Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on oluline vees lahustuv polümeer, mida kasutatakse laialdaselt farmaatsiatoodetes, toitudes, kattetes, ehitusmaterjalides ja muudes põldudes. HPMC lahuse viskoossus on võtmetegur, mis mõjutab selle jõudlust ja kasutamist ning temperatuur mõjutab märkimisväärselt HPMC vesilahuse viskoossust.
1. HPMC lahuse viskoossuse omadused
HPMC on polümeermaterjal, millel on termiliselt pöörduvad lahustumisomadused. Kui HPMC lahustatakse vees, on moodustatud vesilahuses mitte-Newtoni vedeliku omadused, see tähendab, et lahuse viskoossus muutub nihkekiiruse muutustega. Normaalsel temperatuuril käituvad HPMC lahused tavaliselt pseudoplastiliste vedelikena, see tähendab, et neil on kõrgem viskoossus madala nihkekiirusega ja viskoossus väheneb nihkekiiruse suurenemisel.
2. Temperatuuri mõju HPMC lahuse viskoossusele
Temperatuurimuutustel on kaks peamist mõjumehhanismi HPMC vesilahuste viskoossusele: molekulaarsete ahelate suurenenud termiline liikumine ja muutused lahuse interaktsioonides.
(1) Molekulaarsete ahelate termiline liikumine suureneb
Kui temperatuur tõuseb, suureneb HPMC molekulaarse ahela termiline liikumine, mis põhjustab vesiniksidemeid ja Van der Waalsi jõudu molekulide vahel nõrgenema ja lahuse voolavuse suurenemiseks. Lahuse viskoossus väheneb vähenenud takerdumise ja füüsilise ristsidumise tõttu molekulaarsete ahelate vahel. Seetõttu näitavad HPMC vesilahused kõrgematel temperatuuridel madalamat viskoossust.
(2) Muutused lahenduste interaktsioonis
Temperatuurimuutused võivad mõjutada HPMC molekulide lahustuvust vees. HPMC on termogenereerimisomadustega polümeer ja selle lahustuvus vees muutub temperatuuriga märkimisväärselt. Madalamatel temperatuuridel moodustavad HPMC molekulaarse ahela hüdrofiilsed rühmad veemolekulidega stabiilsed vesiniksidemed, säilitades sellega hea lahustuvuse ja kõrge viskoossuse. Kui temperatuur tõuseb teatud tasemele, paraneb HPMC molekulaarsete ahelate hüdrofoobne interaktsioon, mis põhjustab lahuses kolmemõõtmelise võrgustruktuuri või geelistumise moodustumiseni, põhjustades lahuse viskoossuse teatud tingimustes ootamatult. Seda nähtust nimetatakse seda termogeeli nähtuseks.
3. temperatuuri eksperimentaalne vaatlus HPMC lahuse viskoossuse korral
Eksperimentaalsed uuringud on näidanud, et tavapärases temperatuurivahemikus (nt 20 ° C kuni 40 ° C) väheneb HPMC vesilahuste viskoossus temperatuuri tõustes järk -järgult. Selle põhjuseks on asjaolu, et kõrgemad temperatuurid suurendavad molekulaarsete ahelate kineetilist energiat ja vähendab molekulidevahelisi koostoimeid, vähendades sellega lahuse sisemist hõõrdeid. Kui temperatuur suureneb HPMC termilise geelipunkti (tavaliselt vahemikus 60 ° C kuni 90 ° C, sõltuvalt HPMC asendusastmest ja molekulmassist), suureneb lahuse viskoossus järsku. Selle nähtuse esinemine on seotud HPMC molekulaarsete ahelate vastastikuse takerdumise ja agregatsiooniga.
4. Temperatuuri ja HPMC struktuuriparameetrite suhe
HPMC lahuse viskoossust ei mõjuta mitte ainult temperatuur, vaid ka tihedalt seotud selle molekulaarstruktuuriga. Näiteks on HPMC asendusaste (st hüdroksüpropüül- ja metüülsendajate sisaldus) ja HPMC molekulmass selle termilise geeli käitumisele märkimisväärselt. Suure asendusastmega HPMC säilitab hüdrofiilsemate rühmade tõttu madalama temperatuurivahemikus madalama viskoossuse, samas kui madala asendusastmega HPMC moodustab tõenäolisemalt termilisi geele. Lisaks suurenevad kõrgema molekulmassiga HPMC lahused viskoossuse tõenäolisemalt kõrgetel temperatuuridel.
5. Tööstuslikud ja praktilised rakenduse kaalutlused
Praktilistes rakendustes tuleb sobivad HPMC sordid valida vastavalt konkreetsetele temperatuuritingimustele. Näiteks kõrge temperatuuriga keskkonnas tuleb termilise geelistamise vältimiseks valida kõrgema temperatuuritakistusega HPMC. Madala temperatuuri tingimustes tuleb kaaluda HPMC lahustuvust ja viskoossuse stabiilsust.
Temperatuuri mõju HPMC vesilahuse viskoossusele on oluline praktiline tähtsus. Farmatseutilises valdkonnas kasutatakse HPMC-d sageli farmaatsiapreparaatide püsiva vabastamise materjalina ja selle viskoossuse omadused mõjutavad otseselt ravimi vabanemist. Toiduainetööstuses kasutatakse HPMC -d toodete tekstuuri ja stabiilsuse parandamiseks ning selle lahuse viskoossuse temperatuurisõltuvust tuleb reguleerida vastavalt töötlemistemperatuurile. Ehitusmaterjalides kasutatakse HPMC-d paksendajana ja veega seotud ainena ning selle viskoossuse omadused mõjutavad ehituse jõudlust ja materiaalse tugevust.
Temperatuuri mõju HPMC vesilahuse viskoossusele on keeruline protsess, mis hõlmab molekulaarse ahela termilist liikumist, lahuse interaktsiooni ja polümeeri struktuurilisi omadusi. Üldiselt väheneb HPMC vesilahuste viskoossus temperatuuri tõustes üldiselt, kuid teatud temperatuurivahemikes võib tekkida soojusgelans. Selle karakteristiku mõistmisel on oluline olulisus HPMC praktilise rakenduse ja protsessi optimeerimise jaoks.
Postiaeg:-10. juuli 20124