktante la poluon al la medio. Redukti la difekton de manĝaĵo aŭ la malkreskon de manĝaĵo-kvalito. La manĝebla filmo estas rekte prilaborita en pakaĵpaperon aŭ pakajn sakojn por manĝpakaĵo, kio ne nur atingas sekurecon, purecon kaj komforton, sed ankaŭ reduktas la premon de blanka poluo sur la medio.
Uzante maizon, sojfabojn kaj tritikon kiel ĉefajn krudaĵojn, paper-similaj cerealaj filmoj povas esti preparitaj kaj uzataj por pakado de kolbasoj kaj aliaj manĝaĵoj. Post uzo, eĉ se ili estas forĵetitaj en la natura medio, ili estas biodiserigeblaj kaj povas esti igitaj grundaj sterkoj por plibonigi grundon. . Uzante amelon, kitosanon kaj fazeolon kiel ĉefajn materialojn, manĝebla pakpapero povas esti preparita por paki rapidajn manĝaĵojn kiel rapidmanĝajn nudelojn kaj fritojn, kio estas oportuna, sekura kaj tre populara; uzata por spicado de pakoj, solidaj supoj La pakado de oportunaj manĝaĵoj kiel krudaĵoj, kiuj povas esti rekte kuiritaj en la poto kiam uzataj, povas malhelpi manĝaĵpoluadon, pliigi manĝaĵon kaj faciligi purigadon. Sekigita avokado, terpomoj, kaj rompita rizo estas fermentitaj kaj konvertitaj en polisakaridojn, kiuj povas esti uzataj por prepari novajn manĝeblajn internajn pakmaterialojn, kiuj estas senkoloraj kaj travideblaj, havas bonajn oksigen-barieron ecojn kaj mekanikajn ecojn, kaj estas uzataj por la pakado de laktopulvoro. , salata oleo kaj aliaj produktoj [19]. Por milita manĝaĵo, post kiam la produkto estas uzata, la tradicia plasta pakmaterialo estas forĵetita en la medio kaj fariĝas markilo por spurado de malamikoj, kio estas facile malkaŝi la lokon. En multkomponentaj specialaj manĝaĵoj kiel pico, kukaĵo, keĉupo, glaciaĵo, jogurto, kukoj kaj desertoj, plastaj pakaj materialoj ne povas esti rekte aldonitaj por uzi, kaj manĝebla paka filmo montras siajn unikajn avantaĝojn, kiuj povas redukti la nombron da grupoj Frakcia. migrado de gustosubstancoj plibonigas produktokvaliton kaj estetikon [21]. Manĝebla paka filmo povas esti uzata en mikroonda manĝaĵa prilaborado de batsistemo. Viandproduktoj, legomoj, fromaĝo kaj fruktoj estas antaŭpakitaj per ŝprucado, trempiĝo aŭ brosado, ktp., frostigitaj kaj stokitaj, kaj nur bezonas esti mikroonditaj por konsumo.
Kvankam malmultaj komercaj manĝeblaj pakaĵoj kaj sakoj estas haveblaj, multaj patentoj estis registritaj pri la formuliĝo kaj apliko de eblaj manĝeblaj pakmaterialoj. La francaj manĝaĵaj reguligaj aŭtoritatoj aprobis industriigitan manĝeblan pakaĵsakon nomitan "SOLUPAN", kiu estas kunmetita de hidroksipropilmetilcelulozo, amelo kaj natria sorbato, kaj estas komerce havebla.
1.1.3.2 Apliko en Medicino
Gelatino, celulozaj derivaĵoj, amelo kaj manĝebla gumo povas esti uzataj por prepari molajn kaj malmolajn kapsulajn ŝelojn de medikamentoj kaj sanaj produktoj, kiuj efike povas certigi la efikecon de medikamentoj kaj sanaj produktoj, kaj estas sekuraj kaj manĝeblaj; iuj medikamentoj havas propran amaran guston, kiu estas malfacile uzebla de pacientoj. Akceptitaj, manĝeblaj filmoj povas esti uzataj kiel gustomaskantaj tegaĵoj por tiaj drogoj; iuj enteraj polimeraj polimeroj ne solvas en la stomako (pH 1.2) medio, sed estas solveblaj en la intesta (pH 6.8) medio kaj povas esti uzataj en la intesta Daŭr-liberiga drogokovraĵo; ankaŭ povas esti uzata kiel portanto por celitaj drogoj.
Blanco-Fernandez et al. preparis kitosan-acetilitan monogliceridan komponan filmon kaj uzis ĝin por la daŭra liberigo de la antioksida agado de E-vitamino, kaj la efiko estis rimarkinda. Longtempaj antioksidantaj pakmaterialoj. Zhang et al. miksis amelon kun gelateno, aldonis polietilenglikol plastifikanton, kaj uzis tradician. La kavaj malmolaj kapsuloj estis preparitaj per la trempprocezo de la kunmetaĵa filmo, kaj la travidebleco, mekanikaj propraĵoj, hidrofilaj trajtoj kaj faza morfologio de la kunmetaĵa filmo estis studitaj. bona kapsula materialo [52]. Lal et al. transformis kafirinon en manĝeblan tegaĵon por la entera tegaĵo de paracetamolaj kapsuloj, kaj studis la mekanikajn ecojn, termigajn ecojn, barirajn ecojn kaj drogeldonajn proprietojn de la manĝebla filmo. La rezultoj montris, ke la tegaĵo de sorgo Diversaj malmolaj kapsuloj de gliadina filmo ne rompiĝis en la stomako, sed liberigis la drogon en la intesto je pH 6,8. Paik et al. pretigis HPMC-ftalato-partiklojn kovritajn per indometacino, kaj ŝprucis la manĝeblan filmoforman likvaĵon de HPMC sur la surfacon de la drog-partikloj, kaj studis la drog-kaptan indicon, averaĝan ero-grandecon de drog-partikloj, manĝebla filmo la rezultoj montris, ke la HPMCN-tegita. Indometacina parola drogo povus atingi la celon de maski la amaran guston de la drogo kaj celi drog-liveradon. Oladzadabbasabadi et al. miksis modifitan sagu-amelon kun karagenano por prepari manĝeblan kunmetitan filmon kiel anstataŭaĵon de tradiciaj gelatenaj kapsuloj, kaj studis ĝian sekigan kinetikon, termomekanikan ecojn, fizikokemiajn ecojn kaj barierajn ecojn, La rezultoj montras, ke la kunmetita manĝebla filmo havas similajn ecojn al gelateno kaj povas. esti uzata en la produktado de farmaciaj kapsuloj.
1.1.3.3 Apliko en konservado de fruktoj kaj legomoj
En freŝaj fruktoj kaj legomoj post plukado, ankoraŭ vigle okazas biokemiaj reagoj kaj spirado, kio akcelos la histan damaĝon de fruktoj kaj legomoj, kaj estas facile kaŭzi perdon de humideco en fruktoj kaj legomoj ĉe ĉambra temperaturo, rezultigante la kvalito de internaj histoj kaj sensaj propraĵoj de fruktoj kaj legomoj. malkresko. Tial konservado fariĝis la plej grava afero en la stokado kaj transportado de fruktoj kaj legomoj; tradiciaj konservaj metodoj havas malbonan konservan efikon kaj altan koston. Tega konservado de fruktoj kaj legomoj estas nuntempe la plej efika metodo en ĉambra temperaturo konservado. La manĝebla filmoforma likvaĵo estas kovrita sur la surfaco de fruktoj kaj legomoj, kio povas efike malhelpi la invadon de mikroorganismoj, redukti la spiradon, akvoperdon kaj nutran perdon de fruktoj kaj vegetalaj histoj, prokrasti la fiziologian maljuniĝon de fruktoj kaj vegetalaj histoj, kaj konservu fruktojn kaj legomajn ŝtofojn La originalajn diketajn kaj glatajn. Brila aspekto, por atingi la celon konservi freŝan kaj plilongigi la konservadon. Usonanoj uzas acetilmonogliceridon kaj fromaĝon ĉerpita el vegeta oleo kiel ĉefaj krudmaterialoj por prepari manĝeblan filmon, kaj uzas ĝin por tranĉi fruktojn kaj legomojn por konservi freŝajn, malhelpi dehidratiĝon, bruniĝon kaj invadon de mikroorganismoj, por ke ĝi estu konservita dum kelka tempo. longa tempo. Freŝa stato. Japanio uzas ruban silkon kiel krudmaterialon por prepari terpoman freŝan konservan filmon, kiu povas atingi freŝan konservan efikon kompareblan al tiu de malvarma konservado. Usonanoj uzas vegetajn oleon kaj fruktojn kiel ĉefajn krudmaterialojn por fari tegan likvaĵon, kaj konservi la tranĉitan frukton freŝa, kaj trovis, ke la konserva efiko estas bona.
Marquez et al. uzis laktoproteinon kaj pektinon kiel krudaĵojn, kaj aldonis glutaminazon por krucligo por prepari kunmetitan manĝeblan filmon, kiu estis uzata por kovri freŝajn tranĉitajn pomojn, tomatojn kaj karotojn, kiuj povas signife redukti la malplipeziĝon. , malhelpas la kreskon de mikroorganismoj sur la surfaco de freŝaj tranĉitaj fruktoj kaj legomoj, kaj plilongigi la bretdaŭron sur la kondiĉo de konservi la guston kaj guston de freŝaj tranĉitaj fruktoj kaj legomoj. Shi Lei et al. tegitaj ruĝaj globaj vinberoj per kitosana manĝebla filmo, kiu povus redukti la malplipeziĝon kaj putriĝon de vinberoj, konservi la koloron kaj brilecon de vinberoj kaj prokrasti la degradadon de solveblaj solidoj. Uzante kitosanon, natrian alginaton, natrian karboksimetilcelulozon kaj poliakrilaton kiel krudaĵojn, Liu et al. preparis manĝeblajn filmojn per plurtavola tegaĵo por freŝa konservado de fruktoj kaj legomoj, kaj studis ilian morfologion, akvosolveblecon, ktp. La rezultoj montris, ke la natria karboximetilcelulozo-kitosano-glicerol-komponita filmo havis la plej bonan konservan efikon. Sun Qingshen et al. studis la komponan filmon de izolita proteino de sojfabo, kiu estas uzata por konservado de fragoj, kiu povas signife redukti la transpiradon de fragoj, malhelpi ilian spiradon kaj redukti la indicon de putraj fruktoj. Ferreira et al. uzis fruktojn kaj legomajn restaĵojn de pulvoro kaj terpomŝelan pulvoron por prepari kunmetitan manĝeblan filmon, studis la akvosolveblecon kaj mekanikajn ecojn de kunmetita filmo, kaj uzis tegmetodon por konservi kratagon. La rezultoj montris, ke la vivdaŭro de kratago estis plilongigita. 50%, la indico de malplipeziĝo malpliiĝis je 30-57%, kaj la organika acido kaj humideco ne ŝanĝiĝis signife. Fu Xiaowei et al. studis la konservadon de freŝaj paprikoj per kitosana manĝebla filmo, kaj la rezultoj montris, ke ĝi povus signife redukti la spiran intensecon de freŝaj paprikoj dum stokado kaj prokrasti la maljuniĝon de paprikoj. Navarro-Tarazaga et al. uzis abelvaks-modifitan HPMC manĝeblan filmon por konservi prunojn. La rezultoj montris, ke abelvakso povus plibonigi la oksigenajn kaj humidajn barierpropraĵojn kaj mekanikajn trajtojn de HPMC-filmoj. La pezoperdo de la prunoj estis signife reduktita, la moliĝo kaj sangado de la fruktoj dum stokado estis plibonigitaj, kaj la konservadperiodo de la prunoj estis plilongigita. Tang Liying et al. uzis ŝelakan alkalan solvon en amelo-modifo, preparis manĝeblan pakfilmon kaj studis ĝiajn filmajn ecojn; samtempe, uzi sian filmoforman likvaĵon por kovri mangojn por freŝeco povas efike redukti spiradon. Ĝi povas malhelpi la bruniĝan fenomenon dum stokado, redukti la malplipeziĝon kaj plilongigi la stokadon.
1.1.3.4 Apliko en la prilaborado kaj konservado de karnaj produktoj
Viandproduktoj kun riĉaj nutraĵoj kaj alta akvo-agado estas facile invaditaj de mikroorganismoj en la procezo de prilaborado, transportado, stokado kaj konsumado, rezultigante mallumiĝon de koloro kaj grasa oksidado kaj alia difekto. Por plilongigi la konservan periodon kaj konservadon de karnaj produktoj, necesas provi malhelpi la agadon de enzimoj en karnaj produktoj kaj la invadon de mikroorganismoj sur la surfaco, kaj malhelpi la difekton de koloro kaj odoro kaŭzita de grasa oxidado. Nuntempe, manĝebla filmkonservado estas unu el la oftaj metodoj vaste uzataj en viandokonservado hejme kaj eksterlande. Komparante ĝin kun la tradicia metodo, oni trovas, ke la invado de eksteraj mikroorganismoj, la oksida rancideco de graso kaj la perdo de suko estis signife plibonigitaj en karnaj produktoj pakitaj en manĝebla filmo, kaj la kvalito de karnaj produktoj estis signife plibonigita. La bretodaŭro estas plilongigita.
La esplorado pri manĝebla filmo de karnaj produktoj komenciĝis en la malfruaj 1950-aj jaroj, kaj la plej sukcesa aplikaĵo estis kolagena manĝebla filmo, kiu estis vaste uzata en kolbasoproduktado kaj prilaborado. Emiroglu et al. aldonis sezaman oleon al sojfaba proteino manĝebla filmo por fari kontraŭbakterian filmon, kaj studis ĝian kontraŭbakterian efikon sur frostita bovaĵo. La rezultoj montris, ke la kontraŭbakteria filmo povas signife malhelpi la reproduktadon kaj kreskon de Staphylococcus aureus. Wook et al. preparis proantocianidinmanĝeblan filmon kaj uzis ĝin por kovri fridigitan porkaĵon por freŝeco. La koloro, pH, TVB-N-valoro, tiobarbiturata acido kaj mikroba kalkulo de porkkotletoj post konservado dum 14 tagoj estis studitaj. La rezultoj montris, ke la manĝebla filmo de proantocianidinoj povas efike redukti la formadon de tiobarbiturata acido, malhelpi grasacidan difekton, redukti la invadon kaj reproduktadon de mikroorganismoj sur la surfaco de karnaj produktoj, plibonigi la kvaliton de karnaj produktoj kaj plilongigi la stokadon. breta vivo. Jiang Shaotong et al. aldonis te-polifenolojn kaj alicinon al la amelo-natria alginata kunmetaĵmembransolvo, kaj uzis ilin por konservi la freŝecon de malvarmigita porkaĵo, kiu povus esti stokita je 0-4 °C dum pli ol 19 tagoj. Kartageno et al. raportis la kontraŭbakterian efikon de kolageno manĝebla filmo aldonita kun nisina antimikroba agento sur la konservado de porkaj tranĉaĵoj, indikante, ke kolagena manĝebla filmo povas redukti la humidan migradon de fridigitaj porkaj tranĉaĵoj, prokrasti la ranciecon de karnaj produktoj kaj aldoni 2 La kolagenan filmon kun %. nisino havis la plej bonan konservan efikon. Wang Rui et al. studis la ŝanĝojn de natria alginato, kitosano kaj karboksimetilfibro per kompara analizo de la pH, volatila baza nitrogeno, ruĝeco kaj totala nombro de kolonioj de bovaĵo ene de 16 tagoj de stokado. La tri specoj de manĝeblaj filmoj de natria vitamino estis uzataj por konservi la freŝecon de malvarmigita bovaĵo. La rezultoj montris ke la manĝebla filmo de natria alginato havis idealan freŝecon konservantan efikon. Caprioli et al. envolvis kuiritan meleagran bruston per natria kazeinata manĝebla filmo kaj poste malvarmigis ĝin je 4 °C. Studoj montris, ke la natria kazeinata manĝebla filmo povas malrapidigi meleagran viandon dum fridigo. de ranceco.
1.1.3.5 Apliko en la konservado de akvaj produktoj
La kvalita malkresko de akvaj produktoj estas ĉefe manifestita en la redukto de libera humideco, la difekto de gusto kaj la difekto de akva produkto teksturo. La putriĝo de akvaj produktoj, oksigenado, denaturigo kaj seka konsumo kaŭzita de mikroba invado estas ĉiuj gravaj faktoroj influantaj la bretujon de akvaj produktoj. Frosta konservado estas ofta metodo por konservado de akvaj produktoj, sed ankaŭ estos certa grado da kvalita degenero en la procezo, kio estas precipe grava por dolĉakvaj fiŝoj.
La manĝebla filmkonservado de akvaj produktoj komenciĝis en la malfruaj 1970-aj jaroj kaj nun estis vaste uzita. Manĝebla filmo povas efike konservi frostitajn akvajn produktojn, redukti akvoperdon, kaj ankaŭ povas esti kombinita kun antioksidantoj por malhelpi grasan oksigenadon, tiel atingante la celon plilongigi bretdaŭron kaj bretdaŭron. Meenatchisundaram et al. preparis amel-bazitan kunmetitan manĝeblan filmon utiligantan amelon kiel matricon kaj aldonis spicojn kiel ekzemple kadro kaj cinamo, kaj uzis ĝin por la konservado de blanka salikoko. La rezultoj montris, ke la manĝebla amelo-filmo povas efike malhelpi la kreskon de mikroorganismoj, malrapidigi grasan oxidadon, plilongigi la bretdaŭron de fridigitaj blankaj salikokoj je 10 °C kaj 4 °C estis tiel longe kiel 14 kaj 12 tagoj, respektive. Cheng Yuanyuan kaj aliaj studis la konservilon de pullulan solvo kaj efektivigis la dolĉakvan fiŝon. Konservado povas efike malhelpi la kreskon de mikroorganismoj, malrapidigi la oksidadon de fiŝaj proteinoj kaj grasoj kaj havi bonegan konservan efikon. Yunus et al. tegita ĉielarka truto per gelateno manĝebla filmo al kiu laurfolia esenca oleo estis aldonita, kaj studis la efikon de fridigita konservado je 4 °C. La rezultoj montris ke la gelatina manĝebla filmo estis efika por konservi la kvaliton de ĉielarkaj trutoj dum ĝis 22 tagoj. dum longa tempo. Wang Siwei et al. uzis natrian alginaton, kitosanon kaj CMC kiel ĉefajn materialojn, aldonis stearatan acidon por prepari manĝeblan filmlikvaĵon, kaj uzis ĝin por kovri Penaeus vannamei por freŝeco. La studo montris, ke la komponita filmo de CMC kaj kitosano La likvaĵo havas bonan konservan efikon kaj povas plilongigi la bretujon je ĉirkaŭ 2 tagoj. Yang Shengping kaj aliaj uzis kitosan-tean polifenolan manĝeblan filmon por la fridigo kaj konservado de freŝa harvosto, kiu povas efike malhelpi la reproduktadon de bakterioj sur la surfaco de harvosto, prokrasti la formadon de volatila klorida acido kaj plilongigi la bretdaŭron de harvosto al. ĉirkaŭ 12 tagoj.
1.1.3.6 Apliko en fritita manĝaĵo
Fritita manĝaĵo estas vaste populara manĝpreta manĝaĵo kun granda produktado. Ĝi estas envolvita per polisakarido kaj proteina manĝebla filmo, kiu povas malhelpi la kolorŝanĝon de la manĝaĵo dum la fritado kaj redukti la oleokonsumon. eniro de oksigeno kaj malsekeco [80]. Tegante frititajn manĝaĵojn per gellan gumo povas redukti oleokonsumon je 35%-63%, kiel ekzemple kiam fritado de sashimi, ĝi povas redukti oleokonsumon je 63%; fritante terpomfritojn, ĝi povas redukti oleokonsumon je 35% -63%. Reduktita fuelkonsumo je 60% ktp [81].
Singthong et al. faris manĝeblajn filmojn de polisakaridoj kiel ekzemple natria alginato, karboksimetilcelulozo kaj pektino, kiuj estis uzitaj por la tegaĵo de frititaj bananaj strioj, kaj studis la oleosorbadon post fritado. La rezultoj montris, ke pektino kaj karboksilo La frititaj bananaj strioj kovritaj per metilcelulozo montris pli bonan sensan kvaliton, inter kiuj la pektina manĝebla filmo havis la plej bonan efikon al reduktado de oleosorbado [82]. Holownia et al. tegitaj HPMC kaj MC-filmoj sur la surfaco de frititaj kokaj fileoj por studi la ŝanĝojn en oleokonsumo, libera grasacida enhavo kaj kolorvaloro en frita oleo. Antaŭ-tegaĵo povas redukti oleosorbadon kaj plibonigi oleovivon [83]. Sheng Meixiang et al. faris manĝeblajn filmojn de CMC, kitosano kaj sojfaba proteinizolo, kovris terpomfritojn, kaj fritis ilin ĉe alta temperaturo por studi la oleosorbadon, akvoenhavon, koloron, akrilamidan enhavon kaj sensan kvaliton de terpomfritoj. , la rezultoj montris ke la sojfaba proteina izolita manĝebla filmo havas signifan efikon al reduktado de la oleokonsumo de frititaj terpomfritoj, kaj la kitosana manĝebla filmo havas pli bonan efikon al reduktado de la akrilamida enhavo [84]. Salvador et al. kovris la surfacon de frititaj kalmaraj ringoj per tritika amelo, modifita maiza amelo, dekstrina kaj gluteno, kio povus plibonigi la krispecon de la kalmaraj ringoj kaj redukti la oleosorbadon [85].
1.1.3.7 Apliko en bakaĵoj
Manĝebla filmo povas esti uzata kiel glata tegaĵo por plibonigi la aspekton de bakitaj varoj; povas esti uzata kiel baro al humideco, oksigeno, graso, ktp. por plibonigi la bretan vivdaŭron de bakaĵoj, ekzemple, kitosana manĝebla filmo estas uzata por surfaca tegaĵo de pano Ĝi ankaŭ povas esti uzata kiel gluo por krispaj manĝetoj kaj manĝetoj, ekzemple, rostitaj arakidoj ofte estas kovritaj per gluaĵoj por kovri salon kaj spicaĵojn [87].
Christos et al. faris manĝeblajn filmojn el natria alginato kaj laktoproteino kaj kovris ilin sur la surfaco de Lactobacillus rhamnosus probiotika pano. La studo montris, ke la postvivado de probiotikoj estis signife plibonigita, sed la du specoj de pano montris, ke digestaj mekanismoj estas tre similaj, do la tegaĵo de la manĝebla filmo ne ŝanĝas la teksturon, guston kaj termofizikajn ecojn de la pano [88]. Panuwat et al. aldonis hindan grosekstraktaĵon en metilcelulozan matricon por prepari manĝeblan kunmetitan filmon, kaj uzis ĝin por konservi la freŝecon de rostitaj anakaĵoj. La rezultoj montris, ke la kunmetita manĝebla filmo povus efike malhelpi rostitajn anakaĵojn dum stokado. La kvalito plimalboniĝis kaj la bretdaŭro de rostitaj anakaĵoj estis plilongigita de ĝis 90 tagoj [89]. Schou et al. faris travideblan kaj flekseblan manĝeblan filmon kun natria kazeinato kaj glicerino, kaj studis ĝiajn mekanikajn ecojn, akvopermeablon kaj ĝian enpakan efikon al bakitaj pano tranĉaĵoj. La rezultoj montris, ke la manĝebla filmo de natria kazeinato envolvis bakitan panon. Post panigado, ĝia malmoleco povas esti reduktita ene de 6 h de konservado ĉe ĉambra temperaturo [90]. Du et al. uzis pom-bazitan manĝeblan filmon kaj tomat-bazitan manĝeblan filmon aldonitan kun plantaj esencaj oleoj por envolvi rostitan kokidon, kiuj ne nur malhelpis la kreskon de mikroorganismoj antaŭ rostado de la kokido, sed ankaŭ plibonigis la guston de la kokido post rostado [91]. Javanmard et al. preparis manĝeblan filmon de tritika amelo kaj uzis ĝin por envolvi bakitajn pistakkernojn. La rezultoj montris, ke la manĝebla amelo-filmo povus malhelpi la oksidativan rancecon de la nuksoj, plibonigi la kvaliton de la nuksoj kaj plilongigi ilian bretdaŭron [92]. Majid et al. uzis laktoproteinan manĝeblan filmon por kovri rostitajn arakidojn, kiuj povas pliigi oksigenan barieron, redukti arakidan rancidecon, plibonigi rostitajn arakidojn fragilecon kaj plilongigi ĝian stokan periodon [93].
1.1.3.8 Apliko en sukeraĵaj produktoj
La sukeraĵa industrio havas altajn postulojn por la disvastigo de volatilaj komponantoj, do por ĉokolado kaj bombonoj kun poluritaj surfacoj, necesas uzi akvosolveblajn manĝeblajn filmojn por anstataŭigi la tegan likvaĵon enhavantan volatilajn komponantojn. La manĝebla paka filmo povas formi glatan protektan filmon sur la surfaco de la bombono por redukti la migradon de oksigeno kaj humideco [19]. La apliko de laktoproteinaj manĝeblaj filmoj en sukeraĵejo povas signife redukti la disvastigon de ĝiaj volatilaj komponantoj. Kiam ĉokolado estas uzata por enkapsuligi oleajn manĝaĵojn kiel kuketoj kaj arakida butero, la oleo migras al la ekstera tavolo de ĉokolado, igante la ĉokoladon glueca kaj kaŭzante "inversan froston" fenomenon, sed la interna materialo sekiĝos, rezultigante ĉokoladon. ŝanĝo en ĝia gusto. Aldonante tavolon de manĝebla filmpakaĵmaterialo kun grasbariera funkcio povas solvi ĉi tiun problemon [94].
Nelson et al. uzis metilcelulozan manĝeblan filmon por kovri bombonojn enhavantajn multoblajn lipidojn kaj montris tre malaltan lipidan permeablon, tiel malhelpante la frostfenomenon en ĉokolado [95]. Meyers aplikis hidrogel-vakson dutavolan manĝeblan filmon al maĉgumo, kiu povis plibonigi sian adheron, redukti akvovolatigon kaj plilongigi sian bretujon [21]. Akvo preparita de Fadini et al. Dekolagen-kakaa butero manĝebla kunmetaĵfilmo estis studita por siaj mekanikaj trajtoj kaj akvopermeablo, kaj ĝi estis utiligita kiel tegaĵo por ĉokoladaj produktoj kun bonaj rezultoj [96].
1.1.4 Manĝeblaj Filmoj Bazitaj en Celulozo
Celulozo-bazita manĝebla filmo estas speco de manĝebla filmo farita el la plej abunda celulozo kaj ĝiaj derivaĵoj en la naturo kiel la ĉefaj krudmaterialoj. Manĝebla filmo bazita en celulozo estas senodora kaj sengusta, kaj havas bonan mekanikan forton, oleo-barajn ecojn, travideblecon, flekseblecon kaj bonajn gas-barajn ecojn. Tamen, pro la hidrofila naturo de celulozo, la rezisto de celulozo-bazita manĝebla filmo estas Akva rendimento estas ĝenerale relative malbona [82, 97-99].
La manĝebla filmo bazita en celulozo farita el rubaj materialoj en produktado de nutraĵa industrio povas akiri manĝeblajn pakajn filmojn kun bonega agado, kaj povas reuzi malŝparojn por pliigi la aldonitan valoron de produktoj. Ferreira et al. miksita frukto- kaj vegeta restaĵo pulvoro kun terpomŝelpulvoro por prepari celuloz-bazitan manĝeblan kunmetitan filmon, kaj aplikis ĝin al la tegaĵo de kratago por konservi freŝecon, kaj atingis bonajn rezultojn [62]. Tan Huizi et al. uzis la manĝfibron ĉerpitan el faboj kiel bazmaterialon kaj aldonis certan kvanton da densaĵo por prepari manĝeblan filmon de sojfabo-fibro, kiu havas bonajn mekanikajn ecojn kaj barirajn trajtojn [100], kiu estas ĉefe uzata por paki rapidan nudelon spicadon. , estas oportune kaj nutre solvi la materialan pakaĵon rekte en varma akvo.
Akvosolveblaj celulozoderivaĵoj, kiel ekzemple metilcelulozo (MC), karboksimetilcelulozo (CMC) kaj hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC), povas formi kontinuan matricon kaj estas ofte uzitaj en manĝeblaj filmoj evoluo kaj esplorado. Xiao Naiyu et al. uzis MC kiel la ĉefa filmo-forma substrato, aldonis polietilenglikolo kaj kalcio klorido kaj aliaj helpaj materialoj, preparis MC manĝebla filmo per gisado metodo, kaj aplikis ĝin al la konservado de olecranon, kiu povas plilongigi la buŝo de la olcranon. La konservodaŭro de persiko estas 4,5 tagoj [101]. Esmaeili et al. preparis MC manĝeblan filmon per fandado kaj aplikis ĝin al la tegaĵo de plant-esenca oleo mikrokapsuloj. La rezultoj montris, ke MC-filmo havas bonan oleo-blokan efikon kaj povas esti aplikita al manĝpakaĵo por malhelpi grasacidan difekton [102]. Tian et al. modifis MC manĝeblajn filmojn kun stearata acido kaj nesaturitaj grasacidoj, kiuj povus plibonigi la akvoblokantajn trajtojn de MC manĝeblaj filmoj [103]. Lai Fengying et al. studis la efikon de solventa tipo sur la filmoforma procezo de MC manĝebla filmo kaj la baraj propraĵoj kaj mekanikaj propraĵoj de la manĝebla filmo [104].
CMC-membranoj havas bonajn barajn ecojn al O2, CO2 kaj oleoj, kaj estas vaste uzataj en la kampo de manĝaĵo kaj medicino [99]. Bifani et al. preparis CMC-membranojn kaj studis la efikon de foliaj ekstraktoj sur la akvobaraj propraĵoj kaj gasaj baraj propraĵoj de la membranoj. La rezultoj montris, ke la aldono de foliaj ekstraktoj povus signife plibonigi la humidecon kaj oksigenajn barojn de la membranoj, sed ne por CO2. La baraj propraĵoj rilatas al la koncentriĝo de la ekstrakto [105]. de Moura et al. preparitaj kitosano nanopartikloj plifortigis CMC filmojn, kaj studis la termika stabileco, mekanikaj propraĵoj kaj akvosolvebleco de la kunmetitaj filmoj. La rezultoj montras, ke kitosanaj nanopartikloj povas efike plibonigi la mekanikajn trajtojn kaj termikan stabilecon de CMC-filmoj. Sekso [98]. Ghanbarzadeh et al. preparis CMC manĝeblajn filmojn kaj studis la efikojn de glicerolo kaj oleika acido sur la fizikkemiaj trajtoj de CMC-filmoj. La rezultoj montris, ke la baraj propraĵoj de la filmoj estis signife plibonigitaj, sed la mekanikaj trajtoj kaj travidebleco malpliiĝis [99]. Cheng et al. preparis karboksimetilcelulozo-konjac glukomanan manĝeblan kunmetitan filmon, kaj studis la efikon de palmoleo sur la fizikkemiaj trajtoj de la kunmetaĵa filmo. La rezultoj montris, ke la pli malgrandaj lipidaj mikrosferoj povas signife pliigi la kunmetitan filmon. La surfaca hidrofobeco kaj la kurbeco de la akvomolekulo trapenetra kanalo povas plibonigi la humidan barieron agadon de la membrano [106].
HPMC havas bonajn filmoformajn ecojn, kaj ĝia filmo estas fleksebla, travidebla, senkolora kaj senodora, kaj havas bonajn ole-barajn ecojn, sed ĝiaj mekanikaj propraĵoj kaj akvoblokaj propraĵoj devas esti plibonigitaj. La studo de Zuniga et al. montris, ke la komenca mikrostrukturo kaj stabileco de la HPMC filmoforma solvo povas signife influi la surfacon kaj internan strukturon de la filmo, kaj la maniero kiel oleogutetoj eniras dum la formado de la filmo strukturo povas signife influi la lumtransmision kaj surfacan aktivecon de la filmo. filmo. La aldono de la agento povas plibonigi la stabilecon de la filmoforma solvo, kiu siavice influas la surfacan strukturon kaj optikajn trajtojn de la filmo, sed la mekanikaj propraĵoj kaj aerpermeablo ne estas reduktitaj [107]. Klangmuang et al. uzis organike modifitan argilon kaj abelvakson por plibonigi kaj modifi HPMC-manĝeblan filmon por plibonigi la mekanikajn trajtojn kaj barirajn trajtojn de HPMC-filmo. La studo montris ke post abelvakso kaj argila modifo, la mekanikaj trajtoj de HPMC manĝebla filmo estis kompareblaj al tiuj de manĝebla filmo. La rendimento de humidaj komponantoj estis plibonigita [108]. Dogan et al. pretigis HPMC manĝeblan filmon, kaj uzis mikrokristalan celulozon por plibonigi kaj modifi la HPMC-filmon, kaj studis la akvopermeablon kaj mekanikajn ecojn de la filmo. La rezultoj montris, ke la humidaj baraj propraĵoj de la modifita filmo ne ŝanĝiĝis signife. , sed ĝiaj mekanikaj trajtoj estis signife plibonigitaj [109]. Choi et al. aldonis origanfolion kaj bergamotan esencan oleon en HPMC-matricon por prepari manĝeblan kunmetitan filmon, kaj aplikis ĝin al la tega konservado de freŝaj prunoj. La studo montris, ke la manĝebla kunmetita filmo povas efike malhelpi la spiradon de prunoj, reduktante la produktadon de etileno, reduktante la indicon de pezoperdo, kaj plibonigante la kvaliton de prunoj [110]. Esteghlal et al. miksis HPMC kun gelateno por prepari manĝeblajn kunmetitajn filmojn kaj studis manĝeblajn kunmetitajn filmojn. La fizikokemiaj propraĵoj, mekanikaj propraĵoj kaj kongruo de HPMC-gelatino montris, ke la streĉaj propraĵoj de HPMC-gelatinaj kunmetitaj filmoj ne ŝanĝiĝis signife, kiuj povus esti uzataj en la preparado de kuracaj kapsuloj [111]. Villacres et al. studis la mekanikajn trajtojn, gas-bariajn trajtojn kaj kontraŭbakteriajn ecojn de HPMC-manioka amelo manĝeblaj kunmetitaj filmoj. La rezultoj montris, ke la kunmetitaj filmoj havis bonajn oksigenajn barojn kaj kontraŭbakteriajn efikojn [112]. Byun et al. preparis shellac-HPMC kunmetitajn membranojn, kaj studis la efikojn de la specoj de emulsiiloj kaj ŝelakon-koncentriĝon sur la kunmetitaj membranoj. La emulsigilo reduktis la akvoblokantajn proprietojn de la komponigita membrano, sed ĝiaj mekanikaj propraĵoj ne malpliiĝis signife; la aldono de ŝelako multe plibonigis la termikan stabilecon de la HPMC-membrano, kaj ĝia efiko pliiĝis kun la pliiĝo de la ŝelaka koncentriĝo [113].
1.1.5 Manĝeblaj Filmoj Bazitaj en Amelo
Amelo estas natura polimero por la preparado de manĝeblaj filmoj. Ĝi havas la avantaĝojn de larĝa fonto, malalta prezo, biokongrueco kaj nutra valoro, kaj estas vaste uzata en la manĝaĵaj kaj farmaciaj industrioj [114-117]. Lastatempe aperis unu post la alia esploroj pri puraj amelo-manĝeblaj filmoj kaj amelo-bazitaj manĝeblaj kunmetitaj filmoj por konservado kaj konservado de manĝaĵoj [118]. Alta amilosa amelo kaj ĝia hidroksipropiligita modifita amelo estas la ĉefaj materialoj por la preparado de amelo-bazitaj manĝeblaj filmoj [119]. La retrogradiĝo de amelo estas la ĉefa kialo de ĝia kapablo formi filmon. Ju pli alta la amiloza enhavo, des pli strikta la intermolekula ligo, des pli facile estas produkti retrogradiĝon, kaj des pli bona la filmoforma posedaĵo, kaj la fina tirstreĉo-rezisto de la filmo. pli granda. Amilozo povas fari akvosolveblajn filmojn kun malalta oksigena permeablo, kaj la baraj propraĵoj de alt-amilozaj filmoj ne malpliiĝos sub alttemperaturaj medioj, kiuj povas efike protekti la pakitan manĝaĵon [120].
Amelo manĝebla filmo, senkolora kaj senodora, havas bonan travideblecon, akvosolveblecon kaj gas-bariajn ecojn, sed ĝi montras relative fortan hidrofilecon kaj malbonajn humidajn barojn, do ĝi estas ĉefe uzata en manĝaĵa oksigeno kaj oleo-bariera pakado [121-123]. Krome, amelo-bazitaj membranoj estas inklinaj al maljuniĝo kaj retrogradiĝo, kaj iliaj mekanikaj trajtoj estas relative malbonaj [124]. Por venki ĉi-suprajn mankojn, la amelo povas esti modifita per fizikaj, kemiaj, enzimecaj, genetikaj kaj aldonaj metodoj por plibonigi la ecojn de amelo-bazitaj manĝeblaj filmoj [114].
Zhang Zhengmao et al. uzis ultra-fajnan amelon manĝeblan filmon por tegi fragojn kaj trovis, ke ĝi povas efike redukti akvoperdon, prokrasti la redukton de solvebla sukerenhavo kaj efike plilongigi la konservan periodon de fragoj [125]. Garcia et al. modifita amelo kun malsamaj ĉenproporcioj por akiri modifitan amelon filmoforman likvaĵon, kiu estis uzita por freŝa fraga tegaĵofilmkonservado. La indico kaj kadukiĝoprocento estis pli bonaj ol tiuj de la netegita grupo [126]. Ghanbarzadeh et al. modifita amelo per citra acida krucligo kaj akirita kemie krucligita modifita amelo filmo. Studoj montris, ke post interliga modifo, la humidaj baraj propraĵoj kaj mekanikaj propraĵoj de amelo-filmoj estis plibonigitaj [127]. Gao Qunyu et al. efektivigis enzimecan hidrolizan traktadon de amelo kaj akiris amelon manĝeblan filmon, kaj ĝiaj mekanikaj propraĵoj kiel streĉa forto, plilongiĝo kaj faldrezisto pliiĝis, kaj la humida baro agado pliiĝis kun la pliiĝo de enzima agotempo. signife pliboniĝis [128]. Parra et al. aldonis krucligan agenton al tapioka amelo por prepari manĝeblan filmon kun bonaj mekanikaj trajtoj kaj malalta transdono de akvovaporo [129]. Fonseca et al. uzis natrian hipokloriton por oksigeni terpoman amelon kaj preparis manĝeblan filmon de oksidita amelo. La studo montris, ke ĝia akvovapora transdono-rapideco kaj akvosolveco estis signife reduktitaj, kiuj povas esti aplikitaj al la pakado de altakva agado-manĝaĵo [130].
Kunmeti amelon kun aliaj manĝeblaj polimeroj kaj plastigiloj estas grava metodo por plibonigi la ecojn de amelo-bazitaj manĝeblaj filmoj. Nuntempe, la ofte uzataj kompleksaj polimeroj estas plejparte hidrofilaj koloidoj, kiel ekzemple pektino, celulozo, algo-polisakarido, kitosano, karagenano kaj xantana gumo [131].
Maria Rodriguez et al. uzis terpoman amelon kaj plastigilojn aŭ surfaktantojn kiel la ĉefajn materialojn por prepari amelo-bazitajn manĝeblajn filmojn, montrante, ke plastigiloj povas pliigi filmflekseblecon kaj surfaktantojn povas redukti filmon streĉeblecon [132]. Santana et al. uzis nanofibrojn por plibonigi kaj modifi maniocajn amelojn manĝeblajn filmojn, kaj akiris amelo-bazitajn manĝeblajn kunmetitajn filmojn kun plibonigitaj mekanikaj propraĵoj, baraj trajtoj kaj termika stabileco [133]. Azevedo et al. kunmetita selaktoproteino kun termoplasta amelo por prepari unuforman filmmaterialon, indikante ke selaktoproteino kaj termoplasta amelo havas fortan interfacialan adheron, kaj selaktoproteino povas signife plibonigi amelon haveblecon. Akvoblokado kaj mekanikaj propraĵoj de manĝeblaj filmoj [134]. Edhirej et al. preparis manĝeblan filmon bazitan en tapioka amelo, kaj studis la efikon de plastiganto sur la fizika kaj kemia strukturo, mekanikaj trajtoj kaj termikaj trajtoj de la filmo. La rezultoj montras, ke la tipo kaj koncentriĝo de plastigilo povas grave influi la tapioka amelo-filmon. Kompare kun aliaj plastigiloj kiel ureo kaj trietilenglikolo, pektino havas la plej bonan plastigan efikon, kaj la pektin-plastigita amelo-filmo havas bonajn akvoblokajn ecojn [135]. Saberi et al. uzis pizan amelon, guargumon kaj glicerinon por la preparado de manĝeblaj kunmetitaj filmoj. La rezultoj montris ke piza amelo ludis gravan rolon en filmdikeco, denseco, kohezio, akvopermeablo kaj tirstreĉo-rezisto. Guargumo Ĝi povas influi la streĉforton kaj elastan modulon de la membrano, kaj glicerolo povas plibonigi la flekseblecon de la membrano [136]. Ji et al. kunmetis kitosan kaj maizan amelon, kaj aldonis kalcikarbonatajn nanopartiklojn por prepari amel-bazitan kontraŭbakterian filmon. La studo montris, ke intermolekulaj hidrogenaj ligoj formiĝis inter amelo kaj kitosano, kaj la mekanikaj trajtoj de la filmo estis kaj kontraŭbakteriaj ecoj estis plifortigitaj [137]. Meira et al. plibonigita kaj modifita maiza amelo manĝebla kontraŭbakteria filmo kun kaolinaj nanopartikloj, kaj la mekanikaj kaj termikaj propraĵoj de la komponita filmo estis plibonigitaj, kaj la kontraŭbakteria efiko ne estis tuŝita [138]. Ortega-Toro et al. aldonis HPMC al amelo kaj aldonis citran acidon por prepari manĝeblan filmon. La studo montris, ke la aldono de HPMC kaj citra acido povas efike malhelpi la maljuniĝon de amelo kaj redukti la akvopermeablon de manĝebla filmo, sed la oksigenbaraj trajtoj malpliiĝas [139].
1.2 Polimerhidroĝeloj
Hidroĝeloj estas klaso de hidrofilaj polimeroj kun tridimensia retostrukturo kiuj estas nesolveblaj en akvo sed povas esti ŝvelitaj per akvo. Makroskope, hidroĝelo havas difinitan formon, ne povas flui, kaj estas solida substanco. Mikroskope, akvo-solveblaj molekuloj povas esti distribuitaj en malsamaj formoj kaj grandecoj en la hidroĝelo kaj difuzaj ĉe malsamaj difuzrapidecoj, tiel ke la hidroĝelo elmontras la trajtojn de solvaĵo. La interna strukturo de hidroĝeloj havas limigitan forton kaj estas facile detruita. Ĝi estas en stato inter solido kaj likvaĵo. Ĝi havas similan elastecon al solido, kaj estas klare diferenca de reala solido.
1.2.1 Superrigardo de polimeraj hidroĝeloj
1.2.1.1 Klasifiko de polimeraj hidroĝeloj
Polimerhidroĝelo estas tridimensia retostrukturo formita per fizika aŭ kemia krucligo inter polimermolekuloj [143-146]. Ĝi sorbas grandan kvanton da akvo en akvo por ŝveliĝi, kaj samtempe ĝi povas konservi sian tridimensian strukturon kaj esti nesolvebla en akvo. akvo.
Estas multaj manieroj klasifiki hidroĝelojn. Surbaze de la diferenco en interligaj propraĵoj, ili povas esti dividitaj en fizikajn ĝelojn kaj kemiajn ĝelojn. Fizikaj ĝeloj estas formitaj per relative malfortaj hidrogenaj ligoj, jonaj ligoj, hidrofobaj interagoj, van der Waals-fortoj kaj fizika implikiĝo inter polimeraj molekulaj ĉenoj kaj aliaj fizikaj fortoj, kaj povas esti konvertitaj en solvojn en malsamaj eksteraj medioj. Ĝi nomiĝas reigebla ĝelo; kemia ĝelo estas kutime permanenta tridimensia retostrukturo formita per krucligo de kemiaj ligoj kiel kovalentaj ligoj en ĉeesto de varmo, lumo, iniciatinto, ktp. Post kiam la ĝelo estas formita, ĝi estas nemaligebla kaj permanenta, ankaŭ konata kiel Por la vera kondensaĵo [147-149]. Fizikaj ĝeloj ĝenerale ne postulas kemian modifon kaj havas malaltan toksecon, sed iliaj mekanikaj trajtoj estas relative malbonaj kaj estas malfacile elteni grandan eksteran streson; kemiaj ĝeloj ĝenerale havas pli bonan stabilecon kaj mekanikajn trajtojn.
Surbaze de malsamaj fontoj, hidroĝeloj povas esti dividitaj en sintezaj polimerhidroĝeloj kaj naturaj polimerhidroĝeloj. Sintezaj polimeraj hidroĝeloj estas hidroĝeloj formitaj per kemia polimerigo de sintezaj polimeroj, ĉefe inkluzive de poliakrila acido, polivinilacetato, poliakrilamido, polietilenoksido ktp.; naturaj polimeraj hidroĝeloj estas Polimeraj hidroĝeloj formiĝas per krucligo de naturaj polimeroj kiel polisakaridoj kaj proteinoj en la naturo, inkluzive de celulozo, alginato, amelo, agarozo, hialurona acido, gelateno kaj kolageno [6, 7, 150], 151. Naturaj polimerhidroĝeloj kutime havas la karakterizaĵojn de larĝa fonto, malalta prezo kaj malalta tokseco, kaj sintezaj polimerhidroĝeloj estas ĝenerale facile prilaboreblaj kaj havas grandajn rendimentojn.
Surbaze de malsamaj respondoj al la ekstera medio, hidroĝeloj ankaŭ povas esti dividitaj en tradiciajn hidroĝelojn kaj inteligentajn hidroĝelojn. Tradiciaj hidroĝeloj estas relative nesentemaj al ŝanĝoj en la ekstera medio; inteligentaj hidroĝeloj povas senti malgrandajn ŝanĝojn en la ekstera medio kaj produkti respondajn ŝanĝojn en fizika strukturo kaj kemiaj trajtoj [152-156]. Por temperatur-sentemaj hidroĝeloj, la volumeno ŝanĝiĝas kun la temperaturo de la medio. Kutime tiaj polimeraj hidroĝeloj enhavas hidrofilajn grupojn kiel hidroksilo, etero kaj amido aŭ hidrofobajn grupojn kiel metilo, etilo kaj propilo. La temperaturo de la ekstera medio povas influi la hidrofilan aŭ hidrofoban interagon inter ĝelaj molekuloj, hidrogena ligo kaj la interago inter akvomolekuloj kaj polimeraj ĉenoj, tiel influante la ekvilibron de la ĝela sistemo. Por pH-sentemaj hidroĝeloj, la sistemo kutime enhavas acidbazajn modifantajn grupojn kiel ekzemple karboksilgrupoj, sulfonacidogrupoj aŭ aminogrupoj. En ŝanĝiĝanta pH-medio, tiuj grupoj povas absorbi aŭ liberigi protonojn, ŝanĝante la hidrogenan ligon en la ĝelo kaj la diferencon inter la internaj kaj eksteraj jonkoncentriĝoj, rezultigante volumenoŝanĝon de la ĝelo. Por elektra kampo, magneta kampo kaj lumsentemaj hidroĝeloj, ili enhavas funkciajn grupojn kiel ekzemple polielektrolitoj, metaloksidoj, kaj fotosentemaj grupoj, respektive. Sub malsamaj eksteraj stimuloj, la sistemo temperaturo aŭ joniga grado estas ŝanĝita, kaj tiam la ĝela volumo estas ŝanĝita per la principo simila al temperaturo aŭ pH-sentema hidroĝelo.
Surbaze de malsamaj ĝelaj kondutoj, hidroĝeloj povas esti dividitaj en malvarmajn ĝelojn kaj termigajn ĝelojn [157]. Malvarma ĝelo, nomata mallonge malvarma ĝelo, estas makromolekulo kiu ekzistas en formo de hazardaj bobenoj ĉe alta temperaturo. Dum la malvarmiga procezo, pro la agado de intermolekulaj hidrogenaj ligoj, helikformaj fragmentoj iom post iom formiĝas, tiel kompletigante la procezon de solvaĵo. La transiro al ĝelo [158]; termo-induktita ĝelo, referita kiel termika ĝelo, estas makromolekulo en solvŝtato ĉe malalta temperaturo. Dum la hejtprocezo, tridimensia retostrukturo estas formita per hidrofoba interago ktp., tiel kompletigante la ĝeligan transiron [159], 160].
Hidroĝeloj ankaŭ povas esti dividitaj en homopolimerajn hidroĝelojn, kopolimerigitajn hidroĝelojn kaj interpenetrantajn retajn hidroĝelojn bazitajn sur malsamaj rettrajtoj, mikroskopaj hidroĝeloj kaj makroskopaj hidroĝeloj bazitaj sur malsamaj ĝelgrandecoj, kaj biodiserigeblaj trajtoj. Malsame dividita en degradeblaj hidroĝeloj kaj nedegradeblaj hidroĝeloj.
1.2.1.2 Apliko de naturaj polimeraj hidroĝeloj
Naturaj polimeraj hidroĝeloj havas la karakterizaĵojn de bona biokongrueco, alta fleksebleco, abundaj fontoj, sentemo al la medio, alta akvoreteno kaj malalta tokseco, kaj estas vaste uzataj en biomedicino, nutraĵprilaborado, mediprotektado, agrikulturo kaj arbarproduktado kaj ĝi estis vaste uzataj en biomedicino, nutraĵprilaborado, mediprotekto, agrikulturo kaj arbara produktado. uzata en industrio kaj aliaj kampoj [142, 161-165].
Apliko de naturaj polimerhidroĝeloj en biomedicinaj rilataj kampoj. Naturaj polimeraj hidroĝeloj havas bonan biokongruecon, biodegradeblecon kaj neniujn toksajn kromefikojn, do ili povas esti uzataj kiel vundaj pansaĵoj kaj rekte kontakti homajn histojn, kiuj povas efike redukti la invadon de mikroorganismoj en vitro, malhelpi la perdon de korpaj fluidoj kaj permesi oksigenon. trapasi. Antaŭenigas la resanigon de vundoj; povas esti uzata por prepari kontaktlensojn, kun la avantaĝoj de komforta portado, bona oksigena permeablo kaj helpa traktado de okulmalsanoj [166, 167]. Naturaj polimeroj estas similaj al la strukturo de vivantaj histoj kaj povas partopreni en la normala metabolo de la homa korpo, do tiaj hidroĝeloj povas esti uzataj kiel histo-inĝenieraj skafaldaj materialoj, histo-inĝenieraj kartilagaj riparo, ktp. Histo-inĝenieraj skafaldoj povas esti klasifikitaj en antaŭ- formaj kaj injekt-mulditaj skafaldoj. Antaŭmulditaj stentoj uzas akvon, la speciala tridimensia retstrukturo de la ĝelo ebligas al ĝi ludi certan subtenan rolon en biologiaj histoj dum li disponigas specifan kaj sufiĉan kreskospacon por ĉeloj, kaj ankaŭ povas stimuli ĉelkreskon, diferencigon kaj degeneron kaj sorbado de la homa korpo [168]. Injekt-mulditaj stentoj uzas la fazan transiran konduton de hidroĝeloj por rapide formi ĝelojn post esti injektitaj en fluanta solvstato, kiu povas minimumigi la doloron de pacientoj [169]. Iuj naturaj polimeraj hidroĝeloj estas ekologie sentemaj, do ili estas vaste uzataj kiel drog-kontrolitaj eldonmaterialoj, tiel ke la drogoj enkapsuligitaj en ili povas esti liberigitaj al la bezonataj partoj de la homa korpo laŭtempe kaj kvanta maniero, reduktante la toksan kaj flankan. efikoj de la drogoj sur la homa korpo [170].
Apliko de naturaj polimerhidroĝeloj en manĝ-rilataj kampoj. Naturaj polimeraj hidroĝeloj estas grava parto de la tri manĝoj de homoj tage, kiel kelkaj desertoj, dolĉaĵoj, viandaj anstataŭaĵoj, jogurto kaj glaciaĵo. Ĝi estas ofte uzata kiel manĝaldonaĵo en manĝvaroj, kiuj povas plibonigi siajn fizikajn ecojn kaj doni al ĝi glatan guston. Ekzemple, ĝi estas uzata kiel densigilo en supoj kaj saŭcoj, kiel emulsigilo en suko kaj kiel suspenda agento. En laktotrinkaĵoj, kiel ĝeliga agento en pudingoj kaj aspikoj, kiel klariganta agento kaj ŝaŭmstabiligilo en biero, kiel sinerezinhibitoro en fromaĝo, kiel ligilo en kolbasoj, kiel amelo-retrogradiĝo. Inhibidores estas uzataj en pano kaj butero [171-174] ]. El la Manlibro pri Manĝaĵo-Aldonaĵoj, oni povas vidi, ke granda nombro da naturaj polimeraj hidroĝeloj estas aprobitaj kiel manĝaldonaĵoj por nutraĵprilaborado [175]. Naturaj polimeraj hidroĝeloj estas uzataj kiel nutraj fortigiloj en la disvolviĝo de sanaj produktoj kaj funkciaj nutraĵoj, kiel manĝfibroj, uzataj en produktoj de malplipeziĝo kaj kontraŭ-estreñiĝaj produktoj [176, 177]; kiel prebiotikoj, ili estas uzataj en kolonaj Sanservoproduktoj kaj produktoj por preventi kojlan kancero [178]; naturaj polimeraj hidroĝeloj povas esti faritaj en manĝeblajn aŭ degradajn tegaĵojn aŭ filmojn, kiuj povas esti uzataj en la kampo de nutraĵpakaĵmaterialoj, kiel konservado de fruktoj kaj legomoj, tegante ilin sur fruktoj kaj legomoj Sur la surfaco, ĝi povas plilongigi la bretan vivdaŭron. de fruktoj kaj legomoj kaj konservu fruktojn kaj legomojn freŝaj kaj molaj; ĝi ankaŭ povas esti uzata kiel pakmaterialoj por oportunaj manĝaĵoj kiel kolbasoj kaj kondimentoj por faciligi purigadon [179, 180].
Aplikoj de naturaj polimerhidroĝeloj en aliaj kampoj. Koncerne ĉiutagajn necesaĵojn, ĝi povas esti aldonita al krema haŭta prizorgado aŭ kosmetikaĵoj, kiuj ne nur povas malhelpi la produkton sekiĝi en stokado, sed ankaŭ daŭran humidigadon kaj malsekigante la haŭton; ĝi povas esti uzata por stilado, humido kaj malrapida liberigo de aromoj en beleca ŝminko; Ĝi povas esti uzata en ĉiutagaj necesaĵoj kiel paperaj mantukoj kaj vindotukoj [181]. En agrikulturo, ĝi povas esti uzata por rezisti sekecon kaj protekti plantidojn kaj redukti laborintensecon; kiel tega agento por plantsemoj, ĝi povas signife pliigi la ĝermadan indicon de semoj; kiam uzata en transplantado de plantidoj, ĝi povas pliigi la postvivadon de plantidoj; insekticidoj, plibonigi utiligon kaj redukti poluon [182, 183]. Laŭ medio, ĝi estas uzata kiel flosigilo kaj adsorbanto por kloakaĵotraktado, kiu ofte enhavas pezajn metalajn jonojn, aromajn komponaĵojn kaj tinkturfarbojn por protekti akvoresursojn kaj plibonigi la medion [184]. En industrio, ĝi estas uzata kiel senhidratiga agento, bora lubrikaĵo, kabla envolva materialo, sigela materialo kaj malvarma stokado, ktp. [185].
1.2.2 Hidroksipropilmetilceluloza termoĝelo
Celulozo estas natura makromolekula kunmetaĵo kiu estis studita plej frue, havas la plej proksiman rilaton kun homoj, kaj estas la plej abunda en naturo. Ĝi ĉeestas vaste en pli altaj plantoj, algoj kaj mikroorganismoj [186, 187]. Celulozo iom post iom altiris vastan atenton pro sia larĝa fonto, malalta prezo, renovigebla, biodiserigebla, sekura, ne-toksa kaj bona biokongrueco [188].
1.2.2.1 Celulozo kaj ĝiaj eteraj derivaĵoj
Celulozo estas lineara longĉena polimero formita per la ligo de D-anhidroglukozaj strukturaj unuoj tra β-1,4 glikozidaj ligoj [189-191]. Nesolvebla. Krom unu fingrupo ĉe ĉiu fino de la molekula ĉeno, ekzistas tri polusaj hidroksilaj grupoj en ĉiu glukoza unuo, kiuj povas formi grandan nombron da intramolekulaj kaj intermolekulaj hidrogenaj ligoj sub certaj kondiĉoj; kaj celulozo estas policikla strukturo, kaj la molekula ĉeno estas duonrigida. Ĉeno, alta kristaleco, kaj tre regula en strukturo, do ĝi havas la karakterizaĵojn de alta grado de polimerigo, bona molekula orientiĝo kaj kemia stabileco [83, 187]. Ĉar la celuloza ĉeno enhavas grandan nombron da hidroksilaj grupoj, ĝi povas esti kemie modifita per diversaj metodoj kiel esterigado, oksigenado kaj eteriĝo por akiri celulozajn derivaĵojn kun bonegaj aplikaj proprietoj [192, 193].
Celulozaj derivaĵoj estas unu el la plej fruaj esploritaj kaj produktitaj produktoj en la kampo de polimerkemio. Ili estas polimeraj fajnaj kemiaj materialoj kun ampleksa gamo de uzoj, kiuj estas kemie modifitaj de natura polimera celulozo. Inter ili, celulozaj eteroj estas vaste uzataj. Ĝi estas unu el la plej gravaj kemiaj krudaĵoj en industriaj aplikoj [194].
Ekzistas multaj varioj de celulozaj eteroj, ĉiuj el kiuj ĝenerale havas siajn unikajn kaj bonegajn ecojn, kaj estis vaste uzitaj en multaj kampoj kiel ekzemple manĝaĵo kaj medicino [195]. MC estas la plej simpla speco de celuloza etero kun metilgrupo. Kun la pliiĝo de anstataŭiga grado, ĝi povas esti solvita en diluita alkala solvaĵo, akvo, alkoholo kaj aroma hidrokarbona solvilo siavice, montrante unikajn termikajn ĝelojn. [196]. CMC estas anjona celuloza etero akirita de natura celulozo per alkaligo kaj acidiĝo.
Ĝi estas la plej uzata kaj uzata celuloza etero, kiu estas solvebla en akvo [197]. HPC, hidroksialkil-celuloza etero akirita per alkaligado kaj eterigado de celulozo, havas bonan termoplastecon kaj ankaŭ elmontras termikajn ĝelpropraĵojn, kaj ĝia ĝela temperaturo estas signife tuŝita de la grado de hidroksipropila anstataŭigo [198]. HPMC, grava miksita etero, ankaŭ havas termikajn ĝelpropraĵojn, kaj ĝiaj ĝelaj propraĵoj rilatas al la du anstataŭantoj kaj iliaj proporcioj [199].
1.2.2.2 Hidroksipropilmetilceluloza strukturo
Hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC), la molekula strukturo estas montrita en Figuro 1-3, estas tipa ne-jona akvosolvebla celulozo miksita etero. La eteriga reago de metila klorido kaj propilenoksido estas efektivigita por akiri [200,201], kaj la kemia reakcia ekvacio estas montrita en Figuro 1-4.
Estas hidroksipropoksi (-[OCH2CH(CH3)] n OH), metoksi (-OCH3) kaj nereagaj hidroksilaj grupoj sur la struktura unuo de HPMC samtempe, kaj ĝia agado estas la reflekto de la komuna ago de diversaj grupoj. [202]. La rilatumo inter la du anstataŭantoj estas determinita per la masproporcio de la du eterigantaj agentoj, la koncentriĝo kaj maso de natria hidroksido, kaj la masproporcio de eterigantaj agentoj per unuomaso de celulozo [203]. Hidroksipropoksi estas aktiva grupo, kiu povas esti plu alkilata kaj hidroksialkilata; tiu ĉi grupo estas hidrofila grupo kun longbranĉa ĉeno, kiu ludas certan rolon en plastigado ene de la ĉeno. Methoxy estas finkapa grupo, kiu kondukas al la malaktivigo de ĉi tiu reagejo post la reago; ĉi tiu grupo estas hidrofoba grupo kaj havas relative mallongan strukturon [204, 205]. Nereagaj kaj lastatempe enkondukitaj hidroksilgrupoj povas daŭre esti anstataŭigitaj, rezultigante sufiĉe kompleksan finan kemian strukturon, kaj la HPMC-trajtoj varias ene de certa intervalo. Por HPMC, malgranda kvanto de anstataŭigo povas igi ĝiajn fizikkemiajn trajtojn sufiĉe malsamaj [206], ekzemple, la fizikkemiaj trajtoj de alta metoksio kaj malalta hidroksipropil HPMC estas proksimaj al MC; La agado de HPMC estas proksima al tiu de HPC.
1.2.2.3 Propraĵoj de hidroksipropilmetilcelulozo
(1) Termogelebleco de HPMC
La HPMC-ĉeno havas unikajn hidratigajn-malhidratigajn trajtojn pro la enkonduko de hidrofobaj-metilaj kaj hidrofilaj-hidroksipropilgrupoj. Ĝi iom post iom spertas geliĝkonverton kiam varmigite, kaj revenas al solvstato post malvarmigo. Tio estas, ĝi havas termike induktitajn ĝelpropraĵojn, kaj la geliĝfenomeno estas reigebla sed ne identa procezo.
Koncerne la geliĝmekanismon de HPMC, estas vaste akceptite ke ĉe pli malaltaj temperaturoj (sub la geliĝtemperaturo), HPMC en solvaĵo kaj polusakvaj molekuloj estas kunligitaj per hidrogenaj ligoj por formi tielnomitan "birdkaĝon"-similan supramolekulan strukturon. Ekzistas kelkaj simplaj implikaĵoj inter la molekulaj ĉenoj de la hidratigita HPMC, krom tio, ekzistas malmultaj aliaj interagoj. Kiam la temperaturo pliiĝas, HPMC unue sorbas energion por rompi la intermolekulajn hidrogenajn ligojn inter akvomolekuloj kaj HPMC-molekuloj, detruante la kaĝ-similan molekulan strukturon, iom post iom perdante la ligitan akvon sur la molekula ĉeno, kaj elmontrante hidroksipropilajn kaj metoksiajn grupojn. Ĉar la temperaturo daŭre pliiĝas (por atingi la ĝeltemperaturon), HPMC-molekuloj iom post iom formas tridimensian retan strukturon per hidrofoba asocio, HPMC-ĝeloj poste formiĝas [160, 207, 208].
La aldono de neorganikaj saloj havas iom da efiko al la ĝeltemperaturo de HPMC, iuj malpliigas la ĝeltemperaturon pro saliga fenomeno, kaj aliaj pliigas la ĝeltemperaturon pro salo-dissolvofenomeno [209]. Kun la aldono de saloj kiel ekzemple NaCl, la fenomeno de saligado okazas kaj la ĝela temperaturo de HPMC malpliiĝas [210, 211]. Post kiam saloj estas aldonitaj al HPMC, akvaj molekuloj pli emas kombini kun salaj jonoj, tiel ke la hidrogena ligo inter akvomolekuloj kaj HPMC estas detruita, la akvotavolo ĉirkaŭ la HPMC-molekuloj estas konsumita, kaj la HPMC-molekuloj povas esti liberigitaj rapide por hidrofobeco. Asocio, la temperaturo de formado de ĝelo iom post iom malpliiĝas. Male, kiam saloj kiel ekzemple NaSCN estas aldonitaj, la fenomeno de sala dissolvo okazas kaj la ĝela temperaturo de HPMC pliiĝas [212]. La ordo de la malkreskanta efiko de anjonoj sur la ĝeltemperaturo estas: SO42− > S2O32− > H2PO4− > F− > Cl− > Br− > NO3−> I− > ClO4− > SCN− , la ordo de katjonoj sur la ĝeltemperaturopliiĝo estas: Li+ > Na+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ [213].
Kiam kelkaj organikaj malgrandaj molekuloj kiel ekzemple monohidraj alkoholoj enhavantaj hidroksilgrupojn estas aldonitaj, la ĝeltemperaturo pliiĝas kun la pliiĝo de la aldona kvanto, montras maksimuman valoron kaj tiam malpliiĝas ĝis faza apartigo okazas [214, 215]. Ĉi tio estas plejparte pro sia malgranda molekula pezo, kiu estas komparebla al tiu de akvomolekuloj en grandordo, kaj povas atingi molekulan-nivelan mikseblecon post kunmetado.
(2) Solveco de HPMC
HPMC havas varman akvon nesolveblajn kaj malvarmakvajn solveblajn proprietojn similajn al MC, sed povas esti dividita en malvarman dispersan tipon kaj varman dispersan tipon laŭ malsama akvosolvebleco [203]. Malvarma-disigita HPMC povas rapide disiĝi en akvo en malvarma akvo, kaj ĝia viskozeco pliiĝas post tempodaŭro, kaj ĝi estas vere solvita en akvo; varmege disvastigita HPMC, male, montras aglomeracion kiam oni aldonas akvon je pli malalta temperaturo, sed estas pli malfacile aldoni. En alt-temperatura akvo, HPMC povas esti rapide disigita, kaj la viskozeco pliiĝas post kiam la temperaturo malpliiĝas, iĝante vera HPMC-akva solvaĵo. La solvebleco de HPMC en akvo rilatas al la enhavo de metoksigrupoj, kiuj estas nesolveblaj en varma akvo super 85 °C, 65 °C kaj 60 °C de alta ĝis malkulmino. Ĝenerale parolante, HPMC estas nesolvebla en organikaj solviloj kiel ekzemple acetono kaj kloroformo, sed solvebla en etanola akva solvaĵo kaj miksitaj organikaj solvaĵoj.
(3) Saltoleremo de HPMC
La ne-jona naturo de HPMC igas ĝin nekapabla esti jonigita en akvo, tiel ke ĝi ne reagos kun metaljonoj por precipiti. Tamen, la aldono de salo influos la temperaturon ĉe kiu la HPMC-ĝelo estas formita. Kiam la sala koncentriĝo pliiĝas, la ĝela temperaturo de HPMC malpliiĝas; kiam la salokoncentriĝo estas pli malalta ol la flokula punkto, la viskozeco de la HPMC-solvo povas esti pliigita, do en apliko, la celo de dikiĝo povas esti atingita aldonante taŭgan kvanton da salo [210, 216].
(4) Acida kaj alkala rezisto de HPMC
Ĝenerale, HPMC havas fortan acid-bazan stabilecon kaj ne estas tuŝita de pH ĉe pH 2-12. HPMC montras reziston al certa grado da diluita acido, sed montras emon malpliiĝi en viskozeco por koncentrita acido; alkaloj havas malmulte da efiko al ĝi, sed povas iomete pliiĝi kaj poste malrapide malpliigi la solvviskozecon [217, 218].
(5) Influfaktoro de HPMC-viskozeco
HPMC estas pseŭdoplasta, ĝia solvo estas stabila ĉe ĉambra temperaturo, kaj ĝia viskozeco estas tuŝita de molekula pezo, koncentriĝo kaj temperaturo. Je la sama koncentriĝo, ju pli alta la molekula pezo HPMC, des pli alta la viskozeco; por la sama molpeza produkto, ju pli alta la koncentriĝo de HPMC, des pli alta la viskozeco; la viskozeco de la HPMC-produkto malpliiĝas kun la pliiĝo de temperaturo, kaj atingas la ĝelformadan temperaturon, kun subita pliiĝo de viskozeco pro geliĝo [9, 219, 220].
(6) Aliaj propraĵoj de HPMC
HPMC havas fortan reziston al enzimoj, kaj ĝia rezisto al enzimoj pliiĝas kun la grado da anstataŭigo. Tial, la produkto havas pli stabilan kvaliton dum stokado ol aliaj sukerproduktoj [189, 212]. HPMC havas certajn emulsigajn ecojn. Hidrofobaj metoksigrupoj povas esti adsorbitaj sur la surfaco de la oleofazo en la emulsio por formi dikan adsorban tavolon, kiu povas funkcii kiel protekta tavolo; hidrosoveblaj hidroksilaj grupoj povas esti kombinitaj kun akvo por plibonigi la kontinuan fazon. Viskozeco, malhelpas la kunfluon de la disigita fazo, reduktas la surfacan streĉiĝon, kaj stabiligas la emulsion [221]. HPMC povas esti miksita kun hidrosolveblaj polimeroj kiel ekzemple gelateno, metilcelulozo, akruda gumo, karagenano kaj arabgumo por formi unuforman kaj travideblan solvon, kaj ankaŭ povas esti miksita kun plastifikoj kiel ekzemple glicerino kaj polietilenglikolo. [200, 201, 214].
1.2.2.4 Problemoj ekzistantaj en la aplikado de hidroksipropilmetilcelulozo
Unue, la alta prezo limigas la larĝan aplikon de HPMC. Kvankam HPMC-filmo havas bonan travideblecon, grasbarajn trajtojn kaj mekanikajn trajtojn. Tamen, ĝia alta prezo (ĉirkaŭ 100,000/tuno) limigas ĝian larĝan aplikon, eĉ en pli altvaloraj farmaciaj aplikoj kiel kapsuloj. La kialo kial HPMC estas tiel multekosta estas unue ĉar la krudmateriala celulozo uzata por prepari HPMC estas relative multekosta. Krome, du substituentgrupoj, hidroksipropilgrupo kaj metoksigrupo, estas greftitaj sur HPMC samtempe, kio malfaciligas ĝian preparprocezon. Kompleksa, do HPMC-produktoj estas pli multekostaj.
Due, la malalta viskozeco kaj malaltaj ĝelaj fortaj propraĵoj de HPMC ĉe malaltaj temperaturoj reduktas ĝian proceseblecon en diversaj aplikoj. HPMC estas termika ĝelo, kiu ekzistas en solvstato kun tre malalta viskozeco ĉe malalta temperaturo, kaj povas formi viskozan solid-similan ĝelon ĉe alta temperaturo, do pretigaj procezoj kiel tegaĵo, ŝprucado kaj trempado devas esti efektivigitaj ĉe alta temperaturo. . Alie, la solvo facile fluos malsupren, rezultigante la formadon de ne-unuforma filmmaterialo, kiu influos la kvaliton kaj rendimenton de la produkto. Tia alta temperaturoperacio pliigas la malfacilan koeficienton de operacio, rezultigante altan produktan energikonsumon kaj altan produktadkoston.
1.2.3 Hidroksipropila amelo malvarma ĝelo
Amelo estas natura polimera kunmetaĵo sintezita per fotosintezo de plantoj en la natura medio. Ĝiaj konsistigaj polisakaridoj estas kutime stokitaj en la semoj kaj tuberoj de plantoj en formo de grajnetoj kune kun proteinoj, fibroj, oleoj, sukeroj kaj mineraloj. aŭ en la radiko [222]. Amelo estas ne nur la ĉefa fonto de energikonsumo por homoj, sed ankaŭ grava industria krudaĵo. Pro ĝia larĝa fonto, malalta prezo, verda, natura kaj renovigebla, ĝi estis vaste uzita en manĝaĵo kaj medicino, fermentado, paperfarado, tekstila kaj naftoindustrioj [223].
1.2.3.1 Amelo kaj ĝiaj derivaĵoj
Amelo estas natura alta polimero, kies struktura unuo estas α-D-anhidroglukoza unuo. Malsamaj unuoj estas ligitaj per glikozidaj ligoj, kaj ĝia molekula formulo estas (C6H10O5) n. Parto de la molekula ĉeno en amelograjnetoj estas ligita per α-1,4 glikozidaj ligoj, kio estas lineara amilozo; alia parto de la molekula ĉeno estas ligita per α-1,6 glikozidaj ligoj sur ĉi tiu bazo, kiu estas branĉa amilopektino [224]. En amelograjnetoj, ekzistas kristalaj regionoj en kiuj molekuloj estas aranĝitaj en orda aranĝo kaj amorfaj regionoj en kiuj molekuloj estas aranĝitaj senorda. partkonsisto. Ekzistas neniu klara limo inter la kristala regiono kaj la amorfa regiono, kaj amilopektinmolekuloj povas pasi tra multoblaj kristalaj regionoj kaj amorfaj regionoj. Surbaze de la natura naturo de amelo-sintezo, la polisakaridstrukturo en amelo varias laŭ plantospecioj kaj fontlokoj [225].
Kvankam amelo fariĝis unu el la gravaj krudaĵoj por industria produktado pro sia larĝa fonto kaj renovigeblaj propraĵoj, indiĝena amelo ĝenerale havas malavantaĝojn kiel malbona akvosolvebleco kaj filmoformaj propraĵoj, malaltaj emulsigaj kaj ĝeligaj kapabloj, kaj nesufiĉa stabileco. Por vastigi sian aplikaĵan gamon, amelo estas kutime fizike modifita por adapti ĝin al malsamaj aplikaj postuloj [38, 114]. Ekzistas tri liberaj hidroksilgrupoj sur ĉiu glukoza struktura unuo en amelomolekuloj. Tiuj hidroksilgrupoj estas tre aktivaj kaj dotas amelon kun trajtoj similaj al polioloj, kiuj disponigas la eblecon por amelo-denatura reago.
Post modifo, iuj propraĵoj de indiĝena amelo estis grandparte plibonigitaj, venkante la uzdifektojn de indiĝena amelo, do modifita amelo ludas pivotan rolon en la nuna industrio [226]. Oksizita amelo estas unu el la plej vaste uzataj modifitaj ameloj kun relative matura teknologio. Kompare kun indiĝena amelo, oksigenita amelo estas pli facile gelatinigi. Avantaĝoj de alta adhero. Esterigita amelo estas ameloderivaĵo formita per esteriĝo de hidroksilaj grupoj en amelomolekuloj. Tre malalta grado de anstataŭigo povas signife ŝanĝi la ecojn de indiĝena amelo. La travidebleco kaj filmoformaj propraĵoj de amelopasto estas evidente plibonigitaj. Eterigita amelo estas la eterigreago de hidroksilgrupoj en amelomolekuloj por generi poliamelan eteron, kaj ĝia retrogradiĝo estas malfortigita. Sub la fortaj alkalaj kondiĉoj, kiuj oksidita amelo kaj esterigita amelo ne povas esti uzataj, la etera ligo ankaŭ povas resti relative stabila. inklina al hidrolizo. Acido-modifita amelo, la amelo estas traktita kun acido por pliigi la amilosan enhavon, rezultigante plifortigitan retrogradiĝon kaj amelopaston. Ĝi estas relative travidebla kaj formas solidan ĝelon post malvarmigo [114].
1.2.3.2 Hidroksipropil-amelo strukturo
Hidroksipropila amelo (HPS), kies molekula strukturo estas montrita en figuroj 1-4, estas ne-jona amelo-etero, kiu estas preparita per la eterigreago de propilenoksido kun amelo sub alkalaj kondiĉoj [223, 227, 228], kaj ĝia kemia reakcia ekvacio estas montrita en Figuro 1-6.
Dum la sintezo de HPS, krom reagado kun amelo por generi hidroksipropil-amelon, propilenoksido ankaŭ povas reagi kun la generita hidroksipropil-amelo por generi polioksipropil-flankĉenojn. grado de anstataŭigo. Grado de anstataŭigo (DS) rilatas al la meza nombro da anstataŭigitaj hidroksilgrupoj per glukozilgrupo. La plej multaj el la glukosilgrupoj de amelo enhavas 3 hidroksilgrupojn kiuj povas esti anstataŭigitaj, do la maksimuma DS estas 3. La molara grado de anstataŭigo (MS) rilatas al la averaĝa maso de substituents po mole de glukosilgrupo [223, 229]. La procezkondiĉoj de la hidroksipropiladreago, la amelogranulmorfologio, kaj la rilatumo de amilozo al amilopektino en la indiĝena amelo ĉiuj influas la grandecon de la MS.
1.2.3.3 Propraĵoj de hidroksipropila amelo
(1) Malvarma geliĝo de HPS
Por la varma HPS-amelo-pasto, precipe la sistemo kun alta amiloza enhavo, dum la malvarmiga procezo, la amilozaj molekulaj ĉenoj en la amelo-pasto implikiĝas unu kun la alia por formi tridimensian retan strukturon, kaj montras evidentan solid-similan konduton. Ĝi fariĝas elastomero, formas ĝelon, kaj povas reveni al solvstato post revarmiĝo, tio estas, ĝi havas malvarmajn ĝelojn, kaj ĉi tiu ĝelo-fenomeno havas reigeblajn ecojn [228].
La gelatinigita amilozo estas ade bobenita por formi koaksialan ununuran helikforman strukturon. La ekstero de tiuj ununuraj helikformaj strukturoj estas hidrofila grupo, kaj la interno estas hidrofoba kavaĵo. Ĉe alta temperaturo, HPS ekzistas en akva solvaĵo kiel hazardaj bobenoj de kiuj kelkaj ununuraj helikformaj segmentoj etendiĝas. Kiam la temperaturo malaltiĝas, la hidrogenaj ligoj inter HPS kaj akvo estas rompitaj, la struktura akvo estas perdita, kaj la hidrogenaj ligoj inter molekulaj ĉenoj estas senĉese formitaj, fine formante tridimensian retan ĝelan strukturon. La pleniga fazo en la ĝela reto de amelo estas la restaj amelo-grajnetoj aŭ fragmentoj post gelatenigo, kaj la interplektiĝo de iu amilopektino ankaŭ kontribuas al la formado de ĝelo [230-232].
(2) Hidrofileco de HPS
La enkonduko de hidrofilaj hidroksipropilgrupoj malfortigas la forton de hidrogenaj ligoj inter amelo-molekuloj, antaŭenigas la movadon de amelo-molekuloj aŭ segmentoj, kaj reduktas la fandan temperaturon de amelo-mikrokristaloj; la strukturo de amelo-grajnetoj estas ŝanĝita, kaj la surfaco de amelo-grajnetoj estas malglata Kiam la temperaturo pliiĝas, kelkaj fendoj aŭ truoj aperas, tiel ke akvomolekuloj povas facile eniri la internon de la amelo-grajnetoj, igante la amelon pli facile ŝveli kaj gelatenigi, do la gelateniga temperaturo de la amelo malpliiĝas. Ĉar la grado de anstataŭigo pliiĝas, la gelatiniga temperaturo de hidroksipropila amelo malpliiĝas, kaj finfine ĝi povas ŝveliĝi en malvarma akvo. Post hidroksipropilado, la fluebleco, malalta temperaturstabileco, travidebleco, solvebleco kaj filmoformaj propraĵoj de amelopastoj estis plibonigitaj [233-235].
(3) Stabileco de HPS
HPS estas ne-jona amelo-etero kun alta stabileco. Dum kemiaj reakcioj kiel ekzemple hidrolizo, oksigenado, kaj krucligo, la eterligo ne estos rompita kaj la anstataŭantoj ne defalos. Tial, la propraĵoj de HPS estas relative malpli tuŝitaj de elektrolitoj kaj pH, certigante ke ĝi povas esti uzata en larĝa gamo de acid-baza pH [236-238].
1.2.3.4 Apliko de HPS en la kampo de manĝaĵo kaj medicino
HPS estas netoksa kaj sengusta, kun bona digesta agado kaj relative malalta hidroliza viskozeco. Ĝi estas rekonita kiel sekura manĝebla modifita amelo hejme kaj eksterlande. Jam la 1950-aj jaroj, Usono aprobis hidroksipropil-amelon por rekta uzo en manĝaĵo [223, 229, 238]. HPS estas modifita amelo vaste uzata en la manĝaĵa kampo, ĉefe uzata kiel densiga agento, suspenda agento kaj stabiligilo.
Ĝi povas esti uzata en oportunaj manĝaĵoj kaj frostaj manĝaĵoj kiel trinkaĵoj, glaciaĵo kaj konfitaĵoj; ĝi povas parte anstataŭigi altprezajn manĝeblajn gumojn kiel gelateno; ĝi povas esti transformita en manĝeblajn filmojn kaj uzata kiel manĝaj tegaĵoj kaj enpakado [229, 236].
HPS estas ofte uzita en la kampo de medicino kiel plenigaĵoj, ligiloj por medikamentaj kultivaĵoj, diserintoj por tablojdoj, materialoj por farmaciaj molaj kaj malmolaj kapsuloj, medikamentaj tegaĵoj, kontraŭ-kondensaj agentoj por artefaritaj eritrocitoj kaj plasmodensigiloj, ktp. [239] .
1.3 Polimera Kunmetaĵo
Polimeraj materialoj estas vaste uzataj en ĉiuj aspektoj de la vivo kaj estas nemalhaveblaj kaj gravaj materialoj. La kontinua evoluo de scienco kaj teknologio faras la postulojn de homoj pli kaj pli diversaj, kaj ĝenerale estas malfacile por unukomponentaj polimeraj materialoj plenumi la diversajn aplikajn postulojn de homoj. Kombini du aŭ pli da polimeroj estas la plej ekonomia kaj efika metodo por akiri polimerajn materialojn kun malalta prezo, bonega rendimento, oportuna prilaborado kaj larĝa aplikado, kiu altiris la atenton de multaj esploristoj kaj estis pli kaj pli atentita [240-242] .
1.3.1 Celo kaj metodo de polimerkunmetado
La ĉefa celo de polimerkunmetado: (l) Optimumigi la ampleksajn ecojn de materialoj. Malsamaj polimeroj estas kunmetitaj, tiel ke la fina kunmetaĵo konservas la bonegajn ecojn de ununura makromolekulo, lernas de la fortoj de unu la alian kaj kompletigas ĝiajn malfortojn, kaj optimumigas la ampleksajn ecojn de polimeraj materialoj. (2) Redukti materialan koston. Iuj polimeraj materialoj havas bonegajn ecojn, sed ili estas multekostaj. Tial, ili povas esti kunmetitaj kun aliaj malmultekostaj polimeroj por redukti kostojn sen influi la uzon. (3) Plibonigi materialajn prilaborajn proprietojn. Iuj materialoj havas bonegajn trajtojn sed malfacilas prilabori, kaj taŭgaj aliaj polimeroj povas esti aldonitaj por plibonigi siajn prilaborajn trajtojn. (4) Plifortigi certan econ de la materialo. Por plibonigi la rendimenton de la materialo en specifa aspekto, alia polimero estas uzata por modifi ĝin. (5) Disvolvi novajn funkciojn de materialoj.
Oftaj polimero-kunmetado-metodoj: (l) Fandanta kunmetado. Sub la tonda ago de la kunmetaĵa ekipaĵo, malsamaj polimeroj estas varmigitaj al super la viskoza flua temperaturo por kunmetado, kaj tiam malvarmetigitaj kaj granulitaj post kunmetado. (2) Solva rekonstruo. La du komponentoj estas movitaj kaj miksitaj uzante komunan solvilon, aŭ la solvitaj malsamaj polimersolvoj estas miksitaj egale, kaj tiam la solvilo estas forigita por akiri polimerkunmetaĵon. (3) Emulsio-kunmetado. Post movi kaj miksi malsamajn polimeremulsiojn de la sama emulsigaĵo, koagulaĵo estas aldonita por kunprecipiti la polimeron por akiri polimerkunmetaĵon. (4) Kopolimerigo kaj kunmetado. Inkluzive de grefta kopolimerigo, blokkopolimerigo kaj reaktiva kopolimerigo, la kunmetaĵprocezo estas akompanata de kemia reago. (5) Interpenetranta reto [10].
1.3.2 Kunmetado de naturaj polisakaridoj
Naturaj polisakaridoj estas ofta klaso de polimeraj materialoj en naturo, kiuj estas kutime kemie modifitaj kaj elmontras diversajn bonegajn trajtojn. Tamen, unuopaj polisakaridaj materialoj ofte havas certajn rendimentajn limigojn, do malsamaj polisakaridoj ofte estas kunmetitaj por atingi la celon kompletigi la rendimentajn avantaĝojn de ĉiu komponanto kaj vastigi la amplekson de apliko. Jam la 1980-aj jaroj, esplorado pri la kunmetado de malsamaj naturaj polisakaridoj multe pliiĝis [243]. La esplorado pri la natura polisakarida kunmetaĵsistemo hejme kaj eksterlande plejparte temigas la kunmetitan sistemon de kurdlan kaj ne-curdlan kaj la kunmetitan sistemon de du specoj de ne-kazea polisakarido.
1.3.2.1 Klasifiko de naturaj polisakaridaj hidroĝeloj
Naturaj polisakaridoj povas esti dividitaj en curdlan kaj ne-curdlan laŭ sia kapablo formi ĝelojn. Kelkaj polisakaridoj povas formi ĝelojn per si mem, do ili estas nomitaj kazeo, kiel karragenano ktp.; aliaj havas neniujn ĝeligajn ecojn mem, kaj estas nomitaj ne-kazeaj polisakaridoj, kiel ksantangumo.
Hidroĝeloj povas esti akiritaj solvante naturan kazeon en akva solvaĵo. Surbaze de la termoreversibileco de la rezulta ĝelo kaj la temperaturdependeco de ĝia modulo, ĝi povas esti subdividita en la sekvajn kvar malsamajn tipojn [244]:
(1) Cryogel, polisakarido solvo povas nur akiri ĝelon ĉe malalta temperaturo, kiel carrageenan.
(2) Termike induktita ĝelo, polisakarida solvo povas nur akiri ĝelon ĉe alta temperaturo, kiel glukomanano.
(3) La polisakarida solvo povas ne nur akiri ĝelon ĉe pli malalta temperaturo, sed ankaŭ akiri ĝelon ĉe pli alta temperaturo, sed prezenti solvan staton ĉe meza temperaturo.
(4) La solvo povas akiri nur ĝelon je certa temperaturo en la mezo. Malsama natura curdlan havas sian propran kritikan (minimuman) koncentriĝon, super kiu ĝelo povas esti akirita. La kritika koncentriĝo de la ĝelo rilatas al la kontinua longo de la polisakarida molekula ĉeno; la forto de la ĝelo estas tre tuŝita de la koncentriĝo kaj molekula pezo de la solvo, kaj ĝenerale, la forto de la ĝelo pliiĝas kiam la koncentriĝo pliiĝas [245].
1.3.2.2 Kunmetita sistemo de curdlan kaj ne-curdlan
Kunmeti ne-curdlan kun curdlan ĝenerale plibonigas la ĝelan forton de polisakaridoj [246]. La kunmetaĵo de konjac-gumo kaj karagenano plibonigas la stabilecon kaj ĝelan elastecon de la kunmetita ĝela retostrukturo, kaj signife plibonigas ĝian ĝelan forton. Wei Yu et al. kunmetita karagenano kaj konjac-gumo, kaj diskutis la ĝelan strukturon post kunmetado. La studo trovis, ke post kunmetado de karragenano kaj konjac-gumo, sinergia efiko estis produktita, kaj reta strukturo regata de karragenano formiĝis, konjac-gumo estas disigita en ĝi, kaj ĝia ĝela reto estas pli densa ol tiu de pura karagenano [247]. Kohyama et al. studis la kunmetitan sistemon de karragenano/konjac-gumo, kaj la rezultoj montris, ke kun la kontinua kresko de la molekula pezo de konjac-gumo, la rompostreso de la komponita ĝelo daŭre pliiĝis; konjac-gumo kun malsamaj molekulaj pezoj montris similan ĝelformadon. temperaturo. En ĉi tiu kunmetaĵsistemo, la formado de la ĝela reto estas entreprenita per karragenano, kaj la interago inter la du curdlan-molekuloj rezultigas la formadon de malfortaj kruc-ligitaj regionoj [248]. Nishinari et al. studis la gellan gum/konjac gum kunmetaĵsistemon, kaj la rezultoj montris ke la efiko de monovalentaj katjonoj sur la kunmetita ĝelo estis pli okulfrapa. Ĝi povas pliigi la sisteman modulon kaj ĝelan forman temperaturon. Divalentaj katjonoj povas antaŭenigi la formadon de kunmetitaj ĝeloj certagrade, sed troaj kvantoj kaŭzos fazan apartigon kaj reduktos la modulon de la sistemo [246]. Breneer et al. studis la kunmetadon de karagenano, akrida gumo kaj konjac-gumo, kaj trovis, ke karragenano, akrida gumo kaj konjac-gumo povas produkti sinergiajn efikojn, kaj la optimuma rilatumo estas akrida gumo/karagenano 1:5.5, konjac-gumo/karragenano 1:7. , kaj kiam la tri estas kunmetitaj kune, la sinergia efiko estas la sama kiel tiu de karragenano/konjac-gumo, indikante ke ekzistas neniu speciala kunmetaĵo de la tri. interago [249].
1.3.2.2 Du ne-curdlan kunmetitaj sistemoj
Du naturaj polisakaridoj, kiuj ne havas ĝelpropraĵojn, povas elmontri ĝelpropraĵojn per kunmetado, rezultigante ĝelproduktojn [250]. Kombini lokustan gumon kun xanthan gumo produktas sinergian efikon, kiu induktas la formadon de novaj ĝeloj [251]. Nova ĝelprodukto ankaŭ povas esti akirita aldonante xantangumon al konjac-glukomanano por kunmetado [252]. Wei Yanxia et al. studis la reologiajn trajtojn de la komplekso de akrida gumo kaj xanthangumo. La rezultoj montras, ke la kunmetaĵo de akrida gumo kaj xantangumo produktas sinergian efikon. Kiam la kunmetita volumena proporcio estas 4:6, la plej forta sinergia efiko [253]. Fitzsimons et al. kunmetita konjac-glukomanano kun xantana gumo ĉe ĉambra temperaturo kaj sub hejtado. La rezultoj montris ke ĉiuj kunmetaĵoj elmontris ĝelpropraĵojn, reflektante la sinergian efikon inter la du. La kunmetanta temperaturo kaj la struktura stato de xanthan gumo ne influis la interagadon inter la du [254]. Guo Shoujun kaj aliaj studis la originalan miksaĵon de porka feka fabogumo kaj xantana gumo, kaj la rezultoj montris, ke porka feko fabogumo kaj xantana gumo havas fortan sinergian efikon. La optimuma kunmetaĵproporcio de porka feko fabgumo kaj xanthangum kunmetaĵgluaĵo estas 6/4 (w/w). Ĝi estas 102 fojojn tiu de la ununura solvaĵo de sojfaba gumo, kaj la ĝelo formiĝas kiam la koncentriĝo de la kunmetita gumo atingas 0,4%. La kunmetita gluaĵo havas altan viskozecon, bonan stabilecon kaj reologiajn ecojn, kaj estas bonega manĝo-gumoj [255].
1.3.3 Kongrueco de polimeraj kunmetaĵoj
Kongrueco, de termodinamika vidpunkto, rilatas al atingado de molekula-nivela kongrueco, ankaŭ konata kiel reciproka solvebleco. Laŭ la Flory-Huggins modela teorio, la libera energiŝanĝo de la polimerkunmetaĵsistemo dum la kunmetadprocezo konformas al la Gibbs-libera energia formulo:
△���=△���—T△S (1-1)
Inter ili, △���estas la kompleksa libera energio, △���estas la kompleksa varmo, estas la kompleksa entropio; estas la absoluta temperaturo; la kompleksa sistemo estas kongrua sistemo nur kiam la libera energio ŝanĝiĝas △���dum la kompleksa procezo [256].
La koncepto de miksebleco ekestiĝas de la fakto ke tre malmultaj sistemoj povas atingi termodinamikan kongruecon. Miksebleco rilatas al la kapablo de malsamaj komponentoj formi homogenajn kompleksojn, kaj la ofte uzita kriterio estas ke la kompleksoj elmontras ununuran vitran transirpunkton.
Malsama de termodinamika kongruo, ĝeneraligita kongrueco rilatas al la kapablo de ĉiu komponento en la kunmetaĵsistemo alĝustigi unu la alian, kiu estas proponita de praktika vidpunkto [257].
Surbaze de ĝeneraligita kongruo, polimeraj kunmetitaj sistemoj povas esti dividitaj en komplete kongruajn, parte kongruajn kaj tute malkongruajn sistemojn. Plene kongrua sistemo signifas ke la kunmetaĵo estas termodinamike miksebla je la molekula nivelo; parte kongrua sistemo signifas ke la kunmetaĵo estas kongrua ene de certa temperaturo aŭ kunmetaĵintervalo; tute nekongrua sistemo signifas ke la kunmetaĵo estas Molekula-nivela miksebleco ne povas esti atingita ĉe ajna temperaturo aŭ kunmetaĵo.
Pro certaj strukturaj diferencoj kaj konforma entropio inter malsamaj polimeroj, la plej multaj polimeraj kompleksaj sistemoj estas parte kongruaj aŭ malkongruaj [11, 12]. Depende de la faza apartigo de la kunmetaĵsistemo kaj la nivelo de miksado, la kongruo de la parte kongrua sistemo ankaŭ multe varias [11]. La makroskopaj trajtoj de polimerkunmetaĵoj estas proksime rilatitaj al sia interna mikroskopa morfologio kaj la fizikaj kaj kemiaj trajtoj de ĉiu komponento. 240], do estas de granda signifo studi la mikroskopan morfologion kaj kongruecon de la kunmetita sistemo.
Esploraj kaj Karakterizaj Metodoj por Kongrueco de Binaraj Kunmetaĵoj:
(1) Vitra transira temperaturo T���kompara metodo. Komparante la T���de la kunmetaĵo kun la T���de ĝiaj komponentoj, se nur unu T���aperas en la kunmetaĵo, la kunmetita sistemo estas kongrua sistemo; se estas du T���, kaj la du T���pozicioj de la kunmetaĵo estas en la du grupoj La mezo de la punktoj T���indikas ke la kunmetita sistemo estas parte kongrua sistemo; se estas du T���, kaj ili situas ĉe la pozicioj de la du komponentoj T���, ĝi indikas ke la kunmetita sistemo estas nekongrua sistemo.
T���La testinstrumentoj ofte uzitaj en la kompara metodo estas dinamika termomekanika analizilo (DMA) kaj diferenciga skana kalorimetro (DSC). Ĉi tiu metodo povas rapide juĝi la kongruecon de la kunmetita sistemo, sed se la T���de la du komponentoj estas simila, ununura T���aperos ankaŭ post kunmetado, do ĉi tiu metodo havas certajn mankojn [10].
(2) Morfologia observa metodo. Unue, observu la makroskopan morfologion de la kunmetaĵo. Se la kunmetaĵo havas evidentan fazan apartigon, oni povas antaŭjuĝi ke la kunmetaĵsistemo estas malkongrua sistemo. Due, la mikroskopa morfologio kaj faza strukturo de la kunmetaĵo estas observitaj per mikroskopo. La du komponantoj, kiuj estas tute kongruaj, formos homogenan staton. Tial, la kunmetaĵo kun bona kongruo povas observi unuforman fazdistribuon kaj malgrandan disvastigitan fazpartiklograndecon. kaj malklara interfaco.
La testinstrumentoj ofte uzitaj en la topografia observmetodo estas optika mikroskopo kaj skana elektrona mikroskopo (SEM). La topografia observa metodo povas esti uzata kiel helpa metodo en kombinaĵo kun aliaj karakterizaj metodoj.
(3) Metodo de travidebleco. En parte kongrua kunmetaĵsistemo, la du komponentoj povas esti kongruaj ene de certa temperaturo kaj kunmetaĵintervalo, kaj faza apartigo okazos preter tiu intervalo. En la procezo de transformo de la kunmetaĵsistemo de homogena sistemo al dufaza sistemo, ĝia lumtransmisio ŝanĝiĝos, do ĝia kongrueco povas esti studita studante la travideblecon de la kunmetaĵo.
Ĉi tiu metodo povas esti uzata nur kiel helpa metodo, ĉar kiam la refraktaj indicoj de la du polimeroj estas samaj, la kunmetaĵo akirita per kunmetado de la du malkongruaj polimeroj ankaŭ estas travidebla.
(4) Reologia metodo. En ĉi tiu metodo, la subita ŝanĝo de la viskoelastaj parametroj de la kunmetaĵo estas uzata kiel signo de faza apartigo, ekzemple, la subita ŝanĝo de la viskozec-temperatura kurbo estas uzata por marki la fazan disiĝon, kaj la subita ŝanĝo de la ŝajna. tonda streĉo-temperatura kurbo estas utiligita kiel la signo de faza apartigo. La kunmetaĵsistemo sen faza apartigo post kunmetado havas bonan kongruecon, kaj tiuj kun fazapartigo estas nekongruaj aŭ parte kongruaj sistemoj [258].
(5) Kurba metodo de Han. La kurbo de Han estas lg���'(���) lg G”, se la kurbo de Han de la kunmetita sistemo ne havas temperaturdependecon, kaj la kurbo de Han ĉe malsamaj temperaturoj formas ĉefan kurbon, la kunmetita sistemo estas kongrua; se la kunmetita sistemo estas kongrua La kurbo de Han estas temperaturdependa. Se la kurbo de Han estas apartigita unu de la alia ĉe malsamaj temperaturoj kaj ne povas formi ĉefan kurbon, la kunmetita sistemo estas malkongrua aŭ parte kongrua. Tial, la kongruo de la kunmetita sistemo povas esti juĝita laŭ la apartigo de la kurbo de Han.
(6) Solva viskozeca metodo. Ĉi tiu metodo uzas la ŝanĝon de solvviskozeco por karakterizi la kongruecon de la kunmetaĵsistemo. Sub malsamaj solvkoncentriĝoj, la viskozeco de la kunmetaĵo estas intrigita kontraŭ la kunmetaĵo. Se ĝi estas lineara rilato, ĝi signifas ke la kunmetita sistemo estas tute kongrua; se ĝi estas nelinia rilato, ĝi signifas ke la kunmetita sistemo estas parte kongrua; se ĝi estas S-forma kurbo, tiam ĝi montras ke la kunmetita sistemo estas tute nekongrua [10].
(7) Infraruĝa spektroskopio. Post kiam la du polimeroj estas kunmetitaj, se la kongrueco estas bona, ekzistos interagoj kiel ekzemple hidrogenaj ligoj, kaj la gruppozicioj de la karakterizaj grupoj sur la infraruĝa spektro de ĉiu grupo sur la polimerĉeno ŝanĝiĝos. La ofseto de la karakterizaj grupgrupoj de la komplekso kaj ĉiu komponento povas juĝi la kongruecon de la kompleksa sistemo.
Krome, la kongruo de la kompleksoj ankaŭ povas esti studita per termogravimetraj analiziloj, X-radia difrakto, malgranda angula X-radia disvastigo, malpeza disvastigo, neŭtrona elektrona disvastigo, nuklea magneta resonanco kaj ultrasonaj teknikoj [10].
1.3.4 Esplorprogreso de hidroksipropilmetilcelulozo/hidroksipropil-amelo-kunmetado
1.3.4.1 Kunmetado de hidroksipropilmetilcelulozo kaj aliaj substancoj
Kunmetaĵoj de HPMC kaj aliaj substancoj estas plejparte uzitaj en drog-kontrolitaj eldonsistemoj kaj manĝeblaj aŭ degradaj filmaj pakmaterialoj. En la apliko de drog-kontrolita liberigo, la polimeroj ofte kunmetitaj kun HPMC inkluzivas sintezajn polimerojn kiel ekzemple polivinilalkoholo (PVA), lakta acido-glikolacida kopolimero (PLGA) kaj policaprolaktono (PCL), same kiel proteinojn, Naturajn polimerojn kiel ekzemple polisakaridoj. Abdel-Zaher et al. studis la strukturan komponadon, termikan stabilecon kaj ilian rilaton kun rendimento de HPMC/PVA-kunmetaĵoj, kaj la rezultoj montris, ke ekzistas iom da miksebleco en la ĉeesto de la du polimeroj [259]. Zabihi et al. uzis HPMC/PLGA-komplekson por prepari mikrokapsulojn por kontrolita kaj daŭra liberigo de insulino, kiu povas atingi daŭran liberigon en la stomako kaj intesto [260]. Javed et al. kunmetis hidrofilan HPMC kaj hidrofoban PCL kaj uzis HPMC/PCL-kompleksojn kiel mikrokapsulajn materialojn por drog-kontrolita kaj daŭra liberigo, kiuj povus esti liberigitaj en malsamaj partoj de la homa korpo ĝustigante la kunmetaĵproporcion [261]. Ding et al. studis la reologiajn trajtojn kiel ekzemple viskozeco, dinamika viskoelasteco, rampa reakiro kaj tiksotropeco de HPMC/kolagenaj kompleksoj uzataj en la kampo de kontrolita drog-liberigo, disponigante teorian gvidadon por industriaj aplikoj [262]. Arthanari, Cai kaj Rai et al. [263-265] La kompleksoj de HPMC kaj polisakaridoj kiel kitosano, xanthan gumo, kaj natria alginato estis aplikitaj en la procezo de vakcino kaj medikamento daŭranta liberigo, kaj la rezultoj montris kontroleblan drog-liberigan efikon [263-265].
En la evoluo de manĝeblaj aŭ degradaj filmaj pakmaterialoj, la polimeroj ofte kunmetitaj kun HPMC estas plejparte naturaj polimeroj kiel ekzemple lipidoj, proteinoj kaj polisakaridoj. Karaca, Fagundes kaj Contreras-Oliva et al. preparis manĝeblajn kunmetitajn membranojn kun HPMC/lipidkompleksoj, kaj uzis ilin en la konservado de prunoj, ĉeriztomatoj kaj citruso, respektive. La rezultoj montris, ke HPMC/lipidkompleksaj membranoj havis bonan la kontraŭbakterian efikon de freŝa konservado [266-268]. Shetty, Rubilar, kaj Ding et al. studis la mekanikajn ecojn, termikan stabilecon, mikrostrukturon kaj interagojn inter komponentoj de manĝeblaj kunmetitaj filmoj preparitaj el HPMC, silka proteino, selaktoproteino izolita kaj kolageno, respektive [269-271]. Esteghlal et al. formulis HPMC kun gelateno por prepari manĝeblajn filmojn por uzo en biobazitaj pakmaterialoj [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata kaj Ortega-Toro et al. preparis HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/etilcelulozo kaj HPMC/amelo manĝebla komponaĵo filmoj, respektive, kaj studis ilian termika stabileco, mekanikaj propraĵoj propraĵoj, mikrostrukturo kaj kontraŭbakteriaj propraĵoj [139, 272-274]. La HPMC/PLA-kunmetaĵo ankaŭ povas esti uzata kiel paka materialo por manĝvaroj, kutime per eltrudado [275].
En la evoluo de manĝeblaj aŭ degradaj filmaj pakmaterialoj, la polimeroj ofte kunmetitaj kun HPMC estas plejparte naturaj polimeroj kiel ekzemple lipidoj, proteinoj kaj polisakaridoj. Karaca, Fagundes kaj Contreras-Oliva et al. preparis manĝeblajn kunmetitajn membranojn kun HPMC/lipidkompleksoj, kaj uzis ilin en la konservado de prunoj, ĉeriztomatoj kaj citruso, respektive. La rezultoj montris, ke HPMC/lipidkompleksaj membranoj havis bonan la kontraŭbakterian efikon de freŝa konservado [266-268]. Shetty, Rubilar, kaj Ding et al. studis la mekanikajn ecojn, termikan stabilecon, mikrostrukturon kaj interagojn inter komponentoj de manĝeblaj kunmetitaj filmoj preparitaj el HPMC, silka proteino, selaktoproteino izolita kaj kolageno, respektive [269-271]. Esteghlal et al. formulis HPMC kun gelateno por prepari manĝeblajn filmojn por uzo en biobazitaj pakmaterialoj [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata kaj Ortega-Toro et al. preparis HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/etilcelulozo kaj HPMC/amelo manĝebla komponaĵo filmoj, respektive, kaj studis ilian termika stabileco, mekanikaj propraĵoj propraĵoj, mikrostrukturo kaj kontraŭbakteriaj propraĵoj [139, 272-274]. La HPMC/PLA-kunmetaĵo ankaŭ povas esti uzata kiel paka materialo por manĝvaroj, kutime per eltrudado [275].
1.3.4.2 Kunmetado de amelo kaj aliaj substancoj
La esplorado pri la kunmetado de amelo kaj aliaj substancoj komence koncentriĝis pri diversaj hidrofobaj alifataj poliesteraj substancoj, inkluzive de polilaktika acido (PLA), policaprolaktono (PCL), polibutensukcina acido (PBSA), ktp. 276]. Muller et al. studis la strukturon kaj ecojn de amelo/PLA-kunmetaĵoj kaj la interago inter la du, kaj la rezultoj montris, ke la interago inter la du estis malforta kaj la mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵoj estis malbonaj [277]. Correa, Komur kaj Diaz-Gomez et al. studis la mekanikajn ecojn, reologiajn ecojn, ĝelojn kaj kongruon de la du komponentoj de amelo/PCL-kompleksoj, kiuj estis aplikitaj al la disvolviĝo de biodiserigeblaj materialoj, biomedicinaj Materialoj kaj Tissue Engineering Scaffolding Materials [278-280]. Ohkika et al. trovis ke la miksaĵo de maiza amelo kaj PBSA estas tre promesplena. Kiam la amelo-enhavo estas 5-30%, pliigi la enhavon de amelo-grajnetoj povas pliigi la modulon kaj redukti la streĉan streĉon kaj plilongiĝon ĉe rompo [281,282]. Hidrofoba alifata poliestero estas termodinamike malkongrua kun hidrofila amelo, kaj diversaj kongruigantoj kaj aldonaĵoj estas kutime aldonitaj por plibonigi la fazan interfacon inter amelo kaj poliestero. Szadkowska, Ferri, kaj Li et al. studis la efikojn de silanol-bazitaj plastigiloj, maleika anhidrida linoleo, kaj funkciigitaj vegetaĵaj oleaj derivaĵoj sur la strukturo kaj trajtoj de amelo/PLA-kompleksoj, respektive [283-285]. Ortega-Toro, Yu et al. uzis citran acidon kaj difenilmetano-diizocianaton por kongrui amelon/PCL-kunmetaĵon kaj amelon/PBSA-kunmetaĵon, respektive, por plibonigi materialajn proprietojn kaj stabilecon [286, 287].
En la lastaj jaroj, pli kaj pli da esploroj estis faritaj pri la kunmetado de amelo kun naturaj polimeroj kiel proteinoj, polisakaridoj kaj lipidoj. Teklehaimanot, Sahin-Nadeen kaj Zhang et al studis la fizikkemiajn trajtojn de amelo/zeino, amelo/laktoproteino kaj amelo/gelatina kompleksoj, respektive, kaj la rezultoj ĉiuj atingis bonajn rezultojn, kiuj povas esti aplikitaj al manĝbiomaterialoj kaj kapsuloj [52, 288, 289]. Lozanno-Navarro, Talon kaj Ren et al. studis la lumtransmision, mekanikajn ecojn, kontraŭbakteriajn ecojn kaj kitosan-koncentriĝon de amelo/kitosan-komponitaj filmoj, respektive, kaj aldonis naturajn eltiraĵojn, teajn polifenolojn kaj aliajn naturajn kontraŭbakteriajn agentojn por plibonigi la kontraŭbakterian efikon de la komponita filmo. La esplorrezultoj montras, ke la amelo/kitosana kunmetaĵo filmo havas grandan potencialon en la aktiva pakado de manĝaĵo kaj medicino [290-292]. Kaushik, Ghanbarzadeh, Arvanitoyannis, kaj Zhang et al. studis la trajtojn de amelo/celulozo nanokristaloj, amelo/karboximetilcelulozo, amelo/metilcelulozo, kaj amelo/hidroksipropilmetilcelulozo kunmetitaj filmoj, respektive, kaj la ĉefaj aplikoj en manĝeblaj/biodiserigeblaj pakmaterialoj [293-295]. Dafe, Jumaidin kaj Lascombes et al. studis amelon/manĝgumkunmetaĵojn kiel ekzemple amelo/pektino, amelo/agaro kaj amelo/karagenano, plejparte uzataj en la kampo de manĝaĵo kaj manĝpakado [296-298]. La fizikokemiaj propraĵoj de tapioka amelo / maiza oleo, amelo / lipidaj kompleksoj estis studitaj de Perez, De et al., ĉefe por gvidi la produktadprocezon de ekstruditaj manĝaĵoj [299, 300].
1.3.4.3 Kunmetado de hidroksipropilmetilcelulozo kaj amelo
Nuntempe, ne ekzistas multaj studoj pri la kunmetita sistemo de HPMC kaj amelo hejme kaj eksterlande, kaj plej multaj el ili aldonas malgrandan kvanton da HPMC en la amelomatricon por plibonigi la maljuniĝan fenomenon de amelo. Jimenez et al. uzis HPMC por redukti la maljuniĝon de indiĝena amelo por plibonigi la permeablon de amelomembranoj. La rezultoj montris, ke la aldono de HPMC reduktis la maljuniĝon de amelo kaj pliigis la flekseblecon de la kunmetita membrano. La oksigena permeablo de la kunmetaĵa membrano estis signife pliigita, sed la akvorezista agado ne faris. Kiom multe ŝanĝiĝis [301]. Villacres, Basch et al. kunmetis HPMC kaj tapioka amelo por prepari HPMC/amelon kunmetitajn filmajn pakmaterialojn, kaj studis la plastigan efikon de glicerino sur la komponigita filmo kaj la efikojn de kalia sorbato kaj nisino sur la kontraŭbakteriaj propraĵoj de la komponigita filmo. La rezultoj Ĝi montras, ke kun la pliigo de HPMC-enhavo, la elasta modulo kaj streĉa forto de la komponita filmo pliiĝas, la plilongiĝo ĉe rompo malpliiĝas, kaj la akvovapora permeablo havas malmultan efikon; kalia sorbato kaj nisino povas ambaŭ plibonigi la komponan filmon. La kontraŭbakteria efiko de du kontraŭbakteriaj agentoj estas pli bona kiam uzataj kune [112, 302]. Ortega-Toro et al. studis la ecojn de HPMC/amelo varme premitaj kunmetitaj membranoj, kaj studis la efikon de citra acido sur la trajtoj de kunmetitaj membranoj. La rezultoj montris ke HPMC estis disigita en la amelo kontinua fazo, kaj kaj citra acido kaj HPMC havis efikon al la maljuniĝo de amelo. ĝis certa grado da inhibicio [139]. Ayorinde et al. uzis HPMC/amelon kunmetitan filmon por la tegaĵo de buŝa amlodipino, kaj la rezultoj montris, ke la disrompiĝotempo kaj eldonrapideco de la kunmetaĵo estis tre bonaj [303].
Zhao Ming et al. studis la efikon de amelo sur la akva reteno de HPMC-filmoj, kaj la rezultoj montris, ke amelo kaj HPMC havis certan sinergian efikon, kio rezultigis ĝeneralan pliiĝon de akvoretena indico [304]. Zhang et al. studis la filmtrajtojn de la HPMC/HPS-kunmetaĵo kaj la reologiajn trajtojn de la solvo. La rezultoj montras, ke la kombinaĵa sistemo HPMC/HPS havas certan kongruecon, la komponaĵa membrano-agado estas bona, kaj la reologiaj ecoj de HPS al HPMC Havas bonan ekvilibran efikon [305, 306]. Estas malmultaj studoj pri la HPMC/amelo-kunmetaĵsistemo kun alta HPMC-enhavo, kaj la plej multaj el ili estas en la malprofunda agado-esplorado, kaj la teoria esplorado pri la kunmetita sistemo relative mankas, precipe la ĝelo de HPMC/HPS malvarma-varmo inversigita. -faza kunmetita ĝelo. Mekanismaj studoj daŭre estas en malplena stato.
1.4 Reologio de polimerkompleksoj
En la procezo de prilaborado de polimeraj materialoj, fluo kaj deformado neeviteble okazos, kaj reologio estas la scienco, kiu studas la fluajn kaj deformajn leĝojn de materialoj [307]. Fluo estas eco de likvaj materialoj, dum deformado estas eco de solidaj (kristalaj) materialoj. Ĝenerala komparo de likva fluo kaj solida deformado estas kiel sekvas:
En praktikaj industriaj aplikoj de polimeraj materialoj, ilia viskozeco kaj viskoelasteco determinas ilian pretigan efikecon. En la procezo de prilaborado kaj muldado, kun la ŝanĝo de tondrapideco, la viskozeco de polimeraj materialoj povas havi grandan grandecon de pluraj grandordoj. Ŝanĝo [308]. Reologiaj propraĵoj kiel viskozeco kaj tondo-maldikiĝo rekte influas la kontrolon de pumpado, trafluado, disvastigo kaj ŝprucado dum la prilaborado de polimeraj materialoj, kaj estas la plej gravaj propraĵoj de polimeraj materialoj.
1.4.1 Viskoelasteco de polimeroj
Sub la ekstera forto, la polimera likvaĵo povas ne nur flui, sed ankaŭ montri deformadon, montrante specon de "viskoelasteco" agado, kaj ĝia esenco estas la kunekzisto de "solid-likva dufaza" [309]. Tamen, ĉi tiu viskoelasteco ne estas linia viskoelasteco ĉe malgrandaj deformadoj, sed nelinia viskoelasteco kie la materialo elmontras grandajn deformadojn kaj longedaŭran streson [310].
La natura polisakarida akva solvaĵo ankaŭ nomiĝas hidrosolo. En la diluita solvaĵo, la polisakaridaj makromolekuloj estas en formo de bobenoj apartigitaj unu de la alia. Kiam la koncentriĝo pliiĝas al certa valoro, la makromolekulaj bobenoj interpenetras kaj interkovras unu la alian. La valoro estas nomita la kritika koncentriĝo [311]. Sub la kritika koncentriĝo, la viskozeco de la solvaĵo estas relative malalta, kaj ĝi ne estas trafita per la tondrapideco, montrante Newtonian fluidan konduton; kiam la kritika koncentriĝo estas atingita, la makromolekuloj kiuj origine moviĝas en izoliteco komencas impliki unu kun la alia, kaj la solvviskozeco signife pliiĝas. pligrandigi [312]; dum kiam la koncentriĝo superas la kritikan koncentriĝon, tonda maldikiĝo estas observita kaj la solvo elmontras ne-Newtonian fluidan konduton [245].
Kelkaj hidrosoloj povas formi ĝelojn sub certaj kondiĉoj, kaj iliaj viskoelastaj trajtoj estas kutime karakterizitaj per stokadmodulo G', perdmodulo G" kaj sia frekvencdependeco. La stoka modulo respondas al la elasteco de la sistemo, dum La perdmodulo respondas al la viskozeco de la sistemo [311]. En diluitaj solvaĵoj, ekzistas neniu implikiĝo inter molekuloj, do super larĝa gamo de frekvencoj, G′ estas multe pli malgranda ol G″, kaj montris fortan frekvencdependecon. Ĉar G′ kaj G″ estas proporciaj al la frekvenco ω kaj ĝia kvadrata, respektive, kiam la frekvenco estas pli alta, G′ > G″. Kiam la koncentriĝo estas pli alta ol la kritika koncentriĝo, G′ kaj G″ daŭre havas frekvencdependecon. Kiam la frekvenco estas pli malalta, G′ < G″, kaj la frekvenco iom post iom pliiĝas, la du kruciĝos, kaj inversiĝos al G′ > en la altfrekvenca regiono G”.
La kritika punkto ĉe kiu natura polisakarida hidrosolo transformas en ĝelon estas nomita la ĝelpunkto. Ekzistas multaj difinoj de ĝelpunkto, kaj la plej ofte uzita estas la difino de dinamika viskoelasteco en reologio. Kiam la stoka modulo G′ de la sistemo estas egala al la perdmodulo G″, ĝi estas la ĝelpunkto, kaj G′> G″ Gelformado [312, 313].
Kelkaj naturaj polisakaridaj molekuloj formas malfortajn asociojn, kaj ilia ĝelstrukturo estas facile detruita, kaj G' estas iomete pli granda ol G”, montrante pli malaltan frekvencan dependecon; dum iuj naturaj polisakaridaj molekuloj povas formi stabilajn interligajn regionojn, kiuj La ĝela strukturo estas pli forta, G′ estas multe pli granda ol G″, kaj ne havas frekvencan dependecon [311].
1.4.2 Reologia konduto de polimerkompleksoj
Por plene kongrua polimera kunmetaĵsistemo, la kunmetaĵo estas homogena sistemo, kaj ĝia viskoelasteco estas ĝenerale la sumo de la trajtoj de ununura polimero, kaj ĝia viskoelasteco povas esti priskribita per simplaj empiriaj reguloj [314]. Praktiko pruvis, ke la homogena sistemo ne favoras la plibonigon de siaj mekanikaj ecoj. Male, iuj kompleksaj sistemoj kun faz-separataj strukturoj havas bonegan rendimenton [315].
La kongruo de parte kongrua kunmetaĵsistemo estos tuŝita de faktoroj kiel sistema kunmetaĵproporcio, tondrapideco, temperaturo kaj komponentstrukturo, montrante kongruecon aŭ fazan apartigon, kaj la transiro de kongrueco al faza apartigo estas neevitebla. kondukante al signifaj ŝanĝoj en la viskoelasteco de la sistemo [316, 317]. En la lastaj jaroj, ekzistas multaj studoj sur la viskoelasta konduto de parte kongruaj polimeraj kompleksaj sistemoj. La esplorado montras, ke la reologia konduto de la kunmetaĵsistemo en la kongrueczono prezentas la karakterizaĵojn de la homogena sistemo. En la faza apartigzono, la reologia konduto estas tute diferenca de la homogena zono kaj ekstreme kompleksa.
Kompreni la reologiajn ecojn de la kunmetaĵsistemo sub malsamaj koncentriĝoj, kunmetaĵproporcioj, tondrapidecoj, temperaturoj ktp. estas de granda signifo por la ĝusta elekto de pretiga teknologio, racia dezajno de formuloj, strikta kontrolo de produktokvalito kaj taŭga redukto de produktado. energikonsumo. [309]. Ekzemple, por temperaturo-sentemaj materialoj, la viskozeco de la materialo povas esti ŝanĝita ĝustigante la temperaturon. Kaj plibonigu la prilaboradon; komprenu la tondan maldikan zonon de la materialo, elektu la taŭgan tondan indicon por kontroli la prilaboran agadon de la materialo kaj plibonigi la produktan efikecon.
1.4.3 Faktoroj influantaj la reologiajn ecojn de la kunmetaĵo
1.4.3.1 Kunmetaĵo
La fizikaj kaj kemiaj trajtoj kaj interna strukturo de la kunmetaĵsistemo estas ampleksa reflektado de la kombinitaj kontribuoj de la trajtoj de ĉiu komponento kaj la interagado inter la komponentoj. Tial, la fizikaj kaj kemiaj propraĵoj de ĉiu komponanto mem havas decidan rolon en la kunmetita sistemo. La grado de kongruo inter malsamaj polimeroj varias vaste, kelkaj estas tre kongruaj, kaj kelkaj estas preskaŭ tute malkongruaj.
1.4.3.2 La proporcio de kunmetita sistemo
La viskoelasteco kaj mekanikaj trajtoj de la polimera kunmetaĵsistemo ŝanĝiĝos signife kun la ŝanĝo de la kunmetaĵproporcio. Ĉi tio estas ĉar la kunmetaĵproporcio determinas la kontribuon de ĉiu komponento al la kunmetaĵsistemo, kaj ankaŭ influas ĉiun komponenton. interago kaj faza distribuo. Xie Yajie et al. studis kitosan/hidroksipropil-celulozon kaj trovis, ke la viskozeco de la komponaĵo pliiĝis signife kun la pliiĝo de hidroksipropil-celulozo [318]. Zhang Yayuan et al. studis la komplekson de xantana gumo kaj maiza amelo kaj trovis, ke kiam la proporcio de xantana gumo estis 10%, la koeficiento de konsistenco, rendimentostreso kaj fluida indekso de la kompleksa sistemo signife pliiĝis. Evidente [319].
1.4.3.3 Tonda rapido
La plej multaj polimerlikvaĵoj estas pseŭdoplastaj fluidoj, kiuj ne konformas al la fluo de Neŭtono. La ĉeftrajto estas ke la viskozeco estas esence senŝanĝa sub malalta tondo, kaj la viskozeco malpliiĝas akre kun la pliiĝo de tondofteco [308, 320]. La fluokurbo de polimerlikvaĵo povas esti malglate dividita en tri regionojn: malalta tonda Newtoniana regiono, tonda maldensiga regiono kaj alta tonda stabilecregiono. Kiam la tondrapideco tendencas al nul, la streĉo kaj trostreĉiĝo iĝas liniaj, kaj la flukonduto de la likvaĵo estas simila al tiu de Newtoniana likvaĵo. Ĉe tiu tempo, la viskozeco tendencas al certa valoro, kiu estas nomita la nul-tondviskozeco η0. η0 reflektas la maksimuman malstreĉan tempon de la materialo kaj estas grava parametro de polimeraj materialoj, kiu rilatas al la meza molekula pezo de la polimero kaj la aktiviga energio de viskoza fluo. En la tondmaldensiga zono, la viskozeco iom post iom malpliiĝas kun la pliiĝo de la tondrapideco, kaj la fenomeno de "tondmaldikiĝo" okazas. Ĉi tiu zono estas tipa fluzono en la prilaborado de polimermaterialoj. En la alta tondstabilecregiono, ĉar la tondrapideco daŭre pliiĝas, la viskozeco tendencas al alia konstanto, la senfina tondviskozeco η∞, sed tiu regiono estas kutime malfacile atingebla.
1.4.3.4 Temperaturo
Temperaturo rekte influas la intensecon de hazarda termika moviĝo de molekuloj, kiuj povas signife influi intermolekulajn interagojn kiel ekzemple difuzo, molekula ĉenorientiĝo, kaj implikiĝo. Ĝenerale, dum la fluo de polimeraj materialoj, la movado de molekulaj ĉenoj efektiviĝas en segmentoj; kiam la temperaturo pliiĝas, la libera volumeno pliiĝas, kaj la flurezisto de la segmentoj malpliiĝas, do la viskozeco malpliiĝas. Tamen, por kelkaj polimeroj, ĉar la temperaturo pliiĝas, hidrofoba asocio okazas inter la katenoj, tiel ke la viskozeco pliiĝas anstataŭe.
Diversaj polimeroj havas malsamajn gradojn de sentemo al temperaturo, kaj la sama alta polimero havas malsamajn efikojn al la agado de sia mekanismo en malsamaj temperaturoj.
1.5 Esplora signifo, esplorcelo kaj esplora enhavo de ĉi tiu temo
1.5.1 Esplora signifo
Kvankam HPMC estas sekura kaj manĝebla materialo vaste uzata en la kampo de manĝaĵo kaj medicino, ĝi havas bonajn filmoformajn, disvastigajn, dikiĝantajn kaj stabiligajn proprietojn. HPMC-filmo ankaŭ havas bonan travideblecon, naftobarajn trajtojn kaj mekanikajn trajtojn. Tamen, ĝia alta prezo (ĉirkaŭ 100,000/tuno) limigas ĝian larĝan aplikon, eĉ en pli altvaloraj farmaciaj aplikoj kiel kapsuloj. Krome, HPMC estas termike induktita ĝelo, kiu ekzistas en solvstato kun malalta viskozeco ĉe malalta temperaturo, kaj povas formi viskozan solid-similan ĝelon ĉe alta temperaturo, do pretigaj procezoj kiel tegado, ŝprucado kaj trempado de mosto Ĝi estas portata. eksteren ĉe alta temperaturo, rezultigante altan produktan energikonsumon kaj altan produktokoston. Trajtoj kiel ekzemple pli malalta viskozeco kaj ĝelforto de HPMC ĉe malaltaj temperaturoj reduktas la proceseblecon de HPMC en multaj aplikoj.
En kontrasto, HPS estas malmultekosta (ĉirkaŭ 20,000/tuno) manĝebla materialo kiu ankaŭ estas vaste uzata en la kampo de manĝaĵo kaj medicino. La kialo kial HPMC estas tiel multekosta estas ke la krudmateriala celulozo uzata por prepari HPMC estas pli multekosta ol la krudmateriala amelo uzata por prepari HPS. Krome, HPMC estas greftita kun du anstataŭaĵoj, hidroksipropilo kaj metoksi. Kiel rezulto, la prepara procezo estas tre komplika, do la prezo de HPMC estas multe pli alta ol tiu de HPS. Ĉi tiu projekto esperas anstataŭigi kelkajn el la multekostaj HPMC-oj kun malaltprezaj HPS, kaj redukti la produktoprezon surbaze de konservado de similaj funkcioj.
Krome, HPS estas malvarma ĝelo, kiu ekzistas en viskoelasta ĝela stato ĉe malalta temperaturo kaj formas fluantan solvaĵon ĉe alta temperaturo. Tial, aldoni HPS al HPMC povas redukti la ĝeltemperaturon de HPMC kaj pliigi ĝian viskozecon ĉe malalta temperaturo. kaj ĝela forto, plibonigante ĝian proceseblecon ĉe malaltaj temperaturoj. Plie, HPS manĝebla filmo havas bonajn oksigenbariajn trajtojn, do aldoni HPS en HPMC povas plibonigi la oksigenbariajn trajtojn de manĝebla filmo.
En resumo, la kombinaĵo de HPMC kaj HPS: Unue, ĝi havas gravan teorian signifon. HPMC estas varma ĝelo, kaj HPS estas malvarma ĝelo. Kunmetante la du, ekzistas teorie transira punkto inter varmaj kaj malvarmaj ĝeloj. La starigo de HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kunmetaĵsistemo kaj ĝia mekanismo-esplorado povas provizi novan manieron por la esplorado de ĉi tiu speco de malvarma kaj varma inversa ĝela kunmetita sistemo, establita teoria gvidado. Due, ĝi povas redukti produktokostojn kaj plibonigi produktajn profitojn. Per la kombinaĵo de HPS kaj HPMC, la produktokosto povas esti reduktita laŭ krudmaterialoj kaj produkta energikonsumo, kaj la produktoprofito povas esti multe plibonigita. Trie, ĝi povas plibonigi la prilaboradon kaj vastigi la aplikaĵon. La aldono de HPS povas pliigi la koncentriĝon kaj ĝelan forton de HPMC ĉe malalta temperaturo, kaj plibonigi ĝian pretigan efikecon ĉe malalta temperaturo. Krome, produkta rendimento povas esti plibonigita. Aldonante HPS por prepari la manĝeblan kunmetitan filmon de HPMC/HPS, la oksigenbaraj trajtoj de la manĝebla filmo povas esti plibonigitaj.
La kongruo de la polimera kunmetaĵsistemo povas rekte determini la mikroskopan morfologion kaj ampleksajn ecojn de la kunmetaĵo, precipe la mekanikajn ecojn. Tial, estas tre grave studi la kongruon de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo. Kaj HPMC kaj HPS estas hidrofilaj polisakaridoj kun la sama struktura unuo-glukozo kaj modifitaj de la sama funkcia grupo hidroksipropilo, kiu multe plibonigas la kongruecon de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo. Tamen, HPMC estas malvarma ĝelo kaj HPS estas varma ĝelo, kaj la inversa ĝelkonduto de la du kondukas al la faza apartigfenomeno de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo. Resume, la faza morfologio kaj faza transiro de la HPMC/HPS malvarma-varma ĝela kompona sistemo estas sufiĉe kompleksaj, do la kongruo kaj faza apartigo de ĉi tiu sistemo estos tre interesaj.
La morfologia strukturo kaj reologia konduto de polimeraj kompleksaj sistemoj estas interrilataj. Unuflanke, la reologia konduto dum prilaborado havos grandan efikon sur la morfologia strukturo de la sistemo; aliflanke, la reologia konduto de la sistemo povas precize reflekti la ŝanĝojn en la morfologia strukturo de la sistemo. Tial, estas de granda signifo studi la reologiajn ecojn de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo por gvidado de produktado, pretigo kaj kvalitkontrolo.
La makroskopaj propraĵoj kiel ekzemple morfologia strukturo, kongruo kaj reologio de la HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kunmetaĵsistemo estas dinamikaj, kaj estas trafitaj per serio de faktoroj kiel ekzemple solvkoncentriĝo, kunmetaĵproporcio, tondrapideco kaj temperaturo. La rilato inter la mikroskopa morfologia strukturo kaj la makroskopaj trajtoj de la kompona sistemo povas esti reguligita kontrolante la morfologian strukturon kaj kongruecon de la kompona sistemo.
1.5.2 Esplorcelo
La HPMC/HPS malvarma kaj varma inversa-faza ĝela kunmetaĵsistemo estis konstruita, ĝiaj reologiaj trajtoj estis studitaj, kaj la efikoj de la fizika kaj kemia strukturo de la komponentoj, kunmetaĵproporcio kaj pretigaj kondiĉoj sur la reologiaj trajtoj de la sistemo estis esploritaj. La manĝebla kunmetita filmo de HPMC/HPS estis preparita, kaj la makroskopaj trajtoj kiel ekzemple mekanikaj trajtoj, aerpermeablo kaj optikaj trajtoj de la filmo estis studitaj, kaj la influfaktoroj kaj leĝoj estis esploritaj. Sisteme studu la faztransiron, kongruon kaj fazan apartigon de la HPMC/HPS malvarma kaj varma inversa-faza ĝela kompleksoosistemo, esploru ĝiajn influajn faktorojn kaj mekanismojn, kaj starigu la rilaton inter mikroskopa morfologia strukturo kaj makroskopaj propraĵoj. La morfologia strukturo kaj kongruo de la kompona sistemo estas uzataj por kontroli la ecojn de komponaj materialoj.
1.5.3 Esplora enhavo
Por atingi la atendatan esploran celon, ĉi tiu artikolo faros la sekvan esploradon:
(1) Konstruu la HPMC/HPS malvarman kaj varman inversan ĝelan kunmetitan sistemon, kaj uzu reometron por studi la reologiajn ecojn de la kunmetita solvaĵo, precipe la efikojn de koncentriĝo, kunmetaĵproporcio kaj tondrapideco sur la viskozeco kaj fluindekso de la kunmetita sistemo. La influo kaj leĝo de reologiaj trajtoj kiel ekzemple tiksotropio kaj tiksotropio estis esploritaj, kaj la formadmekanismo de malvarma kaj varma kunmetita ĝelo estis antaŭ esplorita.
(2) HPMC/HPS manĝebla komponaĵa filmo estis preparita, kaj skananta elektrona mikroskopo estis uzata por studi la influon de la enecaj propraĵoj de ĉiu komponanto kaj la kompona proporcio sur la mikroskopa morfologio de la kompona filmo; la mekanika proprieto-testilo estis uzata por studi la proprajn ecojn de ĉiu komponanto, la komponado de la kompona filmo La influo de la rilatumo kaj media relativa humideco sur la mekanikaj propraĵoj de la kompona filmo; la uzo de oksigena transsendo-rapideco-testilo kaj UV-Vis-spektrofotometro por studi la efikojn de la enecaj propraĵoj de la komponantoj kaj la kunmetaĵproporcio sur la oksigenaj kaj lumtranssendo-propraĵoj de la kunmetita filmo La kongruo kaj faza apartigo de la HPMC/HPS malvarma- varma inversa ĝela kunmetita sistemo estis studitaj per skanado de elektrona mikroskopio, termogravimetra analizo kaj dinamika termomekanika analizo.
(3) La rilato inter la mikroskopa morfologio kaj mekanikaj propraĵoj de la HPMC/HPS malvarma-varma inversa ĝela kompona sistemo estis establita. La manĝebla komponita filmo de HPMC/HPS estis preparita, kaj la influo de la komponaĵa koncentriĝo kaj komponaĵa proporcio sur la faza distribuo kaj faza transiro de la specimeno estis studita per optika mikroskopo kaj joda tinktura metodo; La influregulo de kunmetaĵkoncentriĝo kaj kunmetaĵproporcio sur la mekanikaj propraĵoj kaj lumtranssendo propraĵoj de la specimenoj estis establita. La rilato inter la mikrostrukturo kaj mekanikaj trajtoj de la HPMC/HPS malvarma-varma inversa ĝela kunmetaĵsistemo estis esplorita.
(4) Efikoj de HPS-anstataŭiga grado sur reologiaj propraĵoj kaj ĝelaj propraĵoj de HPMC/HPS malvarma-varma inversa-faza ĝela kompona sistemo. La efikoj de HPS-anstataŭiggrado, tondofteco kaj temperaturo sur la viskozeco kaj aliaj reologiaj trajtoj de la kunmetaĵsistemo, same kiel la ĝela transirpunkto, modula frekvencodependeco kaj aliaj ĝelaj trajtoj kaj iliaj leĝoj estis studitaj uzante reometron. La temperatur-dependa faza distribuo kaj faza transiro de la specimenoj estis studitaj per joda makulo, kaj la ĝeliĝa mekanismo de la HPMC/HPS malvarma-varma inversa-faza ĝela kompleksoosistemo estis priskribita.
(5) Efikoj de kemia strukturo modifo de HPS sur makroskopaj propraĵoj kaj kongruo de HPMC/HPS malvarma-varma inversigita ĝela kompona sistemo. La manĝebla komponaĵa filmo de HPMC/HPS estis preparita, kaj la efiko de HPS-hidroksipropil-anstataŭiga grado sur la kristala strukturo kaj mikro-domajna strukturo de la komponaĵa filmo estis studita per sinkrotrona radiado malgrand-angula X-radia disvastigteknologio. La influleĝo de HPS-hidroksipropil-anstataŭiga grado sur la mekanikaj ecoj de kunmetita membrano estis studita per mekanika posedaĵtestilo; la influoleĝo de HPS-anstataŭiga grado sur la oksigena permeablo de kunmetita membrano estis studita per oksigena permeablo-testilo; la HPS-hidroksipropila Influo de grupanstataŭiga grado sur termika stabileco de HPMC/HPS-komponitaj filmoj.
Ĉapitro 2 Reologia studo de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo
Naturaj polimer-bazitaj manĝeblaj filmoj povas esti preparitaj per relative simpla malseka metodo [321]. Unue, la polimero estas solvita aŭ disvastigita en la likva fazo por prepari manĝeblan filmoforman likvaĵon aŭ filmoforman suspendon, kaj tiam koncentriĝas forigante la solvilon. Ĉi tie, la operacio estas kutime farita per sekigado ĉe iomete pli alta temperaturo. Tiu procezo kutimas tipe produkti antaŭpakitajn manĝeblajn filmojn, aŭ por kovri la produkton rekte per filmoforma solvo per trempado, brosado aŭ ŝprucaĵo. La dezajno de manĝebla filmo-prilaborado postulas la akiron de precizaj reologiaj datumoj de la filmoforma likvaĵo, kio estas de granda signifo por la produktokvalita kontrolo de manĝeblaj pakaj filmoj kaj tegaĵoj [322].
HPMC estas termika gluo, kiu formas ĝelon ĉe alta temperaturo kaj estas en solvstato ĉe malalta temperaturo. Ĉi tiu termika ĝela propraĵo faras sian viskozecon ĉe malalta temperaturo tre malalta, kio ne favoras al la specifaj produktadprocezoj kiel trempado, brosado kaj trempado. operacio, rezultigante malbonan proceseblecon ĉe malaltaj temperaturoj. En kontrasto, HPS estas malvarma ĝelo, viskoza ĝelŝtato ĉe malalta temperaturo, kaj alta temperaturo. Malalta viskozeca solvstato. Tial, per la kombinaĵo de la du, la reologiaj trajtoj de HPMC kiel ekzemple viskozeco ĉe malalta temperaturo povas esti ekvilibraj certagrade.
Ĉi tiu ĉapitro temigas la efikojn de solvkoncentriĝo, kunmetaĵproporcio kaj temperaturo sur la reologiaj trajtoj kiel nul-tondviskozeco, fluindekso kaj tiksotropio de la HPMC/HPS malvarma-varma inversa ĝela kunmetaĵsistemo. La aldonregulo estas uzata por antaŭdiskuti la kongruecon de la kunmetaĵsistemo.
2.2 Eksperimenta metodo
2.2.1 Preparado de HPMC/HPS kunmetita solvaĵo
Unue pezu HPMC kaj HPS sekan pulvoron, kaj miksu laŭ 15% (w/w) koncentriĝo kaj malsamaj proporcioj de 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10; tiam aldonu 70 °C En C-akvo, movu rapide dum 30 min je 120 rpm/min por plene disvastigi HPMC; poste varmigu la solvon al super 95 °C, movu rapide dum 1 h samrapide por tute gelatinigi HPS; gelatenigo estas kompletigita Post tio, la temperaturo de la solvo estis rapide reduktita al 70 °C, kaj la HPMC estis plene solvita per kirlado je malrapida rapideco de 80 rpm/min dum 40 min. (Ĉio w/w en tiu artikolo estas: seka bazmaso de provaĵo/totala solvmaso).
2.2.2 Reologiaj propraĵoj de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo
2.2.2.1 Principo de reologia analizo
La rotacia reometro estas ekipita per paro de supren kaj malsupren paralelaj krampoj, kaj simpla tonda fluo povas esti realigita per la relativa moviĝo inter la krampoj. La reometro povas esti provita en paŝa reĝimo, flua reĝimo kaj oscila reĝimo: en paŝa reĝimo, la reometro povas apliki paseman streson al la specimeno, kiu estas ĉefe uzata por testi la paseman karakterizan respondon kaj stabilan tempon de la specimeno. Taksado kaj viskoelasta respondo kiel streĉa malstreĉiĝo, ŝteliro kaj reakiro; en flua reĝimo, la reometro povas apliki linearan streson al la specimeno, kiu estas ĉefe uzata por testi la dependecon de la viskozeco de la specimeno sur tondrapideco kaj la dependecon de viskozeco de temperaturo kaj tixotropeco; en oscila reĝimo, la reometro povas generi sinusoidan alternan oscilan streson, kiu estas ĉefe uzata por la determino de la lineara viskoelasta regiono, taksado de termika stabileco kaj geliga temperaturo de la specimeno.
2.2.2.2 Testmetodo de fluoreĝimo
Paralela platfiksaĵo kun diametro de 40 mm estis uzita, kaj la platinterspaco estis fiksita al 0.5 mm.
1. Viskozeco ŝanĝiĝas kun la tempo. La testtemperaturo estis 25 °C, la tondrapideco estis 800 s-1, kaj la testtempo estis 2500 s.
2. Viskozeco varias laŭ tondrapideco. Testtemperaturo 25 °C, antaŭ-tondrapideco 800 s-1, antaŭ-tondtempo 1000 s; tondrapideco 10²-10³s.
La tondstreĉo (τ ) kaj tondrapideco (γ) sekvas la Ostwald-de Waele-potencleĝon:
̇τ=K.γ n (2-1)
kie τ estas la tonda streĉo, Pa;
γ estas la tondrapideco, s-1;
n estas la likvideca indico;
K estas la viskozeckoeficiento, Pa·sn.
La rilato inter la viskozeco (ŋ) de la polimersolvaĵo kaj la tondrapideco (γ) povas esti konvenitaj per la carren-modulo:
Inter ili,ŋ0tondviskozeco, Pa s;
ŋ∞estas la senfina tondviskozeco, Pa s;
λ estas la malstreĉa tempo, s;
n estas la tonda maldikiĝo-indico；
3. Tri-etapa tiksotropia testa metodo. La testtemperaturo estas 25 °C, a. La senmova stadio, la tondrapideco estas 1 s-1, kaj la testotempo estas 50 s; b. La tondstadio, la tondrapideco estas 1000 s-1, kaj la testtempo estas 20 s; c. La procezo de reakiro de strukturo, la tondofteco estas 1 s-1, kaj la testotempo estas 250 s.
En la procezo de struktura reakiro, la reakiro-grado de la strukturo post malsama reakiro estas esprimita per la reakiro de viskozeco:
DSR=ŋt ⁄ ŋ╳100%
Inter ili,ŋt estas la viskozeco je la struktura reakiro tempo ts, Pa s;
hŋestas la viskozeco ĉe la fino de la unua etapo, Pa s.
2.3 Rezultoj kaj Diskuto
2.3.1 La efiko de tondtempo sur la reologiaj ecoj de la kunmetaĵsistemo
Kun konstanta tondrapideco, la ŝajna viskozeco povas montri malsamajn tendencojn kun kreskanta tondtempo. Figuro 2-1 montras tipan kurbon de viskozeco kontraŭ tempo en HPMC/HPS kunmetaĵsistemo. Oni povas vidi de la figuro ke kun la etendaĵo de la tonda tempo, la ŝajna viskozeco malpliiĝas ade. Kiam la tonda tempo atingas ĉirkaŭ 500 s, la viskozeco atingas stabilan staton, kio indikas, ke la viskozeco de la kunmetita sistemo sub altrapida tondo havas certan valoron. La tempodependeco de, tio estas, tiksotropio estas elmontrita ene de certa tempointervalo.
Sekve, kiam oni studas la variadleĝon de la viskozeco de la kunmetaĵsistemo kun la tondrapideco, antaŭ la reala ekvilibra tondtesto, certa periodo de altrapida antaŭ-tondado estas postulata por forigi la influon de tiksotropio sur la kunmetita sistemo. . Tiel, la leĝo de viskozecvario kun tondofteco kiel ununura faktoro estas akirita. En ĉi tiu eksperimento, la viskozeco de ĉiuj provaĵoj atingis stabilan staton antaŭ 1000 s kun alta tondrapideco de 800 1/s kun tempo, kiu ne estas intrigita ĉi tie. Tial, en la estonta eksperimenta dezajno, antaŭ-tondado dum 1000 s kun alta tondrapideco de 800 1/s estis adoptita por elimini la efikon de tiksotropio de ĉiuj provaĵoj.
2.3.2 La efiko de koncentriĝo sur la reologiaj ecoj de la kunmetita sistemo
Ĝenerale, la viskozeco de polimersolvoj pliiĝas kun la pliiĝo de solvkoncentriĝo. Figuro 2-2 montras la efikon de koncentriĝo sur la tonda indico-dependeco de la viskozeco de HPMC/HPS-formuliĝoj. De la figuro, ni povas vidi ke kun la sama tondorapideco, la viskozeco de la kunmetaĵsistemo pliiĝas iom post iom kun la pliiĝo de la solvkoncentriĝo. La viskozeco de HPMC/HPS kunmetaĵsolvoj kun malsamaj koncentriĝoj malpliiĝis iom post iom kun la pliiĝo de tondrapideco, montrante evidentan tondmaldikiĝantan fenomenon, kiu indikis ke la kunmetitaj solvaĵoj kun malsamaj koncentriĝoj apartenis al pseŭdoplastaj fluidoj. Tamen, la tondofteco dependeco de viskozeco montris malsaman tendencon kun la ŝanĝo de solvkoncentriĝo. Kiam la solvkoncentriĝo estas malalta, la tonda maldikiga fenomeno de la kunmetaĵa solvaĵo estas malgranda; kun la pliiĝo de la solvkoncentriĝo, la tonda maldensiga fenomeno de la kunmetita solvaĵo estas pli evidenta.
2.3.2.1 Efiko de koncentriĝo sur nula tonda viskozeco de kunmetita sistemo
La viskozec-tondkurboj de la kunmetaĵsistemo ĉe malsamaj koncentriĝoj estis konvenitaj fare de la Carren-modelo, kaj la nul-tondviskozeco de la kunmetaĵsolvaĵo estis eksterpolita (0.9960 < R₂< 0.9997). La efiko de koncentriĝo sur la viskozeco de la kunmetaĵsolvo povas esti plue studita studante la rilaton inter nul-tondviskozeco kaj koncentriĝo. De figuro 2-3, povas esti vidite ke la rilato inter la nul-tondviskozeco kaj koncentriĝo de la kunmetaĵsolvo sekvas potencoleĝon:
kie k kaj m estas konstantoj.
En la duobla logaritma koordinato, depende de la grando de la deklivo m, oni povas vidi ke la dependeco de la koncentriĝo prezentas du malsamajn tendencojn. Laŭ Dio-Edwards-teorio, ĉe malalta koncentriĝo, la deklivo estas pli alta (m = 11,9, R2 = 0,9942), kiu apartenas al diluita solvaĵo; dum ĉe alta koncentriĝo, la deklivo estas relative malalta (m = 2,8, R2 = 0,9822), kiu apartenas al sub- Koncentrita solvaĵo. Tial, la kritika koncentriĝo C* de la kunmetaĵsistemo povas esti determinita esti 8% tra la krucvojo de tiuj du regionoj. Laŭ la komuna rilato inter malsamaj statoj kaj koncentriĝoj de polimeroj en solvaĵo, la molekula ŝtatmodelo de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo en malalta temperatursolvo estas proponita, kiel montrite en Figuro 2-3.
HPS estas malvarma ĝelo, ĝi estas ĝela stato ĉe malalta temperaturo, kaj ĝi estas solvŝtato ĉe alta temperaturo. Ĉe la testtemperaturo (25 °C), HPS estas ĝela stato, kiel montrite en la blua reto-areo en la figuro; male, HPMC estas varma ĝelo, Ĉe la testa temperaturo, ĝi estas en solvstato, kiel montrite en la ruĝa linio molekulo.
En la diluita solvo de C < C*, la HPMC-molekulaj ĉenoj ĉefe ekzistas kiel sendependaj ĉenstrukturoj, kaj la ekskludita volumeno igas la ĉenojn apartaj unu de la alia; plie, la HPS-ĝela fazo interagas kun kelkaj HPMC-molekuloj por formi tuton La formo kaj HPMC sendependaj molekulaj ĉenoj ekzistas aparte unu de la alia, kiel montrite en Figuro 2-2a.
Kun la kreskanta koncentriĝo, la distanco inter la sendependaj molekulaj ĉenoj kaj fazaj regionoj iom post iom malpliiĝis. Kiam la kritika koncentriĝo C* estas atingita, la HPMC-molekuloj interagaj kun la HPS-ĝelfazo iom post iom pliiĝas, kaj la sendependaj HPMC-molekulaj ĉenoj komencas ligi unu kun la alia, formante la HPS-fazon kiel la ĝelcentro, kaj la HPMC-molekulaj ĉenoj estas interplektitaj. kaj konektitaj unu kun la alia. La mikroĝela stato estas montrita en Figuro 2-2b.
Kun la plia pliiĝo de la koncentriĝo, C > C*, la distanco inter la HPS-ĝelfazoj estas plu reduktita, kaj la implikitaj HPMC-polimerĉenoj kaj la HPS-faza regiono fariĝas pli kompleksaj kaj la interago estas pli intensa, do la solvo elmontras konduton. simila al tiu de polimeraj fandadoj, kiel montrite en Fig. 2-2c.
2.3.2.2 Efiko de koncentriĝo sur fluida konduto de kunmetita sistemo
La Ostwald-de Waele-potencleĝo (vidu formulon (2-1)) kutimas konveni la tondstreĉon kaj tondrapideckurbojn (ne montritajn en la teksto) de la kunmetaĵsistemo kun malsamaj koncentriĝoj, kaj la fluindekson n kaj viskozeckoeficienton K povas esti akirita. , la taŭga rezulto estas kiel montrita en Tabelo 2-1.
Tabelo 2-1 Flua konduto-indekso (n) kaj fluida konsekvenca indekso (K) de la HPS/HPMC-solvo kun diversa koncentriĝo je 25 °C
La flueksponento de neŭtona likvaĵo estas n = 1, la flueksponento de pseŭdoplasta likvaĵo estas n < 1, kaj ju pli for n devias de 1, des pli forta estas la pseŭdoplastikeco de la likvaĵo, kaj la flueksponento de dilatlikvaĵo estas n > 1. Oni povas vidi de Tabelo 2-1 ke la n valoroj de la kunmetitaj solvaĵoj kun malsamaj koncentriĝoj estas ĉiuj malpli ol 1, indikante ke la kunmetitaj solvaĵoj estas ĉiuj pseŭdoplastaj fluidoj. Ĉe malaltaj koncentriĝoj, la n valoro de la rekonstruita solvaĵo estas proksima al 0, kio indikas ke la malaltkoncentriĝinta kunmetaĵsolvo estas proksima al Newtoniana likvaĵo, ĉar en la malaltkoncentrigita kunmetaĵsolvo, la polimerĉenoj ekzistas sendepende de unu la alian. Kun la pliiĝo de la solvkoncentriĝo, la n-valoro de la kunmetita sistemo iom post iom malpliiĝis, kio indikis, ke la pliiĝo de la koncentriĝo plifortigis la pseŭdoplastan konduton de la kunmetita solvaĵo. Interagoj kiel ekzemple implikiĝo okazis inter kaj kun la HPS-fazo, kaj ĝia flukonduto estis pli proksima al tiu de polimerfandadoj.
Je malalta koncentriĝo, la viskozeckoeficiento K de la kunmetita sistemo estas malgranda (C < 8%, K < 1 Pa·sn), kaj kun la pliiĝo de koncentriĝo, la K-valoro de la kunmetita sistemo iom post iom pliiĝas, indikante ke la viskozeco de la kunmetaĵsistemo malpliiĝis, kio estas kongrua kun la koncentriĝdependeco de nula tondviskozeco.
2.3.3 Influo de kunmetaĵproporcio sur reologiaj ecoj de kunmetaĵsistemo
Fig. 2-4 Viskozeco kontraŭ tondofteco de HPMC/HPS-solvo kun malsama miksaĵproporcio je 25 °C
Tablo 2-2 Flua konduto-indekso (n) kaj fluida konsekvenca indekso (K) de la HPS/HPMC-solvo kun diversa miksaĵproporcio je 25 °
Figuroj 2-4 montras la efikon de kunmetadproporcio sur la tonda indico-dependeco de HPMC/HPS kunmetanta solvviskozeco. Oni povas vidi el la figuro, ke la viskozeco de la kunmetaĵsistemo kun malalta HPS-enhavo (HPS < 20%) ne ŝanĝas substance kun la pliiĝo de tondrapideco, ĉefe ĉar en la kunmetaĵsistemo kun malalta HPS-enhavo, HPMC en solvstato. ĉe malalta temperaturo estas la kontinua fazo; la viskozeco de la kunmetaĵsistemo kun alta HPS-enhavo iom post iom malpliiĝas kun la pliiĝo de tondrapideco, montrante evidentan tondan maldikiĝantan fenomenon, kiu indikas ke la kunmetita solvo estas pseŭdoplasta fluido. Kun la sama tondrapideco, la viskozeco de la kunmetaĵsolvaĵo pliiĝas kun la pliiĝo de HPS-enhavo, kio estas plejparte ĉar HPS estas en pli viskoza ĝelstato ĉe malalta temperaturo.
Uzante la potencleĝon de Ostwald-de Waele (vidu formulon (2-1)) por konveni la tondostreĉ-tondkurbojn (ne montritajn en la teksto) de la kunmetaĵsistemoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj, la flueksponento n kaj la viskozeckoeficiento K, la konvenaj rezultoj estas montritaj en Tabelo 2-2. Oni povas vidi de la tabelo, ke 0.9869 < R2 < 0.9999, la taŭga rezulto estas pli bona. La fluindekso n de la kunmetaĵsistemo malpliiĝas laŭgrade kun la pliiĝo de HPS-enhavo, dum la viskozeckoeficiento K montras iom post iom pliiĝantan tendencon kun la pliiĝo de HPS-enhavo, indikante ke la aldono de HPS igas la kunmetitan solvon pli viskoza kaj malfacile fluebla. . Ĉi tiu tendenco kongruas kun la esplorrezultoj de Zhang, sed por la sama kunmetaĵproporcio, la n valoro de la kunmetita solvo estas pli alta ol la rezulto de Zhang [305], kio estas ĉefe ĉar antaŭtondado estis farita en ĉi tiu eksperimento por elimini la efikon de tiksotropio. estas forigita; la Zhang-rezulto estas la rezulto de la kombinita ago de tiksotropio kaj tondorapideco; la apartigo de ĉi tiuj du metodoj estos detale diskutita en Ĉapitro 5.
2.3.3.1 Influo de kunmetaĵproporcio sur nula tondviskozeco de kunmetaĵsistemo
La rilato inter la reologiaj trajtoj de la homogena polimera kunmetaĵsistemo kaj la reologiaj trajtoj de la komponentoj en la sistemo konformas al la logaritma sumregulo. Por dukomponenta kunmetsistemo, la rilato inter la kunmetita sistemo kaj ĉiu komponento povas esti esprimita per la sekva ekvacio:
Inter ili, F estas la reologia propra parametro de la kompleksa sistemo;
F1, F2 estas la reologiaj parametroj de komponento 1 kaj komponento 2, respektive;
∅1 kaj ∅2 estas la masfrakcioj de komponento 1 kaj komponento 2, respektive, kaj ∅1 ∅2 .
Tial, la nul-tonda viskozeco de la kunmetaĵsistemo post kunmetado kun malsamaj kunmetaĵproporcioj povas esti kalkulita laŭ la logaritma sumprincipo por kalkuli la respondan antaŭviditan valoron. La eksperimentaj valoroj de la kunmetaĵsolvaĵoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj daŭre estis eksterpolitaj per carren-agordado de la viskozec-tondkurbo. La antaŭvidita valoro de la nula tonda viskozeco de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo kun malsamaj kunmetitaj proporcioj estas komparita kun la eksperimenta valoro, kiel montrite en Figuro 2-5.
La punktlinia parto en la figuro estas la antaŭdirita valoro de la nula tondviskozeco de la kunmetaĵsolvo akirita per la logaritma sumregulo, kaj la punktlinia grafeo estas la eksperimenta valoro de la kunmetaĵsistemo kun malsamaj kunmetaĵproporcioj. Oni povas vidi el la figuro, ke la eksperimenta valoro de la kunmetaĵa solvaĵo elmontras certan pozitivan-negativan devion rilate al la kunmetaĵa regulo, indikante ke la kunmetita sistemo ne povas atingi termodinamikan kongruecon, kaj la kunmetita sistemo estas kontinua fazo-disvastigo je la figuro. malalta temperaturo La "mar-insula" strukturo de la dufaza sistemo; kaj kun la kontinua redukto de la HPMC/HPS kunmetaĵproporcio, la kontinua fazo de la kunmetaĵsistemo ŝanĝiĝis post kiam la kunmetaĵproporcio estis 4:6. La ĉapitro diskutas la esploradon detale.
Oni povas klare vidi el la figuro, ke kiam la kunmetaĵproporcio HPMC/HPS estas granda, la kunmetaĵsistemo havas negativan devion, kio povas esti ĉar la alta viskozeca HPS estas distribuita en la disigita faza stato en la pli malalta viskozeca HPMC kontinua fazo meza. . Kun la pliiĝo de HPS-enhavo, ekzistas pozitiva devio en la kunmetaĵsistemo, indikante ke la kontinua faztransiro okazas en la kunmetita sistemo ĉe tiu tempo. HPS kun alta viskozeco iĝas la kontinua fazo de la kunmetaĵsistemo, dum HPMC estas disigita en la kontinua fazo de HPS en pli unuforma ŝtato.
2.3.3.2 Influo de kunmetaĵproporcio sur fluida konduto de kunmetaĵsistemo
Figuroj 2-6 montras la fluindekson n de la kunmetita sistemo kiel funkcio de HPS-enhavo. Ĉar la fluindekso n estas ĝustigita de log-logaritma koordinato, n ĉi tie estas lineara sumo. Oni povas vidi el la figuro, ke kun la pliiĝo de HPS-enhavo, la fluindekso n de la kunmetaĵsistemo iom post iom malpliiĝas, indikante ke HPS reduktas la Newtonianajn fluidajn trajtojn de la kunmetaĵsolvo kaj plibonigas ĝian pseŭdoplastan fluidan konduton. La malsupra parto estas la ĝela stato kun pli alta viskozeco. Oni povas ankaŭ vidi el la figuro, ke la rilato inter la fluindekso de la kunmetita sistemo kaj la enhavo de HPS konformas al lineara rilato (R2 estas 0,98062), tio montras, ke la kunmetita sistemo havas bonan kongruecon.
2.3.3.3 Influo de kunmetaĵproporcio sur viskozeckoeficiento de kunmetaĵsistemo
Figuro 2-7 montras la viskozeckoeficienton K de la kunmetita solvaĵo kiel funkcio de HPS-enhavo. Oni povas vidi el la figuro, ke la K-valoro de pura HPMC estas tre malgranda, dum la K-valoro de pura HPS estas la plej granda, kiu rilatas al la ĝelaj trajtoj de HPMC kaj HPS, kiuj estas en solvaĵo kaj ĝela stato respektive ĉe malalta temperaturo. Kiam la enhavo de la malalt-viskozeca komponanto estas alta, tio estas, kiam la enhavo de HPS estas malalta, la viskozeca koeficiento de la kunmetita solvaĵo estas proksima al tiu de la malalt-viskoza komponanto HPMC; dum kiam la enhavo de la alt-viskozeca komponanto estas alta, la K-valoro de la kunmetaĵsolvo pliiĝas kun la pliiĝo de HPS-enhavo signife pliiĝis, kio indikis, ke HPS pliigis la viskozecon de HPMC ĉe malalta temperaturo. Ĉi tio ĉefe reflektas la kontribuon de la viskozeco de la kontinua fazo al la viskozeco de la kunmetita sistemo. En malsamaj kazoj kie la malalt-viskozeca komponento estas la kontinua fazo kaj la alt-viskozeca komponento estas la kontinua fazo, la kontribuo de la kontinua faza viskozeco al la viskozeco de la kunmetita sistemo estas evidente malsama. Kiam malalt-viskozeca HPMC estas la kontinua fazo, la viskozeco de la kunmetita sistemo ĉefe reflektas la kontribuon de la viskozeco de la kontinua fazo; kaj kiam la alt-viskozeca HPS estas la kontinua fazo, la HPMC kiel la disigita fazo reduktos la viskozecon de la alt-viskozeca HPS. efiko.
2.3.4 Tiksotropio
Tiksotropio povas esti uzata por taksi la stabilecon de substancoj aŭ multoblaj sistemoj, ĉar tiksotropio povas akiri informojn pri la interna strukturo kaj la grado de difekto sub tonda forto [323-325]. Tixotropio povas esti korelaciita kun tempaj efikoj kaj tonda historio kondukanta al mikrostrukturaj ŝanĝoj [324, 326]. La tri-etapa tiksotropa metodo estis uzita por studi la efikon de malsamaj kunmetaĵproporcioj sur la tiksotropaj trajtoj de la kunmetaĵsistemo. Kiel povas esti vidita de figuroj 2-5, ĉiuj provaĵoj elmontris malsamajn gradojn da tiksotropio. Ĉe malaltaj tondrapidecoj, la viskozeco de la kunmetaĵsolvo pliiĝis signife kun la pliiĝo de HPS-enhavo, kiu estis kongrua kun la ŝanĝo de nul-tondviskozeco kun HPS-enhavo.
La struktura reakira grado DSR de la kunmetitaj specimenoj je malsama reakiro estas kalkulita per formulo (2-3), kiel montrite en Tabelo 2-1. Se DSR < 1, la provaĵo havas malaltan tondreziston, kaj la provaĵo estas tiksotropa; inverse, se DSR > 1, la provaĵo havas kontraŭ-tiksotropion. De la tabelo, ni povas vidi, ke la DSR-valoro de pura HPMC estas tre alta, preskaŭ 1, ĉi tio estas ĉar la HPMC-molekulo estas rigida ĉeno, kaj ĝia malstreĉiĝotempo estas mallonga, kaj la strukturo estas reakirita rapide sub alta tonda forto. La DSR-valoro de HPS estas relative malalta, kio konfirmas ĝiajn fortajn tiksotropajn trajtojn, plejparte ĉar HPS estas fleksebla ĉeno kaj ĝia malstreĉtempo estas longa. La strukturo ne plene resaniĝis ene de la testa tempokadro.
Por la kunmetita solvo, en la sama reakiro, kiam la HPMC-enhavo estas pli granda ol 70%, la DSR rapide malpliiĝas kun la pliiĝo de la HPS-enhavo, ĉar la HPS-molekula ĉeno estas fleksebla ĉeno, kaj la nombro da rigidaj molekulaj ĉenoj. en la kunmetita sistemo pliiĝas kun la aldono de HPS. Se ĝi estas reduktita, la malstreĉiĝotempo de la totala molekula segmento de la kunmetita sistemo estas plilongigita, kaj la tiksotropio de la kunmetita sistemo ne povas esti reakirita rapide sub la ago de alta tondo. Kiam la enhavo de HPMC estas malpli ol 70%, la DSR pliiĝas kun la pliiĝo de la enhavo de HPS, kio indikas, ke ekzistas interago inter la molekulaj ĉenoj de HPS kaj HPMC en la kunmetita sistemo, kiu plibonigas la ĝeneralan rigidecon de molekula. segmentoj en la kunmetita sistemo kaj mallongigas la malstreĉiĝotempon de la kunmetita sistemo estas reduktita, kaj la tiksotropio estas reduktita.
Krome, la DSR-valoro de la kunmetita sistemo estis signife pli malalta ol tiu de pura HPMC, kiu indikis ke la tiksotropio de HPMC estis signife plibonigita per kunmetado. La DSR-valoroj de la plej multaj el la provaĵoj en la kunmetaĵsistemo estis pli grandaj ol tiuj de pura HPS, indikante ke la stabileco de HPS estis plibonigita certagrade.
Oni povas ankaŭ vidi el la tabelo, ke en malsamaj tempoj de reakiro, la DSR-valoroj ĉiuj montras la plej malaltan punkton kiam la HPMC-enhavo estas 70%, kaj kiam la amelo-enhavo estas pli granda ol 60%, la DSR-valoro de la komplekso estas pli alta ol. tiu de pura HPS. La DSR-valoroj ene de 10 s de ĉiuj provaĵoj estas tre proksimaj al la finaj DSR-valoroj, kiu indikas ke la strukturo de la kompona sistemo baze kompletigis la plej multajn el la taskoj de strukturreakiro ene de 10 s. Indas noti, ke la kunmetitaj specimenoj kun alta HPS-enhavo montris tendencon de pliiĝo komence kaj poste malpliiĝanta kun la plilongigo de la reakiro, kio indikis, ke la kunmetitaj specimenoj ankaŭ montris certan gradon da tiksotropio sub la ago de malalta tondo, kaj ilia strukturo pli malstabila.
La kvalita analizo de la tri-etapa tiksotropio kongruas kun la raportitaj tiksotropaj ringaj testrezultoj, sed la kvantaj analizrezultoj estas malkongruaj kun la tiksotropaj ringaj testrezultoj. La tiksotropio de HPMC/HPS-kunmetaĵsistemo estis mezurita per tiksotropa ringa metodo kun la pliiĝo de HPS-enhavo [305]. Degenero unue malpliiĝis kaj poste pliiĝis. La tiksotropa ringotesto povas nur konjekti la ekziston de tiksotropa fenomeno, sed ne povas konfirmi ĝin, ĉar la tiksotropa ringo estas la rezulto de la samtempa ago de tondtempo kaj tondrapideco [325-327].
2.4 Resumo de ĉi tiu ĉapitro
En ĉi tiu ĉapitro, la termika ĝelo HPMC kaj la malvarma ĝelo HPS estis uzataj kiel ĉefaj krudaĵoj por konstrui dufazan komponan sistemon de malvarma kaj varma ĝelo. Influo de reologiaj trajtoj kiel ekzemple viskozeco, flupadrono kaj tiksotropio. Laŭ la komuna rilato inter malsamaj statoj kaj koncentriĝoj de polimeroj en solvaĵo, la molekula ŝtatmodelo de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo en malalta temperatursolvo estas proponita. Laŭ la logaritma sumprincipo de la propraĵoj de malsamaj komponantoj en la kunmetita sistemo, la kongruo de la kunmetita sistemo estis studita. La ĉefaj trovoj estas kiel sekvas:
- Kunmetitaj specimenoj kun malsamaj koncentriĝoj ĉiuj montris certan gradon de tonda maldikiĝo, kaj la grado de tonda maldensiĝo pliiĝis kun la pliiĝo de koncentriĝo.
- Kun la pliiĝo de koncentriĝo, la fluindekso de la kunmetaĵsistemo malpliiĝis, kaj la nul-tondviskozeco kaj viskozeckoeficiento pliiĝis, indikante ke la solid-simila konduto de la kunmetaĵsistemo estis plifortigita.
- Estas kritika koncentriĝo (8%) en la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo, sub la kritika koncentriĝo, la HPMC-molekulaj ĉenoj kaj la HPS-ĝela faza regiono en la kunmetaĵsolvo estas apartigitaj unu de la alia kaj ekzistas sendepende; kiam la kritika koncentriĝo estas atingita, en la kunmetaĵsolvo A mikroĝela stato estas formita kun la HPS-fazo kiel la ĝela centro, kaj la HPMC-molekulaj ĉenoj estas interplektitaj kaj konektitaj unu al la alia; super la kritika koncentriĝo, la superplenaj HPMC-makromolekulaj ĉenoj kaj ilia interplektiĝo kun la HPS-faza regiono estas pli kompleksaj, kaj la interagado estas pli kompleksa. pli intensa, do la solvo kondutas kiel polimera fandado.
- La kunmetaĵproporcio havas signifan efikon al la reologiaj trajtoj de la HPMC/HPS kunmetaĵsolvo. Kun la pliiĝo de HPS-enhavo, la tonda maldensiga fenomeno de la kunmetita sistemo estas pli evidenta, la fluo-indekso iom post iom malpliiĝas, kaj la nul-tonda viskozeco kaj viskozeca koeficiento iom post iom pliiĝas. pliiĝas, indikante ke la solid-simila konduto de la komplekso estas signife plibonigita.
- La nul-tondviskozeco de la kunmetaĵsistemo elmontras certan pozitivan-negativa-devion relative al la logaritma sumregulo. La kunmetaĵsistemo estas dufaza sistemo kun kontinua faz-disigita faza "mar-insulo" strukturo ĉe malalta temperaturo, kaj, Ĉar la HPMC/HPS kunmetaĵoproporcio malpliiĝis post 4:6, la kontinua fazo de la kunmetaĵsistemo ŝanĝiĝis.
- Estas linia rilato inter la fluindekso kaj la kunmetaĵproporcio de la kunmetitaj solvaĵoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj, kio indikas ke la kunmetaĵsistemo havas bonan kongruecon.
- Por la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo, kiam la malalt-viskozeca komponanto estas la kontinua fazo kaj la alt-viskozeca komponanto estas la kontinua fazo, la kontribuo de la kontinua faza viskozeco al la viskozeco de la kunmetita sistemo estas signife malsama. Kiam la malalt-viskozeca HPMC estas la kontinua fazo, la viskozeco de la kunmetita sistemo ĉefe reflektas la kontribuon de la kontinua-faza viskozeco; dum kiam la alt-viskozeca HPS estas la kontinua fazo, la HPMC kiel la disvastiga fazo reduktos la viskozecon de la alt-viskozeca HPS. efiko.
- Trifaza tiksotropio kutimis studi la efikon de kunmetadproporcio sur la tiksotropio de la kunmetita sistemo. La tiksotropio de la kunmetita sistemo montris tendencon unue malpliiĝi kaj poste pliiĝi kun la malkresko de la HPMC/HPS kunmetaĵproporcio.
- La ĉi-supraj eksperimentaj rezultoj montras, ke per la kunmetado de HPMC kaj HPS, la reologiaj ecoj de la du komponantoj, kiel viskozeco, tonda maldikiĝo-fenomeno kaj tiksotropio, estis certagrade ekvilibrigitaj.
Ĉapitro 3 Preparo kaj Propraĵoj de HPMC/HPS Manĝeblaj Komponitaj Filmoj
Polimerkunmetado estas la plej efika maniero atingi mult-komponentan agadon komplementecon, evoluigi novajn materialojn kun bonega agado, redukti produktoprezojn kaj vastigi la aplikaĵon de materialoj [240-242, 328]. Tiam, pro certaj molekulaj strukturdiferencoj kaj konforma entropio inter malsamaj polimeroj, la plej multaj polimerkunmetsistemoj estas malkongruaj aŭ parte kongruaj [11, 12]. La mekanikaj propraĵoj kaj aliaj makroskopaj propraĵoj de la polimera kunmetita sistemo estas proksime rilataj al la fizikokemiaj trajtoj de ĉiu komponanto, la kunmetaĵproporcio de ĉiu komponanto, la kongruo inter la komponantoj, kaj la interna mikroskopa strukturo kaj aliaj faktoroj [240, 329].
El la vidpunkto de la kemia strukturo, kaj HPMC kaj HPS estas hidrofilaj curdlan, havas la saman strukturan unuon - glukozon, kaj estas modifitaj de la sama funkcia grupo - hidroksipropilgrupo, do HPMC kaj HPS devus havi bonan fazon. Kapacitanco. Tamen, HPMC estas termike induktita ĝelo, kiu estas en solvstato kun tre malalta viskozeco ĉe malalta temperaturo, kaj formas koloidon ĉe alta temperaturo; HPS estas malvarma-induktita ĝelo, kiu estas malalttemperatura ĝelo kaj estas en solvstato ĉe alta temperaturo; la ĝelaj kondiĉoj kaj konduto estas tute kontraŭaj. La kunmetado de HPMC kaj HPS ne estas favora al la formado de homogena sistemo kun bona kongruo. Konsiderante kaj kemian strukturon kaj termodinamikon, estas de granda teoria signifo kaj praktika valoro kunmeti HPMC kun HPS por establi malvarmvarman ĝelan kunmetaĵsistemon.
Ĉi tiu ĉapitro temigas la studon de la enecaj propraĵoj de la komponantoj en la HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kunmetaĵsistemo, la kunmetaĵproporcio kaj la relativa humideco de la medio pri la mikroskopa morfologio, kongruo kaj faza apartigo, mekanikaj propraĵoj, optikaj propraĵoj. , kaj termika guto ecoj de la kunmetaĵsistemo. Kaj la influo de makroskopaj propraĵoj kiel oksigena baro propraĵoj.
3.1 Materialoj kaj Ekipaĵo
3.1.1 Ĉefaj eksperimentaj materialoj
3.1.2 Ĉefaj instrumentoj kaj ekipaĵoj
3.2 Eksperimenta metodo
3.2.1 Preparado de HPMC/HPS manĝebla komponaĵa filmo
La 15% (w/w) seka pulvoro de HPMC kaj HPS estis miksita kun 3% (w/w) La polietilenglikola plastifikilo estis kunmetita en dejonigita akvo por akiri la kunmetitan filmoforman likvaĵon, kaj la manĝeblan kunmetitan filmon de HPMC/ HPS estis preparita per la gisadmetodo.
Prepara metodo: unue pezu HPMC kaj HPS sekan pulvoron, kaj miksu ilin laŭ malsamaj proporcioj; tiam aldonu en 70 °C akvon, kaj movu rapide je 120 rpm/min dum 30 min por plene disvastigi HPMC; poste varmigu la solvon al Super 95 °C, movu rapide samrapide dum 1 h por tute gelatinigi HPS; post kiam gelatenigo estas kompletigita, la temperaturo de la solvo estas rapide reduktita al 70 °C, kaj la solvo estas movita je malrapida rapideco de 80 rpm/min dum 40 min. Plene dissolvu HPMC. Verŝu 20 g de la miksita filmoforma solvaĵo en polistirenan petri-pladon kun diametro de 15 cm, ĵetu ĝin plata kaj sekigu ĝin je 37 °C. La sekigita filmo estas senŝeligita de la disko por akiri manĝeblan kunmetitan membranon.
Manĝeblaj filmoj estis ĉiuj ekvilibrigitaj je 57% humido dum pli ol 3 tagoj antaŭ testado, kaj la manĝebla filmparto uzita por mekanika posedaĵotestado estis ekvilibrigita ĉe 75% humido dum pli ol 3 tagoj.
3.2.2 Mikromorfologio de la manĝebla sinteza filmo de HPMC/HPS
3.2.2.1 Analiza principo de skana elektrona mikroskopo
La elektronkanono sur la supro de la Skananta Elektrona Mikroskopio (SEM) povas elsendi altan kvanton de elektronoj. Post esti reduktita kaj fokusita, ĝi povas formi elektronan faskon kun certa energio kaj intenseco. Stirita de la magneta kampo de la skananta bobeno, laŭ certa tempo kaj spac-ordo Skanu la surfacon de la specimeno punkto post punkto. Pro la diferenco en la karakterizaĵoj de la surfaca mikro-areo, la interago inter la specimeno kaj la elektrona fasko generos sekundarajn elektronajn signalojn kun malsamaj intensecoj, kiuj estas kolektitaj de la detektilo kaj konvertitaj en elektrajn signalojn, kiuj estas plifortigitaj de la video. kaj enigo al La krado de la bildtubo, post ĝustigi la brilecon de la bildtubo, sekundara elektrona bildo povas esti akirita, kiu povas reflekti la morfologion kaj karakterizaĵojn de la mikroregiono sur la surfaco de la specimeno. Kompare kun tradiciaj optikaj mikroskopoj, la rezolucio de SEM estas relative alta, proksimume 3nm-6nm de la surfaca tavolo de la specimeno, kio pli taŭgas por la observado de mikrostrukturaj trajtoj sur la surfaco de materialoj.
3.2.2.2 Testmetodo
La manĝebla filmo estis metita en sekigilon por sekigado, kaj taŭga grandeco de manĝebla filmo estis elektita, algluita sur la SEM-specialan specimenan stadion per kondukta gluaĵo, kaj poste or-tegita per vakuokovrilo. Dum la testo, la specimeno estis metita en la SEM, kaj la mikroskopa morfologio de la specimeno estis observita kaj fotita je 300 fojojn kaj 1000 fojojn pligrandigo sub la elektronradia akcela tensio de 5 kV.
3.2.3 Malpeza transmisio de HPMC/HPS manĝebla kunmetita filmo
3.2.3.1 Analiza principo de UV-Vis-spektrofotometrio
La UV-Vis-spektrofotometro povas elsendi lumon kun ondolongo de 200~800nm kaj surradii ĝin sur la objekto. Kelkaj specifaj ondolongoj de lumo en la incidenta lumo estas absorbitaj per la materialo, kaj molekula vibra energinivela transiro kaj elektronika energinivela transiro okazas. Ĉar ĉiu substanco havas malsamajn molekulajn, atomajn kaj molekulajn spacajn strukturojn, ĉiu substanco havas sian specifan sorban spektron, kaj la enhavo de la substanco povas esti determinita aŭ determinita laŭ la nivelo de sorbado ĉe iuj specifaj ondolongoj sur la sorbada spektro. Tial, UV-Vis-spektrofotometria analizo estas unu el la efikaj rimedoj por studi la komponadon, strukturon kaj interagadon de substancoj.
Kiam lumfasko trafas objekton, parto de la okazaĵa lumo estas sorbita de la objekto, kaj la alia parto de la okazaĵa lumo estas elsendita tra la objekto; la rilatumo de la elsendita lumintenseco al la okazaĵa lumintenseco estas la transmitance.
La formulo por la rilato inter absorbo kaj transmitance estas:
Inter ili, A estas la absorbo;
T estas la transmitance, %.
La fina absorbo estis unuforme korektita per absorbo × 0.25 mm/dikeco.
3.2.3.2 Testmetodo
Preparu 5% HPMC kaj HPS-solvojn, miksu ilin laŭ malsamaj proporcioj, verŝu 10 g de la filmoforma solvaĵo en polistirenan petri-pladon kun diametro de 15 cm, kaj sekigu ilin je 37 °C por formi filmon. Tranĉu la manĝeblan filmon en rektangulan strion 1mm×3mm, metu ĝin en la kuveton kaj faru la manĝeblan filmon proksime al la interna muro de la kuveto. WFZ UV-3802 UV-vid-spektrofotometro estis uzita por skani la provaĵojn ĉe la plena ondolongo de 200-800 nm, kaj ĉiu specimeno estis testita 5 fojojn.
3.2.4 Dinamikaj termomekanikaj trajtoj de HPMC/HPS manĝeblaj kunmetitaj filmoj
3.2.4.1 Principo de dinamika termomekanika analizo
Dinamika Termomekanika Analizo (DMA) estas instrumento kiu povas mezuri la rilaton inter la maso kaj temperaturo de la specimeno sub certa ŝokŝarĝo kaj programita temperaturo, kaj povas testi la mekanikajn ecojn de la specimeno sub la ago de perioda alterna streso kaj tempo, temperaturo kaj temperaturo. frekvenca rilato.
Altaj molekulaj polimeroj havas viskoelastajn trajtojn, kiuj povas stoki mekanikan energion kiel elastomero unuflanke, kaj konsumi energion kiel muko aliflanke. Kiam la perioda alterna forto estas aplikata, la elasta parto konvertas la energion en potencialan energion kaj stokas ĝin; dum la viskoza parto konvertas la energion en varmoenergion kaj perdas ĝin. Polimeraj materialoj ĝenerale elmontras du statojn de malalta temperaturo vitroŝtato kaj alta temperatura kaŭĉuka stato, kaj la transira temperaturo inter la du ŝtatoj estas la vitra transira temperaturo. La vitra transira temperaturo rekte influas la strukturon kaj ecojn de materialoj, kaj estas unu el la plej gravaj karakterizaj temperaturoj de polimeroj.
Analizante la dinamikajn termomekanikajn trajtojn de polimeroj, la viskoelasteco de polimeroj povas esti observita, kaj gravaj parametroj kiuj determinas la rendimenton de polimeroj povas esti akiritaj, tiel ke ili povas esti pli bone aplikitaj al la reala uzmedio. Krome, dinamika termomekanika analizo estas tre sentema al vitra transiro, faza apartigo, krucligo, kristaliĝo kaj molekula moviĝo ĉe ĉiuj niveloj de molekulaj segmentoj, kaj povas akiri multajn informojn pri la strukturo kaj propraĵoj de polimeroj. Ĝi estas ofte uzata por studi la molekulojn de polimeroj. movada konduto. Uzante la temperaturbalaadreĝimon de la DMA, la okazo de faztransiroj kiel ekzemple la vitra transiro povas esti testita. Kompare kun DSC, DMA havas pli altan sentemon kaj estas pli taŭga por la analizo de materialoj simulantaj realan uzadon.
3.2.4.2 Testmetodo
Elektu purajn, unuformajn, platajn kaj nedifektitajn specimenojn, kaj tranĉu ilin en rektangulajn striojn de 10 mm × 20 mm. La specimenoj estis testitaj en streĉa reĝimo uzante dinamikan termomekanikan analizilon Pydris Diamond de PerkinElmer, Usono. La testa temperaturo estis 25 ~ 150 °C, la hejtado rapideco estis 2 °C/min, la frekvenco estis 1 Hz, kaj la testo estis ripetita dufoje por ĉiu specimeno. Dum la eksperimento, la stokadmodulo (E') kaj perdmodulo (E") de la specimeno estis registritaj, kaj la rilatumo de la perdmodulo al la stokadmodulo, tio estas, la tanĝanta angulo tan δ, ankaŭ povus esti kalkulita.
3.2.5 Termika stabileco de HPMC/HPS manĝeblaj kunmetitaj filmoj
3.2.5.1 Principo de termogravimetra analizo
Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) povas mezuri la ŝanĝon de la maso de specimeno kun temperaturo aŭ tempo ĉe programita temperaturo, kaj povas esti uzata por studi la eblan vaporiĝon, fandadon, sublimadon, dehidratiĝon, putriĝon kaj oksigenadon de substancoj dum la hejtado. . kaj aliaj fizikaj kaj kemiaj fenomenoj. La rilatkurbo inter la maso de materio kaj temperaturo (aŭ tempo) akirita rekte post kiam la provaĵo estas testita estas nomita termogravimetra (TGA-kurbo). malplipeziĝo kaj aliaj informoj. Deriva Termogravimetra kurbo (DTG-kurbo) povas esti akirita post la unuaorda derivaĵo de la TGA-kurbo, kiu reflektas la ŝanĝon de la pezoperdo de la testita specimeno kun temperaturo aŭ tempo, kaj la pinto estas la maksimuma punkto de la konstanto. imposto.
3.2.5.2 Testmetodo
Elektu la manĝeblan filmon kun unuforma dikeco, tranĉu ĝin en cirklon kun la sama diametro kiel la termogravimetra analizilo-testdisko, kaj poste kuŝu ĝin plata sur la testan diskon, kaj provu ĝin en nitrogena atmosfero kun flukvanto de 20 mL/min. . La temperaturintervalo estis 30-700 °C, la hejtado-rapideco estis 10 °C/min, kaj ĉiu specimeno estis testita dufoje.
3.2.6.1 Principo de analizo de streĉa proprieto
3.2.6 Streĉaj propraĵoj de HPMC/HPS manĝeblaj kunmetitaj filmoj
La mekanika posedaĵtestilo povas apliki statikan streĉan ŝarĝon al la spline laŭ la longituda akso sub specifaj kondiĉoj de temperaturo, humideco kaj rapideco ĝis la spline estas rompita. Dum la testo, la ŝarĝo aplikita al la spline kaj ĝia deformada kvanto estis registritaj de la mekanika posedaĵo-testilo, kaj la streĉa-streĉa kurbo dum la streĉa deformado de la spline estis desegnita. De la streĉa-trostreĉa kurbo, la tirstreĉo-rezisto (ζt), plilongiĝo ĉe rompo (εb) kaj elasta modulo (E) povas esti kalkulitaj por taksi la tirstreĉajn trajtojn de la filmo.
La stres-streĉiĝrilato de materialoj ĝenerale povas esti dividita en du partojn: elasta deforma regiono kaj plasta deforma regiono. En la elasta deforma zono, la streso kaj streĉiĝo de la materialo havas linearan rilaton, kaj la deformado en ĉi tiu tempo povas esti tute reakirita, kio konformas al la leĝo de Cook; en la plasta deforma zono, la streĉo kaj streĉo de la materialo ne plu estas liniaj, kaj la deformado, kiu okazas ĉi-momente, estas neinversigeble, eventuale la materialo rompas.
Formulo de kalkulado de tirforto:
Kie: estas tirforto, MPa;
p estas la maksimuma ŝarĝo aŭ rompoŝarĝo, N;
b estas la specimena larĝo, mm;
d estas la dikeco de la specimeno, mm.
La formulo por kalkuli plilongiĝon ĉe paŭzo:
Kie: εb estas la plilongiĝo ĉe rompo, %;
L estas la distanco inter la marklinioj kiam la specimeno rompas, mm;
L0 estas la origina mezurlongo de la specimeno, mm.
Formulo de kalkulado de elasta modulo:
Inter ili: E estas la elasta modulo, MPa;
ζ estas streĉo, MPa;
ε estas la streĉiĝo.
3.2.6.2 Testmetodo
Elektu purajn, unuformajn, platajn kaj nedifektitajn specimenojn, referencu al la nacia normo GB13022-91, kaj tranĉu ilin en halterformajn splineojn kun totala longo de 120mm, komenca distanco inter fiksaĵoj de 86mm, distanco inter markoj de 40mm, kaj larĝo de 10 mm. La splineoj estis metitaj ĉe 75% kaj 57% (en atmosfero de saturita natria klorido kaj natria bromida solvaĵo) humideco, kaj ekvilibrigitaj dum pli ol 3 tagoj antaŭ mezurado. En ĉi tiu eksperimento, la ASTM D638, 5566 mekanika posedaĵotestilo de Instron Corporation de Usono kaj ĝia 2712-003 pneŭmatika krampo estas uzataj por testado. La tirrapideco estis 10 mm/min, kaj la specimeno estis ripetita 7 fojojn, kaj la averaĝa valoro estis kalkulita.
3.2.7 Oksigenpermeablo de HPMC/HPS manĝebla kunmetaĵo filmo
3.2.7.1 Principo de analizo de oksigena permeablo
Post kiam la prova specimeno estas instalita, la testa kavo estas dividita en du partojn, A kaj B; altpura oksigenfluo kun certa flukvanto estas pasita en la A kavaĵon, kaj nitrogenfluo kun certa flukvanto estas pasita en la B kavaĵon; dum la testa procezo, la A-kavaĵo La oksigeno trapenetras tra la specimeno en la B-kavon, kaj la oksigeno infiltrita en la B-kavaĵon estas portita de la nitrogenfluo kaj forlasas la B-kavon por atingi la oksigensensilon. La oksigensensilo mezuras la oksigenenhavon en la nitrogenfluo kaj eligas respondan elektran signalon, tiel kalkulante la specimenan oksigenon. transmitance.
3.2.7.2 Testmetodo
Elektu nedifektitajn manĝeblajn kunmetitajn filmojn, tranĉu ilin en 10,16 x 10,16 cm diamantformajn specimenojn, kovru la randsurfacojn de la krampoj per vakua graso, kaj krampu la specimenojn al la testa bloko. Provita laŭ ASTM D-3985, ĉiu specimeno havas testareon de 50 cm2.
3.3 Rezultoj kaj Diskuto
3.3.1 Mikrostruktura analizo de manĝeblaj kunmetitaj filmoj
La interagado inter la komponantoj de la filmoforma likvaĵo kaj la sekigaj kondiĉoj determinas la finan strukturon de la filmo kaj grave influas diversajn fizikajn kaj kemiajn ecojn de la filmo [330, 331]. La enecaj ĝelpropraĵoj kaj kunmetaĵoproporcio de ĉiu komponento povas influi la morfologion de la kunmetaĵo, kiu plu influas la surfacan strukturon kaj finajn trajtojn de la membrano [301, 332]. Tial, mikrostruktura analizo de la filmoj povas disponigi signifajn informojn pri la molekula rearanĝo de ĉiu komponento, kiu en victurno povas helpi nin pli bone kompreni la bariertrajtojn, mekanikajn trajtojn, kaj optikojn de la filmoj.
La surfacaj skanantaj elektronaj mikroskopoj de HPS/HPMC manĝeblaj filmoj kun malsamaj proporcioj estas montritaj en Figuro 3-1. Kiel videblas el la figuro 3-1, iuj specimenoj montris mikrofendojn sur la surfaco, kiuj povas esti kaŭzitaj de la redukto de humideco en la specimeno dum la provo, aŭ de la atako de la elektrona fasko en la mikroskopa kavaĵo [122]. , 139]. En la figuro, pura HPS-membrano kaj pura HPMC. La membranoj montris relative glatajn mikroskopajn surfacojn, kaj la mikrostrukturo de puraj HPS-membranoj estis pli homogena kaj pli glata ol puraj HPMC-membranoj, kiuj eble ŝuldiĝas ĉefe al amelo-makromolekuloj (amilosaj molekuloj kaj amilopektinmolekuloj) dum la malvarmigoprocezo.) atingis pli bonan molekulan rearanĝon. en akva solvaĵo. Multaj studoj montris, ke la amilozo-amilopectin-akva sistemo en la malvarmiga procezo
Povas ekzisti konkurenciva mekanismo inter ĝelformado kaj faza apartigo. Se la indico de faza apartigo estas pli malalta ol la indico de ĝelformado, faza apartigo ne okazos en la sistemo, alie, faza apartigo okazos en la sistemo [333, 334]. Plie, kiam la enhavo de amilozo superas 25%, la gelatinigo de amilozo kaj la kontinua amilosa reto strukturo povas signife malhelpi la aspekton de faza apartigo [334]. La amilozenhavo de HPS uzita en ĉi tiu papero estas 80%, multe pli alta ol 25%, tiel pli bone ilustrante la fenomenon ke puraj HPS-membranoj estas pli homogenaj kaj pli glataj ol puraj HPMC-membranoj.
Oni povas vidi el la komparo de la figuroj, ke la surfacoj de ĉiuj kunmetitaj filmoj estas relative malglataj, kaj kelkaj neregulaj tuberoj estas disaj, indikante ke ekzistas certa grado da nemiksebleco inter HPMC kaj HPS. Krome, la kunmetitaj membranoj kun alta HPMC-enhavo elmontris pli homogenan strukturon ol tiuj kun alta HPS-enhavo. HPS-bazita kondensado je 37 °C filmformaciotemperaturo
Surbaze de la ĝelaj proprietoj, HPS prezentis viskozan ĝelan staton; dum surbaze de la termikaj ĝelaj trajtoj de HPMC, HPMC prezentis akvo-similan solvstaton. En la kunmetita membrano kun alta HPS-enhavo (7:3 HPS/HPMC), la viskoza HPS estas la kontinua fazo, kaj la akvosimila HPMC estas disigita en la alt-viskozeca HPS kontinua fazo kiel la disigita fazo, kiu ne estas favora. al la unuforma distribuo de la disigita fazo; En la kunmetaĵa filmo kun alta HPMC-enhavo (3:7 HPS/HPMC), la malalt-viskozeca HPMC transformas en la kontinuan fazon, kaj la viskoza HPS estas disigita en la malalt-viskoza HPMC-fazo kiel la disigita fazo, kiu estas favora al la formado de homogena fazo. kunmetita sistemo.
Povas esti vidite de la figuro ke kvankam ĉiuj kunmetitaj filmoj montras malglatajn kaj nehomogenajn surfacstrukturojn, neniu evidenta fazinterfaco estas trovita, indikante ke HPMC kaj HPS havas bonan kongruecon. La HPMC/amelo kunmetitaj filmoj sen plastigiloj kiel ekzemple PEG montris evidentan fazan apartigon [301], tiel indikante ke kaj la hidroksipropilmodifo de amelo kaj PEG-plastigantoj povas plibonigi la kongruecon de la kunmetaĵsistemo.
3.3.2 Analizo de optikaj proprietoj de manĝeblaj kunmetitaj filmoj
La lumtranssendo ecoj de la manĝeblaj kunmetitaj filmoj de HPMC/HPS kun malsamaj proporcioj estis testitaj per UV-vid-spektrofotometro, kaj la UV-spektroj estas montritaj en Figuro 3-2. Ju pli granda estas la lumtransmitvaloro, des pli unuforma kaj travidebla estas la filmo; male, ju pli malgranda la lumtransmitvaloro, des pli malebena kaj maldiafana la filmo estas. Oni povas vidi el Figuro 3-2(a) ke ĉiuj kunmetitaj filmoj montras similan tendencon kun la pliiĝo de la skanada ondolongo en la plena ondolonga skanada gamo, kaj la lumtransmisio pliiĝas laŭgrade kun la pliiĝo de la ondolongo. Je 350nm, la kurboj tendencas al altebenaĵo.
Elektu la transmitancon ĉe la ondolongo de 500nm por komparo, kiel montrite en Figuro 3-2(b), la transmitance de pura HPS-filmo estas pli malalta ol tiu de pura HPMC-filmo, kaj kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, la transmitance malpliiĝas unue, kaj tiam pliiĝis post atingi la minimuman valoron. Kiam la HPMC-enhavo pliiĝis al 70%, la lumtransmisio de la kunmetaĵa filmo estis pli granda ol tiu de pura HPS. Estas konate, ke homogena sistemo elmontros pli bonan lumtransmision, kaj ĝia UV-mezurita transmitance-valoro estas ĝenerale pli alta; nehomogenaj materialoj estas ĝenerale pli maldiafanaj kaj havas pli malaltajn UV-transmitvalorojn. La transmitance-valoroj de la kunmetitaj filmoj (7:3, 5:5) estis pli malaltaj ol tiuj de puraj HPS kaj HPMC-filmoj, indikante ke ekzistis certa grado da fazapartigo inter la du komponentoj de HPS kaj HPMC.
Fig. 3-2 UV-spektroj je ĉiuj ondolongoj (a), kaj je 500 nm (b), por miksaj filmoj de HPS/HPMC. La stango reprezentas averaĝajn ± normajn deviojn. ac: malsamaj literoj estas signife malsamaj kun diversa miksaĵproporcio (p < 0.05), aplikata en la plena disertaĵo
3.3.3 Dinamika termomekanika analizo de manĝeblaj kunmetitaj filmoj
Figuro 3-3 montras la dinamikajn termomekanikajn trajtojn de manĝeblaj filmoj de HPMC/HPS kun malsamaj formuliĝoj. Oni povas vidi de Fig. 3-3(a) ke la stokadmodulo (E') malpliiĝas kun la pliiĝo de HPMC-enhavo. Krome, la stokadmodulo de ĉiuj provaĵoj malpliiĝis iom post iom kun kreskanta temperaturo, krom ke la stokadmodulo de pura HPS (10:0) filmo pliiĝis iomete post kiam la temperaturo estis pliigita ĝis 70 °C. Ĉe alta temperaturo, por la komponita filmo kun alta HPMC-enhavo, la stoka modulo de la komponita filmo havas evidentan malsupreniĝan tendencon kun la pliiĝo de temperaturo; dum por la provaĵo kun alta HPS-enhavo, la stokadmodulo nur iomete malpliiĝas kun la pliiĝo de temperaturo.
Fig. 3-3 Stokmodulo (E′) (a) kaj perdotanĝanto (tan δ) (b) de HPS/HPMC miksaj filmoj
Oni povas vidi el Figuro 3-3 (b) ke la specimenoj kun HPMC-enhavo pli alta ol 30% (5:5, 3:7, 0:10) ĉiuj montras vitran transirpinton, kaj kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, la vitra transiro la transira temperaturo ŝanĝiĝis al alta temperaturo, indikante ke la fleksebleco de la HPMC polimerĉeno malpliiĝis. Aliflanke, la pura HPS-membrano elmontras grandan kovertopinton ĉirkaŭ 67 °C, dum la sinteza membrano kun 70% HPS-enhavo havas neniun evidentan vitran transiron. Tio povas esti ĉar ekzistas certa grado da interagado inter HPMC kaj HPS, tiel limigante la movadon de la molekulaj segmentoj de HPMC kaj HPS.
3.3.4 Analizo de termika stabileco de manĝeblaj kunmetitaj filmoj
Fig. 3-4 TGA-kurboj (a) kaj iliaj derivaj (DTG) kurboj (b) de HPS/HPMC miksaj filmoj
La termika stabileco de la manĝebla sinteza filmo de HPMC/HPS estis testita per termogravimetra analizilo. Figuro 3-4 montras la termogravimetran kurbon (TGA) kaj ĝian pezperditan kurbon (DTG) de la kunmetita filmo. De la TGA-kurbo en Figuro 3-4 (a), povas esti vidite ke la kunmetitaj membranprovaĵoj kun malsamaj rilatumoj montras du evidentajn termogravimetrajn ŝanĝstadiojn kun la pliiĝo de temperaturo. La volatiligo de la akvo adsorbita per la polisakarid makromolekulo rezultigas malgrandan fazon de malplipeziĝo je 30-180 °C antaŭ ol la fakta termika degenero okazas. Poste, estas pli granda fazo de malplipeziĝo je 300 ~ 450 °C, ĉi tie la termika degenerofazo de HPMC kaj HPS.
De la DTG-kurboj en Figuro 3-4 (b), povas esti vidite ke la varmogenero pinttemperaturoj de pura HPS kaj pura HPMC estas 338 °C kaj 400 °C, respektive, kaj la termika degenero pinttemperaturo de pura HPMC estas pli alta ol tiu de HPS, indikante ke HPMC Pli bona termika stabileco ol HPS. Kiam la HPMC-enhavo estis 30% (7:3), ununura pinto aperis je 347 °C, kiu egalrilatas al la karakteriza pinto de HPS, sed la temperaturo estis pli alta ol la termika degenerpinto de HPS; kiam la enhavo de HPMC estis 70% (3:7), nur la karakteriza pinto de HPMC aperis je 400 °C; kiam la enhavo de HPMC estis 50%, du termikaj degradaj pintoj aperis sur la DTG-kurbo, 345 °C kaj 396 °C, respektive. La pintoj egalrilatas al la karakterizaj pintoj de HPS kaj HPMC, respektive, sed la termika degeneropinto egalrilatanta al HPS estas pli malgranda, kaj ambaŭ pintoj havas certan ŝanĝon. Oni povas vidi, ke la plej multaj el la kunmetitaj membranoj nur montras karakterizan ununuran pinton respondan al certa komponento, kaj ili estas kompensitaj kompare kun la pura komponentmembrano, kio indikas ke ekzistas certa diferenco inter la HPMC kaj HPS-komponentoj. grado de kongruo. La termika degenero pinttemperaturo de la kunmetaĵa membrano estis pli alta ol tiu de pura HPS, indikante ke HPMC povis plibonigi la termikan stabilecon de HPS-membrano certagrade.
3.3.5 Analizo de mekanikaj proprietoj de manĝebla kunmetita filmo
La tirstreĉaj trajtoj de HPMC/HPS kunmetitaj filmoj kun malsamaj rilatumoj estis mezuritaj per mekanika posedaĵanalizilo je 25 °C, relativa humideco de 57% kaj 75%. Figuro 3-5 montras la elastan modulon (a), plilongiĝon ĉe rompo (b) kaj tirstreĉo-reziston (c) de HPMC/HPS-komponitaj filmoj kun malsamaj proporcioj sub malsama relativa humideco. Oni povas vidi el la figuro, ke kiam la relativa humideco estas 57%, la elasta modulo kaj tirstreĉo-rezisto de pura HPS-filmo estas la plej grandaj, kaj la pura HPMC estas la plej malgranda. Kun la pliiĝo de HPS-enhavo, la elasta modulo kaj tirstreĉa forto de la kunmetitaj filmoj pliiĝis senĉese. La plilongiĝo ĉe paŭzo de pura HPMC-membrano estas multe pli granda ol tiu de pura HPS-membrano, kaj ambaŭ estas pli grandaj ol tiu de sinteza membrano.
Kiam la relativa humideco estis pli alta (75%) kompare kun 57% relativa humideco, la elasta modulo kaj tirstreĉo de ĉiuj specimenoj malpliiĝis, dum la plilongiĝo ĉe paŭzo signife pliiĝis. Ĉi tio estas ĉefe ĉar akvo, kiel ĝeneraligita plastigilo, povas dilui HPMC kaj HPS-matricon, redukti la forton inter polimeraj ĉenoj kaj plibonigi la moviĝeblon de polimersegmentoj. Ĉe alta relativa humideco, la elasta modulo kaj tirstreĉo de puraj HPMC-filmoj estis pli altaj ol tiuj de puraj HPS-filmoj, sed la plilongiĝo ĉe paŭzo estis pli malalta, rezulto kiu estis tute diferenca de la rezultoj ĉe malalta humideco. Indas noti, ke la variado de la mekanikaj propraĵoj de la komponaj filmoj kun komponaj proporcioj ĉe alta humideco de 75% estas tute kontraŭa al tiu ĉe malalta humideco kompare kun la kazo ĉe relativa humideco de 57%. Sub alta humideco, la humida enhavo de la filmo pliiĝas, kaj akvo ne nur havas certan plastigan efikon sur la polimera matrico, sed ankaŭ antaŭenigas la rekristaliĝon de amelo. Kompare kun HPMC, HPS havas pli fortan emon rekristaliĝi, do la efiko de relativa humideco sur HPS estas multe pli granda ol tiu de HPMC.
Fig. 3-5 Streĉaj propraĵoj de HPS/HPMC-filmoj kun malsamaj HPS/HPMC-proporcioj ekvilibrigitaj sub malsamaj kondiĉoj de relativa humileco (RH). *: malsamaj numeraj literoj estas signife malsamaj kun diversaj RH, aplikataj en la plena disertacio
3.3.6 Analizo de Oksigena Permeablo de Manĝeblaj Komponitaj Filmoj
Manĝebla komponaĵa filmo estas uzata kiel manĝaĵo-pakaĵmaterialo por plilongigi la breton de manĝaĵo, kaj ĝia oksigena baro-agado estas unu el la gravaj indikiloj. Sekve, la oksigenaj transmisiaj indicoj de manĝeblaj filmoj kun malsamaj proporcioj de HPMC/HPS estis mezuritaj je temperaturo de 23 °C, kaj la rezultoj estas montritaj en Figuro 3-6. Povas esti vidite de la figuro ke la oksigenpermeablo de pura HPS-membrano estas signife pli malalta ol tiu de pura HPMC-membrano, indikante ke HPS-membrano havas pli bonajn oksigenbariertrajtojn ol HPMC-membrano. Pro la malalta viskozeco kaj la ekzisto de amorfaj regionoj, HPMC estas facile formi relative malfiksan malalt-densecan retan strukturon en la filmo; kompare kun HPS, ĝi havas pli altan emon rekristaliĝi, kaj estas facile formi densan strukturon en la filmo. Multaj studoj montris, ke amelo-filmoj havas bonajn oksigenajn barojn kompare kun aliaj polimeroj [139, 301, 335, 336].
Fig. 3-6 Oksigenpermeablo de HPS/HPMC miksaj filmoj
La aldono de HPS povas signife redukti la oksigenan permeablon de HPMC-membranoj, kaj la oksigena permeablo de kunmetitaj membranoj malpliiĝas akre kun la pliiĝo de HPS-enhavo. La aldono de la oksigen-nepenetrebla HPS povas pliigi la tortuosecon de la oksigenkanalo en la kunmetita membrano, kiu en victurno kondukas al malkresko en la oksigen-penetra indico kaj finfine malpliigi oksigenpermeablon. Similaj rezultoj estis raportitaj por aliaj indiĝenaj ameloj [139,301].
3.4 Resumo de ĉi tiu ĉapitro
En ĉi tiu ĉapitro, uzante HPMC kaj HPS kiel la ĉefajn krudaĵojn, kaj aldonante polietilenglikolon kiel plastifikanton, la manĝeblaj kunmetitaj filmoj de HPMC/HPS kun malsamaj proporcioj estis preparitaj per la gisadmetodo. La influo de la enecaj trajtoj de la komponentoj kaj la kunmetaĵproporcio sur la mikroskopa morfologio de la kunmetita membrano estis studita per skanado de elektrona mikroskopio; la mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵa membrano estis studitaj de la mekanika-propraĵoj-testilo. La influo de la enecaj propraĵoj de la komponentoj kaj la kunmetaĵoproporcio sur la oksigenbaraj trajtoj kaj lumtransmisio de la komponaĵa filmo estis studita per oksigena transmitance-testilo kaj UV-vid-spektrofotometro. Skana elektrona mikroskopio, termogravimetra analizo kaj dinamika termika analizo estis uzataj. Mekanika analizo kaj aliaj analizaj metodoj estis uzataj por studi la kongruecon kaj fazan apartigon de la malvarma-varma ĝela kunmetaĵsistemo. La ĉefaj trovoj estas kiel sekvas:
- Kompare kun pura HPMC, pura HPS pli facilas formi homogenan kaj glatan mikroskopan surfacmorfologion. Ĉi tio estas ĉefe pro la pli bona molekula rearanĝo de amelo-makromolekuloj (amilozomolekuloj kaj amilopektinmolekuloj) en la amelo-akva solvaĵo dum la malvarmiga procezo.
- Kunmetaĵoj kun alta HPMC-enhavo pli formas supozeble homogenajn membranstrukturojn. Ĉi tio estas plejparte bazita sur la ĝelaj propraĵoj de HPMC kaj HPS. Ĉe la filmoforma temperaturo, HPMC kaj HPS montras malalt-viskozecan solvstaton kaj alt-viskozecan ĝelstaton, respektive. La alt-viskozeca disigita fazo estas disigita en la malalt-viskozeca kontinua fazo. , estas pli facile formi homogenan sistemon.
- Relativa humideco havas signifan efikon al la mekanikaj trajtoj de HPMC/HPS kunmetitaj filmoj, kaj la grado de ĝia efiko pliiĝas kun la pliiĝo de HPS-enhavo. Ĉe pli malalta relativa humideco, kaj la elasta modulo kaj tirstreĉo-rezisto de la kunmetitaj filmoj pliiĝis kun la pliiĝo de HPS-enhavo, kaj la plilongiĝo ĉe rompo de la kunmetitaj filmoj estis signife pli malalta ol tiu de la puraj komponentfilmoj. Kun la pliiĝo de relativa humideco, la elasta modulo kaj streĉa forto de la kunmetaĵa filmo malpliiĝis, kaj la plilongiĝo ĉe rompo signife pliiĝis, kaj la rilato inter la mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵa filmo kaj la kunmetaĵproporcio montris tute kontraŭan ŝanĝan ŝablonon sub malsamaj. relativa humideco. La mekanikaj propraĵoj de kunmetitaj membranoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj montras intersekciĝon sub malsamaj relativaj humidecaj kondiĉoj, kiu donas la eblecon optimumigi produktan rendimenton laŭ malsamaj aplikaj postuloj.
- La aldono de HPS signife plibonigis la oksigenbariertrajtojn de la kunmetaĵmembrano. La oksigenpermeablo de la kunmetaĵa membrano malpliiĝis akre kun la pliiĝo de HPS-enhavo.
- En la HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kunmetita sistemo, estas certa kongruo inter la du komponantoj. Neniu evidenta dufaza interfaco estis trovita en la SEM-bildoj de ĉiuj kunmetitaj filmoj, la plej multaj el la kunmetitaj filmoj havis nur unu vitran transirpunkton en la DMA-rezultoj, kaj nur unu termika degenerpinto aperis en la DTG-kurboj de la plej multaj el la kunmetaĵo. filmoj. Ĝi montras ke ekzistas certa priskribo inter HPMC kaj HPS.
La supraj eksperimentaj rezultoj montras, ke la kunmetado de HPS kaj HPMC povas ne nur redukti la produktokoston de HPMC manĝebla filmo, sed ankaŭ plibonigi ĝian rendimenton. La mekanikaj propraĵoj, oksigenaj baraj propraĵoj kaj optikaj propraĵoj de la manĝebla komponaĵa filmo povas esti atingitaj per alĝustigo de la kunmetaĵproporcio de la du komponantoj kaj la relativa humideco de la ekstera medio.
Ĉapitro 4 Rilato inter Mikromorfologio kaj Mekanikaj Propraĵoj de HPMC/HPS Kunmetaĵsistemo
Kompare kun la pli alta miksa entropio dum metalalojomiksado, la miksa entropio dum polimerkunmetado estas kutime tre malgranda, kaj la varmeco de kunmetaĵo dum kunmetado estas kutime pozitiva, rezultigante polimerkunmetadprocezojn. La libera energioŝanĝo de Gibbs estas pozitiva (���>), tial, polimeraj formuliĝoj tendencas formi faz-separatajn dufazajn sistemojn, kaj plene kongruaj polimeraj formuliĝoj estas tre maloftaj [242].
Mimikeblaj kunmetaĵsistemoj povas kutime atingi molekulan-nivelan mikseblecon en termodinamiko kaj formi homogenajn kunmetaĵojn, tiel ke la plej multaj polimerkunmetaĵsistemoj estas nemikseblaj. Tamen, multaj polimeraj kunmetitaj sistemoj povas atingi kongruan staton sub certaj kondiĉoj kaj iĝi kunmetitaj sistemoj kun certa kongruo [257].
La makroskopaj propraĵoj kiel mekanikaj propraĵoj de polimeraj komponaj sistemoj dependas grandparte de la interago kaj faza morfologio de iliaj komponantoj, precipe de la kongruo inter komponentoj kaj la konsisto de kontinuaj kaj disaj fazoj [301]. Sekve, estas tre grave studi la mikroskopan morfologion kaj makroskopajn ecojn de la kompona sistemo kaj establi la rilaton inter ili, kio estas tre grava por kontroli la proprietojn de komponitaj materialoj kontrolante la fazan strukturon kaj kongruon de la kompona sistemo.
En la procezo de studado de la morfologio kaj fazodiagramo de la kompleksa sistemo, estas tre grave elekti taŭgajn rimedojn por distingi malsamajn komponantojn. Tamen, la distingo inter HPMC kaj HPS estas sufiĉe malfacila, ĉar ambaŭ havas bonan travideblecon kaj similan refraktan indicon, do estas malfacile distingi la du komponentojn per optika mikroskopio; krome, ĉar ambaŭ estas organika karbon-bazita materialo, do la du havas similan energian sorbadon, do estas ankaŭ malfacile por skana elektrona mikroskopio precize distingi la paron da komponantoj. Fourier transformita infraruĝa spektroskopio povas reflekti la ŝanĝojn en la morfologio kaj fazodiagramo de la protein-amelo-kompleksoosistemo per la areoproporcio de la polisakaridbendo ĉe 1180-953 cm-1 kaj la amidbendo ĉe 1750-1483 cm-1 [52, 337], sed tiu tekniko estas tre kompleksa kaj tipe postulas sinkrotronan radiadon Fourier transform infraruĝaj teknikoj por generi sufiĉan kontraston por HPMC/HPS hibridaj sistemoj. Ekzistas ankaŭ teknikoj por atingi tiun apartigon de komponentoj, kiel ekzemple dissenda elektrona mikroskopio kaj malgrand-angula Rentgenfota disvastigo, sed tiuj teknikoj estas kutime kompleksaj [338]. En ĉi tiu temo, la simpla joda tinktura optika mikroskopa analizmetodo estas uzata, kaj la principo, ke la fina grupo de la amiloza helikforma strukturo povas reagi kun jodo por formi inkluzivajn kompleksojn, estas uzata por tinkturi la HPMC/HPS-kunmetaĵsistemon per joda tinkturado, do ke HPS La komponentoj estis distingitaj de la HPMC-komponentoj per siaj malsamaj koloroj sub la lummikroskopo. Tial, joda tinktura optika mikroskopa analizmetodo estas simpla kaj efika esplormetodo por la morfologio kaj fazodiagramo de amelo-bazitaj kompleksaj sistemoj.
En ĉi tiu ĉapitro, la mikroskopa morfologio, faza distribuo, faza transiro kaj aliaj mikrostrukturoj de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estis studitaj per joda tinktura optika mikroskopa analizo; kaj mekanikaj propraĵoj kaj aliaj makroskopaj propraĵoj; kaj per la korelacia analizo de la mikroskopa morfologio kaj makroskopaj propraĵoj de malsamaj solvkoncentriĝoj kaj kunmetaĵproporcioj, la rilato inter la mikrostrukturo kaj makroskopaj propraĵoj de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estis establita, por kontroli la HPMC/HPS. Provizu la bazon por la propraĵoj de kunmetitaj materialoj.
4.1 Materialoj kaj Ekipaĵo
4.1.1 Ĉefaj eksperimentaj materialoj
4.2 Eksperimenta metodo
4.2.1 Preparado de HPMC/HPS kunmetita solvaĵo
Preparu HPMC-solvon kaj HPS-solvon je 3%, 5%, 7% kaj 9% koncentriĝo, vidu 2.2.1 por preparmetodo. Miksi HPMC-solvon kaj HPS-solvon laŭ 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: 100 Malsamaj proporcioj estis miksitaj kun rapideco de 250 rmp/min je 21 °C dum 30 min, kaj miksitaj solvoj kun malsamaj koncentriĝoj kaj malsamaj proporcioj estis akiritaj.
4.2.2 Preparado de HPMC/HPS-komponita membrano
Vidu 3.2.1.
4.2.3 Preparado de HPMC/HPS kunmetitaj kapsuloj
Raportu la solvon preparitan per la metodo en 2.2.1, uzu neoksidebla ŝtalo muldilon por trempi, kaj sekigi ĝin je 37 °C. Eltiru la sekigitajn kapsulojn, detranĉu la troon kaj kunigu ilin por formi paron.
4.2.4 HPMC/HPS kunmetita filmo optika mikroskopo
4.2.4.1 Principoj de Optika Mikroskopia Analizo
La optika mikroskopo uzas la optikan principon de pligrandigo de bildigo per konveksa lenso, kaj uzas du konverĝajn lensojn por vastigi la malferman angulon de la proksimaj etaj substancoj al la okuloj, kaj pligrandigi la grandecon de la etaj substancoj, kiujn la homa okulo ne povas rimarki. ĝis la grandeco de la substancoj povas esti distingita de la homa okulo.
4.2.4.2 Testmetodo
La HPMC/HPS-kunmetaĵsolvoj de malsamaj koncentriĝoj kaj kunmetaĵproporcioj estis elprenitaj je 21 °C, faligitaj sur vitroglitejo, ĵetitaj en maldikan tavolon, kaj sekigitaj ĉe la sama temperaturo. La filmoj estis makulitaj per 1% joda solvaĵo (1 g da jodo kaj 10 g da kalia joduro estis metitaj en 100-mL volumetra flakono, kaj solvita en etanolo), metita en la kampo de lummikroskopo por observado kaj fotitaj.
4.2.5 Malpeza transmisio de HPMC/HPS-komponita filmo
4.2.5.1 Analiza principo de UV-vida spektrofotometrio
Same kiel 3.2.3.1.
4.2.5.1 Testmetodo
Vidu 3.2.3.2.
4.2.6 Streĉaj propraĵoj de HPMC/HPS kunmetitaj filmoj
4.2.6.1 Principo de analizo de streĉa proprieto
Same kiel 3.2.3.1.
4.2.6.1 Testmetodo
La specimenoj estis provitaj post ekvilibrigo je 73% humido dum 48 h. Vidu 3.2.3.2 por la testa metodo.
4.3 Rezultoj kaj Diskuto
4.3.1 Observo de travidebleco de produktoj
Figuro 4-1 montras manĝeblajn filmojn kaj kapsulojn preparitajn per kunmetado de HPMC kaj HPS en 70:30 kunmetada proporcio. Kiel videblas el la figuro, la produktoj havas bonan travideblecon, kio indikas, ke HPMC kaj HPS havas similajn refraktajn indicojn, kaj homogena kunmetaĵo povas esti akirita post kunmetado de la du.
4.3.2 Optikaj mikroskopbildoj de HPMC/HPS-kompleksoj antaŭ kaj post makulado
Figuro 4-2 montras la tipan morfologion antaŭ kaj post tinkturado de HPMC/HPS-kompleksoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj observitaj sub optika mikroskopo. Kiel povas esti vidita de la figuro, estas malfacile distingi la HPMC-fazon kaj la HPS-fazon en la nemakula figuro; la tinkturfarbitaj pura HPMC kaj pura HPS montras siajn proprajn unikajn kolorojn, kio estas ĉar la reago de HPS kaj jodo tra jodmakulado Ĝia koloro fariĝas pli malhela. Tial, la du fazoj en la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estas simple kaj klare distingitaj, kio plue pruvas ke HPMC kaj HPS ne estas mikseblaj kaj ne povas formi homogenan kunmetaĵon. Kiel videblas de la figuro, dum la enhavo de HPS pliiĝas, la areo de la malhela areo (HPS-fazo) en la figuro daŭre kreskas kiel atendite, tiel konfirmante, ke dufaza rearanĝo okazas dum ĉi tiu procezo. Kiam la enhavo de HPMC estas pli alta ol 40%, HPMC prezentas la staton de kontinua fazo, kaj HPS estas disigita en la kontinua fazo de HPMC kiel la disigita fazo. En kontrasto, kiam la enhavo de HPMC estas pli malalta ol 40%, HPS prezentas staton de kontinua fazo, kaj HPMC estas disigita en la kontinua fazo de HPS kiel disigita fazo. Tial, en la 5% HPMC/HPS kunmetaĵsolvo, kun la kreskanta HPS-enhavo, la malo okazis kiam la kunmetaĵproporcio estis HPMC/HPS 40:60. La kontinua fazo ŝanĝiĝas de la komenca HPMC-fazo al la pli posta HPS-fazo. Observante la fazan formon, oni povas vidi, ke la HPMC-fazo en la HPS-matrico estas sfera post disvastigo, dum la disigita formo de la HPS-fazo en la HPMC-matrico estas pli neregula.
Krome, kalkulante la rilatumon de la areo de la helkolora areo (HPMC) al la malhelkolora areo (HPS) en la HPMC/HPS-komplekso post tinkturado (sen konsideri la mezofazan situacion), oni trovis, ke la areo de HPMC (hela koloro)/HPS (malhela koloro) en la figuro La rilatumo estas ĉiam pli granda ol la fakta HPMC/HPS kunmetaĵproporcio. Ekzemple, en la makula diagramo de HPMC/HPS kunmetaĵo kun kunmetaĵproporcio de 50:50, la areo de HPS en la interfaza areo ne estas kalkulita, kaj la rilatumo de lumo/malhela areo estas 71/29. Tiu rezulto konfirmas la ekziston de granda nombro da mezofazoj en la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo.
Estas konate ke plene kongruaj polimerkunmetaĵsistemoj estas sufiĉe maloftaj ĉar dum la polimerkunmetadprocezo, la varmo de kunmetaĵo estas kutime pozitiva kaj la entropio de kunmetaĵo kutime malmulte ŝanĝas, tiel rezultigante liberan energion dum kunmetaĵoŝanĝo al pozitiva valoro. Tamen, en la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo, HPMC kaj HPS daŭre promesas montri pli grandan gradon da kongruo, ĉar HPMC kaj HPS estas ambaŭ hidrofilaj polisakaridoj, havas la saman strukturan unuon - glukozo, kaj preterpasas la sama funkcia grupo estas modifita kun hidroksipropilo. La fenomeno de multoblaj mezofazoj en la HPMC/HPS-kunmetaĵsistemo ankaŭ indikas ke HPMC kaj HPS en la kunmetaĵo havas certan gradon da kongrueco, kaj simila fenomeno okazas en la amelo-polivinilalkohola miksaĵsistemo kun plastifiko aldonita. ankaŭ aperis [339].
4.3.3 La rilato inter la mikroskopa morfologio kaj la makroskopaj ecoj de la kunmetita sistemo
La rilato inter la morfologio, fazapartigfenomeno, travidebleco kaj mekanikaj trajtoj de la HPMC/HPS-kompona sistemo estis detale studita. Figuro 4-3 montras la efikon de HPS-enhavo sur la makroskopaj trajtoj kiel ekzemple travidebleco kaj streĉa modulo de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo. Oni povas vidi el la figuro, ke la travidebleco de pura HPMC estas pli alta ol tiu de pura HPS, ĉefe ĉar la rekristaliĝo de amelo reduktas la travideblecon de HPS, kaj la hidroksipropila modifo de amelo ankaŭ estas grava kialo por la redukto de travidebleco de HPS [340, 341]. Oni povas trovi de la figuro, ke la transmitance de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo havos minimuman valoron kun la diferenco de la HPS-enhavo. La transmitance de la kunmetita sistemo, en la gamo de HPS-enhavo sub 70%, pliiĝas kunit malpliiĝas kun la kresko de HPS-enhavo; kiam la HPS-enhavo superas 70%, ĝi pliiĝas kun la pliiĝo de HPS-enhavo. Ĉi tiu fenomeno signifas, ke la HPMC/HPS-kunmetaĵsistemo estas nemiksebla, ĉar la faza apartigfenomeno de la sistemo kondukas al la malkresko de lumtransmisio. Male, la modulo de Young de la kunmetita sistemo ankaŭ aperis minimuma punkto kun la malsamaj proporcioj, kaj la modulo de Young daŭre malpliiĝis kun la pliiĝo de HPS-enhavo, kaj atingis la plej malaltan punkton kiam la HPS-enhavo estis 60%. La modulo daŭre pliiĝis, kaj la modulo iomete pliiĝis. La modulo de la Young de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo montris minimuman valoron, kiu ankaŭ indikis ke la kunmetaĵsistemo estis nemiksebla sistemo. La plej malalta punkto de lumtransmisio de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo kongruas kun la faza transira punkto de HPMC kontinua fazo al disigita fazo kaj la plej malalta punkto de la modula valoro de Young en Figuro 4-2.
4.3.4 La efiko de solvkoncentriĝo sur la mikroskopa morfologio de la kunmetita sistemo
Figuro 4-4 montras la efikon de solvkoncentriĝo sur la morfologio kaj faztransiro de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo. Kiel videblas de la figuro, la malalta koncentriĝo de 3% HPMC/HPS kunmetita sistemo, en la kunmetita proporcio de HPMC/HPS estas 40:60, la apero de ko-kontinua strukturo povas esti observita; dum en la alta koncentriĝo de 7% solvaĵo, ĉi tiu kunkontinua strukturo estas observita en la figuro kun kunmetaĵproporcio de 50:50. Ĉi tiu rezulto montras, ke la faza transira punkto de la kunmetaĵsistemo HPMC/HPS havas certan koncentriĝan dependecon, kaj la HPMC/HPS-kunmetaĵproporcio de la faza transiro pliiĝas kun la pliiĝo de la kunmetita solvkoncentriĝo, kaj HPS emas formi kontinuan fazon. . . Krome, la HPS-domajnoj disigitaj en la HPMC kontinua fazo montris similajn formojn kaj morfologiojn kun la ŝanĝo de koncentriĝo; dum la HPMC disigitaj fazoj disigitaj en la HPS kontinua fazo montris malsamajn formojn kaj morfologiojn ĉe malsamaj koncentriĝoj. kaj kun la pliiĝo de solva koncentriĝo, la disvastiga areo de HPMC fariĝis pli kaj pli neregula. La ĉefa kialo de ĉi tiu fenomeno estas, ke la viskozeco de la HPS-solvo estas multe pli alta ol tiu de la HPMC-solvo ĉe ĉambra temperaturo, kaj la tendenco de la HPMC-fazo formi neta sferan staton estas subpremita pro la surfaca tensio.
4.3.5 Efiko de solvkoncentriĝo sur mekanikaj propraĵoj de kunmetita sistemo
Korespondante al la morfologioj de Fig. 4-4, Fig. 4-5 montras la streĉajn ecojn de la kunmetitaj filmoj formitaj sub malsamaj koncentriĝsolvoj. Oni povas vidi el la figuro, ke la modulo kaj plilongiĝo de Young ĉe rompo de la kompozita sistemo HPMC/HPS tendencas malpliiĝi kun la pliiĝo de solvkoncentriĝo, kio kongruas kun la laŭpaŝa transformo de HPMC de kontinua fazo al disigita fazo en Figuro 4. -4. La mikroskopa morfologio estas konsekvenca. Ĉar la modulo de Young de HPMC-homopolimero estas pli alta ol tiu de HPS, estas antaŭdirite ke la modulo de Young de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estos plibonigita kiam HPMC estas la kontinua fazo.
4.4 Resumo de ĉi tiu ĉapitro
En ĉi tiu ĉapitro, HPMC/HPS-kunmetitaj solvoj kaj manĝeblaj kunmetitaj filmoj kun malsamaj koncentriĝoj kaj kunmetaĵproporcioj estis preparitaj, kaj la mikroskopa morfologio kaj faza transiro de la HPMC/HPS-kunmetita sistemo estis observitaj per optika mikroskopa analizo de joda makulado por distingi amelo-fazojn. La malpeza transmisio kaj mekanikaj propraĵoj de la manĝebla komponaĵa filmo de HPMC/HPS estis studitaj per UV-vida spektrofotometro kaj mekanika posedaĵo elprovilo, kaj la efikoj de malsamaj koncentriĝoj kaj kunmetaĵproporcioj sur la optikaj propraĵoj kaj mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵsistemo estis studitaj. La rilato inter la mikrostrukturo kaj makroskopaj propraĵoj de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estis establita kombinante la mikrostrukturon de la kunmetaĵsistemo, kiel ekzemple mikrostrukturo, faztransiro kaj faza apartigo, kaj makroskopaj trajtoj kiel ekzemple optikaj trajtoj kaj mekanikaj trajtoj. La ĉefaj trovoj estas kiel sekvas:
- La optika mikroskopa analizmetodo por distingi amelofazojn per joda makulado estas la plej simpla, rekta kaj efika metodo por studi la morfologion kaj faztransiron de amel-bazitaj kunmetaĵsistemoj. Kun jodmakulado, la amelofazo prezentiĝas pli kaj pli malhela sub lummikroskopio, dum HPMC ne estas makulita kaj tial prezentiĝas pli hela en koloro.
- La kunmetaĵsistemo HPMC/HPS ne estas miksebla, kaj estas faza transira punkto en la kunmetaĵa sistemo, kaj ĉi tiu faza transirpunkto havas certan kunmetitan proporcian dependecon kaj solvan koncentriĝan dependecon.
- La kunmetaĵsistemo HPMC/HPS havas bonan kongruecon, kaj granda nombro da mezofazoj ĉeestas en la kunmetaĵsistemo. En la meza fazo, la kontinua fazo estas disigita en la disigita fazo en la stato de partikloj.
- La disigita fazo de HPS en HPMC-matrico montris similan sferan formon ĉe malsamaj koncentriĝoj; HPMC montris neregulan morfologion en HPS-matrico, kaj la nereguleco de la morfologio pliiĝis kun la pliiĝo de koncentriĝo.
- La rilato inter la mikrostrukturo, faztransiro, travidebleco kaj mekanikaj trajtoj de la HPMC/HPS-kompona sistemo estis establita. a. La plej malalta punkto de travidebleco de la kunmetaĵsistemo estas kongrua kun la faza transirpunkto de HPMC de la kontinua fazo ĝis la disigita fazo kaj la minimuma punkto de la malkresko de tirstreĉa modulo. b. La modulo de Young kaj plilongiĝo ĉe paŭzo malpliiĝas kun la pliiĝo de solvkoncentriĝo, kiu estas kaŭze rilatita al la morfologia ŝanĝo de HPMC de kontinua fazo ĝis disigita fazo en la kunmetaĵsistemo.
En resumo, la makroskopaj propraĵoj de la HPMC/HPS kunmetaĵa sistemo estas proksime rilataj al ĝia mikroskopa morfologia strukturo, faza transiro, faza apartigo kaj aliaj fenomenoj, kaj la propraĵoj de la kunmetaĵoj povas esti reguligitaj per kontrolado de la faza strukturo kaj kongruo de la kunmetaĵo. sistemo.
Ĉapitro 5 Influo de HPS Hydroxypropyl Anstataŭiga Grado sur Reologiaj Propraĵoj de HPMC/HPS Kunmetaĵa Sistemo
Estas konate, ke malgrandaj ŝanĝoj en la kemia strukturo de amelo povas konduki al dramaj ŝanĝoj en ĝiaj reologiaj trajtoj. Tial kemia modifo ofertas la eblecon plibonigi kaj kontroli la reologiajn ecojn de amelo-bazitaj produktoj [342]. Siavice, regi la influon de amelo-kemia strukturo sur ĝiaj reologiaj trajtoj povas pli bone kompreni la strukturajn ecojn de amelo-bazitaj produktoj, kaj disponigi bazon por la dezajno de modifitaj ameloj kun plibonigitaj amelo-funkciaj trajtoj [235]. Hidroksipropila amelo estas profesia modifita amelo vaste uzata en la kampo de manĝaĵo kaj medicino. Ĝi estas kutime preparita per la eterigreago de indiĝena amelo kun propilenoksido sub alkalaj kondiĉoj. Hidroksipropilo estas hidrofila grupo. La enkonduko de tiuj grupoj en la amelon molekula ĉeno povas rompi aŭ malfortigi la intramolekulajn hidrogenajn ligojn kiuj konservas la amelogranulstrukturon. Tial, la fizikokemiaj trajtoj de hidroksipropila amelo rilatas al la grado de anstataŭigo de hidroksipropilgrupoj sur ĝia molekula ĉeno [233, 235, 343, 344].
Multaj studoj esploris la efikon de hidroksipropilanstataŭiggrado sur la fizikkemiaj trajtoj de hidroksipropil-amelo. Han et al. studis la efikojn de hidroksipropila vaksa amelo kaj hidroksipropila maiza amelo sur la strukturo kaj retrogradaj trajtoj de koreaj glutecaj rizkukoj. La studo trovis, ke hidroksipropilado povas redukti la gelatinigtemperaturon de amelo kaj plibonigi la akvotenan kapaciton de amelo. rendimento, kaj signife malhelpis la maljuniĝan fenomenon de amelo en koreaj glutecaj rizkukoj [345]. Kaur et al. studis la efikon de hidroksipropila anstataŭigo sur la fizikokemiaj propraĵoj de malsamaj varioj de terpoma amelo, kaj trovis, ke la grado de hidroksipropila anstataŭigo de terpoma amelo variis laŭ malsamaj varioj, kaj ĝia efiko al la propraĵoj de amelo kun granda partikla grandeco Pli signifa; la reago de hidroksipropilado kaŭzas multajn fragmentojn kaj sulkojn sur la surfaco de amelo-grajnetoj; hidroksipropilanstataŭigo povas signife plibonigi la ŝvelajn trajtojn, akvosolveblecon kaj solveblecon de amelo en dimetilsulfoksido, kaj plibonigi amelon la travideblecon de la pasto [346]. Lawal et al. studis la efikon de hidroksipropilanstataŭigo sur la ecoj de batata amelo. La studo montris, ke post hidroksipropila modifo, la libera ŝveladkapablo kaj akvosolvebleco de amelo estis plibonigitaj; la rekristaliĝo kaj retrogradiĝo de indiĝena amelo estis malhelpitaj; Digesteblo estas plibonigita [347]. Schmitz et al. preparis hidroksipropil-tapiokan amelon kaj trovis, ke ĝi havas pli altan ŝvelan kapablon kaj viskozecon, pli malaltan maljuniĝon kaj pli altan frostig-degelon stabilecon [344].
Tamen, ekzistas malmultaj studoj pri la reologiaj trajtoj de hidroksipropila amelo, kaj la efikoj de hidroksipropilmodifo sur la reologiaj trajtoj kaj ĝelaj trajtoj de amelo-bazitaj kunmetaĵsistemoj malofte estis raportitaj ĝis nun. Chun et al. studis la reologion de malalta koncentriĝo (5%) hidroksipropil-rizamelo-solvo. La rezultoj montris, ke la efiko de hidroksipropila modifo sur la stabila kaj dinamika viskoelasteco de amelo-solvaĵo estis rilata al la grado de anstataŭigo, kaj malgranda kvanto de hidroksipropila propil-anstataŭigo povas signife ŝanĝi la reologiajn ecojn de amelo-solvoj; la viskozeckoeficiento de amelosolvoj malpliiĝas kun la pliiĝo de anstataŭiga grado, kaj la temperaturdependeco de ĝiaj reologiaj trajtoj pliiĝas kun la pliiĝo de hidroksipropilanstataŭiggrado. La kvanto malpliiĝas kun kreskanta grado de anstataŭigo [342]. Lee et al. studis la efikon de hidroksipropila anstataŭigo sur la fizikaj propraĵoj kaj reologiaj propraĵoj de batata amelo, kaj la rezultoj montris, ke la ŝvelkapablo kaj akvosolveco de amelo pliiĝis kun la pliiĝo de la grado de hidroksipropila anstataŭigo; La entalpia valoro malpliiĝas kun la pliiĝo de hidroksipropila anstataŭiga grado; la viskozeca koeficiento, kompleksa viskozeco, rendimenta streso, kompleksa viskozeco kaj dinamika modulo de amelo-solvo ĉiuj malpliiĝas kun la pliiĝo de hidroksipropila anstataŭiga grado, fluida indekso kaj perda faktoro Ĝi pliiĝas kun la grado de hidroksipropila anstataŭigo; la ĝelforto de amelo-gluo malpliiĝas, la frostig-degela stabileco pliiĝas, kaj la sinereza efiko malpliiĝas [235].
En ĉi tiu ĉapitro, la efiko de HPS-hidroksipropila anstataŭiga grado sur la reologiaj ecoj kaj ĝelaj propraĵoj de HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kunmetaĵsistemo estis studita. La transirsituacio estas de granda signifo por profunda kompreno de la rilato inter strukturformado kaj reologiaj trajtoj. Krome, la geladmekanismo de la HPMC/HPS invers-malvarmiga kunmetaĵsistemo estis antaŭe diskutita, por disponigi iun teorian gvidadon por aliaj similaj invers-varm-malvarmigaj ĝelsistemoj.
5.1 Materialoj kaj Ekipaĵo
5.1.1 Ĉefaj eksperimentaj materialoj
5.1.2 Ĉefaj instrumentoj kaj ekipaĵoj
5.2 Eksperimenta metodo
5.2.1 Preparado de kunmetitaj solvaĵoj
15% HPMC/HPS kunmetaĵsolvoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj (100/0, 50/50, 0/100) kaj HPS kun malsamaj hidroksipropil-anstataŭaj gradoj (G80, A939, A1081) estis preparitaj. La preparmetodoj de A1081, A939, HPMC kaj iliaj kunmetitaj solvaĵoj estas montritaj en 2.2.1. G80 kaj ĝiaj kunmetitaj solvaĵoj kun HPMC estas gelatenigitaj per kirlado sub la kondiĉoj de 1500psi kaj 110 °C en aŭtoklavo, ĉar G80 Indiĝena amelo estas alta amilozo (80%), kaj ĝia gelatinigtemperaturo estas pli alta ol 100 °C, kio ne povas esti. atingita per la originala akvobaniga gelatenigmetodo [348].
5.2.2 Reologiaj trajtoj de HPMC/HPS kunmetaĵsolvoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo
5.2.2.1 Principo de reologia analizo
Same kiel 2.2.2.1
5.2.2.2 Testmetodo de fluoreĝimo
Paralela plato krampo kun diametro de 60 mm estis uzita, kaj la platinterspaco estis fiksita al 1 mm.
- Ekzistas antaŭ-tonda fluo-testmetodo kaj tri-etapa tiksotropio. Same kiel 2.2.2.2.
- Flua testa metodo sen antaŭ-tondado kaj tiksotropa ringa tiksotropio. La testtemperaturo estas 25 °C, a. Tondado ĉe kreskanta rapideco, tonda indico gamo 0-1000 s-1, tondado tempo 1 min; b. Konstanta tondado, tondado rapideco 1000 s-1, tondado tempo 1 min; c. Reduktita rapideco-tondado, la tonda indico estas 1000-0s-1, kaj la tonda tempo estas 1 min.
5.2.2.3 Testmetodo de oscila reĝimo
Paralela platfiksaĵo kun diametro de 60 mm estis uzita, kaj la platinterspaco estis metita al 1 mm.
- Deformado ŝanĝiĝema svingo. Testtemperaturo 25 °C, ofteco 1 Hz, deformado 0,01-100 %.
- Skanado de temperaturo. Ofteco 1 Hz, deformado 0,1 %, a. Procezo de hejtado, temperaturo 5-85 °C, hejtado de 2 °C/min; b. Malvarmiga procezo, temperaturo 85-5 °C, malvarmiga rapideco 2 °C/min. Silika oleo sigelo estas uzata ĉirkaŭ la specimeno por eviti malsekecon dum testado.
- Frekvenca balaado. Variado 0,1 %, frekvenco 1-100 rad/s. La testoj estis faritaj je 5 °C kaj 85 °C, respektive, kaj ekvilibrigitaj ĉe la testa temperaturo dum 5 minutoj antaŭ testado.
La rilato inter la stoka modulo G′ kaj perdmodulo G″ de la polimersolvo kaj la angula frekvenco ω sekvas potencoleĝon:
kie n′ kaj n″ estas la deklivoj de log G′-log ω kaj log G″-log ω, respektive;
G0′ kaj G0″ estas la interkaptoj de log G′-log ω kaj log G″-log ω, respektive.
5.2.3 Optika mikroskopo
5.2.3.1 Instrumentprincipo
Same kiel 4.2.3.1
5.2.3.2 Testmetodo
La 3% 5:5 HPMC/HPS kunmetaĵsolvo estis elprenita ĉe malsamaj temperaturoj de 25 °C, 45 °C, kaj 85 °C, faligita sur vitroglitejo konservita ĉe la sama temperaturo, kaj gisita en maldikan filmon. tavolsolvo kaj sekigita je la sama temperaturo. La filmoj estis makulitaj per 1% joda solvaĵo, metitaj en la kampon de lummikroskopo por observado kaj fotitaj.
5.3 Rezultoj kaj Diskuto
5.3.1 Analizo pri viskozeco kaj fluŝablono
5.3.1.1 Fluotestmetodo sen antaŭ-tondado kaj tiksotropa ringa tiksotropio
Uzante la fluo-testan metodon sen antaŭ-tondado kaj la tiksotropan ringan tiksotropan metodon, la viskozeco de HPMC/HPS kunmetaĵsolvo kun malsamaj gradoj de hidroksipropila anstataŭigo HPS estis studita. La rezultoj estas montritaj en Figuro 5-1. Oni povas vidi el la figuro, ke la viskozeco de ĉiuj specimenoj montras malkreskantan tendencon kun la pliiĝo de tondrapideco sub la ago de tondforto, montrante certan gradon de tondmaldikiĝo-fenomeno. La plej multaj altkoncentraj polimersolvoj aŭ fandadoj spertas fortan malimplikiĝon kaj molekula rearanĝon sub tondo, tiel elmontrante pseŭdoplastan fluidan konduton [305, 349, 350]. Tamen, la tondmaldensaj gradoj de HPMC/HPS kunmetaĵsolvoj de HPS kun malsamaj hidroksipropilanstataŭiggradoj estas malsamaj.
Fig. 5-1 Viskozecoj kontraŭ tondrapideco de la HPS/HPMC-solvo kun malsama hidropropila anstataŭiga grado de HPS (sen antaŭ-tondado, la solidaj kaj kavaj simboloj prezentas kreskantan rapidecon kaj malpliiĝantan indicon, respektive)
Oni povas vidi el la figuro, ke la viskozeco kaj tonda maldensiga grado de la pura HPS-provaĵo estas pli altaj ol tiuj de la HPMC/HPS-kunmetaĵprovaĵo, dum la tonda maldikiga grado de la HPMC-solvo estas la plej malsupra, ĉefe ĉar la viskozeco de HPS. ĉe malalta temperaturo estas signife pli alta ol tiu de HPMC. Krome, por la HPMC/HPS kunmetaĵsolvo kun la sama kunmetaĵproporcio, la viskozeco pliiĝas kun la HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado. Tio povas esti ĉar la aldono de hidroksipropilgrupoj en amelomolekuloj rompas la intermolekulajn hidrogenajn ligojn kaj tiel kondukas al la disrompiĝo de amelograjnetoj. Hidroksipropilado signife reduktis la tondmaldikiĝantan fenomenon de amelo, kaj la tondmaldikiĝanta fenomeno de indiĝena amelo estis la plej evidenta. Kun la kontinua pliiĝo de la hidroksipropil-anstataŭiga grado, la tonda maldikiga grado de HPS iom post iom malpliiĝis.
Ĉiuj provaĵoj havas tiksotropajn ringojn sur la tonda streĉ-tondkurbo, indikante ke ĉiuj provaĵoj havas certan gradon da tiksotropio. La tiksotropa forto estas reprezentita per la grandeco de la tiksotropa ringareo. Ju pli tiksotropa la specimeno estas [351]. La fluindekso n kaj viskozeckoeficiento K de la provaĵsolvo povas esti kalkulitaj per la Ostwald-de Waele-potencleĝo (vidu ekvacion (2-1)).
Tablo 5-1 Flua konduto-indekso (n) kaj fluida konsekvenca indekso (K) dum pliiĝanta rapideco kaj malkreskanta indico-procezo kaj tiksotropia buklo-areo de la HPS/HPMC-solvo kun malsama hidropropila anstataŭiga grado de HPS je 25 °C
Tabelo 5-1 montras la fluindekson n, viskozeckoeficienton K kaj tiksotropan ringan areon de HPMC/HPS kunmetitaj solvoj kun malsamaj gradoj de hidroksipropil-anstataŭigo HPS en la procezo de pliigo de tondado kaj malpliigo de tondado. Povas esti vidite de la tabelo ke la fluindekso n de ĉiuj provaĵoj estas malpli ol 1, indikante ke ĉiuj provaĵsolvoj estas pseŭdoplastaj fluidoj. Por la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo kun la sama HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado, la fluindekso n pliiĝas kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, indikante ke la aldono de HPMC igas la kunmetitan solvon elmontri pli fortajn Newtonianajn fluidajn trajtojn. Tamen, kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, la viskozeckoeficiento K malpliiĝis kontinue, indikante ke la aldono de HPMC reduktis la viskozecon de la kunmetita solvaĵo, ĉar la viskozeckoeficiento K estis proporcia al la viskozeco. La n-valoro kaj K-valoro de pura HPS kun malsamaj hidroksipropil-anstataŭaj gradoj en la altiĝanta tondstadio ambaŭ malpliiĝis kun la pliiĝo de hidroksipropil-anstataŭiga grado, indikante, ke hidroksipropilada modifo povas plibonigi la pseŭdoplastikecon de amelo kaj redukti la Viskozecon de amelo-solvoj. Male, la valoro de n pliiĝas kun la pliiĝo de la anstataŭiga grado en la malkreskanta tondostadio, indikante ke la hidroksipropilation plibonigas la Newtonian fluidan konduton de la solvo post altrapida tondo. La n-valoro kaj K-valoro de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estis trafitaj per kaj HPS-hidroksipropiligo kaj HPMC, kiuj estis la rezulto de ilia kombinita ago. Kompare kun la kreskanta tonda etapo, la n valoroj de ĉiuj specimenoj en la malkreskanta tonda stadio fariĝis pli grandaj, dum la K-valoroj fariĝis pli malgrandaj, indikante, ke la viskozeco de la kunmetita solvaĵo reduktiĝis post altrapida tondo, kaj la Newtoniana fluida konduto de la kunmetaĵsolvo estis plifortigita. .
La areo de tiksotropa ringo malpliiĝis kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, indikante ke la aldono de HPMC reduktis la tiksotropion de la kunmetaĵsolvo kaj plibonigis ĝian stabilecon. Por la HPMC/HPS kunmetaĵsolvo kun la sama kunmetaĵproporcio, la areo de tiksotropa ringo malpliiĝas kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado, indikante ke hidroksipropilado plibonigas la stabilecon de HPS.
5.3.1.2 Tonda metodo kun antaŭtranĉa kaj trietapa tiksotropa metodo
La tondmetodo kun antaŭ-tondado estis uzita por studi la ŝanĝon de viskozeco de HPMC/HPS kunmetaĵsolvo kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo HPS kun tondofteco. La rezultoj estas montritaj en Figuro 5-2. Oni povas vidi de la figuro ke la HPMC-solvo preskaŭ ne montras tondmaldikiĝon, dum la aliaj provaĵoj montras tondmaldikiĝon. Ĉi tio kongruas kun la rezultoj akiritaj per la tonda metodo sen antaŭ-tondado. Ĝi ankaŭ povas esti vidita de la figuro ke ĉe malaltaj tondrapidecoj, la tre hidroksipropil anstataŭigita provaĵo elmontras altebenaĵregionon.
Fig. 5-2 Viskozecoj kontraŭ tondrapideco de la HPS/HPMC-solvo kun malsama hidropropila anstataŭiga grado de HPS (kun antaŭ-tondado)
La nul-tondviskozeco (h0), fluindekso (n) kaj viskozeckoeficiento (K) akirita per ĝustigo estas montritaj en Tabelo 5-2. De la tabelo, ni povas vidi ke por la puraj HPS-provaĵoj, la n valoroj akiritaj per ambaŭ metodoj pliiĝas kun la grado da anstataŭigo, indikante ke la solid-simila konduto de la amelosolvo malpliiĝas kiam la grado da anstataŭigo pliiĝas. Kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, la n valoroj ĉiuj montris malsupreniĝan tendencon, indikante ke HPMC reduktis la solid-similan konduton de la solvo. Ĉi tio montras, ke la kvalitaj analizrezultoj de la du metodoj estas konsekvencaj.
Komparante la datumojn akiritajn por la sama specimeno sub malsamaj testaj metodoj, oni trovas, ke la valoro de n akirita post antaŭ-tondado estas ĉiam pli granda ol tiu akirita per la metodo sen antaŭ-tondado, kio indikas, ke la kompona sistemo akirita de la pre-tondado. -tondado metodo estas solid-simila la konduto estas pli malalta ol tiu mezurita per la metodo sen antaŭ-tondado. Ĉi tio estas ĉar la fina rezulto akirita en la testo sen antaŭ-tondado estas efektive la rezulto de la kombinita ago de tondrapideco kaj tondtempo, dum la testa metodo kun antaŭ-tondado unue eliminas la tiksotropan efikon per alta tondo dum certa periodo de tempo. Tial, ĉi tiu metodo povas pli precize determini la tondmaldikiĝantan fenomenon kaj flukarakterizaĵojn de la kunmetaĵsistemo.
De la tabelo, ni ankaŭ povas vidi ke por la sama kunmetaĵproporcio (5:5), la n valoro de la kunmetaĵsistemo estas proksima al 1, kaj la antaŭ-tondigita n pliiĝas kun la grado de hidroksipropilanstataŭigo Ĝi montras ke HPMC estas kontinua fazo en la kunmetaĵsistemo, kaj HPMC havas pli fortan efikon sur amelo-provaĵoj kun malalta hidroksipropil-anstataŭiga grado, kio kongruas kun la rezulto, ke la n-valoro pliiĝas kun la pliiĝo de anstataŭiga grado sen antaŭ-tondado male. La K-valoroj de la kunmetaĵsistemoj kun malsamaj gradoj da anstataŭigo en la du metodoj estas similaj, kaj ekzistas neniu precipe evidenta tendenco, dum la nul-tondviskozeco montras klaran malsupreniĝan tendencon, ĉar la nul-tondviskozeco estas sendependa de la tondo. imposto. La interna viskozeco povas precize reflekti la trajtojn de la substanco mem.
Fig. 5-3 Tri-intervala tiksotropio de la miksaĵsolvo HPS/HPMC kun malsama hidropropila anstataŭiga grado de HPS
La tri-etapa tiksotropa metodo estis uzita por studi la efikon de malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo de hidroksipropil-amelo sur la tiksotropaj trajtoj de la kunmetaĵsistemo. Oni povas vidi el Figuro 5-3, ke en la malalta tondstadio, la solvviskozeco malpliiĝas kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, kaj malpliiĝas kun la pliiĝo de anstataŭiga grado, kiu kongruas kun la leĝo de nula tondviskozeco.
La grado de struktura reakiro post malsama tempo en la reakiro estas esprimita per la viskozeca reakiro-indico DSR, kaj la kalkulmetodo estas montrita en 2.3.2. Oni povas vidi el Tabelo 5-2, ke ene de la sama reakiro, la DSR de pura HPS estas signife pli malalta ol tiu de pura HPMC, kio estas ĉefe ĉar la HPMC-molekulo estas rigida ĉeno, kaj ĝia malstreĉiĝotempo estas mallonga, kaj la strukturo povas esti reakirita en mallonga tempo. resaniĝi. Dum HPS estas fleksebla ĉeno, ĝia malstreĉa tempo estas longa, kaj la struktura reakiro daŭras longan tempon. Kun la pliiĝo de anstataŭiga grado, la DSR de pura HPS malpliiĝas kun la pliiĝo de anstataŭiga grado, indikante ke hidroksipropilation plibonigas la flekseblecon de amelo molekula ĉeno kaj plilongigas la malstreĉtempon de HPS. La DSR de la kunmetita solvaĵo estas pli malalta ol tiu de puraj HPS kaj puraj HPMC-provaĵoj, sed kun la pliiĝo de la anstataŭiga grado de HPS-hidroksipropilo, la DSR de la kunmetita provaĵo pliiĝas, kio indikas ke la tiksotropio de la kunmetaĵsistemo pliiĝas kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropil-anstataŭigo. Ĝi malpliiĝas kun kreskanta grado de radikala anstataŭigo, kio kongruas kun la rezultoj sen antaŭ-tondado.
Tabelo 5-2 Nula tondviskozeco (h0), flua kondut-indekso (n), fluida konsekvenca indekso (K) dum pliiĝanta rapideco kaj la grado de reakiro de strukturo (DSR) post certa tempo de reakiro por la solvo HPS/HPMC kun malsama hidropropilo. anstataŭiga grado de HPS je 25 °C
En resumo, la stabila testo sen antaŭ-tondado kaj la tiksotropa ringa tiksotropio-testo povas kvalite analizi specimenojn kun grandaj rendimentodiferencoj, sed por la kunmetaĵoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭigaj gradoj kun malgrandaj rendimentaj diferencoj La esplorrezultoj de la solvo estas kontraŭaj al la realaj rezultoj, ĉar la mezuritaj datumoj estas la ampleksaj rezultoj de la influo de tondrapideco kaj tondtempo, kaj ne povas vere reflekti la influon de ununura variablo.
5.3.2 Lineara viskoelasta regiono
Estas konate, ke por hidroĝeloj, la stoka modulo G′ estas determinita de la malmoleco, forto kaj nombro de la efikaj molekulaj ĉenoj, kaj la perdmodulo G′′ estas determinita de la migrado, moviĝo kaj frotado de malgrandaj molekuloj kaj funkciaj grupoj. . Ĝi estas determinita de frikcia energikonsumo kiel vibrado kaj rotacio. Ekzisto-signo de la intersekco de stokado-modulo G′ kaj perdo-modulo G″ (te. tan δ = 1). La transiro de solvaĵo al ĝelo estas nomita la ĝelpunkto. La stokadmodulo G′ kaj la perdmodulo G″ estas ofte uzataj por studi la geladan konduton, la forman indicon kaj strukturajn ecojn de la ĝela retostrukturo [352]. Ili ankaŭ povas reflekti la internan strukturon evoluon kaj molekula strukturon dum la formado de la ĝela retostrukturo. interago [353].
Figuro 5-4 montras la streĉiĝajn kurbojn de HPMC/HPS kunmetaĵsolvoj kun malsamaj gradoj de hidroksipropil-anstataŭigo HPS ĉe ofteco de 1 Hz kaj streĉa gamo de 0,01% -100%. Povas esti vidite de la figuro ke en la pli malalta deformadareo (0.01-1%), ĉiuj provaĵoj krom HPMC estas G′> G″, montrante ĝelstaton. Por HPMC, G′ estas en la tuta formo La varia gamo ĉiam estas malpli ol G", indikante ke HPMC estas en solvstato. Krome, la deforma dependeco de viskoelasteco de malsamaj provaĵoj estas malsama. Por la specimeno G80, la frekvenca dependeco de viskoelasteco estas pli evidenta: kiam la deformado estas pli granda ol 0,3%, oni povas vidi ke G' iom post iom malpliiĝas, akompanata de signifa pliiĝo de G”. pliiĝo, same kiel signifa pliiĝo en sunbruno δ; kaj intersekciĝas kiam la deforma kvanto estas 1,7%, kio indikas, ke la ĝela retostrukturo de G80 estas grave difektita post kiam la deforma kvanto superas 1,7%, kaj ĝi estas en solva stato.
Fig. 5-4 Stokmodulo (G′) kaj perdmodulo (G″) kontraŭ trostreĉiĝo por HPS/HPMC miksaĵoj kun la malsama hidroipropil-anstataŭiggrado de HPS (La solidaj kaj kavaj simboloj prezentas G′ kaj G″, respektive)
Fig. 5-5 sunbruno δ kontraŭ trostreĉiĝo por HPMC/HPS miksaĵsolvo kun la malsama hidropropila anstataŭiga grado de HPS
Oni povas vidi de la figuro ke la linia viskoelasta regiono de pura HPS estas evidente malvastigita kun la malkresko de hidroksipropilanstataŭiggrado. Alivorte, ĉar la HPS-hidroksipropilgrado de anstataŭigo pliiĝas, la signifaj ŝanĝoj en la sunbruna δ-kurbo tendencas aperi en la pli alta deformada kvanto. Aparte, la linia viskoelasta regiono de G80 estas la plej mallarĝa el ĉiuj provaĵoj. Tial, la linia viskoelasta regiono de G80 estas uzata por determini
Kriterioj por determini la valoron de la deforma variablo en la sekva serio de testoj. Por la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo kun la sama kunmetaĵproporcio, la linia viskoelasta regiono ankaŭ mallarĝiĝas kun la malkresko de la hidroksipropilanstataŭiggrado de HPS, sed la ŝrumpa efiko de la hidroksipropilanstataŭiggrado sur la lineara viskoelasta regiono ne estas tiel evidenta.
5.3.3 Viskoelastaj ecoj dum hejtado kaj malvarmigo
La dinamikaj viskoelastaj propraĵoj de HPMC/HPS kunmetitaj solvaĵoj de HPS kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo estas montritaj en Figuro 5-6. Kiel povas esti vidita de la figuro, HPMC elmontras kvar stadiojn dum la hejtadprocezo: komenca altebenaĵregiono, du strukturformaj stadioj, kaj fina altebenaĵregiono. En la komenca altebenaĵstadio, G′ < G″, la valoroj de G′ kaj G″ estas malgrandaj, kaj tendencas malpliiĝi iomete kun la pliiĝo de temperaturo, montrante la oftan likvan viskoelastan konduton. La termika geliĝo de HPMC havas du apartajn stadiojn de strukturformado limigita per la intersekciĝo de G′ kaj G″ (t.e., la solv-ĝela transirpunkto, proksimume 49 °C), kio estas kongrua kun antaŭaj raportoj. Konsekvenca [160, 354]. Ĉe alta temperaturo, pro hidrofoba asocio kaj hidrofila asocio, HPMC iom post iom formas trans-retan strukturon [344, 355, 356]. En la altebenaĵregiono de la vosto, la valoroj de G′ kaj G″ estas altaj, kio indikas ke la HPMC-ĝela retostrukturo estas plene formita.
Tiuj kvar stadioj de HPMC aperas sinsekve en inversa sinsekvo kiam la temperaturo malpliiĝas. La intersekciĝo de G′ kaj G″ ŝanĝiĝas al la malalta temperaturregiono je proksimume 32 °C dum la malvarmiga stadio, kiu povas ŝuldiĝi al histerezo [208] aŭ la kondensadefiko de la ĉeno ĉe malalta temperaturo [355]. Simile al HPMC, aliaj specimenoj dum la hejtado-procezo Estas ankaŭ kvar etapoj en, kaj la reigebla fenomeno okazas dum la malvarmiga procezo. Tamen, oni povas vidi el la figuro, ke G80 kaj A939 montras simpligitan procezon sen intersekciĝo inter G' kaj G”, kaj la kurbo de G80 eĉ ne aperas. La platformareo ĉe la malantaŭo.
Por pura HPS, pli alta grado da hidroksipropilanstataŭigo povas ŝanĝi kaj la komencajn kaj finajn temperaturojn de ĝelformacio, aparte la komenca temperaturo, kiu estas 61 °C por G80, A939, kaj A1081, respektive. , 62 °C kaj 54 °C. Krome, por HPMC/HPS-provaĵoj kun la sama kunmetaĵo-proporcio, kiam la grado de anstataŭigo pliiĝas, la valoroj de G′ kaj G″ ambaŭ tendencas malpliiĝi, kio kongruas kun la rezultoj de antaŭaj studoj [357, 358]. Ĉar la grado de anstataŭigo pliiĝas, la teksturo de la ĝelo iĝas mola. Tial, la hidroksipropilado rompas la ordigitan strukturon de indiĝena amelo kaj plibonigas ĝian hidrofilecon [343].
Por la HPMC/HPS kunmetaĵprovaĵoj, kaj G′ kaj G″ malpliiĝis kun la pliiĝo de la HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado, kiu estis kongrua kun la rezultoj de pura HPS. Krome, kun la aldono de HPMC, la anstataŭiga grado havis signifan efikon sur G′ La efiko kun G” fariĝas malpli prononcita.
La viskoelastaj kurboj de ĉiuj HPMC/HPS kunmetitaj provaĵoj montris la saman tendencon, kiu egalrilatis al HPS ĉe malalta temperaturo kaj HPMC ĉe alta temperaturo. En aliaj vortoj, ĉe malalta temperaturo, HPS dominas la viskoelastajn trajtojn de la kunmetita sistemo, dum ĉe alta temperaturo HPMC determinas la viskoelastajn trajtojn de la kunmetita sistemo. Ĉi tiu rezulto estas plejparte atribuebla al HPMC. Aparte, HPS estas malvarma ĝelo, kiu ŝanĝiĝas de ĝelstato al solvstato kiam varmigita; male, HPMC estas varma ĝelo, kiu iom post iom formas ĝelon kun kreskanta temperatura retostrukturo. Por la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo, ĉe malalta temperaturo, la ĝelaj propraĵoj de la kunmetaĵsistemo estas plejparte kontribuitaj de la HPS-malvarma ĝelo, kaj ĉe alta temperaturo, ĉe varmaj temperaturoj, la geliĝo de HPMC dominas en la kunmetaĵsistemo.
Fig. 5-6 Tenadmodulo (G′), perdmodulo (G″) kaj sunbruno δ kontraŭ temperaturo por HPS/HPMC miksaĵsolvo kun la malsama hidroipropilanstataŭiggrado de HPS
La modulo de la HPMC/HPS-kompona sistemo, kiel atendite, estas inter la moduloj de pura HPMC kaj pura HPS. Krome, la kompleksa sistemo elmontras G′> G″ en la tuta temperatura skanada intervalo, kiu indikas ke kaj HPMC kaj HPS povas formi intermolekulajn hidrogenajn ligojn kun akvomolekuloj, respektive, kaj ankaŭ povas formi intermolekulajn hidrogenajn ligojn unu kun la alia. Krome, Sur la perdfaktorkurbo, ĉiuj kompleksaj sistemoj havas sunbrunan δ-pinton je proksimume 45 °C, indikante ke la kontinua faztransiro okazis en la kompleksa sistemo. Ĉi tiu faza transiro estos diskutita en la sekva 5.3.6. daŭrigi la diskuton.
5.3.4 Efiko de temperaturo sur kunmetita viskozeco
Kompreni la efikon de temperaturo sur la reologiaj trajtoj de materialoj estas grava pro la larĝa gamo de temperaturoj kiuj povas okazi dum prilaborado kaj stokado [359, 360]. En la intervalo de 5 °C - 85 °C, la efiko de temperaturo sur la kompleksa viskozeco de HPMC/HPS kunmetitaj solvoj kun malsamaj gradoj de hidroksipropila anstataŭigo HPS estas montrita en Figuro 5-7. De Figuro 5-7(a), oni povas vidi ke la kompleksa viskozeco de pura HPS malpliiĝas signife kun la pliiĝo de temperaturo; la viskozeco de pura HPMC malpliiĝas iomete de la komenca ĝis 45 °C kun la pliiĝo de temperaturo. plibonigi.
La viskozeckurboj de ĉiuj kunmetitaj provaĵoj montris similajn tendencojn kun temperaturo, unue malkreskante kun kreskanta temperaturo kaj tiam pliiĝante kun kreskanta temperaturo. Krome, la viskozeco de la kunmetitaj provaĵoj estas pli proksima al tiu de HPS ĉe malalta temperaturo kaj pli proksima al tiu de HPMC ĉe alta temperaturo. Tiu rezulto ankaŭ estas rilatita al la stranga geliĝkonduto de kaj HPMC kaj HPS. La viskozeckurbo de la kunmetita provaĵo montris rapidan transiron je 45 °C, verŝajne pro faztransiro en la HPMC/HPS kunmetita sistemo. Tamen, indas noti, ke la viskozeco de la G80/HPMC 5:5 kunmetita specimeno ĉe alta temperaturo estas pli alta ol tiu de pura HPMC, kio estas ĉefe pro la pli alta interna viskozeco de G80 ĉe alta temperaturo [361]. Sub la sama kunmetaĵproporcio, la kunmetaĵviskozeco de la kunmetaĵsistemo malpliiĝas kun la pliiĝo de la HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado. Tial, la enkonduko de hidroksipropilgrupoj en amelomolekulojn povas kaŭzi la rompadon de intramolekulaj hidrogenaj ligoj en amelomolekuloj.
Fig. 5-7 Kompleksa viskozeco kontraŭ temperaturo por HPS/HPMC miksaĵoj kun la malsama hidroipropilanstataŭiggrado de HPS
La efiko de temperaturo sur la kompleksa viskozeco de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo konformas al la Arrhenius-rilato ene de certa temperaturo, kaj la kompleksa viskozeco havas eksponenta rilaton kun temperaturo. La Arrhenius-ekvacio estas kiel sekvas:
Inter ili, η* estas la kompleksa viskozeco, Pa s;
A estas konstanto, Pa s;
T estas la absoluta temperaturo, K;
R estas la gaskonstanto, 8,3144 J·mol–1·K–1;
E estas la aktiviga energio, J·mol–1.
Agordita laŭ formulo (5-3), la viskozec-temperatura kurbo de la kunmetita sistemo povas esti dividita en du partojn laŭ la sunbruna δ-pinto je 45 °C; la kunmetaĵa sistemo je 5 °C – 45 °C kaj 45 °C – 85 ° La valoroj de aktiviga energio E kaj konstanto A akirita per alĝustigo en la gamo de C estas montritaj en Tabelo 5-3. La kalkulitaj valoroj de la aktiviga energio E estas inter −174 kJ·mol−1 kaj 124 kJ·mol−1, kaj la valoroj de la konstanto A estas inter 6.24×10−11 Pa·s kaj 1.99×1028 Pa·s. Ene de la taŭga gamo, la konvenitaj korelaciaj koeficientoj estis pli altaj (R2 = 0.9071 -0.9892) krom la specimeno G80/HPMC. La G80/HPMC-provaĵo havas pli malaltan korelacian koeficienton (R2= 0.4435) en la temperaturintervalo de 45 °C - 85 °C, kiu povas ŝuldiĝi al la esence pli alta malmoleco de G80 kaj ĝia pli rapida pezo kompare kun alia HPS-Kristaligo-indico [ 362]. Ĉi tiu posedaĵo de G80 igas ĝin pli verŝajna formi ne-homogenajn kunmetaĵojn kiam kunmetita kun HPMC.
En la temperaturintervalo de 5 °C - 45 °C, la E-valoro de la HPMC/HPS kunmetaĵprovaĵo estas iomete pli malalta ol tiu de pura HPS, kiu povas ŝuldiĝi al la interagado inter HPS kaj HPMC. Redukti la temperaturdependecon de viskozeco. La E-valoro de pura HPMC estas pli alta ol tiu de la aliaj provaĵoj. La aktivigaj energioj por ĉiuj amelo-enhavantaj provaĵoj estis malaltaj pozitivaj valoroj, indikante ke ĉe pli malaltaj temperaturoj, la malkresko en viskozeco kun temperaturo estis malpli okulfrapa kaj la formuliĝoj elmontris amelo-similan teksturon.
Tabelo 5-3 Arrhenius-ekvaciaj parametroj (E: aktiviga energio; A: konstanto; R 2: determinkoeficiento) de Ekvacio (1) por la HPS/HPMC miksaĵoj kun malsamaj gradoj da hidroksipropiligo de HPS
Tamen, en la pli alta temperaturintervalo de 45 °C - 85 °C, la E-valoro ŝanĝiĝis kvalite inter puraj HPS kaj HPMC/HPS kunmetitaj provaĵoj, kaj la E-valoro de puraj HPSoj estis 45.6 kJ·mol−1 - En la intervalo de 124 kJ·mol−1, la E-valoroj de la kompleksoj estas en la intervalo de -3.77 kJ·mol−1– -72.2 kJ·mol−1 . Tiu ŝanĝo montras la fortan efikon de HPMC al la aktivigenergio de la kompleksa sistemo, ĉar la E-valoro de pura HPMC estas —174 kJ mol−1. La E-valoroj de pura HPMC kaj la kunmetita sistemo estas negativaj, kio indikas ke ĉe pli altaj temperaturoj, la viskozeco pliiĝas kun kreskanta temperaturo, kaj la kunmetaĵo elmontras HPMC-similan kondutteksturon.
La efikoj de HPMC kaj HPS sur la kompleksa viskozeco de HPMC/HPS kunmetaĵsistemoj ĉe alta temperaturo kaj malalta temperaturo estas kongruaj kun la diskutitaj viskoelastaj trajtoj.
5.3.5 Dinamikaj mekanikaj ecoj
Figuroj 5-8 montras la frekvencbalaadkurbojn je 5 °C de HPMC/HPS kunmetaĵsolvoj de HPS kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo. Povas esti vidite de la figuro ke pura HPS elmontras tipan solid-similan konduton (G′> G″), dum HPMC estas likv-simila konduto (G′ < G″). Ĉiuj HPMC/HPS formuliĝoj elmontris solid-similan konduton. Por la plej multaj el la provaĵoj, kaj G′ kaj G″ pliiĝas kun kreskanta frekvenco, indikante ke la solid-simila konduto de la materialo estas forta.
Puraj HPMCoj elmontras klaran frekvencdependecon kiu malfacilas vidi en puraj HPS-provaĵoj. Kiel atendite, la kompleksa sistemo HPMC/HPS elmontris certan gradon da frekvenca dependeco. Por ĉiuj HPS-enhavantaj provaĵoj, n′ estas ĉiam pli malalta ol n″, kaj G″ elmontras pli fortan frekvencdependecon ol G′, indikante ke tiuj specimenoj estas pli elastaj ol viskozaj [352, 359, 363]. Tial, la agado de la kunmetitaj specimenoj estas ĉefe determinita de HPS, kio estas ĉefe ĉar HPMC prezentas pli malaltan viskozecan solvstaton ĉe malalta temperaturo.
Tablo 5-4 n′, n″, G0′ kaj G0″ por HPS/HPMC kun malsama hidropropila anstataŭiga grado de HPS je 5 °C kiel determinite de Ekvacioj. (5-1) kaj (5-2)
Fig. 5-8 Stokmodulo (G′) kaj perdmodulo (G″) kontraŭ frekvenco por HPS/HPMC miksaĵoj kun la malsama hidroipropilanstataŭiggrado de HPS je 5 °C
Puraj HPMCoj elmontras klaran frekvencdependecon kiu malfacilas vidi en puraj HPS-provaĵoj. Kiel atendite por la HPMC/HPS-komplekso, la ligandsistemo elmontris certan gradon da frekvencdependeco. Por ĉiuj HPS-enhavantaj provaĵoj, n′ estas ĉiam pli malalta ol n″, kaj G″ elmontras pli fortan frekvencdependecon ol G′, indikante ke tiuj specimenoj estas pli elastaj ol viskozaj [352, 359, 363]. Tial, la agado de la kunmetitaj specimenoj estas ĉefe determinita de HPS, kio estas ĉefe ĉar HPMC prezentas pli malaltan viskozecan solvstaton ĉe malalta temperaturo.
Figuroj 5-9 montras la frekvencbalaadkurbojn de HPMC/HPS kunmetitaj solvoj de HPS kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo je 85 °C. Kiel povas esti vidita de la figuro, ĉiuj aliaj HPS-provaĵoj krom A1081 elmontris tipan solid-similan konduton. Por A1081, la valoroj de G' kaj G" estas tre proksimaj, kaj G' estas iomete pli malgranda ol G", kio indikas ke A1081 kondutas kiel fluido.
Ĉi tio povas esti ĉar A1081 estas malvarma ĝelo kaj spertas ĝel-al-solvotransiron ĉe alta temperaturo. Aliflanke, por specimenoj kun la sama kunmetaĵproporcio, la valoroj de n′, n″, G0′ kaj G0″ (Tabelo 5-5) ĉiuj malpliiĝis kun la pliiĝo de hidroksipropilanstataŭiggrado, indikante ke hidroksipropilado malpliigis la solidan- kiel konduto de amelo ĉe alta temperaturo (85 °C). Aparte, la n′ kaj n″ de G80 estas proksimaj al 0, montrante fortan solid-similan konduton; en kontrasto, la n′ kaj n″ valoroj de A1081 estas proksimaj al 1, montrante fortan fluidan konduton. Tiuj n' kaj n” valoroj estas kongruaj kun la datenoj por G' kaj G”. Krome, kiel videblas el Figuroj 5-9, la grado de hidroksipropila anstataŭigo povas signife plibonigi la frekvencan dependecon de HPS ĉe alta temperaturo.
Fig. 5-9 Stokadomodulo (G′) kaj perdmodulo (G″) kontraŭ frekvenco por HPS/HPMC miksaĵoj kun la malsama hidroipropilanstataŭiggrado de HPS je 85 °C
Figuroj 5-9 montras ke HPMC elmontras tipan solid-similan konduton (G′> G″) je 85 °C, kiu estas plejparte atribuita al siaj termoĝelaj trajtoj. Krome, la G′ kaj G″ de HPMC varias laŭ frekvenco. La pliiĝo ne multe ŝanĝiĝis, indikante, ke ĝi ne havas klaran frekvencan dependecon.
Por la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo, la valoroj de n′ kaj n″ estas ambaŭ proksimaj al 0, kaj G0′ estas signife pli alta ol G0 (Tablo″ 5-5), konfirmante ĝian solid-similan konduton. Aliflanke, pli alta hidroksipropilanstataŭigo povas ŝanĝi HPS de solid-simila ĝis likv-simila konduto, fenomeno kiu ne okazas en la kunmetitaj solvaĵoj. Krome, por la kunmetita sistemo aldonita kun HPMC, kun la pliiĝo de frekvenco, kaj G' kaj G” restis relative stabilaj, kaj la valoroj de n' kaj n” estis proksimaj al tiuj de HPMC. Ĉiuj ĉi tiuj rezultoj indikas ke HPMC regas la viskoelastikecon de la kunmetita sistemo ĉe alta temperaturo de 85 °C.
Tablo 5-5 n′, n″, G0′ kaj G0″ por HPS/HPMC kun malsama hidropropilanstataŭigo de HPS je 85 °C kiel determinite de Ekvacioj. (5-1) kaj (5-2)
5.3.6 Morfologio de HPMC/HPS-kompona sistemo
La faztransiro de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo estis studita per joda makulanta optika mikroskopo. La HPMC/HPS kunmetaĵsistemo kun kunmetaĵproporcio de 5:5 estis testita je 25 °C, 45 °C kaj 85 °C. La makulitaj lummikroskopaj bildoj malsupre estas montritaj en Figuroj 5-10. Oni povas vidi de la figuro ke post tinkturfarado kun jodo, la HPS-fazo estas tinkturfarbita en pli malhelan koloron, kaj la HPMC-fazo montras pli helan koloron ĉar ĝi ne povas esti tinkturfarbita per jodo. Tial, la du fazoj de HPMC/HPS povas esti estas klare distingitaj. Ĉe pli altaj temperaturoj, la areo de malhelaj regionoj (HPS-fazo) pliiĝas kaj la areo de helaj regionoj (HPMC-fazo) malpliiĝas. Aparte, je 25 °C, HPMC (hela koloro) estas la kontinua fazo en la HPMC/HPS-kompona sistemo, kaj la malgranda sfera HPS-fazo (malhela koloro) estas disigita en la HPMC-kontinua fazo. En kontrasto, je 85 °C, HPMC iĝis tre malgranda kaj neregule forma disigita fazo disigita en la HPS kontinua fazo.
Fig. 5-8 Morfologioj de tinkturfarbitaj 1:1 HPMC/HPS miksaĵoj je 25 °C, 45 °C kaj 85 °C
Kun la pliiĝo de temperaturo, devus ekzisti transirpunkto de la fazmorfologio de la kontinua fazo de HPMC ĝis HPS en la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo. En teorio, ĝi devus okazi kiam la viskozeco de HPMC kaj HPS estas la sama aŭ tre simila. Kiel videblas el la mikrografioj de 45 °C en la figuroj 5-10, la tipa "mar-insula" fazdiagramo ne aperas, sed ko-kontinua fazo estas observita. Ĉi tiu observado ankaŭ konfirmas la fakton ke faztransiro de la kontinua fazo eble okazis ĉe la sunbruna δ-pinto en la disipa faktoro-temperatura kurbo diskutita en 5.3.3.
Povas ankaŭ esti vidite de la figuro ke ĉe malalta temperaturo (25 °C), kelkaj partoj de la malhela HPS disigita fazo montras certan gradon da brila koloro, kio povas esti ĉar parto de la HPMC-fazo ekzistas en la HPS-fazo en la figuro. formo de disigita fazo. mezo. Hazarde, ĉe alta temperaturo (85 °C), kelkaj malgrandaj malhelaj partikloj estas distribuitaj en la hele-kolora HPMC disigita fazo, kaj tiuj malgrandaj malhelaj partikloj estas la kontinua fazo HPS. Tiuj observaĵoj indikas ke certa grado da mezofazo ekzistas en la HPMC-HPS kunmetaĵsistemo, tiel ankaŭ indikante ke HPMC havas certan kongruecon kun HPS.
5.3.7 Skema diagramo de faztransiro de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo
Surbaze de la klasika reologia konduto de polimersolvoj kaj kunmetitaj ĝelpunktoj [216, 232] kaj la komparo kun la kompleksoj diskutitaj en la papero, principmodelo por la struktura transformo de HPMC/HPS-kompleksoj kun temperaturo estas proponita, kiel montrite en Fig. 5-11.
Fig. 5-11 Skemaj strukturoj de la sol-ĝela transiro de HPMC (a); HPS (b); kaj HPMC/HPS (c)
La ĝela konduto de HPMC kaj ĝia rilata solvo-ĝela transirmekanismo estis multe studitaj [159, 160, 207, 208]. Unu el la vaste akceptitaj estas ke la HPMC-ĉenoj ekzistas en solvo en la formo de agregitaj pakaĵoj. Tiuj aretoj estas interligitaj envolvante kelkajn neanstataŭigitajn aŭ ŝpareme solveblajn celulozostrukturojn, kaj estas ligitaj al dense anstataŭigitaj regionoj per hidrofoba agregado de metilgrupoj kaj hidroksilgrupoj. Ĉe malalta temperaturo, akvomolekuloj formas kaĝ-similajn strukturojn ekster metilhidrofobaj grupoj kaj akvoŝelstrukturoj ekster hidrofilaj grupoj kiel ekzemple hidroksilgrupoj, malhelpante HPMC formado de interĉenaj hidrogenaj ligoj ĉe malaltaj temperaturoj. Ĉar la temperaturo pliiĝas, HPMC sorbas energion kaj tiuj akvokaĝo kaj akvoŝelstrukturoj estas rompitaj, kio estas la kinetiko de la solvĝela transiro. La rompo de la akvokaĝo kaj akvoŝelo eksponas la metil- kaj hidroksipropilgrupojn al la akva medio, rezultigante signifan pliiĝon en libera volumeno. Je pli alta temperaturo, pro la hidrofoba asocio de hidrofobaj grupoj kaj la hidrofila asocio de hidrofilaj grupoj, la tridimensia retostrukturo de la ĝelo estas finfine formita, kiel montrite en Figuro 5-11(a).
Post amelgelatinigo, amilozo dissolviĝas de amelograjnetoj por formi kavan ununuran helikforman strukturon, kiu estas ade bobenita kaj finfine prezentas staton de hazardaj bobenoj. Tiu unu-helica strukturo formas hidrofoban kavon interne kaj hidrofilan surfacon ekstere. Tiu ĉi densa strukturo de amelo dotas ĝin per pli bona stabileco [230-232]. Tial, HPS ekzistas en la formo de variaj hazardaj bobenoj kun kelkaj etenditaj helikformaj segmentoj en akva solvaĵo ĉe alta temperaturo. Ĉar la temperaturo malpliiĝas, la hidrogenaj ligoj inter HPS kaj akvomolekuloj estas rompitaj kaj ligita akvo estas perdita. Fine, tridimensia retostrukturo formiĝas pro la formado de hidrogenaj ligoj inter molekulaj ĉenoj, kaj ĝelo formiĝas, kiel montrite en Figuro 5-11(b).
Kutime, kiam du komponentoj kun tre malsamaj viskozecoj estas kunmetitaj, la alta viskozeca komponento tendencas formi disigitan fazon kaj estas disigita en la kontinua fazo de la malalta viskozeca komponento. Ĉe malaltaj temperaturoj, la viskozeco de HPMC estas signife pli malalta ol tiu de HPS. Tial, HPMC formas kontinuan fazon ĉirkaŭantan la alt-viskozecan HPS-ĝelfazon. Ĉe la randoj de la du fazoj, la hidroksilgrupoj sur la HPMC-ĉenoj perdas parton de la ligita akvo kaj formas intermolekulajn hidrogenajn ligojn kun la HPS-molekulaj ĉenoj. Dum la hejtprocezo, la HPS molekulaj ĉenoj moviĝis pro absorbado de sufiĉe da energio kaj formis hidrogenajn ligojn kun akvomolekuloj, rezultigante la rompon de la ĝela strukturo. Samtempe, la akvokaĝa strukturo kaj akvoŝela strukturo sur la HPMC-ĉeno estis detruitaj kaj iom post iom rompitaj por elmontri hidrofilajn grupojn kaj hidrofobiajn aretojn. Ĉe alta temperaturo, HPMC formas ĝelan retostrukturon pro intermolekulaj hidrogenaj ligoj kaj hidrofoba asocio, kaj tiel iĝas alt-viskozeca disigita fazo disigita en la HPS kontinua fazo de hazardaj bobenoj, kiel montrite en Figuro 5-11 (c). Tial, HPS kaj HPMC dominis la reologiajn trajtojn, ĝelpropraĵojn kaj fazmorfologion de la kunmetitaj ĝeloj ĉe malaltaj kaj altaj temperaturoj, respektive.
La enkonduko de hidroksipropilgrupoj en amelo-molekulojn rompas ĝian internan ordonitan intramolekulan hidrogenan ligan strukturon, tiel ke la gelatinigitaj amilozaj molekuloj estas en ŝvelinta kaj streĉita stato, kio pliigas la efikan hidratan volumon de la molekuloj kaj malhelpas la tendencon de amelo-molekuloj hazarde impliki. en akva solvaĵo [362]. Tial, la dikaj kaj hidrofilaj propraĵoj de hidroksipropilo malfaciligas la rekombinigon de amilozaj molekulaj ĉenoj kaj la formadon de krucligaj regionoj [233]. Tial, kun la malkresko de temperaturo, kompare kun indiĝena amelo, HPS tendencas formi pli lozan kaj pli molan ĝelan retstrukturon.
Kun la pliiĝo de la hidroksipropilanstataŭiga grado, ekzistas pli etenditaj helikformaj fragmentoj en la HPS-solvo, kiuj povas formi pli intermolekulajn hidrogenajn ligojn kun la HPMC-molekula ĉeno ĉe la limo de la du fazoj, tiel formante pli unuforman strukturon. Krome, hidroksipropilado reduktas la viskozecon de la amelo, kiu reduktas la viskozecdiferencon inter HPMC kaj HPS en la formuliĝo. Tial, la faza transirpunkto en HPMC/HPS kompleksa sistemo ŝanĝiĝas al malalta temperaturo kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropil-anstataŭiggrado. Ĉi tio povas esti konfirmita per la subita ŝanĝo en viskozeco kun temperaturo de la rekonstruitaj provaĵoj en 5.3.4.
5.4 Ĉapitro Resumo
En ĉi tiu ĉapitro, HPMC/HPS-kunmetitaj solvoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggradoj estis preparitaj, kaj la efiko de HPS-hidroksipropil-anstataŭiggrado sur la reologiaj ecoj kaj ĝelaj propraĵoj de la HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kunmetaĵsistemo estis esplorita per reometro. La faza distribuado de HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kompona sistemo estis studita per joda makulanta optika mikroskopa analizo. La ĉefaj trovoj estas kiel sekvas:
- Ĉe ĉambra temperaturo, la viskozeco kaj tondmaldikiĝo de HPMC/HPS kunmetaĵsolvo malpliiĝis kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado. Ĉi tio estas ĉefe ĉar la enkonduko de hidroksipropilgrupo en la amelomolekulon detruas ĝian intramolekulan hidrogenan ligan strukturon kaj plibonigas la hidrofilecon de amelo.
- Ĉe ĉambra temperaturo, la nul-tondviskozeco h0, fluindekso n, kaj viskozeckoeficiento K de HPMC/HPS kunmetaĵsolvoj estas trafitaj per kaj HPMC kaj hidroksipropilation. Kun la pliiĝo de HPMC-enhavo, la nula tondviskozeco h0 malpliiĝas, la fluindekso n pliiĝas, kaj la viskozeckoeficiento K malpliiĝas; la nula tondviskozeco h0, fluindekso n kaj viskozeckoeficiento K de pura HPS ĉiuj pliiĝas kun la hidroksilo Kun la pliiĝo de la grado de propilanstataŭigo, ĝi iĝas pli malgranda; sed por la kunmetaĵsistemo, la nula tondviskozeco h0 malpliiĝas kun la pliiĝo de la grado de anstataŭigo, dum la fluindekso n kaj la viskozeckonstanto K pliiĝas kun la pliiĝo de la grado de anstataŭigo.
- La tonda metodo kun antaŭ-tondado kaj la tri-etapa tiksotropio povas pli precize reflekti la viskozecon, fluajn trajtojn kaj tiksotropion de la kunmetita solvaĵo.
- La linia viskoelasta regiono de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo mallarĝiĝas kun la malkresko de la hidroksipropilanstataŭiggrado de HPS.
- En ĉi tiu malvarma-varma ĝela kunmetaĵsistemo, HPMC kaj HPS povas formi kontinuajn fazojn ĉe malaltaj kaj altaj temperaturoj, respektive. Ĉi tiu faza strukturŝanĝo povas signife influi la kompleksan viskozecon, viskoelastajn trajtojn, frekvencdependecon kaj ĝelpropraĵojn de la kompleksa ĝelo.
- Kiel disigitaj fazoj, HPMC kaj HPS povas determini la reologiajn trajtojn kaj ĝelpropraĵojn de HPMC/HPS kunmetaĵsistemoj ĉe altaj kaj malaltaj temperaturoj, respektive. La viskoelastaj kurboj de la HPMC/HPS kunmetitaj provaĵoj estis kongruaj kun HPS ĉe malalta temperaturo kaj HPMC ĉe alta temperaturo.
- La malsama grado da kemia modifo de amelostrukturo ankaŭ havis signifan efikon al la ĝelaj trajtoj. La rezultoj montras ke la kompleksa viskozeco, stokadmodulo, kaj perdmodulo ĉiuj malpliiĝas kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropil-anstataŭiggrado. Tial, hidroksipropiligo de indiĝena amelo povas interrompi ĝian ordigitan strukturon kaj pliigi la hidrofilecon de amelo, rezultigante molan ĝelan teksturon.
- Hidroksipropiligo povas redukti la solid-similan konduton de amelosolvoj ĉe malalta temperaturo kaj la likv-similan konduton ĉe alta temperaturo. Ĉe malalta temperaturo, la valoroj de n′ kaj n″ iĝis pli grandaj kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropil-anstataŭiggrado; ĉe alta temperaturo, n′ kaj n″ valoroj iĝis pli malgrandaj kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado.
- La rilato inter la mikrostrukturo, reologiaj trajtoj kaj ĝelaj trajtoj de HPMC/HPS-kompona sistemo estis establita. Kaj la subita ŝanĝo en la viskozeckurbo de la kunmetita sistemo kaj la sunbruna δ-pinto en la perdfaktorkurbo aperas je 45 °C, kio estas kongrua kun la ko-kontinua fazfenomeno observita en la mikrografo (je 45 °C).
En resumo, la HPMC/HPS malvarma-varma ĝela kunmetaĵsistemo elmontras specialan temperatur-kontrolitan fazmorfologion kaj trajtojn. Per diversaj kemiaj modifoj de amelo kaj celulozo, la HPMC/HPS malvarma kaj varma ĝela kunmetita sistemo povas esti uzata por la disvolviĝo kaj apliko de altvaloraj inteligentaj materialoj.
Ĉapitro 6 Efikoj de HPS-Anstataŭiga Grado sur Propraĵoj kaj Sistemo-Kongruo de HPMC/HPS Komponitaj Membranoj
Oni povas vidi el Ĉapitro 5, ke la ŝanĝo de la kemia strukturo de la komponantoj en la kunmetita sistemo determinas la diferencon en la reologiaj ecoj, ĝelaj propraĵoj kaj aliaj prilaboraj propraĵoj de la kunmetita sistemo. Ĝenerale agado havas gravan efikon.
Ĉi tiu ĉapitro temigas la influon de la kemia strukturo de la komponentoj sur la mikrostrukturo kaj makroskopaj trajtoj de la HPMC/HPS-komponita membrano. Kombinite kun la influo de Ĉapitro 5 sur la reologiaj ecoj de la kompona sistemo, la reologiaj ecoj de la HPMC/HPS-kompozita sistemo estas establitaj-rilato inter filmaj propraĵoj.
6.1 Materialoj kaj Ekipaĵo
6.1.1 Ĉefaj eksperimentaj materialoj
6.1.2 Ĉefaj instrumentoj kaj ekipaĵoj
6.2 Eksperimenta metodo
6.2.1 Preparado de HPMC/HPS-sintezaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggradoj
La totala koncentriĝo de la kunmetaĵsolvo estas 8% (w/w), la HPMC/HPS-kunmetaĵproporcio estas 10:0, 5:5, 0:10, la plastificante estas 2.4% (w/w) polietilenglikolo, La manĝebla. sinteza filmo de HPMC/HPS estis preparita per gisadmetodo. Por la specifa preparmetodo, vidu 3.2.1.
6.2.2 Mikrodomajna strukturo de HPMC/HPS-sintezaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropilanstataŭiggradoj
6.2.2.1 La principo de mikrostruktura analizo de sinkrotrona radiado eta angula Rentgenfota disvastigo
Small Angel X-ray Scattering (SAXS) rilatas al la disvastigfenomeno kaŭzita de la Rentgenfota radio surradianta la provaĵon sub testo ene de malgranda angulo proksime al la Rentgenfota trabo. Surbaze de la nanoskala elektrona denseca diferenco inter la disĵetanto kaj la ĉirkaŭa medio, malgrand-angula Rentgenfota disvastigo estas ofte uzata en la studo de solidaj, koloidaj, kaj likvaj polimermaterialoj en la nanoskala gamo. Kompare kun larĝangula Rentgenfota difraktoteknologio, SAXS povas akiri strukturajn informojn sur pli granda skalo, kiu povas esti uzata por analizi la formigon de polimeraj molekulaj ĉenoj, longperiodaj strukturoj, kaj la fazstrukturo kaj faza distribuo de polimeraj kompleksaj sistemoj. . Sinkrotrona X-radia lumfonto estas nova speco de alt-efikeca lumfonto, kiu havas la avantaĝojn de alta pureco, alta polusiĝo, mallarĝa pulso, alta brileco kaj alta kolimacio, do ĝi povas akiri la nanoskalajn strukturajn informojn de materialoj pli rapide. kaj precize. Analizi la SAXS-spektron de la mezurita substanco povas kvalite akiri la unuformecon de elektrona nuba denseco, la unuformecon de unufaza elektrona nuba denseco (pozitiva devio de Porod aŭ la teoremo de Debye), kaj la klareco de dufaza interfaco (negativa devio de Porod). aŭ teoremo de Debye). ), disvastiga memsimileco (ĉu ĝi havas fraktalajn trajtojn), disvastigan disvastigon (monodisperson aŭ polidisperson determinitan de Guinier) kaj aliajn informojn, kaj la disvastigan fraktalan dimensio, turnradiason kaj mezan tavolon de ripetantaj unuoj ankaŭ povas esti kvante akiritaj. Dikeco, averaĝa grandeco, disvastiga volumfrakcio, specifa surfacareo kaj aliaj parametroj.
6.2.2.2 Testmetodo
En la Aŭstralia Sinkrotrona Radiado-Centro (Clayton, Viktorio, Aŭstralio), la progresinta triageneracia sinkrotrona radiadfonto de la monda (fluo 1013 fotonoj/s, ondolongo 1.47 Å) estis utiligita por determini la mikro-domajnan strukturon kaj aliajn rilatajn informojn de la kunmetaĵo. filmo. La dudimensia disvastiga ŝablono de la prova specimeno estis kolektita per la Pilatus 1M-detektilo (169 × 172 μm areo, 172 × 172 μm piksela grandeco), kaj la mezurita specimeno estis en la intervalo de 0.015 < q < 0.15 Å−1 ( q estas la disvastigvektoro) La interna unudimensia malgrand-angula Rentgenfota disvastigkurbo estas akirita de la dudimensia disvastigo per programaro ScatterBrain, kaj la disvastigvektoro q kaj la disvastigangulo 2 estas konvertitaj per la formulo i / , kie estas la ondolongo de Rentgenfota. Ĉiuj datumoj estis antaŭnormaligitaj antaŭ datuma analizo.
6.2.3 Termogravimetra analizo de HPMC/HPS-sintezaj membranoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo
6.2.3.1 Principo de termogravimetra analizo
Same kiel 3.2.5.1
6.2.3.2 Testmetodo
Vidu 3.2.5.2
6.2.4 Streĉaj propraĵoj de HPMC/HPS kunmetitaj filmoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo
6.2.4.1 Principo de analizo de streĉa proprieto
Same kiel 3.2.6.1
6.2.4.2 Testmetodo
Vidu 3.2.6.2
Uzante ISO37-normon, ĝi estas tranĉita en dumbbell-formajn splineojn, kun totala longo de 35mm, distanco inter la marklinioj de 12mm, kaj larĝo de 2mm. Ĉiuj testaj specimenoj estis ekvilibrigitaj je 75% humido dum pli ol 3 d.
6.2.5 Oksigenpermeablo de HPMC/HPS-sintezaj membranoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo
6.2.5.1 Principo de analizo de oksigena permeablo
Same kiel 3.2.7.1
6.2.5.2 Testmetodo
Vidu 3.2.7.2
6.3 Rezultoj kaj Diskuto
6.3.1 Kristalstruktura analizo de HPMC/HPS kunmetitaj filmoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo
Figuro 6-1 montras la malgrand-angulajn X-radiajn disvastigspektrojn de HPMC/HPS-kunmetitaj filmoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropil-anstataŭigo. Oni povas vidi el la figuro ke en la relative grandskala intervalo de q > 0,3 Å (2θ > 40), evidentaj karakterizaj pintoj aperas en ĉiuj membranprovaĵoj. De la Rentgenfota disvastigpadrono de la pura komponentfilmo (Fig. 6-1a), pura HPMC havas fortan Rentgenradian disvastigan karakterizan pinton je 0.569 Å, indikante ke HPMC havas Rentgenradian disvastigpinton en la larĝa angulo. regiono de 7,70 (2θ > 50). Kristalaj karakterizaj pintoj, indikante ke HPMC havas certan kristalan strukturon ĉi tie. Kaj puraj A939 kaj A1081 amelofilmprovaĵoj elmontris klaran Rentgenfotan disvastigpinton ĉe 0.397 Å, indikante ke HPS havas kristalan karakterizan pinton en la larĝangula regiono de 5.30, kiu egalrilatas al la B-speca kristala pinto de amelo. Oni povas klare vidi el la figuro, ke A939 kun malalta hidroksipropil-anstataŭigo havas pli grandan pintareon ol A1081 kun alta anstataŭigo. Ĉi tio estas ĉefe ĉar la enkonduko de hidroksipropil-grupo en la amelon molekulan ĉenon rompas la originan ordigitan strukturon de amelo-molekuloj, pliigas la malfacilecon de rearanĝo kaj krucligo inter amelaj molekulaj ĉenoj kaj reduktas la gradon de amelo-rekristaliĝo. Kun la pliiĝo de la anstataŭiga grado de hidroksipropilgrupo, la inhibicia efiko de hidroksipropilgrupo sur amelo-rekristaliĝo estas pli evidenta.
Oni povas vidi de la malgrand-angulaj Rentgenfotaj disvastigspektroj de la kunmetitaj provaĵoj (Fig. 6-1b) ke la HPMC-HPS-kunmetitaj filmoj ĉiuj montris evidentajn karakterizajn pintojn je 0.569 Å kaj 0.397 Å, egalrilatante al la 7.70 HPMC-kristalo. karakterizaj pintoj, respektive. La pinta areo de HPS-kristaliĝo de HPMC/A939 kunmetaĵfilmo estas signife pli granda ol tiu de HPMC/A1081 kunmetaĵfilmo. La rearanĝo estas subpremita, kio estas kongrua kun la vario de la HPS-kristaliga pintareo kun la grado da hidroksipropilanstataŭigo en puraj komponentfilmoj. La kristala pintareo egalrilatanta al HPMC ĉe 7.70 por la kunmetitaj membranoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo ne multe ŝanĝiĝis. Kompare kun la spektro de puraj komponentspecimenoj (Fig. 5-1a), la areoj de HPMC-kristaliĝpintoj kaj HPS-kristaliĝpintoj de la kunmetitaj specimenoj malpliiĝis, kio indikis, ke per la kombinaĵo de la du, kaj HPMC kaj HPS povus esti efikaj por la alia grupo. La rekristaliĝo-fenomeno de la filma apartiga materialo ludas certan inhibician rolon.
Fig. 6-1 SAXS-spektroj de HPMC/HPS miksaĵfilmoj kun diversa hidroksipropilanstataŭiggrado de HPS
En konkludo, la pliiĝo de HPS-hidroksipropil-anstataŭiga grado kaj la kunmetado de la du komponantoj povas malhelpi la rekristaligan fenomenon de HPMC/HPS kunmetita membrano certagrade. La pliiĝo de la hidroksipropila anstataŭiga grado de HPS ĉefe malhelpis la rekristaliĝon de HPS en la kunmetita membrano, dum la dukompona komponaĵo ludis certan inhibician rolon en la rekristaliĝo de HPS kaj HPMC en la kunmetita membrano.
6.3.2 Mem-simila fraktastrukturanalizo de HPMC/HPS-sintezaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggradoj
La meza ĉenlongo (R) de polisakaridaj molekuloj kiel amelomolekuloj kaj celulozomolekuloj estas en la intervalo de 1000-1500 nm, kaj q estas en la intervalo de 0,01-0,1 Å-1, kun qR >> 1. Laŭ la Porodformulo, la polisakaridaj filmspecimenoj povas esti viditaj La rilato inter la malgrand-angula Rentgenfota disvastigintenso kaj la disvastigangulo estas:
Inter ĉi tio, I(q) estas la malgrand-angula Rentgenfota disvastigintenso;
q estas la disvastigangulo;
α estas la Porod-deklivo.
La Porod-deklivo α estas rilata al la frakta strukturo. Se α < 3, ĝi indikas ke la materiala strukturo estas relative loza, la surfaco de la disvastigilo estas glata, kaj ĝi estas masfraktalo, kaj ĝia frakta dimensio D = α; se 3 < α <4, ĝi indikas ke la materiala strukturo estas densa kaj la disvastiganto estas la surfaco estas malglata, kiu estas surfaca fraktalo, kaj ĝia frakta dimensio D = 6 – α.
Figuro 6-2 montras la lnI(q)-lnq-intrigojn de HPMC/HPS kunmetitaj membranoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo. Oni povas vidi el la figuro ke ĉiuj provaĵoj prezentas mem-similan fraktalan strukturon ene de certa intervalo, kaj la Porod-deklivo α estas malpli ol 3, indikante ke la kunmetaĵa filmo prezentas amasfraktalon, kaj la surfaco de la kunmetaĵo estas relative. glata. La masaj fraktalaj dimensioj de HPMC/HPS kunmetitaj membranoj kun malsamaj gradoj de HPS-hidroksipropil-anstataŭigo estas montritaj en Tabelo 6-1.
Tabelo 6-1 montras la fraktalan dimension de HPMC/HPS kunmetitaj membranoj kun malsamaj gradoj de HPS-hidroksipropil-anstataŭigo. Oni povas vidi de la tabelo, ke por puraj HPS-provaĵoj, la frakta dimensio de A939 anstataŭigita per malalta hidroksipropilo estas multe pli alta ol tiu de A1081 anstataŭigita per alta hidroksipropilo, kio indikas, ke kun la pliiĝo de la grado de hidroksipropila anstataŭigo, en la membrano. La denseco de la mem-simila strukturo estas signife reduktita. Tio estas ĉar la enkonduko de hidroksipropilgrupoj sur la amelo molekula ĉeno signife malhelpas la reciprokan ligadon de HPS-segmentoj, rezultigante malkreskon en la denseco de la mem-simila strukturo en la filmo. Hidrofilaj hidroksipropilgrupoj povas formi intermolekulajn hidrogenajn ligojn kun akvomolekuloj, reduktante la interagadon inter molekulaj segmentoj; pli grandaj hidroksipropilgrupoj limigas la rekombinigon kaj krucligon inter amelo molekulaj segmentoj, do kun la kreskanta grado da hidroksipropilanstataŭigo, HPS formas pli lozan mem-similan strukturon.
Por la HPMC/A939 kunmetaĵsistemo, la frakta dimensio de HPS estas pli alta ol tiu de HPMC, kio estas ĉar la amelo rekristaliĝas, kaj pli ordigita strukturo estas formita inter la molekulaj ĉenoj, kiu kondukas al la mem-simila strukturo en la membrano. . Alta denseco. La frakta dimensio de la kunmetita specimeno estas pli malalta ol tiu de la du puraj komponentoj, ĉar per kunmetado, la reciproka ligado de la molekulaj segmentoj de la du komponentoj estas malhelpita unu de la alia, rezultigante la densecon de mem-similaj strukturoj malpliiĝas. En kontrasto, en la HPMC/A1081 kunmetaĵsistemo, la fraktala dimensio de HPS estas multe pli malalta ol tiu de HPMC. Ĉi tio estas ĉar la enkonduko de hidroksipropilgrupoj en amelomolekuloj signife malhelpas la rekristaliĝon de amelo. La memsimila strukturo en la ligno estas pli malfiksa. Samtempe, la frakta dimensio de la kunmetita specimeno HPMC/A1081 estas pli alta ol tiu de pura HPS, kiu ankaŭ estas signife diferenca de la kunmetita sistemo HPMC/A939. Mem-simila strukturo, la ĉen-similaj HPMC-molekuloj povas eniri la kavon de sia loza strukturo, tiel plibonigante la densecon de la mem-simila strukturo de HPS, kiu ankaŭ indikas, ke HPS kun alta hidroksipropil-anstataŭigo povas formi pli unuforman komplekson post kunmetado. kun HPMC. ingrediencoj. El la datumoj de reologiaj propraĵoj, oni povas vidi, ke hidroksipropilado povas redukti la viskozecon de amelo, do dum la kunmetadprocezo, la viskozeca diferenco inter la du komponantoj en la kunmetaĵsistemo estas reduktita, kio estas pli favora al la formado de homogena. kunmetaĵo.
Fig. 6-2 lnI(q)-lnq-ŝablonoj kaj ĝiaj konvenaj kurboj por miksaj filmoj HPMC/HPS kun diversa hidroksipropil-anstataŭiga grado de HPS
Tabelo 6-1 Fraktalaj strukturo-parametroj de HPS/HPMC miksaj filmoj kun diversa hidroksipropilanstataŭiga grado de HPS
Por la kunmetitaj membranoj kun la sama kunmetaĵproporcio, la frakta dimensio ankaŭ malpliiĝas kun la pliiĝo de la anstataŭiga grado de hidroksipropilgrupo. La enkonduko de hidroksipropilo en la HPS-molekulon povas redukti la reciprokan ligon de polimersegmentoj en la kunmetaĵsistemo, tiel reduktante la densecon de la kunmetita membrano; HPS kun alta hidroksipropilanstataŭigo havas pli bonan kongruecon kun HPMC, Pli facile formi unuforman kaj densan kunmetaĵon. Tial, la denseco de la memsimila strukturo en la kunmetaĵa membrano malpliiĝas kun la pliiĝo de la anstataŭiga grado de HPS, kiu estas la rezulto de la komuna influo de la anstataŭiga grado de HPS hidroksipropilo kaj la kongruo de la du komponantoj en la kunmetaĵo. sistemo.
6.3.3 Termika stabilecanalizo de HPMC/HPS-komponitaj filmoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggradoj
Termogravimetra analizilo kutimis testi la termikan stabilecon de HPMC/HPS manĝeblaj kunmetitaj filmoj kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo. Figuro 6-3 montras la termogravimetran kurbon (TGA) kaj ĝian pezperditan kurbon (DTG) de la kunmetitaj filmoj kun malsamaj gradoj de hidroksipropilanstataŭigo HPS. Ĝi povas esti vidita de la TGA-kurbo en Figuro 6-3 (a) ke la kunmetitaj membranprovaĵoj kun malsamaj HPS-hidroksipropilanstataŭiggradoj. Ekzistas du evidentaj termogravimetraj ŝanĝstadioj kun la pliiĝo de temperaturo. Unue, estas eta perdo de pezo je 30 ~ 180 °C, kiu estas ĉefe kaŭzita de la volatiligo de la akvo adsorbita de la polisakarida makromolekulo. Estas granda malplipeziĝofazo je 300 ~ 450 °C, kiu estas la vera termika degenero-fazo, ĉefe kaŭzita de la termika degenero de HPMC kaj HPS. Ĝi ankaŭ povas esti vidita de la figuro ke la malplipeziĝokurboj de HPS kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo estas similaj kaj signife diferencaj de tiuj de HPMC. Inter la du specoj de peza perdo-kurboj por puraj HPMC kaj puraj HPS-specimenoj.
De la DTG-kurboj en Figuro 6-3 (b), povas esti vidite ke la termikaj degradaj temperaturoj de pura HPS kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo estas tre proksimaj, kaj la termikaj degeneraj pinttemperaturoj de A939 kaj A081-provaĵoj estas 310 °C. kaj 305 °C, respektive La termika degenero pinta temperaturo de pura HPMC-provaĵo estas signife pli alta ol tiu de HPS, kaj ĝia pinta temperaturo estas 365 °C; HPMC/HPS sinteza filmo havas du termikan degenerpintojn sur la DTG-kurbo, egalrilatante al la termika degenero de HPS kaj HPMC, respektive. Karakterizaj pintoj, kiuj indikas, ke ekzistas certa grado da faza apartigo en la kompona sistemo kun kompona rilatumo de 5:5, kio kongruas kun la termika degenerorezultoj de la kompona filmo kun komponita rilatumo de 5:5 en Ĉapitro 3. La termikaj degradaj pinttemperaturoj de HPMC/A939 kunmetitaj filmspecimenoj estis 302 °C kaj 363 °C, respektive; la termikaj degradaj pinttemperaturoj de HPMC/A1081-komponitaj filmprovaĵoj estis 306 °C kaj 363 °C, respektive. La pinttemperaturoj de la kunmetitaj filmprovaĵoj estis ŝanĝitaj al pli malaltaj temperaturoj ol la puraj komponentprovaĵoj, kiuj indikis ke la termika stabileco de la kunmetitaj provaĵoj estis reduktita. Por la specimenoj kun la sama kunmetaĵproporcio, la termika degenero-pinta temperaturo malpliiĝis kun la pliiĝo de la hidroksipropila anstataŭiga grado, indikante, ke la termika stabileco de la kunmetaĵa filmo malpliiĝis kun la pliiĝo de la hidroksipropila anstataŭiga grado. Tio estas ĉar la enkonduko de hidroksipropilgrupoj en amelomolekulojn reduktas la interagadon inter molekulaj segmentoj kaj malhelpas la bonordan rearanĝon de molekuloj. Estas kongrue kun la rezultoj ke la denseco de mem-similaj strukturoj malpliiĝas kun la pliiĝo de la grado de hidroksipropilanstataŭigo.
Fig. 6-3 TGA-kurboj (a) kaj iliaj derivaj (DTG) kurboj (b) de HPMC/HPS miksaĵfilmoj kun diversa hidroksipropilanstataŭiggrado de HPS
6.3.4 Analizo de mekanikaj trajtoj de HPMC/HPS-sintezaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggradoj
Fig. 6-5 Streĉaj propraĵoj de HPMC/HPS-filmoj kun diversa hidroksipropila anstataŭiga grado de HPS
La tirstreĉaj trajtoj de HPMC/HPS kunmetitaj filmoj kun malsamaj HPS-hidroksipropilanstataŭiggradoj estis testitaj per mekanika posedaĵanalizilo je 25 °C kaj 75% relativa humideco. Figuroj 6-5 montras la elastan modulon (a), plilongigon ĉe rompo (b) kaj tirstreĉo-reziston (c) de kunmetitaj filmoj kun malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropilanstataŭigo. Oni povas vidi el la figuro, ke por la HPMC/A1081 kunmetaĵsistemo, kun la pliiĝo de HPS-enhavo, la elasta modulo kaj tirstreĉa forto de la kompona filmo iom post iom malpliiĝis, kaj la plilongiĝo ĉe rompo signife pliiĝis, kio estis kongrua kun 3.3. 5 meza kaj alta humido. La rezultoj de la kunmetitaj membranoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj estis konsekvencaj.
Por puraj HPS-membranoj, kaj la elasta modulo kaj tirstreĉo-rezisto pliiĝis kun malkreskanta HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado, sugestante ke hidroksipropilation reduktas la rigidecon de la sinteza membrano kaj plibonigas ĝian flekseblecon. Ĉi tio estas ĉefe ĉar kun la pliiĝo de hidroksipropila anstataŭiga grado, la hidrofileco de HPS pliiĝas, kaj la membranstrukturo fariĝas pli malfiksa, kio kongruas kun la rezulto, ke la frakta dimensio malpliiĝas kun la pliiĝo de anstataŭiga grado en la malgranda angulo X- testo de radiodisvastigo. Tamen, la plilongiĝo ĉe rompo malpliiĝas kun la malkresko de la anstataŭiga grado de HPS hidroksipropil-grupo, kio estas ĉefe ĉar la enkonduko de hidroksipropil-grupo en la amelomolekulon povas malhelpi la rekristaliĝon de amelo. La rezultoj kongruas kun la kresko kaj malkresko.
Por la HPMC/HPS-komponita membrano kun la sama kunmetaĵproporcio, la elasta modulo de la membranmaterialo pliiĝas kun la malkresko de la HPS-hidroksipropilanstataŭiggrado, kaj la tirstreĉo kaj plilongiĝo ĉe rompo ambaŭ malpliiĝas kun la malkresko de la anstataŭiga grado. Indas noti, ke la mekanikaj trajtoj de la kunmetitaj membranoj varias tute laŭ la kunmetaĵproporcio kun la malsamaj gradoj da HPS-hidroksipropil-anstataŭigo. Ĉi tio estas ĉefe ĉar la mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵa membrano estas ne nur tuŝitaj de la HPS-anstataŭiga grado sur la membranstrukturo, sed ankaŭ de la kongruo inter la komponantoj en la kunmetita sistemo. La viskozeco de HPS malpliiĝas kun la pliiĝo de la hidroksipropilanstataŭiga grado, estas pli favore formi unuforman kunmetaĵon per kunmetado.
6.3.5 Oksigena permeabla analizo de HPMC/HPS-sintezaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggradoj
Oksigenado kaŭzita de oksigeno estas la komenca etapo en multaj manieroj kaŭzi manĝaĵmalboniĝon, do manĝeblaj kunmetitaj filmoj kun certaj oksigenbaraj trajtoj povas plibonigi manĝaĵkvaliton kaj plilongigi manĝaĵan bretvivon [108, 364]. Sekve, la oksigenaj transmisiaj indicoj de HPMC/HPS kunmetitaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭaj gradoj estis mezuritaj, kaj la rezultoj estas montritaj en Figuro 5-6. Oni povas vidi el la figuro, ke la oksigenpermeablo de ĉiuj puraj HPS-membranoj estas multe pli malalta ol tiu de puraj HPMC-membranoj, indikante ke HPS-membranoj havas pli bonajn oksigenbarierpropraĵojn ol HPMC-membranoj, kio estas kongrua kun la antaŭaj rezultoj. Por puraj HPS-membranoj kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo, la oksigena dissendrapideco pliiĝas kun la pliiĝo de la grado da anstataŭigo, kiu indikas ke la areo kie oksigeno trapenetras en la membranmaterialo pliiĝas. Ĉi tio kongruas kun la mikrostruktura analizo de malgranda angula Rentgenfota disvastigo, ke la strukturo de la membrano fariĝas pli loza kun la pliiĝo de la grado de hidroksipropila anstataŭigo, do la trapenetra kanalo de oksigeno en la membrano iĝas pli granda, kaj la oksigeno en la membrano. trapenetras Ĉar la areo pliiĝas, la oksigena dissendrapideco ankaŭ pliiĝas iom post iom.
Fig. 6-6 Oksigenpermeablo de HPS/HPMC-filmoj kun diversa hidroksipropilanstataŭiggrado de HPS
Por la kunmetitaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggrado, la oksigena dissendrapideco malpliiĝas kun la pliiĝo de hidroksipropil-anstataŭiggrado. Ĉi tio estas ĉefe ĉar en la 5:5 kunmetaĵsistemo, HPS ekzistas en la formo de disigita fazo en la malalt-viskozeca HPMC kontinua fazo, kaj la viskozeco de HPS malpliiĝas kun la pliiĝo de hidroksipropil-anstataŭiga grado. Ju pli malgranda la viskozecdiferenco, des pli favora al la formado de homogena kunmetaĵo, des pli tortuga la oksigena trapenetra kanalo en la membranmaterialo, kaj des pli malgranda la oksigena dissendrapideco.
6.4 Ĉapitro Resumo
En ĉi tiu ĉapitro, HPMC/HPS manĝeblaj kunmetitaj filmoj estis preparitaj per gisado de HPS kaj HPMC kun malsamaj gradoj da hidroksipropilanstataŭigo, kaj aldonante polietilenglikolon kiel plastifikanton. La efiko de malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭiggradoj sur la kristalstrukturo kaj mikrodomajna strukturo de la kunmetaĵa membrano estis studita per sinkrotrona radiado malgrand-angula Rentgenfota disvastigteknologio. La efikoj de malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭigaj gradoj sur la termika stabileco, mekanikaj trajtoj kaj oksigena permeablo de kunmetitaj membranoj kaj iliaj leĝoj estis studitaj per termogravimetra analizilo, mekanika posedaĵtestilo kaj oksigena permeablo-testilo. La ĉefaj trovoj estas kiel sekvas:
- Por la HPMC/HPS kunmetaĵa membrano kun la sama kunmetaĵproporcio, kun la pliiĝo de hidroksipropil-anstataŭiggrado, la kristaliĝo-pinta areo responda al HPS je 5.30 malpliiĝas, dum la kristaliĝo-pinta areo responda al HPMC ĉe 7.70 ne multe ŝanĝas, indikante ke la hidroksipropiligo de amelo povas malhelpi la rekristaliĝon de amelo en la kunmetaĵfilmo.
- Kompare kun la puraj komponentmembranoj de HPMC kaj HPS, la kristaliĝaj pintareoj de HPS (5.30) kaj HPMC (7.70) de la kunmetitaj membranoj estas reduktitaj, kio indikas ke per la kombinaĵo de la du, kaj HPMC kaj HPS povas esti efikaj en la kunmetitaj membranoj. La rekristaliĝo de alia komponanto ludas certan inhibician rolon.
- Ĉiuj HPMC/HPS-sintezaj membranoj montris mem-similan amasfraktalan strukturon. Por kunmetitaj membranoj kun la sama kunmetita proporcio, la denseco de la membranmaterialo malpliiĝis signife kun la pliiĝo de hidroksipropil-anstataŭiga grado; malalta HPS-hidroksipropil-anstataŭigo La denseco de la kunmetaĵa membranmaterialo estas signife pli malalta ol tiu de la du-pura kompona materialo, dum la denseco de la kunmetita membranmaterialo kun alta HPS-hidroksipropila anstataŭiga grado estas pli alta ol tiu de la pura HPS-membrano, kio estas. ĉefe ĉar la denseco de la kunmetita membranmaterialo estas tuŝita samtempe. La efiko de HPS-hidroksipropiligo sur la redukto de polimersegmentligado kaj la kongruo inter la du komponentoj de la kunmetaĵsistemo.
- Hidroksipropilado de HPS povas redukti la termikan stabilecon de HPMC/HPS kunmetitaj filmoj, kaj la termika degenero-pinta temperaturo de kunmetitaj filmoj ŝanĝiĝas al la malalta temperaturo-regiono kun la pliiĝo de hidroksipropil-anstataŭiga grado, kio estas ĉar la hidroksipropil-grupo en amelo-molekuloj. La enkonduko reduktas la interagadon inter molekulaj segmentoj kaj malhelpas la bonordan rearanĝon de molekuloj.
- La elasta modulo kaj tirstreĉo-rezisto de pura HPS-membrano malpliiĝis kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropila anstataŭiga grado, dum la plilongiĝo ĉe paŭzo pliiĝis. Ĉi tio estas plejparte ĉar la hidroksipropiligo malhelpas la rekristaliĝon de amelo kaj igas la kunmetitan filmon formi pli lozan strukturon.
- La elasta modulo de HPMC/HPS-komponita filmo malpliiĝis kun la pliiĝo de HPS-hidroksipropil-anstataŭiga grado, sed la tirstreĉo kaj plilongiĝo ĉe paŭzo pliiĝis, ĉar la mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵa filmo ne estis tuŝitaj de la HPS-hidroksipropil-anstataŭiga grado. Krom la influo de, ĝi ankaŭ estas tuŝita de la kongruo de la du komponantoj de la kunmetita sistemo.
- La oksigenpermeablo de pura HPS pliiĝas kun la pliiĝo de hidroksipropilanstataŭiga grado, ĉar hidroksipropilado reduktas la densecon de HPS amorfa regiono kaj pliigas la areon de oksigena trapenetro en la membrano; HPMC/HPS-komponita membrano La oksigenpermeablo malpliiĝas kun la pliiĝo de la hidroksipropilanstataŭiga grado, kio estas plejparte ĉar la hiperhidroksipropiligita HPS havas pli bonan kongruecon kun HPMC, kiu kondukas al la pliigita tortuosity de la oksigena trapenetra kanalo en la kunmetita membrano. Reduktita oksigena permeablo.
La supraj eksperimentaj rezultoj montras, ke la makroskopaj propraĵoj kiel mekanikaj propraĵoj, termika stabileco kaj oksigena permeablo de HPMC/HPS-komponitaj membranoj estas proksime rilataj al sia interna kristala strukturo kaj amorfa regiono strukturo, kiuj ne nur estas tuŝitaj de la HPS-hidroksipropil-anstataŭigo, sed ankaŭ per la komplekso. Influo de du-komponenta kongruo de ligandsistemoj.
Konkludo kaj Perspektivo
- Konkludo
En ĉi tiu artikolo, la termika ĝelo HPMC kaj la malvarma ĝelo HPS estas kunmetitaj, kaj la HPMC/HPS malvarma kaj varma inversa ĝela kunmetaĵsistemo estas konstruita. La solvkoncentriĝo, kunmetaĵproporcio kaj tonda efiko sur la kunmetaĵsistemo estas sisteme studitaj la influo de reologiaj propraĵoj kiel ekzemple viskozeco, fluindekso kaj tiksotropio, kombinitaj kun la mekanikaj propraĵoj, dinamikaj termomekanikaj propraĵoj, oksigena permeablo, lumtranssendo propraĵoj kaj termika stabileco de kunmetitaj filmoj preparitaj per gisadmetodo. Ampleksaj propraĵoj, kaj joda vino tinkturado la kongruo, faza transiro kaj faza morfologio de la kunmetaĵa sistemo estis studitaj per optika mikroskopio, kaj la rilato inter la mikrostrukturo kaj makroskopaj propraĵoj de HPMC/HPS estis establita. Por kontroli la ecojn de la kunmetaĵoj kontrolante la fazstrukturon kaj kongruon de la HPMC/HPS-kompona sistemo laŭ la rilato inter la makroskopaj trajtoj kaj la mikromorfologia strukturo de la HPMC/HPS-kompona sistemo. Studante la efikojn de kemie modifita HPS kun malsamaj gradoj sur la reologiaj trajtoj, ĝelpropraĵoj, mikrostrukturo kaj makroskopaj trajtoj de membranoj, la rilato inter la mikrostrukturo kaj makroskopaj trajtoj de la HPMC/HPS malvarma kaj varma inversa ĝelsistemo estis plu esplorita. La rilato inter la du, kaj fizika modelo estis establita por klarigi la geligmekanismon kaj ĝiajn influfaktorojn kaj leĝojn de la malvarma kaj varma ĝelo en la kunmetaĵsistemo. Koncernaj studoj eltiris la sekvajn konkludojn.
- Ŝanĝi la kunmetaĵproporcion de HPMC/HPS kunmetaĵsistemo povas signife plibonigi la reologiajn ecojn kiel ekzemple viskozeco, flueco kaj tiksotropeco de HPMC ĉe malalta temperaturo. La rilato inter la reologiaj trajtoj kaj la mikrostrukturo de la kunmetaĵsistemo estis plue studita. La specifaj rezultoj estas kiel sekvas:
(1) Je malalta temperaturo, la kunmetaĵsistemo estas kontinua faz-disigita faza "mar-insulo" strukturo, kaj la kontinua faza transiro okazas je 4:6 kun la malkresko de la HPMC/HPS kunmetaĵproporcio. Kiam la kunmetaĵproporcio estas alta (pli da HPMC-enhavo), HPMC kun malalta viskozeco estas la kontinua fazo, kaj HPS estas la disigita fazo. Por la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo, kiam la malalt-viskozeca komponanto estas la kontinua fazo kaj la alt-viskozeca komponanto estas la kontinua fazo, la kontribuo de la kontinua faza viskozeco al la viskozeco de la kunmetita sistemo estas signife malsama. Kiam la malalt-viskozeca HPMC estas la kontinua fazo, la viskozeco de la kunmetita sistemo ĉefe reflektas la kontribuon de la kontinua-faza viskozeco; kiam la alt-viskozeca HPS estas la kontinua fazo, la HPMC kiel la disigita fazo reduktos la viskozecon de la alt-viskozeca HPS. efiko. Kun la pliiĝo de HPS-enhavo kaj solvkoncentriĝo en la kunmetaĵa sistemo, la viskozeca kaj tonda maldikiga fenomeno de la kunmetita sistemo iom post iom pliiĝis, la flueco malpliiĝis, kaj la solid-simila konduto de la kunmetaĵsistemo plifortiĝis. La viskozeco kaj tiksotropeco de HPMC estas balancitaj per la formuliĝo kun HPS.
(2) Por 5:5 kunmetaĵsistemo, HPMC kaj HPS povas formi kontinuajn fazojn ĉe malaltaj kaj altaj temperaturoj, respektive. Ĉi tiu faza strukturŝanĝo povas signife influi la kompleksan viskozecon, viskoelastajn trajtojn, frekvencdependecon kaj ĝelpropraĵojn de la kompleksa ĝelo. Kiel disigitaj fazoj, HPMC kaj HPS povas determini la reologiajn trajtojn kaj ĝelpropraĵojn de HPMC/HPS kunmetaĵsistemoj ĉe altaj kaj malaltaj temperaturoj, respektive. La viskoelastaj kurboj de la HPMC/HPS kunmetitaj provaĵoj estis kongruaj kun HPS ĉe malalta temperaturo kaj HPMC ĉe alta temperaturo.
(3) La rilato inter la mikrostrukturo, reologiaj propraĵoj kaj ĝelaj proprietoj de HPMC/HPS-kompona sistemo estis establita. Kaj la subita ŝanĝo en la viskozeckurbo de la kunmetita sistemo kaj la sunbruna deltpinto en la perdfaktorkurbo aperas je 45 °C, kio estas kongrua kun la ko-kontinua fazfenomeno observita en la mikrografo (je 45 °C).
- Per studado de la mikrostrukturo kaj mekanikaj propraĵoj, dinamikaj termomekanikaj propraĵoj, malpeza transmisio, oksigena permeablo kaj termika stabileco de la kunmetitaj membranoj preparitaj sub malsamaj kunmetaĵproporcioj kaj solvkoncentriĝoj, kombinita kun jodo tinkturado optika mikroskopio teknologio, esplorado La fazo morfologio, fazo transiro kaj kongruo de la kompleksoj estis esploritaj, kaj la rilato inter la mikrostrukturo kaj la makroskopaj trajtoj de la kompleksoj estis establita. La specifaj rezultoj estas kiel sekvas:
(1) Ne estas evidenta dufaza interfaco en la SEM-bildoj de la kunmetitaj filmoj kun malsamaj kunmetaj proporcioj. La plej multaj el la sintezaj filmoj havas nur unu vitran transirpunkton en la DMA-rezultoj, kaj la plej multaj el la sintezaj filmoj havas nur unu termikan degenerpinton en la DTG-kurbo. Tiuj kune indikas ke HPMC havas certan kongruecon kun HPS.
(2) Relativa humideco havas gravan efikon sur la mekanikaj propraĵoj de HPMC/HPS-komponitaj filmoj, kaj la grado de ĝia efiko pliiĝas kun la pliiĝo de HPS-enhavo. Ĉe pli malalta relativa humideco, kaj la elasta modulo kaj tirstreĉo-rezisto de la kunmetitaj filmoj pliiĝis kun la pliiĝo de HPS-enhavo, kaj la plilongiĝo ĉe rompo de la kunmetitaj filmoj estis signife pli malalta ol tiu de la puraj komponentfilmoj. Kun la pliiĝo de relativa humideco, la elasta modulo kaj streĉa forto de la kunmetaĵa filmo malpliiĝis, kaj la plilongiĝo ĉe rompo signife pliiĝis, kaj la rilato inter la mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵa filmo kaj la kunmetaĵproporcio montris tute kontraŭan ŝanĝan ŝablonon sub malsamaj. relativa humideco. La mekanikaj propraĵoj de kunmetitaj membranoj kun malsamaj kunmetaĵproporcioj montras intersekciĝon sub malsamaj relativaj humidecaj kondiĉoj, kiu donas la eblecon optimumigi produktan rendimenton laŭ malsamaj aplikaj postuloj.
(3) La rilato inter la mikrostrukturo, faza transiro, travidebleco kaj mekanikaj propraĵoj de la HPMC/HPS-kompona sistemo estis establita. a. La plej malalta punkto de travidebleco de la kunmetaĵsistemo estas kongrua kun la faza transirpunkto de HPMC de la kontinua fazo ĝis la disigita fazo kaj la minimuma punkto de la malkresko de tirstreĉa modulo. b. La modulo de Young kaj plilongiĝo ĉe paŭzo malpliiĝas kun la pliiĝo de solvkoncentriĝo, kiu estas kaŭze rilatita al la morfologia ŝanĝo de HPMC de kontinua fazo ĝis disigita fazo en la kunmetaĵsistemo.
(4) La aldono de HPS pliigas la tortuosecon de la oksigena trapenetra kanalo en la kunmetita membrano, signife reduktas la oksigenan permeablon de la membrano kaj plibonigas la oksigenan barieron agadon de la HPMC-membrano.
- La efiko de HPS-kemia modifo sur la reologiaj ecoj de la kompona sistemo kaj la ampleksaj ecoj de la kompona membrano kiel kristala strukturo, amorfa regiono strukturo, mekanikaj propraĵoj, oksigena permeablo kaj termika stabileco estis studita. La specifaj rezultoj estas kiel sekvas:
(1) La hidroksipropilado de HPS povas redukti la viskozecon de la kunmetita sistemo ĉe malalta temperaturo, plibonigi la fluecon de la kunmetita solvaĵo kaj redukti la fenomenon de tonda maldikiĝo; la hidroksipropilado de HPS povas malvastigi la linearan viskoelastan regionon de la kunmetaĵa sistemo, redukti la fazan transiran temperaturon de la HPMC/HPS kunmetaĵsistemo kaj plibonigi la solid-similan konduton de la kunmetita sistemo ĉe malalta temperaturo kaj la fluecon ĉe alta temperaturo.
(2) La hidroksipropilado de HPS kaj la plibonigo de la kongruo de la du komponantoj povas signife malhelpi la rekristaliĝon de amelo en la membrano, kaj antaŭenigi la formadon de pli malfiksa memsimila strukturo en la kunmetita membrano. La enkonduko de volumenaj hidroksipropilgrupoj sur la amelo molekula ĉeno limigas la reciprokan ligadon kaj bonordan rearanĝon de HPS-molekulaj segmentoj, rezultigante la formadon de pli-loza mem-simila strukturo de HPS. Por la kompleksa sistemo, la pliiĝo de la grado de hidroksipropilanstataŭigo permesas al la ĉensimilaj HPMC-molekuloj eniri la lozan kavregionon de HPS, kiu plibonigas la kongruecon de la kompleksa sistemo kaj plibonigas la densecon de la mem-simila strukturo de HPS. La kongruo de la kunmetaĵsistemo pliiĝas kun la kresko de la anstataŭiga grado de hidroksipropilgrupo, kiu kongruas kun la rezultoj de reologiaj propraĵoj.
(3) La makroskopaj propraĵoj kiel mekanikaj propraĵoj, termika stabileco kaj oksigena permeablo de HPMC/HPS-komponita membrano estas proksime rilataj al ĝia interna kristala strukturo kaj amorfa regiono strukturo. La kombinita efiko de la du efikoj de la kongruo de la du komponantoj.
- Studante la efikojn de solvkoncentriĝo, temperaturo kaj kemia modifo de HPS sur la reologiaj trajtoj de la kunmetaĵsistemo, la ĝeligmekanismo de la HPMC/HPS malvarma-varma inversa ĝela kunmetaĵsistemo estis diskutita. La specifaj rezultoj estas kiel sekvas:
(1) Estas kritika koncentriĝo (8%) en la kunmetita sistemo, sub la kritika koncentriĝo, HPMC kaj HPS ekzistas en sendependaj molekulaj ĉenoj kaj fazaj regionoj; kiam la kritika koncentriĝo estas atingita, la HPS-fazo estas formita en la solvaĵo kiel kondensaĵo. La ĝelcentro estas mikroĝelstrukturo ligita per la interplektiĝo de HPMC-molekulaj ĉenoj; super la kritika koncentriĝo, la interplektiĝo estas pli kompleksa kaj la interagado estas pli forta, kaj la solvo elmontras konduton similan al tiu de polimerfandado.
(2) La kompleksa sistemo havas transiran punkton de kontinua fazo kun la ŝanĝo de temperaturo, kiu rilatas al la ĝela konduto de HPMC kaj HPS en la kompleksa sistemo. Ĉe malaltaj temperaturoj, la viskozeco de HPMC estas signife pli malalta ol tiu de HPS, tiel ke HPMC formas kontinuan fazon ĉirkaŭantan la alt-viskozecan HPS-ĝelfazon. Ĉe la randoj de la du fazoj, la hidroksilgrupoj sur la HPMC-ĉeno perdas parton de sia liga akvo kaj formas intermolekulajn hidrogenajn ligojn kun la HPS-molekula ĉeno. Dum la hejtprocezo, la HPS molekulaj ĉenoj moviĝis pro absorbado de sufiĉe da energio kaj formis hidrogenajn ligojn kun akvomolekuloj, rezultigante la rompon de la ĝela strukturo. En la sama tempo, la akvo-kaĝo kaj akvoŝelaj strukturoj sur la HPMC-ĉenoj estis detruitaj, kaj iom post iom kreviĝis por elmontri hidrofilajn grupojn kaj hidrofobajn aretojn. Ĉe alta temperaturo, HPMC formas ĝelan retstrukturon pro intermolekulaj hidrogenaj ligoj kaj hidrofoba asocio, kaj tiel iĝas alt-viskozeca disigita fazo disigita en la HPS kontinua fazo de hazardaj bobenoj.
(3) Kun la pliiĝo de la hidroksipropila anstataŭiga grado de HPS, la kongruo de la HPMC/HPS-kunmetita sistemo pliboniĝas, kaj la faza transira temperaturo en la kunmetita sistemo moviĝas al malalta temperaturo. Kun la pliiĝo de la hidroksipropilanstataŭiga grado, ekzistas pli etenditaj helikformaj fragmentoj en la HPS-solvo, kiuj povas formi pli intermolekulajn hidrogenajn ligojn kun la HPMC-molekula ĉeno ĉe la limo de la du fazoj, tiel formante pli unuforman strukturon. Hidroksipropilado reduktas la viskozecon de amelo, tiel ke la viskozecdiferenco inter HPMC kaj HPS en la kunmetaĵo estas malvastigita, kio estas favora al la formado de pli homogena kunmetaĵo, kaj la minimuma valoro de la viskozeca diferenco inter la du komponantoj moviĝas al la malalta. temperaturo regiono.
2. Novigaj punktoj
1. Desegnu kaj konstruu la HPMC/HPS malvarman kaj varman inversan-fazan ĝelan komponan sistemon, kaj sisteme studu la unikajn reologiajn ecojn de ĉi tiu sistemo, precipe la koncentriĝon de kunmetita solvaĵo, kunmetita proporcio, temperaturo kaj kemia modifo de komponantoj. La influleĝoj de la reologiaj ecoj, ĝelaj proprietoj kaj kongruo de la kunmetaĵa sistemo estis plue studitaj, kaj la fazmorfologio kaj faza transiro de la kunmetita sistemo estis plue studitaj kombinitaj kun la observado de la joda tinktura optika mikroskopo, kaj la mikromorfologia. strukturo de la kunmetita sistemo estis establita- Reologiaj propraĵoj-ĝelo propraĵoj rilato. Por la unua fojo, la Arrhenius-modelo estis utiligita por konveni la ĝelan formadleĝon de la malvarmaj kaj varmaj invers-fazaj kunmetitaj ĝeloj en malsamaj temperaturintervaloj.
2. La faza distribuo, faza transiro kaj kongruo de HPMC/HPS-kompona sistemo estis observitaj per joda tinkturfarado de optika mikroskopa analiza teknologio, kaj la travidebleco-mekanikaj propraĵoj estis establitaj per kombinaĵo de la optikaj propraĵoj kaj mekanikaj propraĵoj de komponitaj filmoj. La rilato inter mikrostrukturo kaj makroskopaj trajtoj kiel ekzemple ecoj-faza morfologio kaj koncentriĝ-mekanika propraĵoj-faza morfologio. Estas la unua fojo rekte observi la ŝanĝleĝon de la faza morfologio de ĉi tiu kunmetaĵsistemo kun kunmetaĵproporcio, temperaturo kaj koncentriĝo, precipe la kondiĉojn de faztransiro kaj la efikon de faztransiro sur la ecoj de la kunmetita sistemo.
3. La kristala strukturo kaj amorfa strukturo de kunmetitaj membranoj kun malsamaj HPS-hidroksipropil-anstataŭaj gradoj estis studitaj de SAXS, kaj la geliĝa mekanismo kaj influo de kunmetitaj ĝeloj estis diskutitaj en kombinaĵo kun reologiaj rezultoj kaj makroskopaj propraĵoj kiel ekzemple oksigena permeablo de kunmetitaj membranoj. Faktoroj kaj leĝoj, oni trovis por la unua fojo, ke la viskozeco de la kunmetaĵa sistemo rilatas al la denseco de la mem-simila strukturo en la kunmetaĵa membrano, kaj rekte determinas la makroskopajn ecojn kiel ekzemple oksigenpermeablo kaj mekanikaj propraĵoj de la kunmetaĵo. membrano, kaj establas reologiajn ecojn-mikrostrukturo-membranan rilaton inter materialaj propraĵoj.
3. Perspektivo
En la lastaj jaroj, la disvolviĝo de sekuraj kaj manĝeblaj manĝaĵaj pakaĵoj uzantaj renovigeblajn naturajn polimerojn kiel krudaĵojn fariĝis esplorpunkto en la kampo de manĝaĵoj. En ĉi tiu artikolo, natura polisakarido estas uzata kiel ĉefa krudaĵo. Kunmetante HPMC kaj HPS, la kosto de krudaĵoj estas reduktita, la pretiga rendimento de HPMC ĉe malalta temperaturo estas plibonigita, kaj la oksigena baro agado de la kunmetaĵa membrano estas plibonigita. Tra la kombinaĵo de reologia analizo, joda tinktura optika mikroskopa analizo kaj kunmetita filmo-mikrostrukturo kaj ampleksa agado-analizo, la faza morfologio, faza transiro, faza apartigo kaj kongruo de la malvarma-varma inversa-faza ĝela kunmetita sistemo estis studitaj. La rilato inter la mikrostrukturo kaj makroskopaj trajtoj de la kunmetaĵsistemo estis establita. Laŭ la rilato inter la makroskopaj propraĵoj kaj la mikromorfologia strukturo de la kompozita sistemo HPMC/HPS, la faza strukturo kaj kongruo de la kunmetaĵa sistemo povas esti kontrolitaj por kontroli la kunmetitan materialon. La esplorado en ĉi tiu artikolo havas gravan gvidan signifon por la fakta produktada procezo; la formadmekanismo, influantaj faktoroj kaj leĝoj de malvarmaj kaj varmaj inversaj ĝeloj estas diskutitaj, kiu estas simila kunmetita sistemo de malvarmaj kaj varmaj inversaj ĝeloj. La esplorado de ĉi tiu artikolo disponigas teorian modelon por provizi teorian gvidadon por la disvolviĝo kaj apliko de specialaj temperaturo-kontrolitaj inteligentaj materialoj. La esplorrezultoj de ĉi tiu artikolo havas bonan teorian valoron. La esplorado de ĉi tiu artikolo implikas la intersekciĝon de manĝaĵo, materialo, ĝelo kaj kunmetaĵo kaj aliaj disciplinoj. Pro la limigo de tempo kaj esplormetodoj, la esplorado de ĉi tiu temo ankoraŭ havas multajn nefinitajn punktojn, kiujn oni povas profundigi kaj plibonigi el la sekvaj aspektoj. vastigi:
Teoriaj aspektoj:
- Esplori la efikojn de malsamaj ĉenaj branĉoproporcioj, molekulaj pezoj kaj varioj de HPS sur la reologiaj ecoj, membranaj propraĵoj, fazmorfologio kaj kongrueco de la kunmetaĵsistemo, kaj esplori la leĝon de ĝia influo sur la ĝelforma mekanismo de la kunmetaĵo. sistemo.
- Esploru la efikojn de HPMC-hidroksipropil-anstataŭiga grado, metoksila-anstataŭiga grado, molekula pezo kaj fonto sur la reologiaj ecoj, ĝelaj propraĵoj, membranpropraĵoj kaj sistema kongruo de la kunmetaĵsistemo, kaj analizu la efikon de HPMC-kemia modifo sur kunmetita kondensado. Influa regulo de ĝelforma mekanismo.
- Oni studis la influon de salo, pH, plastigilo, interliga agento, kontraŭbakteria agento kaj aliaj kunmetitaj sistemoj sur reologiaj ecoj, ĝelaj proprietoj, membranstrukturo kaj propraĵoj kaj iliaj leĝoj.
Apliko:
- Optimumu la formulon por la paka aplikado de spicaj pakoj, legompakaĵoj kaj solidaj supoj, kaj studu la konservan efikon de spicadoj, legomoj kaj supoj dum la stokado, la mekanikajn trajtojn de materialoj kaj la ŝanĝojn en la produktokvanto kiam submetitaj al eksteraj fortoj. , kaj Akvosolvebleco kaj higiena indekso de la materialo. Ĝi ankaŭ povas esti aplikita al granulitaj manĝaĵoj kiel kafo kaj laktoteo, same kiel manĝebla pakado de kukoj, fromaĝoj, desertoj kaj aliaj manĝaĵoj.
- Optimumigu la formul-dezajnon por la aplikado de botanikaj kuracplantaj kapsuloj, plu studu la pretigkondiĉojn kaj la optimuman elekton de helpaj agentoj, kaj preparu kavajn kapsulajn produktojn. Fizikaj kaj kemiaj indikiloj kiel ekzemple friebleco, disrompiĝotempo, peza metalenhavo kaj mikroba enhavo estis testitaj.
- Por la freŝa konservado de fruktoj kaj legomoj, karnaj produktoj, ktp., laŭ la malsamaj pretigaj metodoj de ŝprucado, trempado kaj pentrado, elektu la taŭgan formulon kaj studu la putran frukton, malsekecon, nutraĵkonsumon, malmolecon. de legomoj post pakado dum la stokado, brilo kaj gusto kaj aliaj indikiloj; la koloro, pH, TVB-N-valoro, tiobarbitura acido kaj nombro da mikroorganismoj de karnaj produktoj post pakado.
Afiŝtempo: Oct-17-2022