HPMC on poolsünteetiline polümeer, mis on saadud tselluloosist. Tänu suurepärastele paksendavatele, stabiliseerivatele ja kilet moodustavatele omadustele kasutatakse seda laialdaselt meditsiinis, toiduainetes, kosmeetikas ja muudes tööstusharudes. Selle viskoossuse käitumise uurimine on ülioluline, et optimeerida selle jõudlust erinevates rakendustes.
1. Viskoossuse mõõtmine:
Rotatsiooniviskosimeeter: Pöörlemisviskosimeeter mõõdab pöördemomenti, mis on vajalik spindli pöörlemiseks konstantsel kiirusel, kui see on prooviga sukeldatud. Spindli geomeetriat ja pöörlemiskiirust muutes saab määrata viskoossuse erinevatel nihkekiirustel. See meetod võimaldab iseloomustada HPMC viskoossust erinevates tingimustes.
Kapillaarviskosimeeter: kapillaarviskosimeeter mõõdab vedeliku voolu läbi kapillaartoru raskusjõu või rõhu mõjul. HPMC lahus surutakse läbi kapillaartoru ja viskoossus arvutatakse voolukiiruse ja rõhulanguse põhjal. Seda meetodit saab kasutada HPMC viskoossuse uurimiseks madalamatel nihkekiirustel.
2. Reoloogiline mõõtmine:
Dünaamiline nihkereomeetria (DSR): DSR mõõdab materjali reaktsiooni dünaamilisele nihkedeformatsioonile. HPMC proovid allutati võnkuvale nihkepingele ja saadud tüved mõõdeti. HPMC lahuste viskoelastset käitumist saab iseloomustada nii kompleksse viskoossuse (η*) kui ka säilitusmooduli (G') ja kadumooduli (G) analüüsiga.
Roomamise ja taastumise testid: need testid hõlmavad HPMC proovide allutamist pidevale pingele või pingele pikema aja jooksul (roomamisfaas) ja seejärel järgneva taastumise jälgimist pärast stressi või pinge leevendamist. Roomamis- ja taastumiskäitumine annavad ülevaate HPMC viskoelastsusomadustest, sealhulgas selle deformatsiooni- ja taastumisvõimetest.
3. Kontsentratsiooni ja temperatuuri sõltuvuse uuringud:
Kontsentratsiooni skaneerimine: viskoossuse mõõtmised viiakse läbi HPMC kontsentratsioonide vahemikus, et uurida viskoossuse ja polümeeri kontsentratsiooni vahelist seost. See aitab mõista polümeeri paksenemise efektiivsust ja selle kontsentratsioonist sõltuvat käitumist.
Temperatuuri skaneerimine: viskoossuse mõõtmised viiakse läbi erinevatel temperatuuridel, et uurida temperatuuri mõju HPMC viskoossusele. Temperatuurisõltuvuse mõistmine on kriitilise tähtsusega rakendustes, kus HPMC-d kogevad temperatuurimuutusi, näiteks ravimkoostised.
4. Molekulmassi analüüs:
Suuruskromatograafia (SEC): SEC eraldab polümeeri molekulid nende suuruse alusel lahuses. Elueerimisprofiili analüüsimisega saab määrata HPMC proovi molekulmassi jaotuse. HPMC reoloogilise käitumise ennustamiseks on ülioluline molekulmassi ja viskoossuse vahelise seose mõistmine.
5. Modelleerimine ja simulatsioon:
Teoreetilised mudelid: HPMC viskoossuse käitumise kirjeldamiseks erinevates nihketingimustes saab kasutada erinevaid teoreetilisi mudeleid, nagu Carreau-Yasuda mudel, Cross-mudel või võimsusseaduse mudel. Need mudelid kombineerivad viskoossuse täpseks ennustamiseks selliseid parameetreid nagu nihkekiirus, kontsentratsioon ja molekulmass.
Arvutussimulatsioonid: Computational Fluid Dynamics (CFD) simulatsioonid annavad ülevaate HPMC lahenduste voolukäitumisest keerukate geomeetriate korral. Vedeliku voolu reguleerivate võrrandite arvulise lahendamise abil saavad CFD simulatsioonid ennustada viskoossuse jaotust ja voolumustreid erinevates tingimustes.
6. In situ ja in vitro uuringud:
In situ mõõtmised: in situ meetodid hõlmavad viskoossuse muutuste uurimist reaalajas konkreetses keskkonnas või rakenduses. Näiteks farmatseutilistes preparaatides saab in situ mõõtmisega jälgida viskoossuse muutusi tableti lagunemise või geeli paikse pealekandmise ajal.
In vitro testimine: in vitro testimine simuleerib füsioloogilisi tingimusi, et hinnata suukaudseks, okulaarseks või paikseks manustamiseks mõeldud HPMC-põhiste preparaatide viskoossuskäitumist. Need testid annavad väärtuslikku teavet preparaadi toimivuse ja stabiilsuse kohta asjakohastes bioloogilistes tingimustes.
7. Täiustatud tehnoloogia:
Mikroreoloogia: Mikroreoloogia tehnikad, nagu dünaamiline valguse hajumine (DLS) või osakeste jälgimise mikroreoloogia (PTM), võimaldavad uurida keeruliste vedelike viskoelastseid omadusi mikroskoopilisel skaalal. Need meetodid võivad anda ülevaate HPMC käitumisest molekulaarsel tasemel, täiendades makroskoopilisi reoloogilisi mõõtmisi.
Tuumamagnetresonantsi (NMR) spektroskoopia: NMR-spektroskoopiat saab kasutada lahuses oleva HPMC molekulaarse dünaamika ja interaktsioonide uurimiseks. Jälgides keemilisi nihkeid ja lõõgastusaegu, annab NMR väärtuslikku teavet viskoossust mõjutavate HPMC konformatsioonimuutuste ja polümeeri-lahusti interaktsioonide kohta.
HPMC viskoossuskäitumise uurimine nõuab multidistsiplinaarset lähenemist, sealhulgas eksperimentaalseid tehnikaid, teoreetilist modelleerimist ja täiustatud analüüsimeetodeid. Viskosimeetria, reomeetria, molekulaaranalüüsi, modelleerimise ja täiustatud tehnikate kombinatsiooni kasutades saavad teadlased täielikult mõista HPMC reoloogilisi omadusi ja optimeerida selle toimivust mitmesugustes rakendustes.
Postitusaeg: 29.02.2024