Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on modifitseeritud tsellulooseeter, mida kasutatakse laialdaselt farmaatsiapreparaatides, toidu lisaainetes, ehitusmaterjalides, kosmeetikas ja muudes valdkondades. HPMC-l on paksendavad, kilet moodustavad, adhesiooni- ja muud omadused. Selle vesilahuse viskoossuse ja kontsentratsiooni suhe on erinevate rakenduste jaoks väga oluline.
HPMC vesilahuse viskoossuse karakteristikud
Põhiomadused
HPMC moodustab pärast vees lahustamist läbipaistva või poolläbipaistva viskoosse lahuse. Selle viskoossust ei mõjuta mitte ainult HPMC kontsentratsioon, vaid ka sellised tegurid nagu molekulmass, asendaja tüüp ja lahuse temperatuur.
Molekulmass: mida suurem on HPMC molekulmass, seda suurem on lahuse viskoossus. Seda seetõttu, et makromolekulid moodustavad lahuses keerukama põimunud struktuuri, mis suurendab molekulide vahelist hõõrdumist.
Asendusaine tüüp: metoksü- ja hüdroksüpropoksüasendajate suhe mõjutab HPMC lahustuvust ja viskoossust. Üldiselt, kui metoksüsisaldus on suurem, on HPMC lahustuvus parem ja lahuse viskoossus samuti suurem.
Kontsentratsiooni ja viskoossuse seos
Lahjendatud lahuse etapp:
Kui HPMC kontsentratsioon on madal, on molekulide vaheline interaktsioon nõrk ja lahusel on Newtoni vedeliku omadused, see tähendab, et viskoossus ei sõltu põhimõtteliselt nihkekiirusest.
Selles etapis suureneb lahuse viskoossus lineaarselt kontsentratsiooni suurenemisega. Seda lineaarset seost saab väljendada lihtsa viskoossusvõrrandiga:
| Kontsentratsioon (%) | Viskoossus (mPa·s) |
| 0.5 | 100 |
| 1.0 | 300 |
| 2.0 | 1000 |
| 5.0 | 5000 |
| 10.0 | 20 000 |
Andmetest on näha, et HPMC vesilahuse viskoossus suureneb kontsentratsiooni suurenedes eksponentsiaalselt. See kasv kuvatakse graafikul järsult tõusva kõverana, eriti kõrge kontsentratsiooniga piirkondades.
Mõjutavad tegurid
Temperatuuri mõju
Temperatuuril on oluline mõju HPMC lahuse viskoossusele. Üldiselt vähendab temperatuuri tõus lahuse viskoossust. Seda seetõttu, et kõrgem temperatuur põhjustab molekulide suuremat liikumist ja nõrgendab molekulaarsete ahelate vahelist koostoimet, vähendades seeläbi viskoossust.
Nihkekiiruse mõju
Kõrge kontsentratsiooniga HPMC lahuste puhul mõjutab viskoossust ka nihkekiirus. Suure nihkekiiruse korral muutub molekulaarahelate orientatsioon ühtlasemaks ja sisemine hõõrdumine väheneb, mille tulemuseks on lahuse näiv viskoossus. Seda nähtust nimetatakse nihkehõrenemiseks.
Rakendused
Farmatseutilistes preparaatides kasutatakse HPMC-d tavaliselt tableti katetes, toimeainet prolongeeritult vabastavates ravimvormides ja paksendajates. Mõistmine, kuidas HPMC vesilahuste viskoossus kontsentratsiooniga muutub, on asjakohaste ravimvormide kavandamisel ülioluline. Näiteks tableti katmisel võib sobiv HPMC kontsentratsioon tagada, et kattevedelikul on tableti pinna katmiseks piisav viskoossus, samas kui see ei ole liiga kõrge, et seda oleks raske käsitseda.
Toiduainetööstuses kasutatakse HPMC-d paksendaja ja stabilisaatorina. Kontsentratsiooni ja viskoossuse vahelise seose mõistmine võib aidata määrata optimaalset kontsentratsiooni, et tagada toidu maitse ja tekstuur.
HPMC vesilahuse viskoossusel on oluline positiivne korrelatsioon kontsentratsiooniga. See näitab lahjendatud lahuse etapi lineaarset suurenemist ja suure kontsentratsiooni eksponentsiaalset suurenemist. See viskoossusnäitaja on paljudes tööstuslikes rakendustes ülioluline ning HPMC viskoossuse muutuste mõistmine ja kontrollimine on protsessi optimeerimise ja tootekvaliteedi parandamise seisukohalt väga oluline.
Postitusaeg: juuli-08-2024