Rheology en kompatibiliteit fanHPMC/HPSKompleks
kaaiwurden: hydroxypropyl methylcellulose; hydroxypropyl setmoal; rheologyske eigenskippen; komptabiliteit; gemyske modifikaasje.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is in polysaccharide-polymeer dat faaks brûkt wurdt yn 'e tarieding fan ytbere films. It wurdt in protte brûkt op it mêd fan iten en medisinen. De film hat goede transparânsje, meganyske eigenskippen en oalje barriêre eigenskippen. HPMC is lykwols in thermally-induzeare gel, dy't liedt ta syn minne ferwurkingsprestaasje by lege temperatuer en heechproduksje enerzjy enerzjybonsume; Derneist beheint syn djoere rauwe materspriis syn brede applikaasje ynklusyf it farmaseutyske fjild. Hydroxypropyllayl Starch (HPS) is in eetber materiële breed brûkt yn it fjild fan iten en medisinen. It hat in breed oanbod fan boarnen en lege priis. It is in ideaal materiaal om de kosten fan HPMC te ferminderjen. Boppedat kin de kâlde geliemingen fan HPS fan HPS de Viskositeit en oare Rheologyske eigenskippen balansearje fan HPMC. , om syn ferwurkingsprestaasjes te ferbetterjen by lege temperatuer. Derneist hat HPS edible film poerbêste soerstofbarriêre-eigenskippen, sadat it de soerstofbarriêre-eigenskippen fan HPMC-eetbare film signifikant kin ferbetterje.
HPS waard tafoege oan HPMC foar gearstalling, en it HPMC / HPS kâlde en hjitte omkearde-fase gelferbiningsysteem waard konstruearre. De ynfloedwet fan eigenskippen waard besprutsen, it ynteraksjemeganisme tusken HPS en HPMC yn oplossing, de kompatibiliteit en faze-oergong fan it ferbiningsysteem waarden besprutsen, en de relaasje tusken de rheologyske eigenskippen en struktuer fan it ferbiningsysteem waard fêststeld. De resultaten litte sjen dat de gearstalling systeem hat in krityske konsintraasje (8%), ûnder de krityske konsintraasje, HPMC en HPS bestean yn ûnôfhinklike molekulêre keatlingen en faze regio; Boppe de krityske konsintraasje wurdt de HPS-faze foarme yn 'e oplossing as it gel-sintrum, dat is ferbûn troch de ynterview fan HPMC-molekulêre keatsen, eksposearje in gedrach, eksposearje in gedrach, eksposearje in gedrach, eksposearje. De rheologyske eigenskippen fan it gearstalde systeem en de gearstalde ferhâlding oerienkomme mei de logaritmyske somregel, en litte in bepaalde graad fan positive en negative ôfwiking sjen, wat oanjout dat de twa komponinten goede kompatibiliteit hawwe. It gearstalde systeem is in trochgeande faze-ferspraat faze "struktuer" struktuer fan see "by lege temperatuer, en de trochgeande faze-oergong komt op 4: 6 mei de ôfname fan 'e HPMC / HPS-ferbiningferhâlding.
As an important component of food commodities, food packaging can prevent food from being damaged and polluted by external factors in the process of circulation and storage, thereby extending the shelf life and storage period of food. As in nij soarte fan fiedingsferpakkingsmateriaal dat feilich en ytber is, en sels in bepaalde fiedingswearde hat, hat edible film brede tapassingsperspektiven yn itenferpakking en behâld, fastfood en farmaseutyske kapsules, en is in ûndersykshotspot wurden yn it hjoeddeistige iten. ferpakking relatearre fjilden.
De HPMC / HPS gearstalde membraan waard taret troch casting metoade. De kompatibiliteit en faze-skieding fan it gearstalde systeem waarden fierder ferkend troch Scannende Electron MicroScopy, Dynamyske thermomatyske analyse en de meganyske eigenskippen fan 'e gearstalde membraie waarden studearre. en soerstof permeabiliteit en oare membraan eigenskippen. De resultaten litte sjen dat gjin fanselssprekkende twa-faze-ynterface yn 'e SEM-ôfbyldings fan alle gearstalde films fûn is yn' e DMA-resultaten fan 'e measte fan' e gearstalde films, en mar ien thermyske degradaasjepak ferskynt yn 'e DTG Curves fan de measte gearstalde films. HPMC hat bepaalde kompatibiliteit mei HPS. De tafoeging fan HPS nei HPMC ferbetteret de oksygen-barriêre eigenskippen fan 'e gearstalde membraan signifikant. De meganyske eigenskippen fan it gearstalde membraan fariearje sterk mei de gearstalling ferhâlding en de relative vochtigheid fan it miljeu, en presintearje in crossover punt, dat kin foarsjen in referinsje foar produkt optimalisaasje foar ferskillende applikaasje easken.
De mikroskopyske morfologyske morfologyk, faze-oergongen en oare mikrotruktyf systeem waarden studearre troch ienfâldich Idroscie-eigenskippen fan it ferbiningssysteem fan it ferbiningssysteem bestudearre troch ultraviolet Spectrofotometer en meganyske eigendom tester. De relaasje tusken de mikroskopyske morfologyske struktuer en de makroskopyske wiidweidige prestaasjes fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem waard fêststeld. De resultaten litte sjen dat in grut oantal mesophases oanwêzich binne yn it gearstalde systeem, dat in goede kompatibiliteit hat. D'r is in faze-oergong yn it ferbiningspunt, en dit faze-oergongspunt hat in bepaalde ferbiningsferhâlding en oplossingskonsintraasje ôfhinklikens. It leechste punt fan transparânsje fan it gearstalde systeem is konsistint mei it faze-oergongspunt fan HPMC fan trochgeande faze om te fersprieden faze en it minimale punt fan Tensile Modulus. De modulus fan 'e jonge en elongaasje by Break Sadleded mei de ferheging fan' e oplossing fan 'e oplossingskonsint, dy't in kausale relaasje hie mei de oergong fan HPMC fan' e trochgeande faze nei de ferspraat faze.
A rheometer was used to study the effect of chemical modification of HPS on the rheological properties and gel properties of the HPMC/HPS cold and hot reversed-phase gel compound system. Kapasiteiten en fazetransysjes waarden studearre, en de relaasje tusken mikrostruktuer en rheologyske en gel-eigenskippen waard fêststeld. De ûndersyksresultaten litte sjen dat de hydroxypropylaasje fan HPS de viskositeit fan it gearstalde systeem by lege temperatuer kin ferminderje, de fluiditeit fan 'e gearstalde oplossing ferbetterje, en it ferskynsel fan skuorjende tinning ferminderje; de hydroxypropylaasje fan HPS kin de lineêre viskositeit fan it gearstalde systeem beheine. Yn 'e elastyske regio wurdt de faze-oergongtemperatuer fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem fermindere, en it bêst-like gedrach fan it gearstalde systeem by lege temperatuer en de fluiditeit by hege temperatuer wurde ferbettere. HPMC- en HPS foarmje trochgeande fazen by lege en hege temperatueren, en lykas ferspriedde fazen bepale de Rheologyske eigenskippen en gel-eigenskippen fan it gearstalde systeem by hege en lege temperatueren. Sawol de abrupte feroaring yn 'e viskosyferling fan it gearstalde systeem en de tan Delta-peak yn' e ferlies faktor ferskine om 45 ° C, dy't de gearkomste fenomenon op 45 ° C.
The effect of chemical modification of HPS on the crystalline structure and micro-divisional structure of the composite film was studied by synchrotron radiation small-angle X-ray scattering technology, and the mechanical properties, oxygen barrier properties and thermal stability of the composite film were systematysk studearre de ynfloed fan gemyske struktuer feroarings fan gearstalde komponinten op de mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen fan gearstalde systemen. De resultaten fan synchrotron-strieling lieten sjen dat de hydroxypropylaasje fan HPS en de ferbettering fan 'e kompatibiliteit fan' e twa komponinten de rekristallisaasje fan setmoal yn 'e membraan signifikant kinne remme kinne en de foarming fan in lossere sels-like struktuer yn' e gearstalde membraan befoarderje. De makroskopyske eigenskippen lykas meganyske eigenskippen, termyske stabiliteit en soerstofpermeabiliteit fan HPMC / HPS gearstalde membraan binne nau besibbe oan har ynterne kristallijne struktuer en amorfe regiostruktuer. It kombinearre effekt fan de twa effekten.
Haadstik Ien Yntroduksje
As an important component of food commodities, food packaging materials can protect food from physical, chemical and biological damage and pollution during circulation and storage, maintain the quality of food itself, facilitate food consumption, and ensure food. Lange-termyn opslach en behâld, en jou iten uterlik te lûken konsumpsje en krije wearde boppe materiaal kosten [1-4]. As in nij soarte fan fiedingsferpakkingsmateriaal dat feilich en ytber is, en sels in bepaalde fiedingswearde hat, hat edible film brede tapassingsperspektiven yn itenferpakking en behâld, fastfood en farmaseutyske kapsules, en is in ûndersykshotspot wurden yn it hjoeddeistige iten. ferpakking relatearre fjilden.
Edible films are films with a porous network structure, usually obtained by processing natural edible polymers. In protte natuerlike polymers besteande yn 'e natuer hawwe gel eigenskippen, en harren aqueous oplossings kinne foarmje hydrogels ûnder bepaalde betingsten, lykas guon natuerlike polysaccharides, aaiwiten, lipids, ensfh. Natuerlike strukturele polysaccharides lykas setmoal en cellulose, fanwegen har bysûndere molekulêre struktuer fan lange keten helix en stabile gemyske eigenskippen, kinne geskikt wêze foar lange-termyn en ferskate opslach omjouwings, en binne in soad studearre as ytbere film-foarmjende materialen. Eetbare films makke fan ien polysaccharide hawwe faak bepaalde beheiningen yn prestaasjes. Dêrom, om de beheiningen fan ienige polysaccharide-itenbare films te eliminearjen, spesjale eigenskippen te krijen of nije funksjes te ûntwikkeljen, produktprizen te ferminderjen en har tapassingen út te wreidzjen, wurde normaal twa soarten polysacchariden brûkt. Of de boppesteande natuerlike polysacchariden wurde gearstald om it effekt fan komplementêre eigenskippen te berikken. Troch it ferskil yn molekulêre struktuer tusken ferskate polymeren is d'r lykwols in bepaalde konformaasje-entropy, en de measte polymearkompleksen binne foar in part kompatibel as ynkompatibel. De faze morfology en kompatibiliteit fan it polymeerkompleks sille de eigenskippen bepale fan it gearstalde materiaal. De deformation en Flow History by it ferwurkjen hawwe in wichtige ynfloed op 'e struktuer. Dêrom binne de makroskopyske eigenskippen lykas de Rheologyske eigenskippen fan it Polymer Complex-systeem bestudearre. De ûnderlinge relaasje tusken mikroskopyske morfologyske struktueren lykas fazemorfology en kompatibiliteit is wichtich foar it regeljen fan prestaasjes, analyze en modifikaasje fan gearstalde materialen, ferwurkingstechnology, begelieding fan formule-ûntwerp en ûntwerp fan masines foar ferwurkjen, en evaluearjen fan produksje. De ferwurkjen fan prestaasjes fan it produkt en de ûntwikkeling en tapassing fan nije Polymer-materialen binne fan grutte betsjutting.
Yn dit haadstik wurde de ûndersyksstatus en de foarútgong fan tapassing fan ytbere filmmaterialen yn detail besjoen; de ûndersykssituaasje fan natuerlike hydrogels; it doel en de metoade fan polysaccharide gearstalling en de ûndersyk foarútgong fan polysaccharide gearstalling; de rheologyske ûndersyk metoade fan gearstalling systeem; The rheological properties and model construction of the cold and hot reverse gel system are analyzed and discussed, as well as the research significance, research purpose and research of this paper content.
1.1 Eetbare film
Edible film ferwiist nei de tafoeging fan plasticizers en cross-linking aginten basearre op natuerlike ytbere stoffen (lykas strukturele polysaccharides, lipiden, aaiwiten), troch ferskillende intermolecular ynteraksjes, troch gearsetting, ferwaarming, coating, drogen, ensfh De film mei poreuze netwurk struktuer foarme troch behanneling. It kin ferskate funksjes leverje, lykas selekteare barriêre-eigenskippen foar gas, focht, ynhâld en eksterne skealike stoffen, om de sintúchlike kwaliteit en ynterne struktuer fan iten te ferbetterjen, en de opslachperioade of houdbaarheid fan fiedingsprodukten te ferlingjen.
1.1.1 Untwikkelingsskiednis fan ytbere films
De ûntwikkeling fan ytbere film kin weromgean nei de 12e en 13e iuw. Yn dy tiid brûkte de Sinezen in ienfâldige metoade om it ferlies fan wetter te waakjen, dy't effektyf fermindere yn 'e fruchten en grienten har oarspronklike glâns ûnderhâlde, dêrtroch de shelf libben fan fruchten en grienten, mar oermjittich remming fan de aerobyske respiraasje fan fruit en grienten, resultearret yn fruit fermentative efterútgong. Yn de 15e ieu, Aziaten wiene al begûn te meitsjen ytbere film út soy molke, en brûkten it te beskermjen iten en fergrutsjen it uterlik fan iten [20]. Yn 'e 16e ieu brûkten de Britten fet om iten oerflakken te coaten om it ferlies fan fiedingsfocht te ferminderjen. Yn 'e 19e iuw waard Sucrose earst brûkt as in eetbere coating op nuten, amandels en hazelnoten om oksidaasje en ranciditeit te foarkommen tidens opslach. Yn 'e jierren 1830 ferskynden kommersjele hotmelt paraffinefilms foar fruchten lykas apels en pearen. Oan 'e ein fan' e 19e ieu wurde gelatinefilms op it oerflak fan fleisprodukten en oare fiedings spuite foar it behâld fan iten. Yn 'e iere 1950's wie carnaubawax, ensfh., Wer makke yn oalje-yn-wetter-emulsjes foar coating en behâld fan farske fruit en grienten. Yn 'e lette 1950's begon ûndersyk nei ytbere films tapast op fleisprodukten te ûntwikkeljen, en it meast wiidweidige en suksesfolle foarbyld is de klysmaprodukten dy't ferwurke binne fan dierlike darm yn darmen.
Sûnt de jierren 1950 kin sein wurde dat it konsept fan ytbere film allinnich echt foarsteld is. Sûnt dy tiid hawwe in protte ûndersikers in sterke belangstelling ûntwikkele foar ytbere films. Yn 1991 tapaste Nisperes CarboxyThyl Cellulose (CMC) oan 'e coating en behâld fan bananen en oare fruchten waard de fruchtwei fermindere, en it Chlorofyl-ferlies waard fertrage. Park et al. Yn 1994 rapporteare de effektive barriêre-eigenskippen fan ielproteïne-film nei O2 en CO2, dy't it wetterferlies ferbettere, ferwoaste en ferkleuring en ferkleuring fan tomaten. Yn 1995 brûkte Lourdin Vallude Alkaline-oplossing om stivens te behanneljen, en Glycerin tafoege oan krassen foar frisse, dy't it wetterferlies fermindere fan aardbeien en fertrage bedoarn. Baberjee ferbettere de ytbere filmeigenskippen yn 1996 troch mikro-liquefaction en ultrasone behanneling fan 'e filmfoarmjende floeistof, sadat de dieltsjegrutte fan' e filmfoarmjende floeistof signifikant fermindere waard en de homogene stabiliteit fan 'e emulsie waard ferbettere. In 1998, Padegett et al. tafoege lysozyme of nisin oan soybean proteïne ytbere film en brûkte it te wrap iten, en fûn dat de groei fan melkzuur baktearjes yn iten waard effektyf remming [30]. In 1999, Yin Qinghong et al. brûkte bijenwaaks om in filmcoatingmiddel te meitsjen foar it behâld en opslach fan appels en oare fruchten, dy't respiraasje kinne ynhiberje, krimp en gewichtsverlies foarkomme, en mikrobiële ynvaazje ynhiberje.
In protte jierren binne maisbakbekers foar iisferpakking, glutinous ryspapier foar snoepferpakking, en tofu-skellen foar fleisgerjochten typyske ytbere ferpakking. Mar kommersjele tapassingen fan ytbere films wiene frijwol net-besteand yn 1967, en sels mei wax-coated fruitbehâld hie tige beheind kommersjeel gebrûk. Oant 1986 begûnen in pear bedriuwen ytbere filmprodukten te leverjen, en yn 1996 wie it oantal ytbere filmbedriuwen útgroeid ta mear as 600. Op it stuit is de tapassing fan ytbere film yn it behâld fan itenferpakkingen tanommen, en hat in berikt in jierlikse ynkomsten fan mear dan 100 miljoen Amerikaanske dollars.
1.1.2 Skaaimerken en soarten ytbere films
Neffens relevante ûndersyk hat Edible Film de folgjende útstelde foardielen: Edible film kin foarkomme dat de ferfal kin foarkomme dat de ôffalkwaliteit feroarsake troch de wjersidige migraasje fan ferskate itenstoffen; guon ytbere filmkomponinten sels hawwe spesjale fiedingswearde en funksje foar sûnenssoarch; ytbere film hat opsjonele barriêre eigenskippen foar CO2, O2 en oare gassen; ytbere film kin brûkt wurde foar magnetron, bakken, fried iten en medisinen film en coating; Edible film kin brûkt wurde as anty-overidanten en konserveringsmiddelen en oare dragers, wêrtroch't de shelf libben fan iten útwreidet; Edible film kin brûkt wurde as ferfierder foar kleuren en fiedingsfieding, ensfh., ensfh., om itenskwaliteit te ferbetterjen en it ferbetterjen fan iten sensoristjes te ferbetterjen; Eetbere film is feilich en eetber, en kin tegearre mei iten wurde konsumeare; Eetbare ferpakkingsfilms kinne wurde brûkt foar it ferpakking fan lytse hoemannichten as ienheden fan iten, en foarmje mearlaach gearstalde ferpakking mei tradisjonele ferpakkingsmaterialen, wat de algemiene barriêreprestaasjes fan ferpakkingsmaterialen ferbetteret.
De reden wêrom't ytbere ferpakkingsfilms de boppesteande funksjonele eigenskippen hawwe is benammen basearre op 'e foarming fan in bepaalde trijediminsjonale netwurkstruktuer yn har, en toant dus bepaalde sterkte en barriêre-eigenskippen. De funksjonele eigenskippen fan 'e Edibele ferpakking-film wurde signifikant beynfloede troch de eigenskippen fan har komponinten, en de graad fan' e ûnrêstige botsing, de uniformiteit fan 'e netwurkstruktuer wurde ek beynfloede troch ferskate filmfoarming prosessen. D'r binne dúdlike ferskillen yn prestaasjes [15, 35]. Edible films hawwe ek wat oare eigenskippen, lykas oplosberens, Kleur, transparien, ensfallige Edibele Eetbere Film Package-Materialen kinne wurde selektearre en de ferskillen yn 'e produktobjekten te wêzen ynpakt.
Neffens de foarmingsmetoade fan ytbere film kin it wurde ferdield yn films en coatings: (1) De foarôf tare ûnôfhinklike films wurde normaal films neamd. (2) De tinne laach foarme op it iten oerflak troch middel fan coating, dipping, en spuiten wurdt neamd coating. Films wurde benammen brûkt foar iten mei ferskate yngrediïnten dy't yndividueel ferpakt wurde moatte (lykas smaakpakketten en oaljepakketten yn gemaksiten), iten mei deselde yngrediïnte, mar apart ferpakt wurde moatte (lykas lytse pakjes kofje, molkepoeder, ensfh.), en medisinen as produkten foar sûnenssoarch. kapsule materiaal; coating wurdt benammen brûkt foar it behâld fan farsk iten lykas fruit en grienten, fleis produkten, coating fan drugs en de gearstalling fan kontrolearre-release mikrokapsules.
Neffens de filmfoarmjende materialen fan ytbere ferpakkingsfilm, kin it wurde ferdield yn: polysaccharide-ytbere film, proteïne-itenbare film, lipide-edbere film, mikrobiële ytbere film en gearstalde ytbere film.
1.1.3 Tapassing fan ytbere film
As in nij soarte fan itenferpakking is feilich en eetber, en hat sels in bepaalde fiedingswearde, Edibele films is yn 'e farmakkende fjild, it opslach en behâld fan fruchten en grienten, de ferwurking en behâld fan fleis en wetterprodukten, de produksje fan fastfood, en de produksje fan oalje. It hat brede tapassingsperspektyf yn it behâld fan iten lykas gebakken bakte snoepjes.
1.1.3.1 Tapassing yn fiedselferpakking
De filmfoarmjende oplossing wurdt bedutsen op it iten dat moat wurde ferpakt troch spuiten, poetsen, dippen, ensfh., Om de penetraasje fan focht, soerstof en aromaatyske stoffen te foarkommen, dy't it ferlies fan ferpakking effektyf kinne ferminderje en it oantal ferpakkingslagen ferminderje. ; Ferminderje de bûtenste laach fan it iten de kompleksiteit fan 'e komponinten fan plestik ferpakking syn recycling en ferwurkjen fasilitearje en fermindert en fermindert miljeu-fersmoarging; It wurdt tapast op 'e aparte ferpakking fan guon komponinten fan mearkomponinten om iten om de wjersidige migraasje te ferminderjen tusken ferskate komponinten, wêrtroch de fersmoarging hat. Ferminderje de spilage fan iten as it ferfal fan itenkwaliteit. De ytbere film wurdt direkt ferwurke yn ferpakkingspapier of ferpakkingssekken foar itenferpakking, dy't net allinich feiligens, skjinens en gemak berikt, mar ek de druk fan wite fersmoarging op it miljeu ferminderet.
Mei mais, soja en weet as de wichtichste grûnstoffen, kinne papier-like cerealfilms wurde taret en brûkt foar ferpakking fan woarst en oare iten. Nei gebrûk, sels as se wurde wegere yn 'e natuerlike omjouwing, wurde se biodegraadable en kinne wurde ôfwiisd yn boaiem yn' e boaiem om te groetsjen om boaiem te ferbetterjen. . Mei help fan setmoal, chitosan en bean dregs as de wichtichste materialen, edible wrapping papier kin wurde taret foar ferpakking fast food lykas fast-food noodles en Frânske fries, dat is handich, feilich en tige populêr; brûkt foar kruidenpakketten, fêste soppen. Droege avokado, ierappels en brutsen rys wurde fermentearre en omboud ta polysacchariden, dy't kinne wurde brûkt om nije ytbere ynderlike ferpakkingsmaterialen te meitsjen dy't kleurleas en transparant binne, goede soerstofbarriêre-eigenskippen en meganyske eigenskippen hawwe, en wurde brûkt foar it ferpakking fan molkepoeier , salade oalje en oare produkten [19]. Foar militêr iten, neidat it produkt is brûkt, wurdt it tradisjonele plestik ferpakkingsmateriaal yn 'e omjouwing ôfset en wurdt in marker foar fijân folgjen, wat maklik is om de ferbliuwplak te iepenbierjen. Yn spesjale iten mei meardere komponinten lykas pizza, gebak, ketchup, iis, yoghurt, koeken en desserts, kinne plestik ferpakkingsmaterialen net direkt wurde tafoege oan gebrûk, en ytbere ferpakkingsfilm toant syn unike foardielen, wat it oantal groepen kin ferminderje. Migraasje fan stoffen fan smaak ferbetteret produkten fan produktkwaliteit en estetyk [21]. Eetbere ferpakkingsfilm kin brûkt wurde yn arbeid fan magnetron fieding. Meatprodukten, grienten, tsiis en fruit binne foarpakt troch te spuiten, dooppen, en boarstele, ensfh., Beferzen en moatte allinich microwaved wêze foar konsumpsje.
Hoewol pear kommersjele eetbere ferpakkingpapieren en sekken binne, binne in protte patinten registrearre op 'e formulearring en tapassing fan potensjele eetbere ferpakkingsmateriaal. De Frânske fiedingsregeling-regeljouwing hat in yndustrialisearre eetbere ferpakking goedkard "Solupan", dat is gearstald út Hydroxypropyl methylcellus, stivens en natriumoroaren, en is kommersjeel beskikber.
1.1.3.2 Applikaasje yn medisinen
Gelatine, cellulosederivaten, setmoal en ytbere gom kinne brûkt wurde om sêfte en hurde kapsuleshells fan medisinen en sûnensprodukten te meitsjen, dy't effektyf kinne soargje foar de effektiviteit fan medisinen en sûnensprodukten, en binne feilich en ytber; Guon medisinen hawwe in ynherinte bittere smaak, dy't lestich te brûken is troch pasjinten. Akseptearre, ytbere films kinne brûkt wurde as smaakmaskerende coating foar sokke medisinen; Guon Enteric Polymer-polymers oplosse net yn 'e mage (PH 1.2) omjouwing, mar binne oplosber yn' e darm (Ph 6.8) omjouwing en kinne brûkt wurde yn it darm-oanhâldende drugskunt; kin ek brûkt wurde as drager foar rjochte medisinen.
Blanco-Fernandez et al. makke in chitosan acetylated monoglyceride gearstalde film en brûkte it foar de oanhâldende frijlitting fan de antioxidant aktiviteit fan fitamine E, en it effekt wie opmerklik. Antioxidant-ferpakkingsmaterialen op lange termyn. Zhang et al. blended setmoal mei gelatine, tafoege polyetyleen glycol plasticizer, en brûkt tradisjoneel. De holle hurde kapsules waarden taret troch it dippingproses fan 'e gearstalde film, en de transparânsje, meganyske eigenskippen, hydrofiele eigenskippen en fazemorfology fan' e gearstalde film waarden studearre. goed capsule materiaal [52]. Laal et al. makke kafirin yn in ytbere coating foar de enteric coating fan paracetamol capsules, en studearre de meganyske eigenskippen, termyske eigenskippen, barriêre eigenskippen en drug release eigenskippen fan de ytbere film. De resultaten litte sjen dat de coating fan sorghum Ferskate hurde kapsules fan gliadinfilm net yn 'e mage brutsen waard, mar it medisyn yn' e darm op pH 6,8 frijlitten. Paik et al. taret HPMC phthalate dieltsjes coated mei indomethacin, en spuite de ytbere film-foarmjende floeistof fan HPMC op it oerflak fan de drug dieltsjes, en studearre de drug entrapment rate, gemiddelde dieltsje grutte fan drug dieltsjes, ytbere film de resultaten lieten sjen dat de HPMCN-coated indomethacin orale medisyn koe it doel berikke om de bittere smaak fan 'e medisyn te maskerjen en te rjochtsjen op levering fan drugs. Oladzadabbasabadi et al. mingde modifisearre sago-zetmeel mei carrageenan om in ytbere gearstalde film te meitsjen as ferfanging foar tradisjonele gelatinekapsules, en studearre har drogende kinetika, thermomechanyske eigenskippen, fysysk-gemyske eigenskippen en barriêre-eigenskippen. wurde brûkt yn 'e produksje fan farmaseutyske kapsules.
1.1.3.3 Oanfraach yn fruit- en plantaardige behâld
Yn farske fruchten en grienten nei it plukken binne biogemyske reaksjes en respiraasje noch krêftich oan 'e gong, wat de weefselskea fan fruit en griente sil fersnelle, en it is maklik om it ferlies fan focht yn fruit en griente by keamertemperatuer te feroarsaakjen, wat resulteart yn' e Kwaliteit fan ynterne weefsels en sensoryske eigenskippen fan fruchten en grienten. ôfnimme. Dêrom is behâld de wichtichste probleem wurden yn 'e opslach en ferfier fan fruchten en grienten; Tradysjonele metoaden foar beanting hawwe min behâld effekt en hege kosten. Coating behâld fan fruit en grienten is op it stuit de meast effektive metoade yn behâld fan keamertemperatuer. De ytbere filmfoarmjende flüssigens wurdt bedekt op it oerflak fan fruit en grienten, dy't de ynvaazje fan mikroorganismen effektyf kinne foarkomme, de respiraasje, wetterferlies en fiedingsferlies fan fruit- en grienteweefsels ferminderje, de fysiologyske fergrizing fan fruit- en grienteweefsels fertrage, en hâld fruit en plantaardige weefsels de oarspronklike plompe en glêd. Glanzend uterlik, om it doel te berikken om farske te hâlden en de opslachperioade te behâlden. Amerikanen brûke acetylmonoglyceride en tsiis ekstrakt út plantaardige oalje as de wichtichste grûnstoffen foar it tarieden fan ytbere film, en brûke it om fruit en griente te snijen om fris te hâlden, útdroeging, brúnjen en de ynvaazje fan mikro-organismen te foarkommen, sadat it kin wurde ûnderhâlden foar in lange tiid. Frisse steat. Japan brûkt ôffalside as grûnstof om ierdappelfershâldende film te meitsjen, dy't in frishâldend effekt kin berikke fergelykber mei dat fan kâlde opslach. Amerikanen brûke plantaardige oalje en fruit as de wichtichste grûnstoffen foar it meitsjen fan in coating floeistof, en hâld de cut fruit fris, en fûn dat it behâld effekt is goed.
Marquez et al. brûkte molkeproteïne en pektine as grûnstoffen, en tafoege glutaminase foar cross-linking om in gearstalde ytbere film te meitsjen, dy't waard brûkt om farske apels, tomaten en woartels te beklaaien, wat it taryf fan gewichtsverlies signifikant kin ferminderje. , inhibit de groei fan mikroorganismen op it oerflak fan farsk-cut fruit en grienten, en ferlingje de planke libben op it útgongspunt fan it behâld fan de smaak en smaak fan farsk-cut fruit en grienten. Shi Lei et al. coated reade globe druven mei chitosan ytbere film, dat koe ferminderje it gewicht ferlies en rot rate fan druven, behâlde de kleur en helderheid fan druven, en fertrage de degradaasje fan oplosbere fêste stoffen. Mei help fan chitosan, natrium alginate, natrium carboxymethylcellulose en polyacrylate as grûnstoffen, Liu et al. tariede eetbere films troch Multilayer coating foar fris-hâlden fan fruchten en grienten, ensne de resultaat foar wettersoplossing, ens. De natriums-Gitosan-Glycerol gearstalde film it bêste behâld effekt hie. Sun Qingshen et al. studearre de gearstalde film fan sojabeanproteinisolaat, dat wurdt brûkt foar it behâld fan aardbeien, dy't de transpiraasje fan ierdbeien signifikant kinne ferminderje, har respiraasje remme en it taryf fan rotte fruit ferminderje. Ferreira et al. brûkt fruit en griente residu poeder en ierdappelskil poeder te tarieden gearstalde ytbere film, bestudearre de wetteroplosberheid en meganyske eigenskippen fan gearstalde film, en brûkte coating metoade te behâlden hawthorn. De resultaten lieten sjen dat de houdbaarheid fan hawthorn ferlingd waard. 50%, it taryf fan gewichtsverlies fermindere mei 30-57%, en de organyske soer en focht feroare net signifikant. Fu Xiaowei et al. studearre it behâld fan farske paprika's troch chitosan ytbere film, en de resultaten lieten sjen dat it de respiraasjeintensiteit fan farske paprika's signifikant koe ferminderje by opslach en de fergrizing fan paprika's fertrage. NAVARRO-TARAZAGA et al. brûkt bijenwaaks-modifisearre HPMC ytbere film te behâlden pruimen. De resultaten lieten sjen dat bijewaaks de soerstof- en fochtbarriêre-eigenskippen en meganyske eigenskippen fan HPMC-films ferbetterje koe. De taryf fan gewichtsverlies fan 'e pruimen waard signifikant fermindere, it fersêftsjen en bloeden fan' e fruchten by opslach waarden ferbettere, en de opslachperioade fan 'e pruimen waard ferlingd. Tang Liying et al. brûkte shellac alkali-oplossing yn setmoalmodifikaasje, taret ytbere ferpakkingsfilm, en studearre har filmeigenskippen; tagelyk, it brûken fan syn film-foarmjende floeistof te coat mango's foar frisheid kin effektyf ferminderje sykheljen.
1.1.3.4 Tapassing by it ferwurkjen en behâld fan fleisprodukten
Fleisprodukten mei rike fiedingsstoffen en hege wetteraktiviteit wurde maklik ynfallen troch mikro-organismen yn it proses fan ferwurking, ferfier, opslach en konsumpsje, wat resulteart yn fertsjustering fan kleur en fetoksidaasje en oare bederf. Om de opslachperioade en de houdbaarheid fan fleisprodukten te ferlingjen, is it nedich om te besykjen om de aktiviteit fan enzymen yn fleisprodukten en de ynvaazje fan mikroorganismen op it oerflak te remmen, en de efterútgong fan kleur en geur te foarkommen troch fetoksidaasje. At present, edible film preservation is one of the common methods widely used in meat preservation at home and abroad. Fergelykje it mei de tradisjonele metoade, wurdt fûn dat de ynvaazje fan eksterne mikroorganismen, de oksidative rancidity fan fet en it ferlies fan sap signifikant ferbettere binne yn fleisprodukten ferpakt yn ytbere film, en de kwaliteit fan fleisprodukten is signifikant ferbettere. Shelf libben wurdt ferlingd.
It ûndersyk nei ytbere film fan fleisprodukten begon yn 'e lette 1950's, en de meast súksesfolle tapassingssaak wie collagen-itenbare film, dy't in protte brûkt is yn woarstproduksje en -ferwurking. Emiroglu et al. tafoege sesam oalje oan soybean protein ytbere film te meitsjen antibacteriële film, en studearre syn antibacteriële effekt op beferzen beef. De resultaten lieten sjen dat de antibakteriële film de reproduksje en groei fan Staphylococcus aureus signifikant kin remme. Wolk et al. makke in proanthocyanidin ytbere film en brûkte it om gekoeld pork foar frisheid te coatsjen. De kleur, pH, TVB-N-wearde, thiobarbituric acid en mikrobiele count fan pork chops nei opslach foar 14 dagen waarden studearre. De resultaten lieten sjen dat de ytbere film fan proanthocyanidins de formaasje fan thiobarbituric acid effektyf kin ferminderje, ferneatiging fan fatty soeren foarkomme, de ynvaazje en fuortplanting fan mikroorganismen op it oerflak fan fleisprodukten ferminderje, de kwaliteit fan fleisprodukten ferbetterje, en de opslachperioade ferlingje en ferlingje. shelf libben. Jiang Shaotong et al. tafoege teepolyfenolen en allicin oan 'e kompositêre membraanoplossing fan zetmeel-natriumalginaat, en brûkten se om de frisheid fan gekoeld varkensvlees te behâlden, dat koe wurde opslein by 0-4 °C foar mear as 19 dagen. Cartagena et al. rapportearre it antibakteriële effekt fan collagen edible film tafoege mei nisin antimicrobieel agint op it behâld fan varkensvlees plakjes, wat oanjout dat collagen edible film kin ferminderjen de focht migraasje fan gekoeld pork plakjes, fertrage de rancidity fan fleis produkten, en add 2 De kollagen film mei% nisin hie it bêste behâld effekt. Wang Rui et al. studearre de feroaringen fan natrium alginate, chitosan en carboxymethyl fiber troch ferlykjende analyze fan de pH, flechtich basis stikstof, roodheid en totale oantal koloanjes fan fleis binnen 16 dagen fan opslach. De trije soarten ytbere films fan natriumvitamine waarden brûkt om de frisheid fan gekoeld beef te behâlden. De resultaten lieten sjen dat de ytbere film fan natriumalginaat in ideaal frisheidsbehâld effekt hie. Caprioli et al. ferpakt cooked kalkoen boarst mei in natrium kaseinate ytbere film en dan koele it op 4 ° C. Stúdzjes hawwe oantoand dat de sodium caseïnate ytbere film it kalkoenfleis kin fertrage tidens kuolling. fan rancidity.
1.1.3.5 Tapassing yn it behâld fan akwatyske produkten
De kwaliteitsferfal fan akwatyske produkten wurdt benammen manifestearre yn 'e reduksje fan frije focht, de efterútgong fan smaak en de efterútgong fan' e akwatyske produkttekstuer. De ûntbining fan akwatyske produkten, oksidaasje, denaturaasje en droege konsumpsje feroarsake troch mikrobiële ynvaazje binne allegear wichtige faktoaren dy't de houdbaarheid fan wetterprodukten beynfloedzje. Beferzen opslach is in gewoane metoade foar it behâld fan wetterprodukten, mar der sil ek in bepaalde graad fan kwaliteitsdegradaasje yn it proses wêze, wat benammen serieus is foar swietwetterfisken.
It behâld fan ytbere film fan wetterprodukten begon yn 'e lette jierren '70 en is no in soad brûkt. Eetbare film kin beferzen akwatyske produkten effektyf bewarje, wetterferlies ferminderje, en kin ek wurde kombineare mei anty-oksidanten om fetoksidaasje te foarkommen, en dêrmei it doel te berikken fan it ferlingjen fan houdbaarheid en houdbaarheid. Meenatchisundaram et al. makke in setmoal-basearre gearstalde ytbere film mei help fan setmoal as matrix en tafoege krûden lykas kruidnagel en kaniel, en brûkte it foar it behâld fan wite garnalen. De resultaten lieten sjen dat de ytbere zetmeelfilm kin effektyf inhibit de groei fan mikroorganismen, fertrage fet oksidaasje, ferlingje de planke libben fan gekoelde wite garnalen by 10 °C en 4 °C wie sa lang as 14 en 12 dagen, respektivelik. Cheng Yuanyuan en oaren studearre it conserveringsmiddel fan pullulan oplossing en útfierd swietwetter fisk. Behâld kin de groei fan mikroorganismen effektyf remme, de oksidaasje fan fiskprotein en fet fertrage, en in poerbêste behâldeffekt hawwe. Yunus et al. coated reinbôgeforel mei in gelatine ytbere film dêr't laurierblêd essensjele oalje waard tafoege, en studearre it effekt fan gekoeld behâld by 4 ° C. De resultaten lieten sjen dat de gelatine ytbere film effektyf wie yn it behâld fan de kwaliteit fan reinbôgeforel oant 22 dagen. foar in lange tiid. Wang Siwei et al. brûkte natrium alginate, chitosan en CMC as de wichtichste materialen, tafoege stearic acid te rieden ytbere film floeistof, en brûkte it te coat Penaeus vannamei foar frisheid. De stúdzje die bliken dat de gearstalde film fan CMC en chitosan. Yang Shengping en oaren brûkten chitosan-tee polyphenol ytbere film foar de kuolling en behâld fan farske hiertail, dat kin effektyf inhibit de fuortplanting fan baktearjes op it oerflak fan hairtail, fertrage de foarming fan flechtich sâltsoer, en ferlingje de planke libben fan hairtail nei oer 12 dagen.
1.1.3.6 Tapassing yn fried iten
Deep fried food is a widely popular ready-to-eat food with a large output. It is ferpakt mei polysaccharide en proteïne ytbere film, dy't de kleurferoaring fan it iten kin foarkomme tidens it frettenproses en it oaljeferbrûk ferminderje. yngong fan soerstof en focht [80]. Coating fried iten mei gellan gum kin ferminderjen oalje konsumpsje troch 35% -63%, lykas by frying sashimi, it kin ferminderjen oalje konsumpsje troch 63%; by it fretten fan ierappelchips kin it oaljeferbrûk mei 35% -63% ferminderje. Reduzearre brânstofferbrûk mei 60%, ensfh [81].
Singthong et al. makke ytbere films fan polysaccharides lykas natrium alginate, carboxymethyl cellulose en pektine, dy't waarden brûkt foar it beklaaien fan fried banaan strips, en bestudearre de oalje absorption taryf nei frying. De resultaten lieten sjen dat pektine en karboksyl. Holownia et al. coated HPMC en MC films op it oerflak fan fried chicken filets te bestudearjen de feroarings yn oalje konsumpsje, frije fatty acid ynhâld en kleur wearde yn frying oalje. Pre-coating kin oalje absorption ferminderje en oalje libben ferbetterje [83]. Sheng Meixiang et al. makke ytbere films fan CMC, chitosan en sojaprotein isolate, coated potato chips, en fried se op hege temperatuer te bestudearjen de oalje absorption, wetter ynhâld, kleur, acrylamide ynhâld en sensory kwaliteit fan ierappelchips. , de resultaten lieten sjen dat de soybeanprotein isolearre edible film hat in signifikant effekt op it ferminderjen fan it oaljeferbrûk fan spiisde ierappelchips, en de chitosan edible film hat in better effekt op it ferminderjen fan de acrylamide-ynhâld [84]. Salvador et al. coated it oerflak fan fried inktvis ringen mei tarwe setmoal, modifisearre mais setmoal, dextrin en gluten, dat koe ferbetterje de crispness fan de inktvis ringen en ferminderjen de oalje absorption rate [85].
1.1.3.7 Tapassing yn baktearjes
Eetbare film kin brûkt wurde as in glêde coating om it uterlik fan bakguod te ferbetterjen; kin brûkt wurde as in barriêre foar focht, soerstof, fet, ensfh om de houdbaarheid fan bakguod te ferbetterjen, bygelyks, chitosan-itenbare film wurdt brûkt foar oerflakcoating fan brea. roastere pinda's wurde bygelyks faak bedekt mei kleefstoffen om sâlt en krûden te coatsjen [87].
Christos et al. makke ytbere films fan natriumalginate en wei-proteïne en coated se op it oerflak fan Lactobacillus rhamnosus probiotysk brea. De stúdzje liet sjen dat it oerlibjensnivo fan probiotika signifikant ferbettere waard, mar de twa soarten brea lieten Digestive-meganismen tige ferlykber binne, sadat de coating fan 'e ytbere film de tekstuer, smaak en thermofysyske eigenskippen fan it brea net feroaret [88]. Panuwat et al. tafoege Yndiaaske krúsbesekstrakt yn methylcellulosematrix om in ytbere gearstalde film te meitsjen, en brûkte it om de frisheid fan roastere cashewnoten te behâlden. De resultaten lieten sjen dat de gearstalde ytbere film geroosterde cashewnoten effektyf ynhibeare koe by opslach. De kwaliteit fermindere en de houdbaarheid fan roastere cashewnoten waard ferlingd mei maksimaal 90 dagen [89]. Schou et al. makke in transparante en fleksibele ytbere film mei natrium kaseinate en glycerine, en studearre syn meganyske eigenskippen, wetter permeability en syn ferpakking effekt op bakte brea plakjes. De resultaten die bliken dat de ytbere film fan natrium caseïnate ferpakt bakte brea. Nei breading kin har hurdens wurde fermindere binnen 6 h fan opslach by keamertemperatuer [90]. Du et al. brûkte apple-basearre edible film en tomaat-basearre edible film tafoege mei plant essensjele oaljes te wrap roast chicken, dy't net allinnich inhibited de groei fan mikroorganismen foardat roasting de kip, mar ek fersterke de smaak fan de hin nei roasting [91]. Javanmard et al. makke in ytbere film fan tarwe setmoal en brûkte it om bakte pistache kernels. De resultaten lieten sjen dat de ytbere setmoalfilm de oksidative rancidity fan 'e nuten kin foarkomme, de kwaliteit fan' e nuten ferbetterje en har hâldberens ferlingje [92]. Majid et al. brûkt molkeprotein ytbere film om roastere pinda's te coatsjen, dy't soerstofbarriêre kinne ferheegje, pinda-ranzigens ferminderje, brosheid fan roastere pinda's ferbetterje, en har opslachperioade ferlingje [93].
1.1.3.8 Tapassing yn zoetwarenprodukten
De snoepyndustry hat hege easken foar de fersprieding fan flechtige komponinten, dus foar sûkelade en snoepjes mei gepolijst oerflakken is it nedich om wetteroplosbere ytbere films te brûken om de coatingflüssigens te ferfangen dy't flechtige komponinten befetsje. De ytbere ferpakkingsfilm kin in glêde beskermjende film foarmje op it oerflak fan it snoep om de migraasje fan soerstof en focht te ferminderjen [19]. De tapassing fan Whey Proteïne Edible films yn banketbakkerijen kinne de fersprieding fan har flechtich komponinten signifikant ferminderje. As sûkelade brûkt wurdt om fet iten lykas koekjes en pindabûter yn te kapsulearjen, sil de oalje migrearje nei de bûtenste laach fan sûkelade, wêrtroch't de sûkelade kleverig wurdt en in "reverse froast" ferskynsel feroarsaket, mar it ynderlike materiaal sil útdroegje, wat resulteart yn in feroaring yn syn smaak. It tafoegjen fan in laach fan eetbere filmferpakking materiaal mei figuerfunksje mei fettige barrier kin dit probleem oplosse [94].
Nelson et al. brûkte methylcellulose ytbere film om snoepjes mei meardere lipiden te coatsjen en toande heul lege lipidepermeabiliteit, wêrtroch it frostfenomeen yn sûkelade ynhibearre [95]. Meyers tapast in hydrogel-wax bilayer ytbere film oan kauwgom, dy't koe ferbetterje syn adhesion, ferminderje wetter volatilization, en ferlingje syn houdbaarheid [21]. Wetter taret troch Fadini et al. Decollagen-kakaobutter ytbere gearstalde film waard studearre foar syn meganyske eigenskippen en wetterpermeabiliteit, en it waard brûkt as coating foar sûkeladeprodukten mei goede resultaten [96].
1.1.4 Cellulose-basearre eetbare films
Cellulose-basearre ytbere film is in soarte fan ytbere film makke fan 'e meast oerfloedige cellulose en syn derivaten yn' e natuer as de wichtichste grûnstoffen. Cellulose-basearre ytbere film is reukloos en smaakleas, en hat goede meganyske sterkte, oalje barriêre eigenskippen, transparânsje, fleksibiliteit en goede gas barriêre eigenskippen. Troch de hydrofiele aard fan cellulose is de wjerstân fan cellulose-basearre ytbere film lykwols Waterprestaasjes oer it algemien relatyf min [82, 97-99].
De cellulose-basearre ytbere film makke fan ôffalmaterialen yn produksje fan fiedingssektor kin ytbere ferpakkingsfilms krije mei poerbêste prestaasjes, en kin ôffalmaterialen opnij brûke om de tafoege wearde fan produkten te ferheegjen. Ferreira et al. blended fruit en griente residu poeder mei ierdappelskil poeder te rieden in cellulose-basearre ytbere gearstalde film, en tapast it oan de coating fan hawthorn te behâlden frisheid, en berikte goede resultaten [62]. Tan Huizi et al. brûkte fiedingsfezels ekstrahearre út beane dregs as basismateriaal en tafoege in bepaalde hoemannichte verdikkingsmiddel om in ytbere film fan sojabeanfiber te meitsjen, dy't goede meganyske eigenskippen en barriêre-eigenskippen hat [100], dy't benammen brûkt wurdt foar it ferpakken fan Fastfood-noedelsoarten , it is handich en fiedend om it materiaalpakket direkt yn hyt wetter op te lossen.
Water-oplosbare Cellulose Derivatives, lykas Methyl Cellulose (MC), CarboxyThyl Sellulose (CMC) en Hydroxypropyl (HPMC), kinne in trochgeande matrix foarmje yn eartbere filmsûntwikkeling en ûndersyk. Xiao Naiyu et al. Brûkte MC as de wichtichste filmfoarming substraat, tafoege polyetyleen glidide en oare helptaterialen, tariede MC Edlike film, en tapast it oan 'e behâld fan olecranon, dy't de mûle fan' e orecranon kin ferleegje. The shelf life of peach is 4.5 days [101]. Esmaeili et al. prepared MC edible film by casting and applied it to the coating of plant essential oil microcapsules. The results showed that MC film has a good oil-blocking effect and can be applied to food packaging to prevent fatty acid spoilage [102]. Tian et al. Wizige MC Edlike films mei stearter soere en ûnfatsoenlike fette soeren, dy't de wetterblokkearjende eigenskippen kinne ferbetterje fan MC Edlike films [103]. Lai Fengying et al. Studearre it effekt fan Solvent-type op it filmfoarmingsproses fan MC Ed-Edlike film en de Barriêre eigenskippen en meganyske eigenskippen fan 'e Edible Film [104].
CMC membranen hawwe goede barriêre eigenskippen foar O2, CO2 en oaljes, en wurde in soad brûkt op it mêd fan iten en medisinen [99]. Bifani et al. taret CMC membranen en studearre it effekt fan leaf extracten op it wetter barriêre eigenskippen en gas barriêre eigenskippen fan de membranen. De resultaten lieten sjen dat it tafoegjen fan blêdekstrakten de focht- en soerstofbarriêre-eigenskippen fan de membranen signifikant ferbetterje koe, mar net foar CO2. De barriêre-eigenskippen binne relatearre oan de konsintraasje fan it ekstrakt [105]. de Moura et al. taret chitosan nanoparticles fersterke CMC films, en studearre de termyske stabiliteit, meganyske eigenskippen en wetter oplosberens fan de gearstalde films. De resultaten litte sjen dat chitosan nanopartikels de meganyske eigenskippen en thermyske stabiliteit fan CMC-films effektyf kinne ferbetterje. Seks [98]. Ghanbarzadeh et al. taret CMC ytbere films en studearre de effekten fan glycerol en oleic acid op de fysysk-gemyske eigenskippen fan CMC films. De resultaten lieten sjen dat de barriêre-eigenskippen fan 'e films signifikant ferbettere waarden, mar de meganyske eigenskippen en transparânsje fermindere [99]. Cheng et al. taret in carboxymethyl cellulose-konjac glucomannan ytbere gearstalde film, en studearre it effekt fan palm oalje op de fysykalyske eigenskippen fan de gearstalde film. De resultaten lieten sjen dat de lytsere lipide mikrosferen de gearstalde film signifikant kinne ferheegje. It oerflakhyrofobisiteit en de kromming fan 'e kromming fan it tastân fan' e wettermoecule kin de prestaasjes fan 'e focht fan it focht fan it membraan ferbetterje [106].
HPMC hat goede film-foarmjende eigenskippen, en syn film is fleksibel, transparant, kleurleas en reukloos, en hat goede oalje-barriêre eigenskippen, mar syn meganyske eigenskippen en wetter-blocking eigenskippen moatte wurde ferbettere. The study by Zuniga et al. die bliken dat de inisjele mikrostruktuer en stabiliteit fan 'e HPMC filmfoarmjende oplossing it oerflak en ynterne struktuer fan' e film signifikant kinne beynfloedzje, en de manier wêrop oaljedruppels ynkomme by de foarming fan 'e filmstruktuer kin de ljochttransmittânsje en oerflakaktiviteit fan 'e film signifikant beynfloedzje. film. De tafoeging fan 'e agint kin de stabiliteit fan' e filmfoarmjende oplossing ferbetterje, dy't op syn beurt de oerflakstruktuer en optyske eigenskippen fan 'e film beynfloedet, mar de meganyske eigenskippen en luchtpermeabiliteit wurde net fermindere [107]. Klangmuang et al. Organysk wizige klaaide klaai en bijenwaks om HPMC-eetbere film te ferbetterjen en te feroarjen om de meganyske eigenskippen en barriêre eigenskippen fan HPMC-film te ferbetterjen. De stúdzje toande dat nei Beeswax en Clay-modifikaasje, de meganyske eigenskippen fan HPMC-eetbere film fergelykber mei dy fan eetbere film. De prestaasjes fan fochtige komponinten waarden ferbettere [108]. Dogan et al. tariede HPMC Edible-film, en brûkte Microcrystalline Cellulose om de HPMC-film te ferbetterjen en te feroarjen en de oertreding en meganyske eigenskippen fan 'e film studearre en te feroarjen. De resultaten lieten sjen dat de fochtbarriêre-eigenskippen fan 'e wizige film net signifikant feroare. , mar syn meganyske eigenskippen binne signifikant ferbettere [109]. Choi et al. tafoege oregano leaf en bergamot essinsjele oalje yn HPMC matrix foar in tariede ytbere gearstalde film, en tapast it oan de coating behâld fan farske pruimen. De stúdzje liet sjen dat de ytbere gearstalde film de respiraasje fan plums effektyf ynhibearje kin, it ferminderjen fan de produksje fan ethylene, it ferminderjen fan it taryf fan gewichtsverlies, en it ferbetterjen fan de kwaliteit fan plums [110]. Esteghlal et al. blende HPMC mei gelatine te meitsjen ytbere gearstalde films en studearre ytbere gearstalde films. De fysykemyske eigenskippen, meganyske eigenskippen en kompatibiliteit liet sjen litte dat de tensile eigenskippen fan HPMC Gelatin-komposytfilm net feroare wurde yn 'e tarieding fan medisinale kapsules [111]. Villacres et al. studearre de meganyske eigenskippen, gas barriêre eigenskippen en antibacteriële eigenskippen fan HPMC-cassava setmoal ytbere gearstalde films. De resultaten lieten sjen dat de gearstalde films goede oksyegen Barriêre-eigenskippen en antibakteriële effekten wiene [112]. Byun et al. tariede shellac-hpmc-gearstalde membranen, en studearre de effekten fan 'e soarten emulgers en shellac konsintraasje op' e gearstalde membranen. The emulsifier reduced the water-blocking properties of the composite membrane, but its mechanical properties did not decrease significantly; de tafoeging fan shellac ferbettere de thermyske stabiliteit fan 'e HPMC-membraan sterk, en har effekt ferhege mei de ferheging fan' e shellac-konsintraasje [113].
1.1.5 Starch-basearre eetbare films
Starch is in natuerlike polymer foar de tarieding fan eetbere films. It hat de foardielen fan brede boarne, lege priis, bio-beterpatibiliteit en fiedingswearde, en wurdt breed brûkt yn it iten en farmaseutyske yndustry [114-117]. Koartlyn binne ûndersiken oer suvere setmoal-itenbare films en setmoal-basearre ytbere kompositêre films foar iten opslach en behâld ien nei de oare ûntstien [118]. Hege Amylose stivens en syn hydroxypropyleare wizige stivens binne de wichtichste materialen foar de tarieding fan stivens basearre eetbere films [119]. De retrogradaasje fan stivens is de wichtichste reden foar syn fermogen om in film te foarmjen. Hoe heger de amylose-ynhâld, hoe strakker de intermolekulêre bonding, hoe makliker it is om retrogradaasje te produsearjen, en hoe better de filmfoarmjende eigenskip, en de definitive treksterkte fan 'e film. grutter. Amylose kin wetteroplosbere films meitsje mei lege soerstofpermeabiliteit, en de barriêre-eigenskippen fan heech-amylosefilms sille net ôfnimme ûnder hege temperatueromjouwings, dy't it ferpakte iten effektyf kinne beskermje [120].
Starch edible film, kleurleas en reukloos, hat goede transparânsje, wetteroplosberheid en gas barriêre eigenskippen, mar it toant relatyf sterke hydrophilicity en minne vocht barriêre eigenskippen, dus it wurdt benammen brûkt yn iten soerstof en oalje barriêre ferpakking [121-123]. Derneist binne Starch-basearre membranen benijd oan Aging en Retrogradaasje, en har meganyske eigenskippen binne relatyf min [124]. Om de boppesteande tekoarten te oerwinnen, kin it setmoal wizige wurde troch fysike, gemyske, enzymatyske, genetyske en additive metoaden om de eigenskippen fan setmoal-basearre ytbere films te ferbetterjen [114].
Zhang Zhengmao et al. brûkt ultra-fyn setmoal edible film te coat aardbeien en fûn dat it kin effektyf ferminderjen wetter ferlies, fertrage de reduksje fan oplosber sûker ynhâld, en effektyf ferlingje de opslach perioade fan ierdbeien [125]. Garcia et al. modifisearre setmoal mei ferskillende kettingferhâldingen om modifisearre zetmeelfilmfoarmjende flüssigens te krijen, dy't brûkt waard foar behâld fan frisse aardbei-coatingfilm. De taryf en ferfalsifers wiene better dan dy fan 'e uncoated groep [126]. Ghanbarzadeh et al. modifisearre zetmeel troch sitroensoer cross-linking en krige gemysk cross-keppele modifisearre zetmeel film. Stúdzjes hawwe oantoand dat nei cross-linking modifikaasje, de eigenskippen fan focht barriêre en meganyske eigenskippen fan setmoalfilms waarden ferbettere [127]. Gao Qunyu et al. útfierd enzymatyske hydrolyse behanneling fan setmoal en krige setmoal edible film, en syn meganyske eigenskippen lykas tensile sterkte, elongation en folding ferset tanommen, en de focht barriêre prestaasjes tanommen mei de tanimming fan enzyme aksje tiid. signifikant ferbettere [128]. Parra et al. tafoege in cross-linking agint oan tapioca setmoal foar it tarieden fan in ytbere film mei goede meganyske eigenskippen en lege wetterdamp oerdracht rate [129]. Fonseca et al. brûkte natriumhypochlorite om ierappelzetmeel te oksidearjen en in ytbere film fan oksideare setmoal te meitsjen. De stúdzje liet sjen dat har wetterdamptransmissionsrate en wetteroplosberens signifikant fermindere waarden, wat kin wurde tapast op it ferpakking fan iten mei hege wetteraktiviteit [130].
It kombinearjen fan setmoal mei oare ytbere polymers en plasticizers is in wichtige metoade om de eigenskippen fan setmoal-basearre ytbere films te ferbetterjen. Op it stuit binne de meast brûkte komplekse polymers meast hydrofiele kolloïden, lykas pektine, cellulose, seewier polysaccharide, chitosan, carrageenan en xanthan gum [131].
Maria Rodriguez et al. brûkte ierappelzetmeel en plasticizers as surfaktanten as de wichtichste materialen foar it tarieden fan setmoal-basearre ytbere films, dy't sjen litte dat plasticizers filmfleksibiliteit kinne ferheegje en surfaktanten kinne filmstrekberens ferminderje [132]. Santana et al. brûkte nanofibers foar it ferbetterjen en feroarjen fan cassava-setmoal-itenbare films, en krigen op setmoal-basearre ytbere gearstalde films mei ferbettere meganyske eigenskippen, barriêre-eigenskippen en thermyske stabiliteit [133]. Azevedo et al. gearstalde molkeprotein mei thermoplastyske setmoal om in unifoarm filmmateriaal te meitsjen, wat oanjout dat molkeprotein en thermoplastyske setmoal sterke ynterfasiale adhesion hawwe, en weiprotein kin de beskikberens fan setmoal signifikant ferbetterje. Wetterblokkearjende en meganyske eigenskippen fan ytbere films [134]. Edhirej et al. Bereid in tapioca stivens-basearre eetbere film, en studearre it effekt fan plaslik en gemyske struktuer, meganyske eigenskippen en thermyske eigenskippen fan 'e film. De resultaten litte sjen dat it type en konsintraasje fan plastificator de tapioka-zetmeelfilm signifikant kin beynfloedzje. Yn ferliking mei oare plasticizers lykas urea en triethylene glycol, pektine hat de bêste plasticizing effekt, en de pektine-plasticized setmoal film hat goede wetter-blocking eigenskippen [135]. Saberi et al. brûkt pea setmoal, guar gom en glycerine foar de tarieding fan ytbere gearstalde films. De resultaten lieten sjen dat erwtensetmeel in grutte rol spile yn filmdikte, tichtens, gearhing, wetterpermeabiliteit en treksterkte. Guar gum It kin ynfloed op de treksterkte en elastyske modulus fan 'e membraan, en glycerol kin de fleksibiliteit fan' e membraan ferbetterje [136]. Ji et al. gearstald chitosan en mais setmoal, en tafoege calcium karbonaat nanopartikels foar it tarieden fan in setmoal-basearre antibacteriële film. De stúdzje liet sjen dat intermolekulêre wetterstofbondingen waarden foarme tusken setmoal en chitosan, en de meganyske eigenskippen fan 'e film wiene en antibakteriële eigenskippen waarden ferbettere [137]. Meira et al. ferbettere en wizige maiszetmeel ytbere antibakteriële film mei kaolin nanopartikels, en de meganyske en thermyske eigenskippen fan 'e gearstalde film waarden ferbettere, en it antibakteriële effekt waard net beynfloede [138]. Ortega-Toro et al. tafoege HPMC oan setmoal en tafoege citroenzuur om ytbere film te meitsjen. De stúdzje liet sjen dat de tafoeging fan HPMC en citroensûr de fergrizing fan setmoal effektyf ynhibearje kin en de wetterpermeabiliteit fan ytbere film ferminderje, mar de soerstofbarriêre-eigenskippen falle [139].
1.2 Polymer hydrogels
Hydrogels binne in klasse fan hydrofiele polymeren mei in trijediminsjonale netwurkstruktuer dy't ûnoplosber binne yn wetter, mar kinne troch wetter opswolle wurde. Makroskopysk hat in hydrogel in definitive foarm, kin net streame, en is in fêste stof. Mikroskopysk kinne wetteroplosbere molekulen wurde ferdield yn ferskate foarmen en maten yn 'e hydrogel en diffúsje op ferskate diffusionsraten, sadat de hydrogel de eigenskippen fan in oplossing eksposearret. De ynterne struktuer fan hydrogels hat beheinde sterkte en wurdt maklik ferneatige. It is yn in steat tusken in fêst en in floeistof. It hat in ferlykbere elastisiteit as in fêste, en is dúdlik oars as in echte fêste.
1.2.1 Oersjoch fan polymer hydrogels
1.2.1.1 Klassifikaasje fan polymer hydrogels
Polymer hydrogel is in trijediminsjonale netwurkstruktuer foarme troch fysike as gemyske cross-linking tusken polymermolekulen [143-146]. It absorbearret in grutte hoemannichte wetter yn wetter om sels te swollen, en tagelyk kin it har trijediminsjonale struktuer behâlde en ûnoplosber wêze yn wetter. wetter.
D'r binne in protte manieren om hydrogels te klassifisearjen. Basearre op it ferskil yn eigenskippen fan krús-keppeling kinne se ferdield wurde yn fysike gels en gemyske gels. Fysike gels wurde foarme troch relatyf swakke wetterstofobligaasjes, ionyske obligaasjes, hydrofobe ynteraksjes, van der Waals-krêften en fysike ferstrengeling tusken polymere molekulêre keatlingen en oare fysike krêften, en kinne wurde omset yn oplossingen yn ferskate eksterne omjouwings. It hjit om omkeard gel; gemyske gel is meastal in permaninte trijediminsjonale netwurkstruktuer foarme troch cross-linking fan gemyske obligaasjes lykas kovalente obligaasjes yn 'e oanwêzigens fan waarmte, ljocht, inisjatyfnimmer, ensfh Nei't de gel is foarme, is it ûnomkearber en permanint, ek wol bekend as Foar it wirklike kondensaat [147-149]. Fysike gels hawwe oer it generaal gjin gemyske modifikaasje nedich en hawwe lege toxiciteit, mar har meganyske eigenskippen binne relatyf min en it is lestich om grutte eksterne stress te wjerstean; gemyske gels hawwe oer it algemien bettere stabiliteit en meganyske eigenskippen.
Op grûn fan ferskate boarnen kinne hydrogels wurde ferdield yn syntetyske polymerhydrogels en natuerlike polymerhydrogels. Syntetyske polymer hydrogels binne hydrogels foarme troch gemyske polymerisaasje fan syntetyske polymers, benammen ynklusyf polyacrylic acid, polyvinyl acetate, polyacrylamide, polyetyleen okside, ensfh natuerlike polymerhydrogels binne Polymerhydrogels wurde foarme troch cross-linking fan natuerlike polymeren lykas polysaccharides en aaiwiten yn 'e natuer, ynklusyf cellulose, alginate, setmoal, agarose, hyaluronic acid, gelatine, en kollagen [6, 7, 150], 151]. Natuerlike polymeerhydrogels hawwe normaal de skaaimerken fan brede boarne, lege priis en lege toxisiteit, en syntetyske polymerhydrogels binne oer it algemien maklik te ferwurkjen en hawwe grutte opbringsten.
Op grûn fan ferskate antwurden op 'e eksterne omjouwing kinne hydrogels ek ferdield wurde yn tradisjonele hydrogels en smart hydrogels. Traditional hydrogels are relatively insensitive to changes in the external environment; Smart-hydrogels kinne lytse feroaringen yn 'e eksterne omjouwing fiele en korrespondearjende feroaringen produsearje yn fysike struktuer en gemyske eigenskippen [152-156]. For temperature-sensitive hydrogels, the volume changes with the temperature of the environment. Normaal befetsje sokke polymer-hydrogelen hydrophilyske groepen lykas hydroxyl, eter en amide as hydrofe groepen lykas metyl, ethyl en propyl. De temperatuer fan 'e eksterne omjouwing kin beynfloedzje op' e hydrophilyske ynteraksje tusken gelmoeekulen, hydropen-bonding en de ynteraksje tusken wettermolekulen en polymer-keaten, dêrtroch beynfloedet it lykwicht fan it Gel-systeem. Foar ph-gefoelige hydrogelen befettet it systeem normaal konijmend feroaret fan soere basis lykas Carboxylgroepen, sulfonic soere groepen as amino-groepen. Yn in feroarjende PH-omjouwing kinne dizze groepen protoarten absorbearje of frijlitte fan 'e ûndragende bonding yn' e gel en it ferskil tusken de ynterne ionrankons, resultearje yn in folume feroaring fan 'e gel. Foar elektrysk fjild, magnetysk fjild en ljochtgefoelige hydrogels befetsje se funksjonele groepen lykas respektivelik polyelektrolyten, metaaloksiden en fotosensitive groepen. Under ferskate eksterne stimulâns wurdt de systeemtemperatuer of ionisaasjegraad feroare, en dan wurdt it gelvolumint feroare troch it prinsipe fergelykber mei temperatuer of pH-gefoelige hydrogel.
Op grûn fan ferskate gelgedrach kinne hydrogels wurde ferdield yn kâld-induzearre gels en thermyske-induzearre gels [157]. Kâlde gel, koartwei neamd as kâlde gel, is in makromolekule dat bestiet yn 'e foarm fan willekeurige spoelen by hege temperatueren. Tidens it koelingsproses, troch de aksje fan intermolekulêre wetterstofobligaasjes, wurde spiraalfragminten stadichoan foarme, wêrtroch it proses fan oplossing foltôge. De oergong nei gel [158]; thermo-induzearre gel, oantsjut as termyske gel, is in makromolekule yn oplossing tastân by lege temperatuer. Tidens it ferwaarmingsproses wurdt in trijediminsjonale netwurkstruktuer foarme troch hydrofobe ynteraksje, ensfh., Sadwaande foltôgje de gelaasje-oergong [159], 160].
Hydrogels kinne ek wurde ferdield yn homopolymere hydrogels, kopolymerisearre hydrogels en ynterpenetrearjende netwurkhydrogels basearre op ferskate netwurkeigenskippen, mikroskopyske hydrogels en makroskopyske hydrogels basearre op ferskate gelgrutte, en biodegradable eigenskippen. Ferskillend ferdield yn ôfbreekbere hydrogels en net-ôfbreekbere hydrogels.
1.2.1.2 Tapassing fan natuerlike polymeerhydrogels
Natuerlike polymeerhydrogels hawwe de skaaimerken fan goede biokompatibiliteit, hege fleksibiliteit, oerfloedige boarnen, gefoelichheid foar it miljeu, hege wetterbehâld en lege toxisiteit, en wurde in protte brûkt yn biomedisyn, fiedselferwurking, miljeubeskerming, lânbou en boskbouproduksje en GEBRUKEN IN INDUSTRY EN OARE FIELDS [142, 161-165].
Tapassing fan natuerlike polymerhydrogels yn biomedyske relatearre fjilden. Natuerlike polymeerhydrogels hawwe goede biokompatibiliteit, biologyske ôfbrekberens, en gjin giftige side-effekten, sadat se kinne wurde brûkt as wûne dressings en direkt kontakt mei minsklike weefsels, dat kin effektyf ferminderjen de ynvaazje fan mikro-organismen in vitro, foarkomme it ferlies fan lichem floeistoffen, en tastean soerstof troch te gean. Befoarderet wûne genêzen; kin brûkt wurde foar it tarieden fan kontaktlinsjes, mei de foardielen fan noflik dragen, goede soerstofpermeabiliteit, en auxiliary behanneling fan eachsykten [166, 167]. Natuerlike polymeren binne fergelykber mei de struktuer fan libbene weefsels en kinne dielnimme oan it normale metabolisme fan it minsklik lichem, sadat sokke hydrogels kinne brûkt wurde as tissue engineering steigermaterialen, tissue engineering kraakbeenreparaasje, ensfh. Tissue engineering steigers kinne wurde yndield yn pre- foarmige en ynjeksjefoarmige steigers. Foarfoarme stents brûke wetter, de spesjale trijediminsjonale netwurkstruktuer fan 'e gel stelt it yn steat om in bepaalde stypjende rol te spyljen yn biologyske weefsels, wylst se in spesifike en foldwaande groeiromte foar sellen leverje, en kin ek selgroei, differinsjaasje en degradaasje stimulearje. opname troch it minsklik lichem [168]. Ynjeksjefoarmige stents brûke it faze-oergongsgedrach fan hydrogels om fluch gels te foarmjen nei't se yn in streamende oplossingsstate binne ynjeksje, wat de pine fan pasjinten kin minimalisearje [169]. Guon natuerlike polymeerhydrogels binne miljeu gefoelich, sadat se in protte brûkt wurde as drugs-kontroleare frijlittingsmaterialen, sadat de medisinen dy't yn har ynkapsele binne kinne wurde frijlitten oan 'e fereaske dielen fan it minsklik lichem op in timed en kwantitative manier, wêrtroch't de giftige en kant ferminderje effekten fan 'e drugs op it minsklik lichem [170].
Tapassing fan natuerlike polymerhydrogels yn fiedingsrelatearre fjilden. Natuerlike polymerhydrogels binne in wichtich ûnderdiel fan 'e trije mielen per dei fan minsken, lykas guon desserts, snoepjes, fleisferfangers, yoghurt en iis. It wurdt faak brûkt as fiedingsaddityf yn fiedingsprodukten, dy't har fysike eigenskippen ferbetterje kinne en it in glêde smaak jaan. Bygelyks, it wurdt brûkt as verdikker yn soppen en sauzen, as emulgator yn sap, en as suspending agent. Yn molkdranken, as gelmiddel yn puddings en aspics, as ophelderingsmiddel en skomstabilisator yn bier, as synerese-ynhibitor yn tsiis, as bindmiddel yn worstjes, as setmoal retrogradation Inhibitoren wurde brûkt yn brea en bûter [171-174 ]. Ut it Food Additives Handbook kin sjoen wurde dat in grut oantal natuerlike polymerhydrogels goedkard wurde as fiedingsadditieven foar itenferwurking [175]. Natuerlike polymerhydrogels wurde brûkt as fiedingsfersterkers yn 'e ûntwikkeling fan sûnensprodukten en funksjonele fiedings, lykas fiedingsfezels, brûkt yn gewichtsverliesprodukten en anty-konstipaasjeprodukten [176, 177]; as prebiotika wurde se brûkt yn produkten foar kolon sûnens en produkten foar it foarkommen fan kolonkanker [178]; Natuerlike polymeerhydrogels kinne wurde makke yn ytbere of ôfbreekbere coatings of films, dy't kinne wurde brûkt op it mêd fan itenferpakkingsmaterialen, lykas behâld fan fruit en griente, troch se op fruit en grienten te beklaaien Op it oerflak kin it de houdbaarheid ferlingje fan fruit en griente en hâld fruit en griente fris en tender; it kin ek brûkt wurde as ferpakkingsmateriaal foar gemaksiten lykas worstjes en krûden om skjinmeitsjen te fasilitearjen [179, 180].
Applikaasjes fan natuerlike polymerhihroogels yn oare fjilden. Yn termen fan deistige needsaak kin it tafoege wurde oan romige hûdsoarch of kosmetika, dy't net allinich kinne foarkomme dat it produkt yn 'e opslach útdroeget, mar ek duorjende hydraterende en hydraterende de hûd; It kin brûkt wurde foar styling, hydraterende en trage frijlitting fan geuren yn skientme make-up; It kin brûkt wurde yn deistige needsaakjes lykas papierhandoeken en luiers [181]. Yn 'e lânbou kin it brûkt wurde om droechte te wjerstean en seedlings te beskermjen en arbeidsintensiteit te ferminderjen; as coating agent foar plant sied, it kin gâns tanimme de kieming taryf fan sied; As jo brûkt wurde yn transplanting, kin it it oerlibjen fan seedlings ferheegje; Pesticiden, ferbetterje utilisaasje en ferminderje fersmoarging [182, 183]. Yn termen fan miljeu wurdt it brûkt as flocculant en adsorbint foar riolearring behanneling dy't faak befettet swiere metalen ionen, aromaatyske ferbiningen en kleurstoffen te beskermjen wetter boarnen en ferbetterjen it miljeu [184]. Yn 'e yndustry wurdt it brûkt as dehydratisearjende agint, booring smeermiddels, kabelpakmateriaal, segelmjittige materiaal en kâld opslachagent, ensfh. [185].
1.2.2 Hydroxypropyl methylcellulose thermogel
Sellulose is in natuerlike makromolekulêre ferbining dy't it betiidst ûndersocht is, de nauwste relaasje hat mei minsken en it meast oerfloedich is yn 'e natuer. It is breed oanwêzich yn hegere planten, algen en mikroorganismen [186, 187]. Sellulose hat stadichoan wiidferspraat omtinken lutsen troch syn brede boarne, lege priis, duorsume, biodegradable, feilich, net-fergiftich, en goede biokompatibiliteit [188].
1.2.2.1 Sellulose en syn eterderivaten
Sellulose is in lineêre lange ketting Polymer foarme troch de ferbining fan D-Anhydroglucose strukturele ienheden fia β-1,4 glycosidyske obligaasjes [189-191]. Unoplosber. Utsein foar ien eingroep oan elk ein fan 'e Molekulêre kettingen binne d'r trije Polar Hydroxylgroepen yn elke glukoaze ienheid, dy't in grut oantal intramoleculêre en intermolekulêre hydrogen-obligaasjes kinne foarmje ûnder bepaalde omstannichheden; en cellulose is in polycyclyske struktuer, en de molekulêre keten is semi-rigid. Ketting, hege kristallinity, en heul regelmjittich yn struktuer, dus it hat de skaaimerken fan hege graad fan polymerizing, goede molekulêre oriïntaasje, en gemyske stabiliteit, en gemyske stabiliteit, en gemyske stabiliteit? Sûnt de celluloseketen in grut oantal hydroxylgroepen befettet, kin it gemysk wizige wurde troch ferskate metoaden lykas esterifikaasje, oksidaasje en etherifikaasje om cellulosederivaten te krijen mei poerbêste tapassingseigenskippen [192, 193].
Sellulose-derivaten binne ien fan 'e ierste ûndersochte en produsearre produkten op it mêd fan polymeergemy. Se binne polymeer fyn gemyske materialen mei in breed oanbod fan gebrûk, dy't chemysk modifisearre binne fan natuerlike polymear cellulose. Under harren wurde cellulose-ethers in protte brûkt. It is ien fan 'e wichtichste gemyske grûnstoffen yn yndustriële tapassingen [194].
D'r binne in protte farianten fan cellulose-ethers, dy't allegear oer it algemien har unike en treflike eigenskippen hawwe, en binne in protte brûkt yn in protte fjilden lykas iten en medisinen [195]. MC is de ienfâldichste soarte fan cellulose-ether mei methylgroep. Mei de ferheging fan substitúsjegraad kin it op syn beurt wurde oplost yn verdunde alkaline oplossing, wetter, alkohol en aromaatyske koolwaterstofoplosmiddel, mei unike thermyske gel-eigenskippen. [196]. CMC is in anionyske cellulose-ether krigen fan natuerlike cellulose troch alkalisearring en fersuring.
It is de meast brûkte en brûkte cellulose-ether, dy't oplosber is yn wetter [197]. HPC, in hydroxyalkyl cellulose ether krigen troch alkalisearjen en etherifying cellulose, hat goede thermoplasticity en ek eksposearret termyske gel eigenskippen, en syn gel temperatuer wurdt signifikant beynfloede troch de graad fan hydroxypropyl substitúsje [198]. HPMC, in wichtige mingde eter, hat ek thermyske gel-eigenskippen, en har gel-eigenskippen binne relatearre oan de twa substituenten en har ferhâldingen [199].
1.2.2.2 Hydroxypropyl methylcellulose struktuer
Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), de molekulêre struktuer wurdt werjûn yn figuer 1-3, is in typysk net-ionyske wetter-oplosber cellulose mingde eter. De etherification reaksje fan methyl chloride en propylene okside wurdt útfierd te krijen [200,201], en de gemyske reaksje fergeliking wurdt werjûn yn figuer 1-4.
D'r binne hydroxy propoxy (- [och2ch (ch3)] n oh), methoxy (-OCH3) en unreide hydroxylgroepen op 'e struktureel ienheid fan HPMC, en syn prestaasjes is de refleksje fan' e gewicht fan ferskate groepen. [202]. De ferhâlding tusken de twa substituinten wurdt bepaald troch de massa-ferhâlding fan 'e twa etherifisearre en massa en massa fan natriumhydrooking, en de massa-ferhâlding fan etherifys per moete-massa fan sellulose [203]. Hydroxy propoxy is in aktive groep, dy't fierder Alkylated en Hydroxy alkylated kin wurde; Dizze groep is in hydrophilyske groep mei in langstige ketting, dy't in bepaalde rol spilet yn plestik te plestearjen yn 'e ketting. Methoxy is in groep-cappinggroep, dy't liedt ta de ynaktivaasje fan dizze reaksje-side nei de reaksje; Dizze groep is in hydrophobyske groep en hat in relatyf koarte struktuer [204, 205]. Unreagearre en nij yntrodusearre hydroxylgroepen kinne trochgean wurde ferfongen, wat resulteart yn in frij komplekse definitive gemyske struktuer, en de HPMC-eigenskippen fariearje binnen in bepaald berik. Foar HPMC kin in lyts bedrach fan substitúsje har fysysk-gemyske eigenskippen hiel oars meitsje [206], bygelyks, de fysysk-gemyske eigenskippen fan hege metoksy en lege hydroxypropyl HPMC binne tichtby MC; The performance of HPMC is close to that of HPC.
1.2.2.3 Eigenskippen fan hydroxypropyl methylcellulose
De HPMC-keten hat unike hydrataasje-dehydraasje-eigenskippen troch de ynfiering fan hydrofobe-methyl- en hydrofiele-hydroxypropylgroepen. It ûndergiet stadichoan geleringskonverzje as it wurdt ferwaarme, en komt werom nei in oplossingsstatus nei it koeljen. Dat is, it hat thermysk-induzearre gel-eigenskippen, en it gelaasjeferskynsel is in omkearber, mar net identyk proses.
Oangeande de gelation meganisme fan HPMC, it wurdt rûnom akseptearre dat by legere temperatueren (ûnder de gelation temperatuer), HPMC yn oplossing en polêre wetter molekulen wurde bûn tegearre troch wetterstof obligaasjes te foarmjen In saneamde "birdcage"-like supramolecular struktuer. D'r binne wat ienfâldige ynsletten tusken de molekulêre keatlingen fan 'e hydrateare HPMC, oars dan, d'r binne in pear oare ynteraksjes. As de temperatuer ferheget, absorbearret HPMC earst enerzjy om de intermolekulêre wetterstofbânen tusken wettermolekulen en HPMC-molekulen te brekken, de koai-like molekulêre struktuer te ferneatigjen, it bûnte wetter op 'e molekulêre keten stadichoan te ferliezen, en hydroxypropyl- en metoksygroepen út te lizzen. Doe't de temperatuer trochgiet te ferheegjen (om de gel temperatuer te berikken, foarmje HPMC-molekulen stadichoan in trije-dimensjoneel netwurkstruktuer fia hydrophobyske assosjaasje, HPMC Gels foarmje úteinlik [160, 207, 208].
De tafoeging fan anorganyske sâlten hat wat effekt op 'e geltemperatuer fan HPMC, guon ferleegje de geltemperatuer troch it ferskynsel fan sâlt, en oaren ferheegje de geltemperatuer troch it fenomeen fan sâltoplossing [209]. Mei de tafoeging fan sâlten lykas NaCl komt it ferskynsel fan útsâlting foar en nimt de geltemperatuer fan HPMC ôf [210, 211]. Nei't sâlten binne tafoege oan HPMC, binne wettermolekulen mear oanstriid om te kombinearjen mei sâltionen, sadat de wetterstofbân tusken wettermolekulen en HPMC wurdt ferneatige, de wetterlaach om 'e HPMC-molekulen wurdt konsumearre, en de HPMC-molekulen kinne fluch frijlitten wurde foar hydrofobisiteit. Feriening, de temperatuer fan gel formaasje stadichoan nimt ôf. Krektoarsom, as sâlten lykas NaSCN wurde tafoege, komt it ferskynsel fan sâltoplossing en de geltemperatuer fan HPMC nimt ta [212]. De folchoarder fan it ôfnimmende effekt fan anionen op de geltemperatuer is: SO42− > S2O32− > H2PO4− > F− > Cl− > Br− > NO3−> I− > ClO4− > SCN− , de folchoarder fan kationen op de gel temperatuer ferheging is: Li+ > Na+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ [213].
Doe't guon organyske lytse molekulen lykas monohydryske alkoholen befetsje, nimt de geltemperatuer net ta mei de tanimming fan 'e boppesteande bedrach, lit dan in maksimale wearde en nimt ôf oant fase skieding komt, komt út nei faze-skieding foarkomt [214, 215]. Dit komt benammen troch syn lytse molekulêre gewicht, dat is te fergelykjen mei dat fan wetter molekulen yn folchoarder fan grutte, en kin berikke molekulêre-nivo miscibility nei gearstalling.
(2) Oplosberens fan HPMC
HPMC hat hyt wetter ûnoplosbere en kâld wetter oplosber eigenskippen fergelykber mei MC, mar kin wurde ferdield yn kâld dispersion type en hjit dispersion type neffens ferskillende wetter oplosberens [203]. Cold-ferspraat HPMC kin fluch fersprieden yn wetter yn kâld wetter, en syn viscosity nimt ta nei in perioade fan tiid, en it is echt oplost yn wetter; waarmte-ferspraat HPMC, krekt oarsom, toant agglomeraasje by it tafoegjen fan wetter op in legere temperatuer, mar it is dreger om te foegjen. Yn wetter mei hege temperatuer kin HPMC fluch ferspraat wurde, en de viskositeit nimt ta nei't de temperatuer fermindert, en wurdt in echte HPMC-waterige oplossing. De oplosberens fan HPMC yn wetter is relatearre oan de ynhâld fan metoksygroepen, dy't ûnoplosber binne yn hyt wetter boppe 85 °C, 65 °C en 60 °C fan heech nei leech. Yn 't algemien is HPMC ûnoplosber yn organyske solvents lykas aceton en chloroform, mar oplosber yn ethanol wetterige oplossing en mingde organyske oplossingen.
(3) Sâlt tolerânsje fan HPMC
De net-ionyske aard fan HPMC makket dat it net yn wetter kin wurde ionisearre, sadat it net reagearret mei metaalionen om út te fallen. De tafoeging fan sâlt sil lykwols ynfloed hawwe op de temperatuer wêrby't de HPMC-gel wurdt foarme. As de sâltkonsintraasje ferheget, nimt de geltemperatuer fan HPMC ôf; As de sâlt konsintraasje leger is as it flokkositeitpunt kin de Viskositeit fan 'e HPMC-oplossing wurde ferhege, dus yn tapassing kin it doel wurde berikt troch in passende hoemannichte sâlt te foegjen [210, 216].
(4) Acid en alkali ferset fan HPMC
Yn 't algemien hat HPMC sterke acid-base-stabiliteit en wurdt net beynfloede troch pH by pH 2-12. HPMC toant ferset tsjin in beskate graad fan dilute acid, mar toant in oanstriid ta ôfnimme yn viscosity foar konsintrearre acid; Alkalis hawwe net folle effekt op, mar kinne wat tanimme en dan stadichoan de oplossing fan 'e oplossing fan' e oplossing ferminderje [217, 218].
HPMC is pseudoplastic, syn oplossing is stabyl by keamertemperatuer, en syn viscosity wurdt beynfloede troch molekulêre gewicht, konsintraasje en temperatuer. Op deselde konsintraasje, hoe heger it HPMC-molekulêre gewicht, hoe heger de viskositeit; Foar itselde molekulêr gewichtprodukt, hoe heger de HPMC-konsintraasje, hoe heger de viskositeit; de viskositeit fan it HPMC-produkt nimt ôf mei de tanimming fan temperatuer, en berikt de temperatuer fan gelformaasje, mei in hommelse ferheging fan viskositeit troch gelaasje [9, 219, 220].
(6) Oare eigenskippen fan HPMC
HPMC hat sterke ferset tsjin enzymen, en syn ferset tsjin enzymen nimt ta mei de graad fan substitúsje. Dêrom hat it produkt in stabiler kwaliteit by opslach as oare sûkerprodukten [189, 212]. HPMC hat bepaalde emulsifying eigenskippen. Hydrophobic methoxy groepen kinne wurde adsorbearre op it oerflak fan 'e oalje faze yn' e emulsie te foarmjen in dikke adsorption laach, dat kin fungearje as in beskermjende laach; Water-oplosbere hydroxylgroepen kinne wurde kombineare mei wetter om de trochgeande faze te ferbetterjen. Viskositeit, hindert de koalesykens fan 'e fersprieden faze, fermindert de oerflakspanning, en stabiliseart de emulsie: "221]. HPMC kin wurde mingd mei wetter-oplosbere polymers lykas gelatine, methylcellulose, sprinkhaan, carrageenan en gom arabysk te foarmjen in unifoarme en transparante oplossing, en kin ek wurde mingd mei plasticizers lykas glycerine en polyetyleen glycol. [200, 201, 214].
1.2.2.4 Problemen besteande yn 'e tapassing fan HydroxyPropyl methylcellulose
Earst beheint de hege priis de brede tapassing fan HPMC. Hoewol HPMC-film in goede transparânsje hat, fet barriêre eigenskippen en meganyske eigenskippen. De hege priis (sawat 100.000 / ton) beheint lykwols syn brede tapassing, sels yn farmaseutyske tapassingen mei hegere wearde lykas kapsules. De reden wêrom HPMC sa djoer is, is foarearst om't de grûnstof cellulose brûkt om HPMC te meitsjen relatyf djoer is. Derneist wurde twa substituentgroepen, hydroxypropylgroep en methoxygroep, tagelyk op HPMC ent, wat har tariedingsproses heul lestich makket. Kompleks, dus HPMC-produkten binne djoerder.
Twad, de lege viskositeit en lege gel sterkte eigenskippen fan HPMC by lege temperatueren ferminderje syn processability yn ferskate tapassingen. HPMC is in thermyske gel, dy't bestiet yn in oplossing tastân mei in tige lege viscosity by lege temperatuer, en kin foarmje in viskeuze solid-lykas gel by hege temperatuer, dus ferwurkjen prosessen lykas coating, spuiten en dipping moatte wurde útfierd by hege temperatuer . Oars, de oplossing sil maklik streamt del, resultearret yn de foarming fan net-unifoarm film materiaal, dat sil beynfloedzje de kwaliteit en prestaasjes fan it produkt. Sokke operaasje op hege temperatuer fergruttet de swierrichheidskoëffisjint fan operaasje, wat resulteart yn hege produksje enerzjyferbrûk en hege produksjekosten.
1.2.3 Hydroxypropyl setmoal kâlde gel
Zetmeel is in natuerlike polymearferbining dy't synthesisearre wurdt troch fotosynteze fan planten yn 'e natuerlike omjouwing. De gearstallende polysaccharides wurde normaal opslein yn 'e sied en knollen fan planten yn' e foarm fan korrels tegearre mei aaiwiten, fezels, oaljes, sûkers en mineralen. of yn 'e root [222]. Zetmeel is net allinich de wichtichste boarne fan enerzjyopname foar minsken, mar ek in wichtige yndustriële grûnstof. Fanwegen syn brede boarne, lege priis, grien, natuerlik en duorsum, is it in protte brûkt yn iten en medisinen, fermentaasje, papierfakânsje, tekstyl en petroleumindustry [223].
1.2.3.1 Zetmeel en syn derivaten
Zetmeel is in natuerlik hege polymeer wêrfan de strukturele ienheid α-D-anhydroglucose-ienheid is. Ferskillende ienheden wurde ferbûn troch glycosidic obligaasjes, en syn molekulêre formule is (C6H10O5) n. In diel fan 'e molekulêre keten yn setmoalkorrels is ferbûn troch α-1,4 glycosidic obligaasjes, dat is lineêre amylose; in oar diel fan 'e molekulêre keten is ferbûn troch α-1,6 glycosidic obligaasjes op dizze basis, dat is fertakke amylopectin [224]. Yn setmoalkorrels binne d'r kristallijne regio's wêryn molekulen yn in oarderlike arranzjemint arranzjearre binne en amorfe regio's wêryn't molekulen ûnregelmjittich binne regele. diel gearstalling. D'r is gjin dúdlike grins tusken de kristallijne regio en de amorfe regio, en amylopectine-molekulen kinne troch meardere kristalline regio's en amorfe regio's passe. Op grûn fan 'e natuerlike natuer fan setmoalsynteze ferskilt de polysaccharidestruktuer yn setmoal mei plantsoarten en boarneplakken [225].
Hoewol't setmoal ien fan 'e wichtige grûnstoffen wurden is foar yndustriële produksje fanwegen syn brede boarne en duorsume eigenskippen, hat lânseigen setmoal oer it generaal neidielen lykas minne wetteroplosberens en filmfoarmjende eigenskippen, lege emulgearjen en gelearjen, en ûnfoldwaande stabiliteit. Om har tapassingsberik út te wreidzjen, wurdt setmoal normaal fysykchemysk oanpast om it oan te passen oan ferskate tapassingseasken [38, 114]. D'r binne trije frije hydroxylgroepen op elke strukturele ienheid fan glukoaze yn setmoalmolekulen. Dizze hydroxylgroepen binne tige aktyf en jouwe setmoal mei eigenskippen dy't fergelykber binne mei polyolen, dy't de mooglikheid jouwe foar setmoaldenaturaasjereaksje.
Nei wiziging binne guon eigenskippen fan lânseigen setmoal foar in grut part ferbettere, en oerwinne de gebrûksdefekten fan lânseigen setmoal, sadat feroare setmoal in pivotale rol spilet yn 'e hjoeddeistige yndustry [226]. Oxidisearre setmoal is ien fan 'e meast brûkte modifisearre setmoal mei relatyf folwoeksen technology. Yn ferliking mei lânseigen setmoal is oksidearre setmoal makliker te gelatinisearjen. Foardielen fan hege adhesion. Esterified zetmeel is in setmoal derivative foarme troch esterification fan hydroxyl groepen yn setmoal molekulen. In heul lege graad fan substitúsje kin de eigenskippen fan lânseigen setmoal signifikant feroarje. De transparânsje en filmfoarmjende eigenskippen fan setmoalpasta binne fansels ferbettere. Etherified setmoal is de etherification reaksje fan hydroxyl groepen yn setmoal molekulen te generearjen polystarch ether, en syn retrogradation wurdt ferswakke. Under de sterke alkaline omstannichheden dat oxidearre setmoal en esterified setmoal net brûkt wurde kin, kin de eterbân ek relatyf stabyl bliuwe. gefoelich foar hydrolyse. Acid-modifisearre setmoal, it setmoal wurdt behannele mei soer om de amylose-ynhâld te ferheegjen, wat resulteart yn ferbettere retrogradaasje en setmoalpasta. It is relatyf transparant en foarmet in fêste gel by koeling [114].
1.2.3.2 Hydroxypropyl setmoal struktuer
Hydroxypropyl setmoal (HPS), waans molekulêre struktuer wurdt werjûn yn figueren 1-4, is in net-ionyske setmoal eter, dat wurdt taret troch de etherification reaksje fan propylene okside mei setmoal ûnder alkaline omstannichheden [223, 227, 228], en syn gemyske reaksje fergeliking wurdt werjûn yn figuer 1-6.
Tidens de synteze fan HPS, neist it reagearjen mei setmoal om hydroxypropylzetmeel te generearjen, kin propylene okside ek reagearje mei it generearre hydroxypropylzetmeel om polyoxypropyl-syteketten te generearjen. graad fan substitúsje. Graad fan substitúsje (ds) ferwiist nei it gemiddelde oantal ferfangende hydroxylgroepen per glukosylgroep. De measte glucosylgroepen fan setmoal befetsje 3 hydroxylgroepen dy't ferfongen wurde kinne, sadat de maksimale DS 3 is. De molêre graad fan substitúsje (MS) ferwiist nei de gemiddelde massa fan substituenten per mol glucosylgroep [223, 229]. De prosesbetingsten fan 'e hydroxypropylaasjereaksje, de morfology fan' e zetmeelkorrels, en de ferhâlding fan amylose oant amylopectin yn 'e lânseigen setmoal beynfloedzje allegear de grutte fan' e MS.
(1) Kâlde gelaasje fan HPS
Foar de hite HPS setmoal paste, benammen it systeem mei hege amylose ynhâld, tidens it cooling proses, de amylose molekulêre keatlingen yn it setmoal paste entangle mei elkoar te foarmjen in trijediminsjonale netwurk struktuer, en sjen litte dúdlik solid-lykas gedrach. It wurdt in elastomeer, foarmet in gel, en kin werom nei in oplossing steat nei reheating, dat is, it hat kâlde gel eigenskippen, en dit gel fenomeen hat omkearbere eigenskippen [228].
De gelatinisearre amylose wurdt kontinu oprûn om in koaksiale single-helikale struktuer te foarmjen. De bûtenkant fan dizze single helical struktueren is in hydrophilic groep, en de binnenkant is in hydrophobic holte. By hege temperatueren bestiet HPS yn wetterige oplossing as willekeurige spoelen wêrfan guon inkele spiraalfoarmige segminten útstreke. As de temperatuer wurdt ferlege, de wetterstof obligaasjes tusken HPS en wetter wurde brutsen, de strukturele wetter is ferlern, en de wetterstof obligaasjes tusken molekulêre keatlingen wurde kontinu foarme, úteinlik foarmje in trijediminsjonale netwurk gel struktuer. De filling faze yn it gel netwurk fan setmoal is de oerbleaune zetmeelkorrels of fragminten nei gelatinization, en it ferweven fan guon amylopectin ek draacht by oan de formaasje fan gel [230-232].
(2) Hydrophilicity fan HPS
De yntroduksje fan hydrophilyske hydroxypropylgroepen ferswakket de sterkte fan hydrogenbân, befoarderet de beweging fan stivens fan stivens fan stivens fan stivens temperatuer fan stivensmikrüssigens; De struktuer fan stormgranielen wurdt feroare, en it oerflak fan stormsfleanen is rûch, om't de temperatuer nimt, wat wettermoken it ynterieur fan 'e stivens fan' e stivens maklik yngeane, wêrtroch't it stivens makliker kin swelle en gelatinisearje, sa nimt de gelatinisaasjetemperatuer fan it setmoal ôf. As de graad fan substitúsje nimt ta, nimt de gelatinization temperatuer fan Hydroxypropyl ôf, en úteinlik kin it yn kâld wetter swelle. Nei hydroxypropyllaylaasje, de streamberens, lege temperatuer stabiliteit, transparânsje, oplosberens, en filmfoarming fan it stjerren fan stivenspasta waarden ferbettere [233-235].
(3) Stabiliteit fan HPS
HPS is in net-ionyske setmoal eter mei hege stabiliteit. Tidens gemyske reaksjes lykas hydrolyse, oksidaasje, en krús-keppeling sil de eter-bond net brutsen wurde en de substituinten sille net falle. Dêrom binne de eigenskippen fan HPS relatyf minder beynfloede troch elektrolyten en PH, soargje derfoar dat it kin brûkt wurde yn in breed oanbod fan soere-basis Ph [236-238].
1.2.3.4 Tapassing fan HPS op it mêd fan iten en medisinen
HPS is net-fergiftich en smaakleas, mei goede spiisfertarringprestaasjes en relatyf lege hydrolysaatviskositeit. It wurdt erkend as in feilich ytbere modifisearre setmoal yn binnen- en bûtenlân. Al yn 'e 1950's goedkard de Feriene Steaten hydroxypropylzetmeel foar direkte gebrûk yn iten [223, 229, 238]. HPS is in wizige setmoal in soad brûkt yn it iten fjild, benammen brûkt as verdikking agent, suspending agent en stabilisator.
It kin brûkt wurde yn gemak foods en beferzen foods lykas beverages, iis, en jams; it kin foar in part ferfanging fan djoere ytbere gommen lykas gelatine; it kin wurde makke yn ytbere films en brûkt as itencoatings en ferpakking [229, 236].
HPS wurdt faak brûkt op it mêd fan medisinen as fillers, binders foar medisinale gewaaksen, disintegranten foar tabletten, materialen foar farmaseutyske sêfte en hurde kapsules, drugscoatings, anty-kondensearjende aginten foar keunstmjittige reade bloedsellen en plasma-verdikkers, ensfh. [239] .
1.3 Polymer gearstalling
Polymermaterialen wurde breed brûkt yn alle aspekten fan it libben en binne ûnmisbere en wichtige materialen. De trochgeande ûntwikkeling fan wittenskip en technology makket de easken fan minsken mear en mear ferskaat, en it is oer it algemien lestich foar ien-komponint polymeermaterialen om te foldwaan oan 'e ferskate tapassingseasken fan minsken. It kombinearjen fan twa of mear polymearen is de meast ekonomyske en effektive metoade om polymearmaterialen te krijen mei lege priis, poerbêste prestaasjes, handige ferwurking en brede tapassing, dy't de oandacht fan in protte ûndersikers hat lutsen en mear en mear omtinken is betelle [240-242] .
It haaddoel fan polymearkomposysje: (l) Om de wiidweidige eigenskippen fan materialen te optimalisearjen. Ferskillende polymeren wurde gearstald, sadat de definitive ferbining de treflike eigenskippen fan ien makromolekule behâldt, leart fan elkoars sterke punten en komplementearret syn swakkens, en optimalisearret de wiidweidige eigenskippen fan polymeermaterialen. (2) Reduzje materiaalkosten. Guon polymermaterialen hawwe poerbêste eigenskippen, mar se binne djoer. Dêrom kinne se wurde gearstald mei oare goedkeape polymeren om kosten te ferminderjen sûnder it gebrûk te beynfloedzjen. (3) Ferbetterje materiaal ferwurkjen eigenskippen. Guon materialen hawwe poerbêste eigenskippen, mar binne lestich te ferwurkjen, en geskikte oare polymers kinne wurde tafoege te ferbetterjen harren ferwurkjen eigenskippen. (4) Om in bepaalde eigenskip fan it materiaal te fersterkjen. Om de prestaasjes fan it materiaal yn in spesifyk aspekt te ferbetterjen, wurdt in oar polymeer brûkt om it te feroarjen. (5) Untwikkelje nije funksjes fan materialen.
Algemiene metoaden foar polymearkomposysje: (l) Meltingkomponering. Under de skuorde aksje fan 'e gearstalde apparatuer wurde ferskate polymers ferwaarme oant boppe de viskous stream temperatuer foar gearstalling, en doe koele en granuleare en granuleare. (2) Solution rekonstituering. De twa komponinten wurde stirre en blende troch it brûken fan in mienskiplik solvent, of de oplost ferskillende polymeer oplossings wurde stir evenredich, en dan it solvent wurdt fuortsmiten te krijen in polymear ferbining. (3) Emulsion gearstalling. Nei it roerjen en mingjen fan ferskate polymeeremulsjes fan deselde emulgatortype, wurdt in koagulant tafoege om it polymeer te ko-precipitearje om in polymearferbining te krijen. (4) Copolymerization en gearstalling. Ynklusyf graft copolymerization, blok copolymerization en reaktive copolymerization, it gearstalling proses wurdt beselskippe troch gemyske reaksje. (5) Interpenetrating netwurk [10].
1.3.2 Ferbining fan natuerlike polysaccharides
Natuerlike polysacchariden binne in mienskiplike klasse fan polymearmaterialen yn 'e natuer, dy't normaal gemysk wizige binne en in ferskaat oan treflike eigenskippen fertoane. Ien polysaccharide-materialen hawwe lykwols faaks bepaalde prestaasjesbeheiningen, sadat ferskate polysacchariden faak gearstald wurde om it doel te berikken om de prestaasjesfoardielen fan elke komponint oan te foljen en it tapassingsgebiet út te wreidzjen. Al yn 'e 1980's is ûndersyk nei de gearstalling fan ferskate natuerlike polysaccharides substansjeel ferhege [243]. It ûndersyk nei it natuerlike polysaccharide gearstalde systeem yn binnen- en bûtenlân rjochtet him meast op it gearstalde systeem fan curdlan en non-curdlan en it gearstalde systeem fan twa soarten non-curd polysaccharide.
1.3.2.1 Klassifikaasje fan natuerlike polysaccharide hydrogels
Natuerlike polysaccharides kinne wurde ferdield yn curdlan en non-curdlan neffens har fermogen om gels te foarmjen. Guon polysaccharides kinne sels gels foarmje, dus wurde se curdlan neamd, lykas carrageenan, ensfh. oaren hawwe sels gjin gelearjende eigenskippen, en wurde neamd non-curd polysaccharides, lykas xanthaangom.
Hydrogels kinne wurde krigen troch it oplossen fan natuerlike curdlan yn in wetterige oplossing. Op grûn fan 'e thermoreversibiliteit fan' e resultearjende gel en de temperatuerôfhinklikens fan syn modulus, kin it ûnderferdield wurde yn 'e folgjende fjouwer ferskillende soarten [244]:
(1) Cryogel, polysaccharide-oplossing kin allinich gel krije by lege temperatuer, lykas carrageenan.
(2) Thermysk-induzearre gel, polysaccharide-oplossing kin allinich gel krije by hege temperatuer, lykas glucomannan.
(3) De politysaccharide-oplossing kin net allinich gel krije by legere temperatuer, mar krije ek gel by heger temperatuer, mar presintearje in oplossingsteat by intermediate temperatuer.
(4) De oplossing kin allinich gel krije by in bepaalde temperatuer yn 't midden. Ferskillende natuerlike curdlan hat syn eigen krityske (minimum) konsintraasje, boppe hokker gel kin wurde krigen. De krityske konsintraasje fan 'e gel is relatearre oan' e trochgeande lingte fan 'e polysaccharide molekulêre keten; de sterkte fan 'e gel wurdt sterk beynfloede troch de konsintraasje en molekulêre gewicht fan' e oplossing, en oer it algemien nimt de sterkte fan 'e gel ta as de konsintraasje ferheget [245].
1.3.2.2 Gearstald systeem fan curdlan en non-curdlan
It kombinearjen fan net-curdlan mei curdlan ferbettert algemien de gelsterkte fan polysaccharides [246]. The compounding of konjac gum and carrageenan enhances the stability and gel elasticity of the composite gel network structure, and significantly improves its gel strength. Wei Yu et al. gearstald carrageenan en konjac gom, en besprutsen de gel struktuer nei gearsetting. De stúdzje fûn dat nei it ferbinen fan carrageen en Konjac-gom waard produsearre, en in netwurkstruktuer dominearre troch Carrageenan waard foarme, en syn gel-netwurk is dichter dan dy fan pure Carrageenan [247]. Kohyama et al. Studearre it gearstalde systeem fan Carrageenan / Konjac Gom, en de resultaten die bliken dat mei de trochgeande ferheging fan it molekulêr gewicht fan Konjac Gom, de Rupture-stress fan 'e gearstalde gel bleau te ferheegjen; konjac gom mei ferskillende molekulêre gewichten toande ferlykbere gel formaasje. temperatuer. Yn dit gearstalde systeem wurdt de formaasje fan it gel-netwurk ûndernommen troch carrageenan, en de ynteraksje tusken de twa curdlan-molekulen resultearret yn 'e foarming fan swakke cross-linked regio's [248]. Nishinari et al. studearre de gellangom / konjac gom gearstalling systeem, en de resultaten lieten sjen dat it effekt fan monovalente kationen op de gearstalde gel wie mear útsprutsen. It kin fergrutsje de systeem modulus en gel formaasje temperatuer. Divalente kationen kinne de formaasje fan gearstalde gels befoarderje oant in bepaalde mjitte, mar oerstallige bedraggen sille fazeskieding feroarsaakje en de modulus fan it systeem ferminderje [246]. Breneer et al. studied the compounding of carrageenan, locust bean gum and konjac gum, and found that carrageenan, locust bean gum and konjac gum can produce synergistic effects, and the optimal ratio is locust bean gum/carrageenan 1:5.5, konjac gum/carrageenan 1:7 , en as de trije wurde gearstald tegearre, de synergistic effekt is itselde as dy fan carrageenan / konjac gom, wat oanjout dat der gjin spesjale gearstalling fan de trije. ynteraksje [249].
1.3.2.2 Twa non-curdlan gearstalde systemen
Twa natuerlike polysaccharides dy't gjin gel-eigenskippen hawwe kinne gel-eigenskippen eksposearje troch gearstalling, wat resulteart yn gelprodukten [250]. Kombinearjen fan sprúten baan gom mei Xanthan Gum produseart in synergistyske effekt dat de foarming fan nije gels ynskriuwt [251]. In nij gelprodukt kin ek krigen wurde troch it tafoegjen fan xanthan gum oan konjac glucomannan foar gearstalling [252]. Wei Yanxia et al. studearre de rheologyske eigenskippen fan it kompleks fan sprinkhout-ban en Xanthan gom. De resultaten litte sjen dat de gearstalling fan sprinkhaan en xanthangom in synergistysk effekt produsearret. As de gearstalling folume ratio is 4: 6, it sterkste synergistic effekt [253]. Fitzsimons et al. gearstalde Konjac Glucomannan mei Xanthan Gum by keamertemperatuer en ûnder ferwaarming. De resultaten lieten sjen dat alle eksposysjes geloften geloften, it synergistyske effekt tusken de twa reflektearje. De gearstalde temperatuer en de strukturele steat fan xanthan gum hawwe gjin ynfloed op de ynteraksje tusken de twa [254]. Guo Shoujun en oaren studearre de oarspronklike miks fan pig feces bean gum en xanthan gum, en de resultaten lieten sjen dat pig feces bean gum en xanthan gum in sterk synergistysk effekt hawwe. De optimale gearstalling ratio fan pig feces bean gum en xanthan gom gearstalde adhesive is 6/4 (w/w). It is 102 kear dat fan de ienige oplossing fan soybean gom, en de gel wurdt foarme as de konsintraasje fan de gearstalde gom berikt 0,4%. De gearstalde adhesive hat hege viskositeit, goede stabiliteit en rheologyske eigenskippen, en is in poerbêste fiedingsgummi [255].
1.3.3 Kompatibiliteit fan polymearkompositen
Kompatibiliteit, út in termodynamysk eachpunt, ferwiist nei it berikken fan kompatibiliteit op molekulêr nivo, ek wol bekend as ûnderlinge oplosberens. Neffens de Flory-Huggins Model Teory, de fergese enerzjyferoaring fan it polymearferoaringssysteem tidens it ferbiningsproses konformeart oan 'e GIBBS-frije enerzjyformule:
△���= △���-T△S (1-1)
Under harren, △���is de komplekse frije enerzjy, △���is de komplekse waarmte, is de komplekse entropy; is de absolute temperatuer; It kompleks systeem is in kompatibel systeem allinich as de fergese enerzjy feroaret △���tidens it komplekse proses [256].
It konsept fan miscibility ûntstiet út it feit dat hiel pear systemen kinne berikke thermodynamyske kompatibiliteit. Miscibility ferwiist nei it fermogen fan ferskate komponinten om homogene kompleksen te foarmjen, en it meast brûkte kritearium is dat de kompleksen in inkeld glêzen oergongspunt hawwe.
Oars as thermodynamyske kompatibiliteit, ferwiist generalisearre kompatibiliteit nei it fermogen fan elke komponint yn it gearstalde systeem om elkoar oan te passen, dat wurdt foarsteld út in praktysk eachpunt [257].
Op grûn fan generalisearre kompatibiliteit kinne polymearferbiningsystemen wurde ferdield yn folslein kompatibele, foar in part kompatibele en folslein ynkompatibele systemen. In folslein kompatibel systeem betsjuttet dat de ferbining barmodynamysk miskabel is op it molekulêr nivo; in foar in part kompatibel systeem betsjut dat de ferbining kompatibel is binnen in bepaalde temperatuer of komposysje berik; in folslein ynkompatibele systeem betsjut dat de gearstalling is Molecular-nivo miscibility kin net berikt wurde op eltse temperatuer of gearstalling.
Troch bepaalde strukturele ferskillen en konformaasje-entropy tusken ferskate polymers binne de measte polymearkomplekssystemen foar in part kompatibel as ynkompatibel [11, 12]. Ofhinklik fan 'e fazeskieding fan it gearstalde systeem en it nivo fan it mingen, sil de kompatibiliteit fan it foar in part kompatibele systeem ek sterk ferskille [11]. De makroskopyske eigenskippen fan polymearkompositen binne nau besibbe oan har ynterne mikroskopyske morfology en de fysike en gemyske eigenskippen fan elke komponint. 240], dus is it fan grutte betsjutting om de mikroskopyske morfology en kompatibiliteit fan it gearstalde systeem te studearjen.
Metoaden foar ûndersyk en karakterisaasje foar kompatibiliteit fan binêre ferbiningen:
(1) Glastransysjetemperatuer T���ferliking metoade. Fergelykje de T������fan syn komponinten, as mar ien T���ferskynt yn 'e gearstalling, it gearstalde systeem is in kompatibel systeem; as der twa T���, en de twa T���posysjes fan de gearstalling binne yn de twa groepen It midden fan de punten T���jout oan dat it gearstalde systeem in foar in part kompatibel systeem is; as der twa T���, en se lizze op 'e posysjes fan' e twa komponinten T���, It jout oan dat it gearstalde systeem in ynkompatibel systeem is.
T���The test instruments often used in the comparison method are dynamic thermomechanical analyzer (DMA) and differential scanning calorimeter (DSC). Dizze metoade kin fluch beoardielje de kompatibiliteit fan it gearstalde systeem, mar as de T������sil ek ferskine nei gearsetting, sadat dizze metoade hat bepaalde tekoartkommingen [10].
(2) Morfologyske observaasjemetoade. Earst, observearje de makroskopyske morfology fan 'e ferbining. As de gearstalling fanselssprekkend faze-skieding hat, kin it foarôf beoardiele wurde dat it gearstalde systeem in ynkompatibel systeem is. Twads wurde de mikroskopyske morfology en fazestruktuer fan 'e ferbining troch mikroskoop waarnommen. De twa komponinten dy't folslein kompatibel binne sille in homogene steat foarmje. Dêrom kin de ferbining mei goede kompatibiliteit unifoarme fazeferdieling en lytse ferspraat faze dieltsjegrutte observearje. en wazig ynterface.
De testynstruminten dy't faak brûkt wurde yn 'e topografyske observaasjemetoade binne optyske mikroskoop en skennen elektroanenmikroskoop (SEM). De topografyske observaasjemetoade kin brûkt wurde as in helpmetoade yn kombinaasje mei oare karakterisaasjemetoaden.
(3) Transparânsje metoade. Yn in foar in part kompatibel gearstalling systeem, de twa komponinten kinne wêze kompatibel binnen in bepaald temperatuer en komposysje berik, en faze skieding sil plakfine bûten dit berik. Yn it proses fan de transformaasje fan it gearstalde systeem fan in homogeen systeem nei in twa-faze systeem, syn ljocht transmittance sil feroarje, sadat syn kompatibiliteit kin wurde bestudearre troch it bestudearjen fan de transparânsje fan de gearstalling.
Dizze metoade kin allinich brûkt wurde as in helpmetoade, om't as de brekkingsindices fan 'e twa polymeren itselde binne, is de ferbining dy't wurdt krigen troch de twa ynkompatibele polymeren ek transparant.
(4) Rheologyske metoade. Yn dizze metoade wurdt de hommelse feroaring fan 'e viskoelastyske parameters fan' e ferbining brûkt as teken fan fazeskieding, bygelyks de hommelse feroaring fan 'e viskositeit-temperatuerkurve wurdt brûkt om de fazeskieding te markearjen, en de hommelse feroaring fan' e skynbere skuorspanning-temperatuerkurve wurdt brûkt as teken fan fazeskieding. De gearstalling systeem sûnder faze skieding nei gearsetting hat goede komptabiliteit, en dy mei faze skieding binne ynkompatibel of foar in part kompatibel systeem [258].
(5) Han syn kromme metoade. Han syn kromme is lg���'(���) lg G”, as de Han-kromme fan it gearstalde systeem gjin temperatuerôfhinklikens hat, en de Han-kurve by ferskate temperatueren in haadkromme foarmet, is it gearstalde systeem kompatibel; as de gearstalling systeem is kompatibel De Han syn kromme is temperatuer-ôfhinklik. As de Han syn kromme wurdt skieden fan elkoar by ferskillende temperatueren en kin net foarmje in haadkromme, it gearstalde systeem is ynkompatibel of foar in part kompatibel. Dêrom kin de kompatibiliteit fan it gearstalde systeem wurde beoardiele neffens de skieding fan 'e kromme fan Han.
(6) Solution viscosity metoade. Dizze metoade brûkt de feroaring fan oplossingsviskositeit om de kompatibiliteit fan it gearstalde systeem te karakterisearjen. Under ferskate oplossingskonsintraasjes wurdt de viskositeit fan 'e ferbining ôfset tsjin' e gearstalling. As it in lineêre relaasje is, betsjut it dat it gearstalde systeem folslein kompatibel is; as it in net-lineêre relaasje is, betsjut it dat it gearstalde systeem foar in part kompatibel is; as it in S-foarmige kromme is, dan lit it sjen dat it gearstalde systeem folslein ynkompatibel is [10].
(7) Infraread spektroskopy. Nei't de twa polymearen gearstald binne, as de kompatibiliteit goed is, sil d'r ynteraksjes wêze lykas wetterstofbindingen, en de bandposysjes fan 'e karakteristike groepen op it ynfraread spektrum fan elke groep op' e polymeerketen sille ferskowe. De offset fan de karakteristike groep bands fan it kompleks en elke komponint kin beoardielje de kompatibiliteit fan it komplekse systeem.
Dêrnjonken kin de kompatibiliteit fan 'e kompleksen ek studearre wurde troch thermogravimetryske analyzers, röntgendiffraksje, lytse hoeke röntgenferstrooiing, ljochtferstrooiing, neutronelektronenfersprieding, nukleêre magnetyske resonânsje en ultrasone techniken [10].
1.3.4 Undersyk foarútgong fan hydroxypropyl methylcellulose / hydroxypropyl setmoal compounding
1.3.4.1 Ferbining fan hydroxypropylmethylcellulose en oare stoffen
Ferbinings fan HPMC en oare stoffen wurde benammen brûkt yn drugs-kontroleare frijlittingssystemen en ytbere of ôfbreekbere filmferpakkingsmaterialen. Yn 'e tapassing fan drugs kontroleare frijlitting, befette de polymers faaks mei HPMC, omfetsje de polyvinymologen (PVA), laktyske soere-glyker (PCL), lykas proteïnen, natuerlike polymen lykas polysaccharides. Abdel-Zaher et al. studearre de strukturele komposysje, termyske stabiliteit mei prestaasjes fan HPMC / PVA-komposysje, en de resultaten lieten dat d'r wat miskabiliteit is yn 'e oanwêzigens fan' e twa polymen [259]. Zabihi et al. brûkte HPMC / PLGA-kompleks om mikrokapsules te meitsjen foar kontroleare en oanhâldende frijlitting fan insulin, dy't oanhâldende frijlitting yn 'e mage en darm kinne berikke [260]. Javed et al. gearstalde hydrofile HPMC en hydrofobe PCL en brûkte HPMC / PCL-kompleksen as mikrokapsulematerialen foar medisyn kontrolearre en oanhâldende frijlitting, dy't yn ferskate dielen fan it minsklik lichem frijlitten wurde kinne troch it oanpassen fan de gearstallingferhâlding [261]. Ding et al. studearre de rheologyske eigenskippen lykas viskositeit, dynamyske viscoelasticity, creep recovery, en thixotropy fan HPMC / kollagen kompleksen brûkt op it mêd fan kontrolearre drug release, it jaan fan teoretyske begelieding foar yndustriële applikaasjes [262]. Arthanari, Cai en Rai et al. [263-265] De kompleksen fan HPMC en polysaccharides lykas chitosan, xanthan gum, en natriumalginate waarden tapast yn it proses fan faksin en drug sustained release, en de resultaten lieten in kontrolearber drug release effekt [263-265].
Yn 'e ûntwikkeling fan eetbere as degradearbere film-ferpakking materialen gearstalden de polymers faak mei HPMC, binne fral natuerlike polymers lykas lipiden, proteïnen en polysacchariden. Karaca, Fagundes and Contreras-Oliva et al. Ready Edible Composite-membranen mei HPMC / lipide-kompleksen, en brûkten se yn 'e behâld fan prumpen, Cherry Tomates en Citrus. De resultaten lieten sjen dat HPMC / lipide komplekse membranen it antibakteriële effekt hawwe fan fris hâlden [266-268]. Shetty, Rubilar, Ding et al. studearre de meganyske eigenskippen, termyske stabiliteit, mikrotruktuer, en ynteraksjes tusken komponeart fan eetbere gearstalde films taret út HPMC, watfoar proteïne isolearje, en kollagen, respektivelik [269-271]. Esteghlal et al. formulearre HPMC mei gelatine om ytbere films te meitsjen foar gebrûk yn bio-basearre ferpakkingsmaterialen [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata en Ortega-Toro et al. taret respektivelik HPMC / chitosan HPMC / xyloglucan, HPMC / ethyl cellulose en HPMC / setmoal ytbere gearstalde films, en studearre harren termyske stabiliteit, meganyske eigenskippen eigenskippen, mikrostruktuer en antibacteriële eigenskippen [139, 272-274]. De HPMC / PLA-ferbining kin ek brûkt wurde as ferpakkingsmateriaal foar fiedingsguod, meastentiids troch extrusion [275].
Yn 'e ûntwikkeling fan eetbere as degradearbere film-ferpakking materialen gearstalden de polymers faak mei HPMC, binne fral natuerlike polymers lykas lipiden, proteïnen en polysacchariden. Karaca, Fagundes and Contreras-Oliva et al. Ready Edible Composite-membranen mei HPMC / lipide-kompleksen, en brûkten se yn 'e behâld fan prumpen, Cherry Tomates en Citrus. De resultaten lieten sjen dat HPMC / lipide komplekse membranen it antibakteriële effekt hawwe fan fris hâlden [266-268]. Shetty, Rubilar, Ding et al. studearre de meganyske eigenskippen, termyske stabiliteit, mikrotruktuer, en ynteraksjes tusken komponeart fan eetbere gearstalde films taret út HPMC, watfoar proteïne isolearje, en kollagen, respektivelik [269-271]. Esteghlal et al. formulearre HPMC mei gelatine om ytbere films te meitsjen foar gebrûk yn bio-basearre ferpakkingsmaterialen [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata en Ortega-Toro et al. taret respektivelik HPMC / chitosan HPMC / xyloglucan, HPMC / ethyl cellulose en HPMC / setmoal ytbere gearstalde films, en studearre harren termyske stabiliteit, meganyske eigenskippen eigenskippen, mikrostruktuer en antibacteriële eigenskippen [139, 272-274]. De HPMC / PLA-ferbining kin ek brûkt wurde as ferpakkingsmateriaal foar fiedingsguod, meastentiids troch extrusion [275].
1.3.4.2 Ferbining fan setmoal en oare stoffen
It ûndersyk nei de gearstalling fan setmoal en oare stoffen rjochte ynearsten op ferskate hydrofobe alifatyske polyester stoffen, wêrûnder polylactic acid (PLA), polycaprolacton (PCL), polybutene succinic acid (PBSA), ensfh 276]. Muller et al. studearre de struktuer en eigenskippen fan setmoal / PLA composites en de ynteraksje tusken de twa, en de resultaten lieten sjen dat de ynteraksje tusken de twa wie swak en de meganyske eigenskippen fan de composites wiene min [277]. Correa, Komur, Diaz-Gomez et al. Studearre de meganyske eigenskippen, rheologyske eigenskippen, gel-eigenskippen en kompatibiliteit fan 'e twa komponinten fan stivens fan stivens, dy't waarden tapast op' e ûntwikkele materialen, biomedyske materialen en tissue-technyk en tissue-technyk materialen [278-280]. Ohkika et al. fûn dat it mingsel fan maiszetmeel en PBSA tige kânsryk is. As de setmoalynhâld 5-30% is, kin it fergrutsjen fan de ynhâld fan setmoalkorrels de modulus ferheegje en de trekspanning en ferlinging by brek ferminderje [281,282]. Hydrofobe alifatyske polyester is thermodynamysk ynkompatibel mei hydrofiele setmoal, en ferskate kompatibilisatoren en tafoegings wurde normaal tafoege om de faze-ynterface tusken setmoal en polyester te ferbetterjen. Szadkowska, Ferri, Li et al. studearre de effekten fan silanol-basearre plasticizers, maleic anhydride linseed oalje, en funksjonalisearre plantaardige oalje derivatives op de struktuer en eigenskippen fan setmoal / PLA kompleksen, respektivelik [283-285]. Ortega-Toro, Yu et al. brûkt citroenzuur en diphenylmethane diisocyanate te compatibilize setmoal / PCL ferbining en setmoal / PBSA ferbining, respektivelik, te ferbetterjen materiaal eigenskippen en stabiliteit [286, 287].
De lêste jierren binne hieltyd mear ûndersiken dien nei it gearstallen fan setmoal mei natuerlike polymeren lykas aaiwiten, polysacchariden en lipiden. Teklehaimanot, Sahin-Nadeen en Zhang et al studearre de fysysk-gemyske eigenskippen fan setmoal / zein, setmoal / molkeprotein en setmoal / gelatine-kompleksen, respektivelik, en de resultaten berikten allegear goede resultaten, dy't kinne wurde tapast op fiedingsbiomaterialen en kapsules [52, 288, 289]. Lozanno-Navarro, Talon, Ren et al. Studearre de ljochte oerstjoer, meganyske eigenskippen, antibakterje eigenskippen en chitosan-konsintraasje fan stivens / chitosan-komposyt, tee, tee-polyPhenolen en oare natuerlike antibakteriële effekt fan 'e gearfoeging fan' e gearstalde film. De ûndersyksresultaten litte sjen dat de setmoal / chitosan gearstalde film in grut potensjeel hat yn 'e aktive ferpakking fan iten en medisinen [290-292]. Kaushik, Ghaanbarzadeh, Arvanitoyannis, en Zhang et al. Studearre de eigenskippen fan stivens / sellûfen Nanocrystallen, stivens / CarboxyThylcellCellose, en stivens / Hydroxypropylilose gearstalde films, en de wichtichste / bioadegradable ferpakkermateriaal [293-295]. Dafe, Jumaidin en Lascombes et al. studearre setmoal / iten gom ferbiningen lykas setmoal / pektine, setmoal / agar en setmoal / carrageenan, benammen brûkt op it mêd fan iten en iten ferpakking [296-298]. De fysykchemyske eigenskippen fan tapioka-stoarm / mais oalje, stoarm / lipide-kompleksen waarden studearre troch Perez, De et al., Foaral om it produksjeproses fan ekstrudearre fiedings te lieden [299, 300].
1.3.4.3 Compounding fan hydroxypropyl methylcellulose en setmoal
Op it stuit binne d'r net in soad stúdzjes oer it gearstelde systeem fan HPMC en stivens en yn it bûtenlân, en de measten tafoegje se in lyts bedrach fan HPMC yn 'e stivensmatrix om it fergrijenfenomen fan stivens te ferbetterjen. Jimenez et al. brûkt HPMC om de fergrizing fan lânseigen setmoal te ferminderjen om de permeabiliteit fan setmoalmembranen te ferbetterjen. De resultaten lieten sjen dat de tafoeging fan HPMC de fergrizing fan setmoal fermindere en de fleksibiliteit fan it gearstalde membraan fergrutte. De soerstofpermeabiliteit fan it gearstalde membraan waard signifikant ferhege, mar de wetterdichte prestaasjes net. Hoefolle is feroare [301]. Villacres, Basch et al. gearstald HPMC en tapioca setmoal te rieden HPMC / setmoal gearstalde film packaging materialen, en studearre de plasticizing effekt fan glycerine op de gearstalde film en de effekten fan kalium sorbate en nisin op de antibacteriële eigenskippen fan de gearstalde film. De resultaten dy't it toant dat mei de ferheging fan HPMC-ynhâld, de Elastyske modulus en Tensile krêft fan 'e gearstalde wurdt ferhege, de elongaasje by Break wurdt fermindere, en de oertrêdde wetter hat net folle effekt; Kaoppearder en Nisin kinne beide de gearstalde film ferbetterje. It antibakteriële effekt fan twa antibakteriële aginten is better as se tegearre brûkt [112, 302]. Ortega-Toro et al. studearre de eigenskippen fan HPMC / setmoal hot-parse gearstalde membranen, en studearre it effekt fan citroenzuur op de eigenskippen fan gearstalde membranen. De resultaten lieten sjen dat HPMC waard ferspraat yn 'e setmoal trochgeande faze, en sawol citroenzuur en HPMC hie in effekt op de fergrizing fan setmoal. to a certain degree of inhibition [139]. Ayorinde et al. brûkt HPMC / setmoal gearstalde film foar de coating fan mûnlinge amlodipine, en de resultaten lieten sjen dat de disintegration tiid en release rate fan de gearstalde film wiene hiel goed [303].
Zhao Ming et al. studearre it effekt fan setmoal op it wetter fêsthâlden taryf fan HPMC films, en de resultaten lieten sjen dat setmoal en HPMC hie in beskate synergistic effekt, wat resultearre yn in totale ferheging fan wetter fêsthâlden taryf [304]. Zhang et al. studearre de film eigenskippen fan de HPMC / HPS ferbining en de rheologyske eigenskippen fan de oplossing. De resultaten litte sjen dat it HPMC / HPS-ferbiningsysteem in bepaalde kompatibiliteit hat, de prestaasjes fan 'e gearstalde membraan is goed, en de rheologyske eigenskippen fan HPS nei HPMC hat in goede balânsjende effekt [305, 306]. D'r binne in pear stúdzjes oer it HPMC / setmoalferbiningsysteem mei hege HPMC-ynhâld, en de measten binne yn it ûndjippe prestaasjesûndersyk, en it teoretyske ûndersyk nei it gearstalde systeem is relatyf ûntbrekt, benammen de gel fan HPMC / HPS kâld-waarmte omkeard -fase gearstalde gel. Mechanistyske stúdzjes binne noch yn in lege steat.
1.4 Rheology fan polymearkompleksen
Yn it proses fan it ferwurkjen fan polymermaterialen sil stream en deformaasje ûnûntkomber foarkomme, en rheology is de wittenskip dy't de stream- en deformaasjewetten fan materialen bestudearret [307]. Flow is in eigenskip fan floeibere materialen, wylst deformaasje in eigenskip is fan fêste (kristalline) materialen. In algemiene ferliking fan floeibere stream en fêste deformation is as folget:
Yn praktyske yndustriële tapassingen fan polymermaterialen bepale har viskositeit en viskoelasticiteit har ferwurkingsprestaasjes. In the process of processing and molding, with the change of shear rate, the viscosity of polymer materials may have a large magnitude of several orders of magnitude. Feroarje [308]. Rheological properties such as viscosity and shear thinning directly affect the control of pumping, perfusion, dispersion and spraying during the processing of polymer materials, and are the most important properties of polymer materials.
1.4.1 Viskoelasticiteit fan polymers
Under de eksterne krêft kin de polymearflüssigens net allinich streame, mar ek deformaasje sjen litte, in soarte fan "viscoelasticity" prestaasjes sjen, en har essinsje is it gearwurkjen fan "solid-floeibere twa-fase" [309]. Dizze viskoelasticiteit is lykwols net lineêre viskoelasticiteit by lytse deformaasjes, mar net-lineêre viskoelasticiteit wêr't it materiaal grutte deformaasjes en langere stress hat [310].
De natuerlike wetterige oplossing fan polysaccharide wurdt ek wol hydrosol neamd. Yn 'e verdunde oplossing binne de polysaccharide-makromolekulen yn' e foarm fan spoelen skieden fan elkoar. Wannear't de konsintraasje ferheget nei in bepaalde wearde, de macromolecular coils interpenetrate en oerlaapje inoar. De wearde wurdt de krityske konsintraasje neamd [311]. Under de krityske konsintraasje, de viscosity fan de oplossing is relatyf leech, en it wurdt net beynfloede troch de skuorre rate, showing Newtonian fluid gedrach; As de krityske konsintraasje wurdt berikt, wurdt de Macromoleculen dy't oarspronklik yn 'e isolaasje bewege, begjinne mei elkoar te beantwurdzjen, en de Visovering Viskosty fergruttet. ferheging [312]; Wylst as de konsintraasje is grutter dan de krityske konsintraasje, wurdt skuorstiid waarnommen en de oplossing eksposearret en de oplossing tentoanstellingen net-Newtonian Fluidgedrach [245].
Guon hydroosolen kinne gielen ûnder bepaalde betingsten foarmje, en har viscelastyske eigenskippen wurde normaal karakterisearre troch opslach modulus g ', ferlies modulus g "en har frekwinsje ôfhinklikens. De opslachmodulus komt oerien mei de elastisiteit fan it systeem, wylst De ferliesmodulus oerienkomt mei de viskositeit fan it systeem [311]. Yn ferdwale oplossing is d'r gjin ynslegingen tusken molekulen, dus oer in breed oanbod fan frekwinsjes, G 'is folle lytser dan G ", en lieten sterke frekwinsje ôfhinklikens. Sûnt G 'en G "binne proporsjoneel oan' e frekwinsje Ω en syn kwadratyske, as de frekwinsje heger is, G '> G". As de konsintraasje heger is as de krityske konsintraasje, dan hat G 'en G "noch frekwinsje ôfhinklikens. Doe't de frekwinsje leger is, en 'G', en de frekwinsje nimt stadichoan ferheget, nimt de twa oerstekke, en omkeard nei G '> yn' e regio Hege frekwinsje G ".
It krityske punt wêrop in natuerlike polysaccharide hydrosol feroaret yn in gel wurdt it gelpunt neamd. D'r binne in protte definysjes fan gelpunt, en de meast brûkte is de definysje fan dynamyske viskoelasticiteit yn rheology. As de opslachmodulus G 'fan it systeem lyk is oan' e ferliesmodulus G ', is it it gelpunt, en G'> G' Gelformaasje [312, 313].
Guon natuerlike polysaccharide molekulen foarmje swakke ferienings, en harren gel struktuer wurdt maklik ferneatige, en G 'is wat grutter as G ", showing in legere frekwinsje ôfhinklikens; while some natural polysaccharide molecules can form stable cross-linking regions, which The gel structure is stronger, G′ is much larger than G″, and has no frequency dependence [311].
1.4.2 Rheologysk gedrach fan polymearkompleksen
Foar in folslein kompatibel polymear-ferbiningsysteem is de ferbining in homogeen systeem, en syn viskoelasticiteit is oer it generaal de som fan 'e eigenskippen fan in inkele polymeer, en syn viskoelasticiteit kin beskreaun wurde troch ienfâldige empiryske regels [314]. Praktyk hat bewiisd dat it homogene systeem net befoarderlik is foar it ferbetterjen fan har meganyske eigenskippen. Krektoarsom, guon komplekse systemen mei faze-skieden struktueren hawwe poerbêste prestaasjes [315].
De kompatibiliteit fan in foar in part kompatibel gearstalde systeem sil wurde beynfloede troch faktoaren lykas systeem gearstalling ratio, shear rate, temperatuer en komponint struktuer, showing komptabiliteit as faze skieding, en de oergong fan kompatibiliteit nei faze skieding is ûnûntkomber. liedt ta wichtige feroaringen yn 'e viskoelastisiteit fan it systeem [316, 317]. De lêste jierren hawwe d'r ferskate stúdzjes west op it viscoelastyske gedrach fan foar in part kompatibele polymer-komplekse systemen. It ûndersyk lit sjen dat it rheologyske gedrach fan it gearstalde systeem yn 'e kompatibiliteitssône de skaaimerken fan it homogene systeem presintearret. Yn 'e faze skieding sône is it rheologysk gedrach folslein oars as de homogene sône en ekstreem kompleks.
It begripen fan de rheologyske eigenskippen fan it gearstalde systeem ûnder ferskate konsintraasjes, gearstalde ferhâldingen, skuorraten, temperatueren, ensfh. is fan grutte betsjutting foar de juste seleksje fan ferwurkingstechnology, rasjoneel ûntwerp fan formules, strikte kontrôle fan produktkwaliteit, en passende fermindering fan produksje enerzjyferbrûk. [309]. Bygelyks, foar temperatuergefoelige materialen kin de viskositeit fan it materiaal feroare wurde troch de temperatuer oan te passen. En ferbetterje de ferwurkingsprestaasjes; begripe de shear thinning sône fan it materiaal, selektearje de passende shear taryf te kontrolearjen de ferwurking prestaasjes fan it materiaal, en ferbetterjen fan de produksje effisjinsje.
1.4.3 Faktors dy't de rheologyske eigenskippen fan 'e ferbining beynfloedzje
1.4.3.1 Gearstalling
De fysike en gemyske eigenskippen en ynterne struktuer fan it ferbiningssysteem binne in wiidweidige refleksje fan 'e kombineare bydragen fan' e eigenskippen fan elke komponint en de ynteraksje tusken de komponinten. Dêrom hawwe de fysike en gemyske eigenskippen fan elke komponint sels in beslissende rol yn it gearstalde systeem. De graad fan kompatibiliteit tusken ferskillende polymen ferskilt breed, guon binne heul kompatibel, en guon binne hast folslein net ynkompatibel.
1.4.3.2 De ferhâlding fan gearstalde systeem
De viskoelasticiteit en meganyske eigenskippen fan it polymearferbiningsysteem sille signifikant feroarje mei de feroaring fan 'e gearstallingferhâlding. Dit komt omdat de gearstalde ferhâlding bepaalt de bydrage fan elke komponint oan it gearstalde systeem, en ek beynfloedet elke komponint. ynteraksje en faze distribúsje. Xie Yajie et al. studearre chitosan / hydroxypropylcellulose en fûn dat de viskositeit fan 'e ferbining signifikant ferhege mei de ferheging fan hydroxypropylcellulose-ynhâld [318]. Zhang Yayuan et al. studearre it kompleks fan xanthan gum en maiszetmeel en fûn dat doe't de ferhâlding fan xanthan gum 10% wie, de konsistinsjekoëffisjint, opbringststress en fluidyndeks fan it komplekse systeem signifikant tanommen. Fansels [319].
1.4.3.3 Shear rate
De measte polymere floeistoffen binne pseudoplastyske floeistoffen, dy't net oerienkomme mei Newton's wet fan streaming. De haadfunksje is dat de viskositeit yn prinsipe is ungewoane ûnder lege skuor, en de viskosheid fermindert skerp mei de ferheging fan Shear Recens [308, 320]. De streamkurve fan polymer-floeistof kin rûchwei ferdield wurde yn trije regio's: Low Shear Newtonian Region, Shear Tinning Region and High Shear Stirity Region. As de skuorkoers nei nul neigiet, wurde de spanning en spanning lineêr, en it streamgedrach fan 'e floeistof is fergelykber mei dat fan in Newtoniaanske floeistof. Op dit stuit hat de viskositeit oan in bepaalde wearde, dy't de Vero-Shear Viskositeit hjit η0. η0 wjerspegelet de maksimale ûntspanning tiid fan it materiaal en is in wichtige parameter fan polymear materialen, dat is besibbe oan it gemiddelde molekulêre gewicht fan it polymeer en de aktivearring enerzjy fan taaie stream. Yn 'e skuorjende sône nimt de viskositeit stadichoan ôf mei de ferheging fan' e skuorraten, en it ferskynsel fan "skjarring" komt foar. Dizze sône is in typyske streamzone yn it ferwurkjen fan polymer-materialen. Yn 'e regio mei hege skuorstabiliteit, as de skuorraten trochgiet te ferheegjen, tendearret de viskositeit nei in oare konstante, de ûneinige skuorviskositeit η∞, mar dizze regio is meastentiids dreech te berikken.
1.4.3.4 Temperatuer
Temperatuer beynfloedet direkt de yntinsiteit fan willekeurige termyske beweging fan molekulen, dy't yntermolekulêre ynteraksjes signifikant kinne beynfloedzje, lykas diffusion, molekulêre ketenoriïntaasje en ferstriken. Yn 't algemien wurdt de beweging fan molekulêre keatlingen tidens de stream fan polymearmaterialen yn segminten útfierd; as de temperatuer nimt ta, it frije folume nimt ta, en de stream ferset fan de segminten nimt ôf, sadat de viscosity nimt ôf. Lykwols, foar guon polymers, as de temperatuer ferheget, komt hydrofobe assosjaasje tusken de keatlingen foar, sadat de viskositeit ynstee ferheget.
1.5 Undersyksbetsjutting, ûndersyksdoel en ûndersyksynhâld fan dit ûnderwerp
1.5.1 Undersyk betsjutting
Hoewol HPMC in feilich en ytber materiaal is dat in protte brûkt wurdt op it mêd fan iten en medisinen, hat it goede filmfoarmjende, dispersearjende, verdikkende en stabilisearjende eigenskippen. HPMC film hat ek goede transparânsje, oalje barriêre eigenskippen, en meganyske eigenskippen. De hege priis (sawat 100.000 / ton) beheint lykwols syn brede tapassing, sels yn farmaseutyske tapassingen mei hegere wearde lykas kapsules. Derneist is HPMC in thermally induzeare gel, dy't bestiet yn in oplossingsteat by lege temperatuer by lege temperatuer, en kin ferwurkjen, lykas coating, spuiten en dipping moat it wurde droegen Ut by hege temperatuer, resultearret yn hege produksje enerzjy-konsumpsje en hege produksjekosten. Eigenskippen lykas legere viskosten en gelkrêft fan HPMC by lege temperatueren ferminderje de ferearing fan HPMC yn in protte applikaasjes.
Yn tsjinstelling, HPS is in goedkeap (sawat 20.000 / ton) ytber materiaal dat ek in soad brûkt wurdt op it mêd fan iten en medisinen. The reason why HPMC is so expensive is that the raw material cellulose used to prepare HPMC is more expensive than the raw material starch used to prepare HPS. Derneist wurdt HPMC ent mei twa substituenten, hydroxypropyl en metoksy. As gefolch is it tariedingsproses tige yngewikkeld, sadat de priis fan HPMC folle heger is as dy fan HPS. Dit projekt hopet te ferfangen guon fan 'e djoere HPMCs mei lege-prize HPS, en ferminderje it produkt priis op basis fan it behâld fan ferlykbere funksjes.
Dêrnjonken is HPS in kâlde gel, dy't bestiet yn in viskoelastyske gel tastân by lege temperatuer en foarmet in streamende oplossing by hege temperatuer. Dêrom kin it tafoegjen fan HPS oan HPMC de geltemperatuer fan HPMC ferminderje en syn viskositeit ferheegje by lege temperatuer. en gel sterkte, ferbetterjen syn processability by lege temperatueren. Boppedat, HPS ytbere film hat goede soerstof barriêre eigenskippen, sadat it tafoegjen fan HPS yn HPMC kin ferbetterje de soerstof barriêre eigenskippen fan ytbere film.
Gearfetsjend, de kombinaasje fan HPMC en HPS: As earste, it hat wichtige teoretyske betsjutting. HPMC is in waarm gel, en HPS is in kâld gel. Troch de twa te ferbinen is d'r teoretysk in oergongspunt tusken hjitte en kâlde gels. De oprjochting fan HPMC / HPS kâld en hyt gel gearstalde systeem en syn meganisme ûndersyk kin soargje foar in nije manier foar it ûndersyk fan dit soarte fan kâld en hyt omkearde-fase gel gearstalde systeem, fêstige teoretyske begelieding. Twad kin it produksjekosten ferminderje en ferbetterje profitearje profitearje. Troch de kombinaasje fan HPS en HPMC kinne de produksjekosten wurde fermindere yn termen fan grûnstoffen en produksje enerzjyferbrûk, en de produktwinst kin gâns ferbettere wurde. Tredde, kin it de ferwurkingsprestaasjes ferbetterje en de applikaasje útwreidzje. De tafoeging fan HPS kin de konsintraasje en gelsterkte fan HPMC by lege temperatuer ferheegje, en har ferwurkingsprestaasjes by lege temperatuer ferbetterje. Derneist kinne produktprestaasjes wurde ferbettere. Troch HPS ta te foegjen om de ytbere gearstalde film fan HPMC / HPS te meitsjen, kinne de soerstofbarriêre-eigenskippen fan 'e ytbere film wurde ferbettere.
De kompatibiliteit fan it polymearferbiningsysteem kin de mikroskopyske morfology en wiidweidige eigenskippen fan 'e ferbining direkt bepale, benammen de meganyske eigenskippen. Dêrom is it heul wichtich om de kompatibiliteit te studearjen fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem. Sawol HPMC as HPS binne hydrofile polysaccharides mei deselde strukturele ienheid-glucose en modifisearre troch deselde funksjonele groep hydroxypropyl, wat de kompatibiliteit fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem sterk ferbettert. HPMC is lykwols in kâlde gel en HPS is in heule gel, en it omkearde gelgedrach fan 'e twa liedt ta it faze-skiedingsferskynsel fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem. Gearfetsjend, de faze morfology en faze oergong fan de HPMC / HPS kâld-hot gel gearstalde systeem binne frij kompleks, dus de komptabiliteit en faze skieding fan dit systeem sil wêze hiel nijsgjirrich.
The morphological structure and rheological behavior of polymer complex systems are interrelated. Oan 'e iene kant sil it rheologyske gedrach by it ferwurkjen in grutte ynfloed hawwe op 'e morfologyske struktuer fan it systeem; oan 'e oare kant kin it rheologyske gedrach fan it systeem de feroaringen yn' e morfologyske struktuer fan it systeem sekuer reflektearje. Dêrom is it fan grutte betsjutting om de rheologyske eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde systeem te studearjen foar it begelieden fan produksje, ferwurking en kwaliteitskontrôle.
De makroskopyske eigenskippen lykas morfologyske struktuer, kompatibiliteit en rheology fan it HPMC / HPS kâlde en hjitte gel compound systeem binne dynamysk, en wurde beynfloede troch in rige fan faktoaren lykas oplossing konsintraasje, gearstalde ratio, shear rate en temperatuer. De relaasje tusken de mikroskopyske morfologyske struktuer en de makroskopyske eigenskippen fan it gearstalde systeem kin regele wurde troch de morfologyske struktuer en kompatibiliteit fan it gearstalde systeem te kontrolearjen.
1.5.2 Undersyksdoel
De HPMC / HPS COLD en HOT COMSED-FASE-FISH GEL-gearstald waarden oanlein, de Rheologyske eigenskippen studeare, en de ynfalske struktuer fan 'e komponearders, betingsten op' e Rheologyske eigenskippen fan 'e Rheologyske eigenskippen fan it systeem waarden ferkend. De ytbere gearstalde film fan HPMC / HPS waard taret, en de makroskopyske eigenskippen lykas meganyske eigenskippen, luchtpermeabiliteit en optyske eigenskippen fan 'e film waarden studearre, en de beynfloedzjende faktoaren en wetten waarden ûndersocht. Studearje systematysk de faze-oergongen, kompatibiliteit en faze-skieding fan 'e HPMC / HPS-FASSE-FACE GELP, ferkenne de beynfloedzjende faktoaren en festigje de relaasje tusken mikroskopyske morfologyske struktuer en makroskopyske eigenskippen. De morfologyske struktuer en kompatibiliteit fan it gearstalde systeem wurde brûkt om de eigenskippen fan gearstalde materialen te kontrolearjen.
1.5.3 Undersyk ynhâld
Om it ferwachte ûndersyksdoel te berikken, sil dit papier it folgjende ûndersyk dwaan:
(1) Kontrôlje de HPMC / HPS-kâld en hyt omkeard-faze-faze-fit-gearstalling om de rheologyske eigenskippen te bestudearjen, foaral de effekten fan konsintraasje, gearstalde ferhâlding op 'e skitterende ferhâlding op' e Viskositeit en streamde yndeks fan it gearstalde systeem. De ynfloed en wet fan rheologyske eigenskippen lykas thixotropy en thixotropy waarden ûndersocht, en it formaasjemeganisme fan kâlde en hot gearkomst gel waard foarsichtich ferkend.
(2) HPMC / HPS Edible Composite-film wie taret, en Scannende Electron Microskoop waard brûkt om de ynfloed te studearjen fan 'e ynherinte oer elke komponint en de gearstalde ferhâlding op' e mikroskopyske morfologyske fan 'e gearstalde film; de meganyske eigendomstester waard brûkt om de ynherinte eigenskippen fan elke komponint te studearjen, de gearstalling fan 'e gearstalde film. it brûken fan soerstoftransmission rate tester en UV-Vis spektrofotometer om de effekten te studearjen fan 'e ynherinte eigenskippen fan' e komponinten en de gearstallingferhâlding op 'e soerstof- en ljochttransmission-eigenskippen fan' e gearstalde film. Hot Inverse Gel Composity System waard studearre troch it scannen fan Electron Microskopy, thermogravimetryske analyse en dynamyske thermomechanyske analyse.
(3) De relaasje tusken de mikroskopyske morfologyske morfologyske en meganyske eigenskippen fan 'e HPMC / HPS Cold-Hot-ynwinse Gel Composite System waard oprjochte. De eetbere gearstalde film fan HPMC / HPS wie taret, en de ynfloed fan 'e gearstalde konsintraasje en ferbiningferhâlding en faze-oergong fan' e stekproef waard studearre troch optyske mikroskoop en joDine-ferve-metoade; De ynfloedsregel fan gearstalde konsintraasje en ferbiningsferhâlding op 'e meganyske eigenskippen en ljocht oerdracht en de eigenskippen fan' e samples waarden oprjochte. De relaasje tusken de mikrostruktuer en meganyske eigenskippen fan it HPMC / HPS kâld-hot inverse gel gearstalde systeem waard ûndersocht.
(4) Effekten fan HPS substitúsjegraad op rheologyske eigenskippen en gel eigenskippen fan HPMC / HPS kâld-hot omkearde-fase gel gearstalde systeem. De effekten fan HPS-substitúsjegraad, skuorraten en temperatuer op 'e viskositeit en oare rheologyske eigenskippen fan it gearstalde systeem, lykas it gel-oergongspunt, modulusfrekwinsjeôfhinklikens en oare gel-eigenskippen en har wetten waarden studearre mei in rheometer. De temperatuer-ôfhinklike fazeferdieling en faze-oergong fan 'e samples waarden studearre troch iodinekleuring, en it gelaasjemeganisme fan it HPMC / HPS kâld-hot omkearde-fase gelkomplekssysteem waard beskreaun.
(5) Effekten fan gemyske struktuer modifikaasje fan HPS op makroskopyske eigenskippen en kompatibiliteit fan HPMC / HPS kâld-hot omkearde-fase gel gearstalde systeem. De ytbere gearstalde film fan HPMC / HPS waard taret, en it effekt fan HPS hydroxypropyl substitúsje graad op 'e kristal struktuer en mikro-domein struktuer fan' e gearstalde film waard studearre troch synchrotron strieling lytse-hoek X-ray ferstruit technology. De ynfloed wet fan HPS hydroxypropyl substitúsje graad op de meganyske eigenskippen fan gearstalde membraan waard studearre troch meganyske eigendom tester; de ynfloed wet fan HPS substitúsje graad op de soerstof permeability fan gearstalde membraan waard studearre troch soerstof permeability tester; de HPS hydroxypropyl Ynfloed fan groep ferfanging graad op termyske stabiliteit fan HPMC / HPS gearstalde films.
Haadstik 2 Rheologyske stúdzje fan HPMC / HPS gearstalde systeem
Natuerlike polymeer-basearre ytbere films kinne wurde taret troch in relatyf ienfâldige wiete metoade [321]. Earst wurdt de polymer ûntbûn of ferspraat yn 'e floeibere faze om in edibele filmfoarming fan floeibere of filmfoarming te tarieden, en dan konsentreare troch it konsintearjen troch it oplossen. Hjir wurdt de operaasje meastentiids útfierd troch drogen op in wat hegere temperatuer. Dit proses wurdt typysk brûkt om foarferpakte ytbere films te produsearjen, of om it produkt direkt te coatsjen mei in filmfoarmjende oplossing troch dipjen, poetsen of spuiten. It ûntwerp fan ytbere filmferwurking fereasket de oankeap fan krekte rheologyske gegevens fan 'e filmfoarmjende floeistof, wat fan grutte betsjutting is foar de produktkwaliteitskontrôle fan ytbere ferpakkingsfilms en coatings [322].
HPMC is in termyske adhesive, dy't in gel foarmet by hege temperatuer en is yn in oplossing steat by lege temperatuer. Dit thermyske gel-eigenskip makket it viskositeit by lege temperatuer heul leech, dat net befoarderlik is foar de spesifike produksjeprosessen lykas Dipping, boarstele en dip. operaasje, wat resulteart yn minne ferwurkberens by lege temperatueren. Yn tsjinstelling, HPS is in kâlde gel, in viskeuze gel steat by lege temperatuer, en in hege temperatuer. In oplossing mei lege viskositeit. Dêrom, troch de kombinaasje fan 'e twa, de rheologyske eigenskippen fan HPMC lykas viscmc lykas viscoskositeit by lege temperatuer kin balansearre wurde yn in bepaalde mjitte.
Dit haadstik rjochtet him op 'e effekten fan oplossingskonsintraasje en temperatuer op' e rheologyske eigenskippen, lykas Vero-skuor viskositeit, Flow-yndeks en thixotropy fan 'e HPMC / HPS Cold-Hot Inverse Gel Compound System. De tafoegingsregel wurdt brûkt om foarôf te besprekken oer de kompatibiliteit fan it gearstalde systeem.
2.2 Eksperimintele metoade
2.2.1 Tarieding fan HPMC / HPS compound oplossing
Weagje earst HPMC en HPS droech poeder, en mingje neffens 15% (w / w) konsintraasje en ferskate ferhâldingen fan 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10; foegje dan 70 °C yn C wetter ta, roer fluch foar 30 min by 120 rpm / min om HPMC folslein te fersprieden; ferwaarmje dan de oplossing oant boppe 95 °C, rôlje fluch foar 1 h op deselde snelheid om HPS folslein te gelatinisearjen; Gelatinisaasje is foltôge. Dêrnei waard de temperatuer fan 'e oplossing rap fermindere nei 70 ° C, en de HPMC waard folslein oplost troch 40 minuten op in stadige snelheid fan 80 rpm / min te roeren. (Alle w / w yn dit artikel binne: droege basis massa fan sample / totale oplossing massa).
2.2.2 Rheologyske eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde systeem
2.2.2.1 Prinsipe fan rheologyske analyze
De rotational rheometer is foarsjoen fan in pear op en del parallelle clamps, en ienfâldige shear flow kin realisearre wurde troch de relative beweging tusken de clamps. De rheometer kin wurde hifke yn stap modus, flow modus en oscillation modus: yn stap modus, de rheometer kin tapasse transient stress op it stekproef, dat wurdt benammen brûkt om te testen de transient karakteristyk antwurd en steady-state tiid fan de stekproef. EVALATION EN VISCOELASTISJE REAKSE SIN AS STRESS RELAXATION, CREEP EN RJOCHTTJOCHT; yn 'e streammodus kin de rheometer lineêre stress tapasse op' e stekproef, dy't benammen brûkt wurdt om de ôfhinklikens fan 'e viskositeit fan' e stekproef te testen op skuorraten en de ôfhinklikens fan viskositeit op temperatuer en thixotropy; yn oscillation modus, de rheometer kin generearje sinusoidal wikseljende oscillating stress, dat wurdt benammen brûkt foar it fêststellen fan de lineêre viscoelastic regio, termyske stabiliteit evaluaasje en gelation temperatuer fan de stekproef.
2.2.2.2 Flow modus testmetoade
In parallel plaat fixture mei in diameter fan 40 mm waard brûkt, en de plaat spacing waard ynsteld op 0,5 mm.
1. Viskositeit feroaret mei de tiid. De test temperatuer wie 25 ° C, de shear rate wie 800 s-1, en de test tiid wie 2500 s.
2. Viscosity fariearret mei shear rate. Test temperature 25 °C, pre-shear rate 800 s-1, pre-shear time 1000 s; shear rate 10²-10³s.
De skuorstress (τ) en skuorrate (γ) folget it Ostwald-de Waele Power Wet:
̇τ=K.γ n (2-1)
dêr't τ de skuorspanning is, Pa;
γ is de skeafrekwinsje, s-1;
n is de liquidity index;
K is de viskositeitskoëffisjint, Pa·sn.
De relaasje tusken de viskositeit (ŋ) fan 'e polymeeroplossing en de skuorrate (γ) kinne wurde oanpast troch de carren-modulus:
Under harren,ŋ0shear viscosity, Pa s;
ŋ∞
λis de ûntspanningstiid, s;
n is de shear thinning index;
3. Trije-poadium thixotropy test metoade. De testtemperatuer is 25 °C, a. De stasjonêre poadium, de shear rate is 1 s-1, en de test tiid is 50 s; b. De shear poadium, de shear rate is 1000 s-1, en de test tiid is 20 s; c. It struktuerherstelproses, de skuorrate is 1 s-1, en de testtiid is 250 s.
Yn it proses fan struktuerherstel wurdt de graad fan herstel fan 'e struktuer nei ferskate hersteltiid útdrukt troch de hersteltiid fan viskositeit:
DSR=ŋt ⁄ ŋ╳100%
Under harren,ŋt is de viskositeit by de strukturele hersteltiid ts, Pa s;
hŋis de viskositeit oan it ein fan it earste etappe, PA S.
2.3 Resultaten en diskusje
2.3.1 It effekt fan skeartiid op de rheologyske eigenskippen fan it gearstalde systeem
By in konstante skuorkoers kin de skynbere viskositeit ferskate trends sjen litte mei tanimmende skuortiid. Figure 2-1 toant in typyske kromme fan viskositeit tsjin tiid yn in HPMC / HPS gearstalde systeem. Ut de figuer is te sjen dat mei it ferlingjen fan de skuortiid de skynlike viskositeit kontinu ôfnimt. As de skuortiid sa'n 500 s berikt, berikt de viskositeit in stabile steat, wat oanjout dat de viskositeit fan it gearstalde systeem ûnder hege snelheid skuorre in bepaalde wearde hat. De tiidôfhinklikens fan, dat is, thixotropy wurdt eksposearre binnen in bepaald tiidrek.
Dêrom, by it bestudearjen fan 'e fariaasjewet fan' e viskositeit fan it gearstalde systeem mei de skuorraten, foardat de echte steady-state shear test, is in bepaalde perioade fan hege snelheid pre-shearing nedich om de ynfloed fan thixotropy op it gearstalde systeem te eliminearjen . Sa wurdt de wet fan viskositeitsfariaasje mei skuorraten as ien faktor krigen. Yn dit eksperimint berikte de viskositeit fan alle samples in steady state foar 1000 s by in hege skuorraten fan 800 1 / s mei de tiid, dy't hjir net útset is. Dêrom, yn it takomstige eksperimintele ûntwerp foar in takomstige eksperimint foar 1000 s op in hege skuorke fan 800 1 / s waard oannaam om it effekt fan thixotropy fan alle samples te eliminearjen.
Yn 't algemien nimt de viskositeit fan polymearoplossingen ta mei de tanimming fan konsintraasje fan oplossing. Figuer 2-2 toant it effekt fan konsintraasje op 'e skuorke ôfhinklikens fan' e Viskositeit fan HPMC / HPS-formulearringen. Ut de figuer, kinne wy sjen dat by deselde shear rate, de viscosity fan it gearstalling systeem stadichoan ferheget mei de tanimming fan de oplossing konsintraasje. De viskositeit fan HPMC / HPS gearstalde oplossings mei ferskillende konsintraasjes fermindere stadichoan mei de tanimming fan skeare rate, showing dúdlik shear thinning fenomeen, dat oanjûn dat de gearstalde oplossings mei ferskillende konsintraasjes hearde ta pseudoplastic Fluids. De ôfhinklikens fan 'e skuorraten fan viskositeit liet lykwols in oare trend sjen mei de feroaring fan konsintraasje fan oplossing. As de oplossingskonsintraasje leech is, is it ferskynsel fan skuorjende tinzen fan 'e gearstalde oplossing lyts; mei de tanimming fan 'e oplossingskonsintraasje is it ferskynsel fan' e skuorfertinne fan 'e gearstalde oplossing dúdliker.
2.3.2.1 Effekt fan konsintraasje op nul shear viscosity fan gearstalde systeem
De krommes fan 'e viskositeit-skuorraten fan it gearstalde systeem by ferskate konsintraasjes waarden oanpast troch it Carren-model, en de nul-skuorviskositeit fan' e gearstalde oplossing waard ekstrapolearre (0.9960 <R₂<0.9997). It effekt fan konsintraasje op 'e viskositeit fan' e gearstalde oplossing kin fierder studearre wurde troch it bestudearjen fan 'e relaasje tusken nul skuorviskositeit en konsintraasje. Ut figuer 2-3, kin sjoen wurde dat de relaasje tusken de nul-shear viscosity en konsintraasje fan de gearstalling oplossing folget in macht wet:
dêr't k en m konstanten binne.
Yn de dûbele logaritmyske koördinaat, ôfhinklik fan de grutte fan de helling m, kin sjoen wurde dat de ôfhinklikens fan de konsintraasje presintearret twa ferskillende trends. Neffens Dio-Edwards teory, by lege konsintraasje, de helling is heger (m = 11,9, R2 = 0,9942), dat heart ta dilute oplossing; wylst by hege konsintraasje, de helling is relatyf leech (m = 2,8, R2 = 0,9822), dy't heart ta sub- Konsintrearre oplossing. Dêrom kin de krityske konsintraasje C * fan it gearstalde systeem bepaald wurde as 8% troch it krúspunt fan dizze twa regio's. According to the common relationship between different states and concentrations of polymers in solution, the molecular state model of HPMC/HPS compound system in low temperature solution is proposed, as shown in Figure 2-3.
HPS is in kâlde gel, it is in gel steat by lege temperatuer, en it is in oplossing steat by hege temperatuer. At the test temperature (25 °C), HPS is a gel state, as shown in the blue network area in the figure; on the contrary, HPMC is a hot gel, At the test temperature, it is in a solution state, as shown in the red line molecule.
Yn de verdunde oplossing fan C <C *, de HPMC molekulêre keatlingen benammen bestean as ûnôfhinklike keten struktueren, en it útsletten folume makket de keatlingen skieden fan elkoar; boppedat, de HPS gel faze interacts mei in pear HPMC molekulen te foarmjen in gehiel De foarm en HPMC ûnôfhinklike molekulêre keatlingen bestean apart fan elkoar, lykas werjûn yn figuer 2-2a.
Mei de tanimmende konsintraasje naam de ôfstân tusken de ûnôfhinklike molekulêre keatlingen en fazeregio's stadichoan ôf. As de krityske konsintraasje C * wurdt berikt, de HPMC molekulen ynteraksje mei de HPS gel faze stadichoan tanimme, en de ûnôfhinklike HPMC molekulêre keatlingen begjinne te ferbinen mei elkoar, it foarmjen fan de HPS faze as de gel sintrum, en de HPMC molekulêre keatlingen wurde ferweve. en ferbûn mei elkoar. De mikrogel tastân wurdt werjûn yn figuer 2-2b.
Mei de fierdere ferheging fan 'e konsintraasje, C> C *, wurdt de ôfstân tusken de HPS-gelfazen fierder fermindere, en de ferwûne HPMC-polymeerketen en de HPS-fazeregio wurde komplekser en de ynteraksje is yntinsiver, sadat de oplossing gedrach fertoant fergelykber mei dy fan polymear smelten, lykas werjûn yn figuer 2-2c.
2.3.2.2 effekt fan konsintraasje op floeistofgedrach fan gearstalde systeem
De machtwet fan Ostwald-de Waele (sjoch formule (2-1)) wurdt brûkt om de skuorspannings- en skuorsnelheidskurven (net werjûn yn 'e tekst) fan it gearstalde systeem te passen mei ferskate konsintraasjes, en de streamyndeks n en viskositeitskoëffisjint K kin krigen wurde. , it passende resultaat is lykas werjûn yn Tabel 2-1.
Tabel 2-1 Flow Graed Index (n) en floeibere konsistinsje-yndeks (k) fan 'e HPS / HPMC-oplossing mei ferskate konsintraasje by 25 ° C
De stream-eksponent fan Newtonian Fluid is N = 1, de stream eksponent fan pseudoplastyske floeistof is n <1, en de fjirder de pseuster fan 'e floeistof, en de stream eksponent fan dilatante floeistof is n> 1. It kin sjoen wurde út Tabel 2-1 dat de n wearden fan de gearstalde oplossings mei ferskillende konsintraasjes binne allegear minder as 1, wat oanjout dat de gearstalde oplossings binne allegear pseudoplastic Fluids. By lege konsintraasjes is de n-wearde fan 'e rekonstruearre oplossing ticht by 0, wat oanjout dat de lege konsintraasje ferbiningsoplossing tichtby Newtonian floeistof is, om't yn 'e lege konsintraasje ferbiningsoplossing de polymeerketen ûnôfhinklik fan elkoar besteane. Mei de tanimming fan de oplossing konsintraasje, de n wearde fan it gearstalde systeem stadichoan fermindere, wat oanjûn dat de tanimming fan de konsintraasje fersterke it pseudoplastic gedrach fan de gearstalling oplossing. Ynteraksjes lykas ferstrengeling barde tusken en mei de HPS-faze, en har streamgedrach wie tichter by dat fan polymeersmelten.
By lege konsintraasje is de viskositeitskoëffisjint K fan it gearstalde systeem lyts (C <8%, K <1 Pa·sn), en mei de tanimming fan konsintraasje nimt de K-wearde fan it gearstalde systeem stadichoan ta, wat oanjout dat de viskositeit fan de gearstalling systeem ôfnommen, dat is yn oerienstimming mei de konsintraasje ôfhinklikens fan nul shear viscosity.
Fig.
Tabel 2-2 Flow-gedrach yndeks (n) en floeibere konsistinsje-yndeks (K) fan 'e HPS / HPMC-oplossing mei ferskate blomferhâlding by 25 °
Figuren 2-4 toant it effekt fan gearstalde ferhâlding op de skjirre rate ôfhinklikens fan HPMC / HPS compounding oplossing viscosity. Ut de figuer kin sjoen wurde dat de viskositeit fan it gearstalde systeem mei lege HPS-ynhâld (HPS <20%) net substansjeel feroaret mei de ferheging fan skuorraten, benammen om't yn it gearstalde systeem mei lege HPS-ynhâld, HPMC yn oplossingstatus by lege temperatuer is de trochgeande faze; de viskositeit fan it gearstalde systeem mei hege HPS ynhâld stadichoan fermindert mei de tanimming fan shear rate, showing dúdlik shear thinning fenomeen, dat jout oan dat de gearstalling oplossing is pseudoplastic floeistof. By deselde skuorfrekwinsje nimt de viskositeit fan 'e gearstalde oplossing ta mei de ferheging fan HPS-ynhâld, wat benammen is om't HPS by lege temperatuer yn in mear taaie gel steat is.
It brûken fan de machtwet fan Ostwald-de Waele (sjoch formule (2-1)) om oan te passen oan 'e skuorspanning-skuorsnelheidskurven (net werjûn yn' e tekst) fan 'e gearstalde systemen mei ferskate gearstallingsferhâldingen, de streameksponint n en de viskositeitskoëffisjint K, de passende resultaten wurde werjûn yn Tabel 2-2. It kin sjoen wurde út de tabel dat 0,9869 <R2 <0,9999, it passende resultaat is better. De streamyndeks n fan it gearstalde systeem nimt stadichoan ôf mei de tanimming fan HPS-ynhâld, wylst de viskositeitskoëffisjint K in stadichoan tanimmende trend toant mei de tanimming fan HPS-ynhâld, wat oanjout dat de tafoeging fan HPS de gearstalling oplossing mear viskeus en dreech te streamjen makket . Dizze trend is yn oerienstimming mei Zhang's ûndersyksresultaten, mar foar deselde gearstallingferhâlding is de n-wearde fan 'e gearstalde oplossing heger as it resultaat fan Zhang [305], dat is benammen om't foarskoarjen waard útfierd yn dit eksperimint om it effekt fan thixotropy te eliminearjen. wurdt eliminearre; it resultaat fan Zhang is it resultaat fan 'e kombineare aksje fan thixotropy en skuorraten; de skieding fan dizze twa metoaden wurdt yn haadstik 5 yn detail besprutsen.
De relaasje tusken de rheologyske eigenskippen fan it homogene polymearferbiningsysteem en de rheologyske eigenskippen fan 'e komponinten yn it systeem komt oerien mei de logaritmyske summaasjeregel. Foar in komponentferbining systeem, kin de relaasje tusken it gearstalling en elke komponint útdrukt wurde troch de folgjende fergeliking:
Under har is F is de rheologyske eigendomparameter fan it kompleks systeem;
F1, F2 binne de rheologyske parameters fan respektivelik komponint 1 en komponint 2;
Dêrom kin de nul-skear-viskositeit fan it gearstalde systeem nei gearsetting mei ferskate gearstallingsferhâldingen wurde berekkene neffens it logaritmyske summationprinsipe om de oerienkommende foarseine wearde te berekkenjen. De eksperimintele wearden fan 'e gearstalde oplossingen mei ferskate gearstalde ferhâldingen wiene noch altyd ekstrapoleare troch Carren passe fan' e Viskosysje-shear-taryf. De foarsizzende wearde fan 'e nul skuor viskositeit fan' e HPMC / HPS-gearstalling mei ferskate ferbiningsferhâldingen wurdt fergelike mei de eksperimintele wearde, lykas werjûn yn figuer 2-5.
The dotted line part in the figure is the predicted value of the zero shear viscosity of the compound solution obtained by the logarithmic sum rule, and the dotted line graph is the experimental value of the compound system with different compounding ratios. It kin sjoen wurde út de figuer dat de eksperimintele wearde fan de gearstalde oplossing eksposearret in bepaalde posityf-negative-ôfwiking relatyf oan de gearstalling regel, wat oanjout dat it gearstalde systeem kin net berikke thermodynamyske kompatibiliteit, en it gearstalde systeem is in trochgeande faze-dispersie by lege temperatuer De "see-eilân" struktuer fan it twa-fase systeem; en mei de trochgeande reduksje fan 'e HPMC / HPS gearstalde ferhâlding feroare de trochgeande faze fan it gearstallingsysteem nei't de gearstallingferhâlding 4:6 wie. It haadstik besprekt it ûndersyk yn detail.
It kin dúdlik sjoen wurde út de figuer dat doe't de HPMC / HPS gearstalling ratio is grut, it gearstalde systeem hat in negative ôfwiking, dat kin wêze omdat de hege viscosity HPS wurdt ferdield yn de ferspraat faze steat yn de legere viscosity HPMC trochgeande faze midden . Mei de ferheging fan HPS-ynhâld is der in positive ôfwiking yn it gearstalde systeem, wat oanjout dat de trochgeande faze-oergong op dit stuit yn it gearstalde systeem foarkomt. HPS mei hege viskositeit wurdt de trochgeande faze fan it gearstalde systeem, wylst HPMC wurdt ferspraat yn de trochgeande faze fan HPS yn in mear unifoarm steat.
2.3.3.2 Ynfloed fan it ferbinen fan ferhâlding op floeistofgedrach fan gearstalde systeem
Figuren 2-6 lit de flow yndeks n fan de gearstalde systeem as funksje fan HPS ynhâld. Om't de streamyndeks n oanpast wurdt fan in log-logaritmyske koördinaat, is n hjir in lineêre som. It kin sjoen wurde út de figuer dat mei de tanimming fan HPS ynhâld, de flow yndeks n fan de gearstalling systeem stadichoan ôfnimt, wat oanjout dat HPS fermindert de Newtonian floeistof eigenskippen fan de gearstalling oplossing en ferbettert syn pseudoplastic fluid gedrach. It legere diel is de gel steat mei hegere viskositeit. It kin ek sjoen wurde út de figuer dat de relaasje tusken de stream yndeks fan it gearstalde systeem en de ynhâld fan HPS oerienkomt mei in lineêre relaasje (R2 is 0,98062), dit lit sjen dat it gearstalde systeem hat goede komptabiliteit.
2.3.3.3 Ynfloed fan gearstalde ferhâlding op Viskositeitskoëffisjint fan gearstalde systeem
Figure 2-7 toant de viskositeitskoëffisjint K fan 'e gearstalde oplossing as funksje fan HPS-ynhâld. It kin sjoen wurde út de figuer dat de K wearde fan suver HPMC is hiel lyts, wylst de K wearde fan suver HPS is de grutste, dat is besibbe oan de gel eigenskippen fan HPMC en HPS, dy't yn oplossing en gel steat respektivelik by lege temperatuer. Wannear't de ynhâld fan de lege-viscosity komponint is heech, dat is, doe't de ynhâld fan HPS is leech, de viscosity koëffisjint fan de gearstalling oplossing is tichtby dy fan de lege-viscosity komponint HPMC; wylst as de ynhâld fan 'e komponint mei hege viskositeit heech is, nimt de K-wearde fan' e gearstalde oplossing ta mei de ferheging fan HPS-ynhâld signifikant tanommen, wat oanjûn dat HPS de viskositeit fan HPMC by lege temperatuer fergrutte. Dit wjerspegelet benammen de bydrage fan 'e viskositeit fan' e trochgeande faze oan 'e viskositeit fan it gearstalde systeem. Yn ferskate gefallen dêr't de lege-viskositeit komponint is de trochgeande faze en de hege-viscosity komponint is de trochgeande faze, de bydrage fan de trochgeande faze viscosity oan de viscosity fan it gearstalde systeem is fansels oars. As HPMC mei lege viskositeit de trochgeande faze is, wjerspegelet de viskositeit fan it gearstalde systeem benammen de bydrage fan 'e viskositeit fan' e trochgeande faze; en as de hege viskositeit HPS de trochgeande faze is, sil de HPMC as de ferspraat faze de viskositeit fan 'e hege viskositeit HPS ferminderje. effekt.
2.3.4 Tixotropy
Thixotropy kin brûkt wurde om de stabiliteit fan stoffen of meardere systemen te evaluearjen, om't thixotropy ynformaasje kin krije oer de ynterne struktuer en de mjitte fan skea ûnder skearkrêft [323-325]. Thixotropy kin korrelearre wurde mei tydlike effekten en skearskiednis dy't liede ta mikrostrukturele feroaringen [324, 326]. De trije-poadium thixotropic metoade waard brûkt om te bestudearjen it effekt fan ferskillende gearstalling ferhâldingen op de thixotropic eigenskippen fan it gearstalling systeem. Lykas kin wurde sjoen út Figures 2-5, alle samples útstald ferskillende graden fan thixotropy. By lege skuorraten fergrutte de viskositeit fan 'e gearstalde oplossing signifikant mei de ferheging fan HPS-ynhâld, wat konsistint wie mei de feroaring fan nul-shear-viskositeit mei HPS-ynhâld.
The structural recovery degree DSR of the composite samples at different recovery time is calculated by formula (2-3), as shown in Table 2-1. As DSR <1, it stekproef hat lege shear ferset, en it stekproef is thixotropic; oarsom, as DSR> 1, de stekproef hat anty-thixotropy. Ut de tabel, kinne wy sjen dat de DSR wearde fan suver HPMC is hiel heech, hast 1, dit komt omdat de HPMC molekule is in stive keatling, en syn ûntspanning tiid is koart, en de struktuer wurdt hersteld gau ûnder hege skuorkrêft. De DSR-wearde fan HPS is relatyf leech, wat syn sterke thixotropyske eigenskippen befêstiget, benammen om't HPS in fleksibele keten is en har ûntspanningstiid lang is. De struktuer herstelde net folslein binnen it testtiidframe.
Foar de gearstalde oplossing, yn deselde hersteltiid, as de HPMC-ynhâld grutter is as 70%, nimt de DSR rap ôf mei de tanimming fan 'e HPS-ynhâld, om't de HPS-molekulêre keten in fleksibele keten is, en it oantal rigide molekulêre keatlingen yn it gearstalde systeem nimt ta mei de tafoeging fan HPS. As it wurdt fermindere, wurdt de ûntspanningstiid fan it totale molekulêre segmint fan it gearstalde systeem ferlingd, en de thixotropy fan it gearstalde systeem kin net gau weromhelle wurde ûnder de aksje fan hege skuorre. As de ynhâld fan HPMC minder dan 70% is, nimt de DSR ta mei de ferheging fan 'e ynhâld fan HPS, wat oanjout dat der in ynteraksje is tusken de molekulêre keatlingen fan HPS en HPMC yn it gearstalde systeem, wat de algemiene rigiditeit fan molekulêre ferbettert. segminten yn de gearstalling systeem en ferkoart de ûntspanning tiid fan de gearstalling systeem wurdt fermindere, en de thixotropy wurdt fermindere.
Dêrnjonken wie de DSR-wearde fan it gearstalde systeem signifikant leger as dy fan pure HPMC, wat oanjûn dat de thixotropy fan HPMC signifikant ferbettere waard troch gearstalling. De DSR-wearden fan 'e measte fan' e samples yn it gearstalde systeem wiene grutter as dy fan pure HPS, wat oanjout dat de stabiliteit fan HPS yn in bepaalde mate ferbettere waard.
It kin ek wurde sjoen fan 'e tafel dat by ferskate hersteltiid, de DSR-wearden dy't allegear it leechste punt sjen litte as de HPMC-ynhâld 70% is, en as de Starch is grutter dan 60%, is de DSR-wearde fan it kompleks heger dan dy fan suver HPS. De DSR-wearden binnen 10 s fan alle samples binne heul tichtby de definitive DSR-wearden, wat jo oanjout dat de struktuer fan it gearstalde systeem yn prinsipe yn prinsipe binnen 10 s is foltôge binnen 10 s. It is it wurdich op te merken dat de gearstalde samples mei hege HPS-ynhâld yn 't honger fan' e herstellen fan 'e herstellen fan herstellen, dy't de gearstalde samples lieten in bepaalde graad fan thixotropy ûnder de aksje fan lege skuor, en their structure more unstable.
De kwalitative analyze fan 'e trije-poadium thixotropy is yn oerienstimming mei de rapportearre thixotropic ring testresultaten, mar de kwantitative analyze resultaten binne ynkonsistent mei de thixotropic ring testresultaten. De thixotropy fan HPMC / HPS gearstalde systeem waard mjitten troch thixotropic ring metoade mei de ferheging fan HPS ynhâld [305]. Degeneraasje earst ôfnommen en doe tanommen. De tixotropyske ringtest kin allinich it bestean fan tixotropysk ferskynsel spekulearje, mar kin it net befestigje, om't de thixotropyske ring it gefolch is fan 'e simultane aksje fan skuortiid en skuorraten [325-327].
2.4 Gearfetting fan dit haadstik
Yn dit haadstik waarden de termyske gel HPMC en de kâlde gel HPS brûkt as de wichtichste grûnstoffen om in twa-fase gearstald systeem fan kâld en hjitte gel te bouwen. Ynfloed fan rheologyske eigenskippen lykas viskositeit, flow patroan en thixotropy. Neffens de mienskiplike relaasje tusken ferskate steaten en konsintraasjes fan polymeren yn oplossing, wurdt it molekulêre steatsmodel fan HPMC / HPS-ferbiningsysteem yn oplossing mei lege temperatuer foarsteld. Neffens it logaritmyske summationprinsipe fan 'e eigenskippen fan ferskate komponinten yn it gearstalde systeem waard de kompatibiliteit fan it gearstalde systeem studearre. De wichtichste befinings binne as folget:
- Gearstallingsmonsters mei ferskillende konsintraasjes lieten allegear in beskate graad fan skuor tinning sjen, en de graad fan skuor tinning naam ta mei de tanimming fan konsintraasje.
- Mei de ferheging fan konsintraasje fermindere de streamyndeks fan it gearstalde systeem, en de nul-shear viskositeit en viskositeitskoëffisjint ferhege, wat oanjout dat it solide-like gedrach fan it gearstalde systeem ferbettere waard.
- D'r is in krityske konsintraasje (8%) yn 'e HPMC / HPS-gearstalling, ûnder de krityske konsintraasje, de HPMC-molekulêre keatsen en de HPS gel-regio yn' e gearstalde oplossing binne fan elkoar skieden en sels bestean; As de krityske konsintraasje wurdt berikt, wurdt yn 'e gearstalde oplossing foarme mei de HPS-faze as it gel-molekulêre kettingen wurde en ferbûn oan elkoar; Boppe de krityske konsintraasje, de folop HPMC Macromolekulêre keatlingen en har intertwining mei de HPS-faze-regio binne komplekser, en de ynteraksje is komplekser. mear yntinsyf, sadat de oplossing gedraacht as in polymeer melt.
- De gearstalling ratio hat in wichtige ynfloed op de rheologyske eigenskippen fan de HPMC / HPS gearstalde oplossing. Mei de tanimming fan HPS-ynhâld is it ferskynsel fan skuorjen fan it gearstalde systeem dúdliker, de streamyndeks nimt stadichoan ôf, en de nul-shear-viskositeit en viskositeitskoëffisjint stadichoan tanimme. nimt ta, wat oanjout dat it solide-like gedrach fan it kompleks signifikant ferbettere is.
- De verso-skuor viskositeit fan it gearstalde systeem eksposearje in bepaalde positive-negative ôfwiking relatyf oan 'e logaritmyske summerregel. De gearstalde systeem is in twa-fase systeem mei in trochgeande faze-ferspraat faze "see-eilân" struktuer by lege temperatuer, en, As de HPMC / HPS gearsetting ferhâlding fermindere nei 4:6, feroare de trochgeande faze fan de gearstalling systeem.
- D'r is in lineêre relaasje tusken de streamyndeks en de gearstalde ferhâlding fan 'e gearstalde oplossingen mei ferskate gearstalde ferhâldingen, wat oanjout dat it gearstalde systeem in goede kompatibiliteit hat.
- Foar it CPMC / HPS-gearstalling, as it komponint mei lege viskositeit is, is de trochgeande faze, is de trochgeande faze, de trochgeande faze fan 'e kontinu feskositeit is signifikant systeem is signifikant. Doe't de HPMC mei lege Viskosheid de trochgeande faze is, wjerspegelt de viskoosheid fan it gearstalde systeem foaral de bydrage fan 'e trochgeande faze-viskosysje. Wylst as de HPS-viskositeit HPS de trochgeande faze is, de HPMC as de dispse faze sil ferminderje de viskositeit fan 'e HPSCOSITY HPS. effekt.
- Trije-poadium thixotropy waard brûkt om te bestudearjen it effekt fan gearstalling ratio op de thixotropy fan it gearstalde systeem. The thixotropy of the compounded system showed a trend of first decreasing and then increasing with the decrease of the HPMC/HPS compounding ratio.
- De boppesteande eksperimintele resultaten litte sjen dat troch de gearstalling fan HPMC en HPS de rheologyske eigenskippen fan 'e twa komponinten, lykas viskositeit, ferskynsel fan skuorjende tinning en thixotropy, yn in bepaalde mjitte balansearre binne.
Haadstik 3 Tarieding en eigenskippen fan HPMC / HPS Edible gearstalde films
Polymer gearstalling is de meast effektive manier te berikken multi-komponint prestaasjes komplementariteit, ûntwikkeljen fan nije materialen mei poerbêste prestaasjes, ferminderjen produkt prizen, en útwreidzje it tapassing berik fan materialen [240-242, 328]. Dan, fanwege bepaalde molekulêre struktuer ferskillen en konformaasje entropy tusken ferskillende polymers, de measte polymer compounding systemen binne ynkompatibel of foar in part kompatibel [11, 12]. De meganyske eigenskippen en oare makroskopyske eigenskippen fan it polymearferbiningsysteem binne nau besibbe oan de fysysk-gemyske eigenskippen fan elke komponint, de gearstallingferhâlding fan elke komponint, de kompatibiliteit tusken de komponinten, en de ynterne mikroskopyske struktuer en oare faktoaren [240, 329].
From the chemical structure point of view, both HPMC and HPS are hydrophilic curdlan, have the same structural unit – glucose, and are modified by the same functional group – hydroxypropyl group, so HPMC and HPS should have a good phase. Kapasiteit. Lykwols, HPMC is in termysk induced gel, dat is yn in oplossing steat mei hiel lege viscosity by lege temperatuer, en foarmet in kolloïd op hege temperatuer; HPS is in kâld-induced gel, dat is in lege temperatuer gel en is yn in oplossing steat op hege temperatuer; de gel betingsten en gedrach binne folslein tsjinoerstelde. De gearstalling fan HPMC en HPS is net befoarderlik foar de foarming fan in homogeen systeem mei goede kompatibiliteit. Mei it rekkenjen fan sawol gemyske struktuer as thermodynamika, is it fan grutte teoretyske betsjutting en praktyske wearde om HPMC te kombinearjen mei HPS om in kâld-hot gel-ferbiningsysteem te fêstigjen.
Dit haadstik rjochtet him op 'e stúdzje fan' e ynherinte eigenskippen fan 'e komponinten yn' e HPMC / HPS Compounter, de gearfellende ferhâlding fan 'e mikroscopyske morfologyske, kompatibiliteit en faze skieding, meganyske eigenskippen, optyske eigenskippen , en termyske drip eigenskippen fan it gearstalde systeem. And the influence of macroscopic properties such as oxygen barrier properties.
3.1 Materiaal en apparatuer
3.1.1 Main eksperimintele materialen
3.1.2 Main ynstruminten en apparatuer
3.2 Eksperimintele metoade
3.2.1 Tarieding fan HPMC / HPS ytbere gearstalde film
It 15% (w/w) droege poeder fan HPMC en HPS waard mingd mei 3% (w/w) De polyethylene glycol-plasticizer waard gearstald yn deionisearre wetter om de gearstalde filmfoarmjende floeistof te krijen, en de ytbere gearstalde film fan HPMC / HPS waard taret troch de Casting-metoade.
Tarieding metoade: earst weagje HPMC en HPS droech poeder, en mix se neffens ferskillende ferhâldingen; foegje dan yn 70 °C wetter, en roer fluch by 120 rpm / min foar 30 min om HPMC folslein te fersprieden; ferwaarmje dan de oplossing nei boppe 95 °C, rôlje fluch op deselde snelheid foar 1 h om HPS folslein te gelatinisearjen; neidat de gelatinisaasje is foltôge, wurdt de temperatuer fan 'e oplossing rap fermindere nei 70 ° C, en de oplossing wurdt 40 min op in stadige snelheid fan 80 rpm / min roerd. HPMC folslein oplosse. Giet 20 g fan 'e mingde filmfoarmjende oplossing yn in petryskaal fan polystyrene mei in diameter fan 15 sm, smyt it plat en droegje it op 37 ° C. De droege film wurdt fan 'e skiif ôfhelle om in ytbere gearstalde membraan te krijen.
Edible films wiene allegear gelyk oan 57% Hannelfeit foar mear dan 3 dagen foar it testen, en it eetbere filmdiel brûkt foar testen fan Mechanical Primalisity for 75% foar mear dan 3 dagen.
3.2.2 MicromorFology fan 'e Edible Composite Film Fan HPMC / HPS
3.2.2.1 analysonprinsipe fan scan electron microskoop
It elektroanengewear oan 'e boppekant fan' e Scanning Electron Microscopy (SEM) kin in hege hoemannichte elektroanen útstjitte. Nei it ferminderjen en fokusjen kin it in elektroanenbeam foarmje mei in bepaalde enerzjy en yntinsiteit. Oandreaun troch it magnetysk fjild fan de skennen coil, neffens in bepaalde tiid en romte folchoarder Scan it oerflak fan de stekproef punt foar punt. Troch it ferskil yn 'e skaaimerken fan' e oerflakmikro-gebiet sil de ynteraksje tusken de stekproef en de elektroanenbeam sekundêre elektroanensinjalen generearje mei ferskate yntensiteiten, dy't wurde sammele troch de detektor en omboud ta elektryske sinjalen, dy't wurde fersterke troch de fideo en ynfier nei It raster fan 'e byldbuis, nei it oanpassen fan' e helderheid fan 'e ôfbyldingsbuis, kin in sekundêre elektronôfbylding wurde krigen dat de morfology en skaaimerken fan' e mikroregio op it oerflak fan 'e stekproef reflektearje kin. Yn ferliking mei tradisjonele optyske mikroskopen is de resolúsje fan SEM relatyf heech, sawat 3nm-6nm fan 'e oerflaklaach fan' e stekproef, wat mear geskikt is foar it observearjen fan mikrostruktuerfunksjes op it oerflak fan materialen.
3.2.2.2 Testmetoade
De eetbere film waard pleatst yn in desiccator foar it droegjen, en in passende grutte fan 'e eetbere film waard selektearre, plakt op it sem spesjale sample-poadium mei gekken en dan mei goudbeater. Tidens de test waard de stekproef yn 'e SEM set, en de mikroskopyske morfologyske fan' e stekproef waard waarnommen en fotografearre op 300 kear en 1000 kear fergrutting ûnder de spitich beam-fersnellingspersnivo fan 5 KV.
3.2.3 Light transmittance fan HPMC / HPS ytbere gearstalde film
3.2.3.1 Analyse prinsipe fan UV-Vis spektrofotometry
De UV-Vis spektrofotometer kin ljocht emitearje mei in golflingte fan 200 ~ 800nm en it op it objekt bestrale. Guon spesifike golflingten fan ljocht yn it ynfallende ljocht wurde opnomd troch it materiaal, en molekulêre vibraasje-enerzjynivo-oergong en elektroanyske enerzjynivo-oergong komme foar. Sûnt elke stof hat ferskillende molekulêre, atomêre en molekulêre romtlike struktueren, elke stof hat syn spesifike absorption spektrum, en de ynhâld fan 'e stof kin wurde bepaald of bepaald neffens it nivo fan absorption op guon spesifike golflingten op it absorption spektrum. Dêrom is UV-Vis spektrofotometryske analyze ien fan 'e effektive middels om de gearstalling, struktuer en ynteraksje fan stoffen te studearjen.
As in ljochtstraal in foarwerp treft, wurdt in part fan it ynfallende ljocht opnomd troch it foarwerp, en it oare diel fan it ynfallende ljocht wurdt troch it foarwerp trochstjoerd; de ferhâlding fan 'e trochstjoerde ljochtintensiteit oan' e ynfallende ljochtintensiteit is de transmittânsje.
De formule foar de relaasje tusken absorbance en transmittance is:
Under harren, A is de absorbance;
T is de oerdracht, %.
3.2.3.2 Testmetoade
Bereid 5% HPMC- en HPS-oplossingen, mingje se neffens ferskate ferhâldingen, gie 10 g fan 'e filmfoarmjende oplossing yn in polystyrene petriskaal mei in diameter fan 15 cm, en droegje se op 37 ° C om in film te foarmjen. Snij de ytbere film yn in 1mm × 3mm rjochthoekige strip, set it yn 'e kuvette, en meitsje de ytbere film tichtby de binnenmuorre fan' e kuvette. In WFZ UV-3802 UV-vis spektrofotometer waard brûkt om de samples te scannen op 'e folsleine golflingte fan 200-800 nm, en elk probleem waard 5 kear hifke.
3.2.4 Dynamyske thmomechanyske eigenskippen fan HPMC / HPS Edible gearstalde films
3.2.4.1 Prinsipe fan dynamyske thermomechanical analyze
Dynamyske thermomechanyske analyse (DMA) is in ynstrumint dat de relaasje kin mjitte kin tusken de stekproef ûnder in bepaalde skok en programmearren de meganyske eigenskippen fan 'e foarbyld ûnder de aksje fan periodike wikseljend stress en tiid, temperature and temperature. frekwinsje relaasje.
Heechmolekulêre polymeren hawwe viskoelastyske eigenskippen, dy't meganyske enerzjy kinne opslaan lykas in elastomeer oan 'e iene kant, en enerzjy konsumearje lykas slym oan' e oare kant. As de periodike wikselkrêft wurdt tapast, set it elastyske diel de enerzjy om yn potinsjele enerzjy en bewarret it; wylst it taaie diel konvertearret de enerzjy yn waarmte enerzjy en ferliest it. Polymer materialen hawwe oer it generaal twa steaten fan lege temperatuer glês steat en hege temperatuer rubber steat, en de oergong temperatuer tusken de twa steaten is de glês oergong temperatuer. It glês oergong temperatuer direkt ynfloed op de struktuer en eigenskippen fan materialen, en is ien fan de meast wichtige karakteristike temperatueren fan polymers.
Troch de dynamyske thermomechanyske eigenskippen fan polymeren te analysearjen, kin de viskoelasticiteit fan polymeren wurde waarnommen, en kinne wichtige parameters wurde krigen dy't de prestaasjes fan polymeren bepale, sadat se better kinne wurde tapast op 'e eigentlike gebrûksomjouwing. Dêrneist dynamyske thermomechanical analyze is tige gefoelich foar glês oergong, faze skieding, cross-linking, crystallization en molekulêre beweging op alle nivo 's fan molekulêre segminten, en kin krije in soad ynformaasje oer de struktuer en eigenskippen fan polymers. It wurdt faak brûkt om de molekulen fan polymers te studearjen. beweging gedrach. Mei de temperatuer sweep-modus fan 'e DMA kin it foarkommen fan fazetransysjes lykas de glêstransysje wurde hifke. Yn ferliking mei DSC hat DMA hegere gefoelichheid en is mear geskikt foar de analyze fan materialen dy't it werklike gebrûk simulearje.
3.2.4.2 Testmetoade
Selektearje skjinne, unifoarme, flakke en ûnbeskadige samples, en snij se yn 10mm × 20mm rjochthoekige strips. De samples waarden hifke yn trekmodus mei Pydris Diamond dynamyske thermomechanical analyzer út PerkinElmer, FS. De test temperatuer berik wie 25 ~ 150 ° C, de ferwaarming taryf wie 2 ° C / min, de frekwinsje wie 1 Hz, en de test waard werhelle twa kear foar elk stekproef. Tidens it eksperimint waarden de opslachmodulus (E') en ferliesmodulus (E”) fan 'e stekproef opnommen, en de ferhâlding fan' e ferliesmodulus nei de opslachmodulus, dat is de tangenshoek tan δ, koe ek berekkene wurde.
3.2.5 Thermyske stabiliteit fan HPMC / HPS Edible Composite-films
3.2.5.1 Prinsipe fan thermogravimetric analyze
Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) kin de feroaring fan 'e massa fan in stekproef mjitte mei temperatuer of tiid op in programmearre temperatuer, en kin brûkt wurde om de mooglike ferdamping, smelten, sublimaasje, dehydraasje, ûntbining en oksidaasje fan stoffen te studearjen tidens it ferwaarmingsproses . en oare fysike en gemyske ferskynsels. De relaasjekromme tusken de massa fan matearje en temperatuer (of tiid) krigen direkt nei't it stekproef is hifke wurdt thermogravimetrysk (TGA-kromme) neamd. gewichtsverlies en oare ynformaasje. Derivative Thermogravimetric curve (DTG-kromme) kin wurde krigen nei de earste-order-ôflieding fan 'e TGA-kromme, dy't de feroaring fan' e gewichtsverliesrate fan 'e testte stekproef reflektearret mei temperatuer of tiid, en it peakpunt is it maksimale punt fan 'e konstante taryf.
3.2.5.2 Testmetoade
Selektearje de ytbere film mei unifoarme dikte, snij it yn in sirkel mei deselde diameter as de thermogravimetryske analyzer-testskiif, en lei it dan plat op 'e testskiif, en test it yn in stikstofsfear mei in streamsnelheid fan 20 mL / min . It temperatuerberik wie 30-700 ° C, it ferwaarmingsrate wie 10 ° C / min, en elk stekproef waard twa kear testen.
3.2.6.1 Prinsipe fan tensile eigendom analyze
3.2.6 Tensile eigenskippen fan HPMC / HPS Edible gearstalde films
De meganyske eigendomstester kin in statyske treklast tapasse op 'e spline lâns de longitudinale as ûnder spesifike temperatuer-, fochtigens- en snelheidsbetingsten oant de spline is brutsen. Tidens de test, de lading tapast op 'e spline en syn deformation bedrach waarden opnommen troch de meganyske eigendom tester, en de stress-strain kromme tidens de tensile deformation fan' e spline waard tekene. Fanút de spanning-strain-kromme kinne de treksterkte (ζt), elongaasje by breuk (εb) en elastyske modulus (E) wurde berekkene om de trekeigenskippen fan 'e film te evaluearjen.
De stress-strain relaasje fan materialen kin oer it algemien wurde ferdield yn twa dielen: elastyske deformation regio en plastic deformation regio. Yn de elastyske deformation sône, de stress en strain fan it materiaal hawwe in lineêre relaasje, en de deformation op dit stuit kin folslein weromfûn, dat is yn oerienstimming mei Cook syn wet; yn de plastic deformation sône, de stress en strain fan it materiaal binne net mear lineêr, en de deformation dy't optreedt op dit stuit is irreversibly, úteinlik it materiaal brekt.
Formule foar berekkening fan treksterkte:
Wêr: is treksterkte, MPa;
p is de maksimale lading of breklast, N;
d is de dikte fan it stekproef, mm.
De formule foar it berekkenjen fan elongation by break:
Wêr: εb is de ferlinging by breuk, %;
L is de ôfstân tusken de markearring rigels as it stekproef brekt, mm;
L0 is de oarspronklike gauge lingte fan it stekproef, mm.
Elastyske modulus berekkening formule:
Under harren: E is de elastyske modulus, MPa;
ζ is stress, MPa;
ε is de stam.
3.2.6.2 Testmetoade
Selektearje skjinne, unifoarme, platte en ûnbeskadige samples, ferwize nei de nasjonale standert GB13022-91, en snij se yn dumbbell-foarmige splines mei in totale lingte fan 120 mm, in earste ôfstân tusken fixtures fan 86 mm, in ôfstân tusken merken fan 40 mm, en in breedte fan 10 mm. De splines waarden pleatst op 75% en 57% (yn in sfear fan verzadigde natriumchloride en natriumbromide oplossing) humiliteit, en lykwichtich foar mear as 3 dagen foardat mjitten. Yn dit eksperimint wurde de ASTM D638, 5566 meganyske eigendomstester fan Instron Corporation fan 'e Feriene Steaten en har 2712-003 pneumatyske klem brûkt foar testen. De tensile snelheid wie 10 mm / min, en de stekproef waard werhelle 7 kear, en de gemiddelde wearde waard berekkene.
3.2.7 Oxygen permeabiliteit fan HPMC / HPS Edible Composite Film
3.2.7.1 Prinsipe fan Oxygen Peventaris-analyse
Nei it testmonster is ynstalleare, wurdt de testholte ferdield yn twa dielen, A en B; In soerstof soerstofstream mei in bepaald streamnivo wurdt trochjûn yn 'e in holte, en in stikstofstream mei in bepaald streamnivo wurdt trochjûn yn' e B-holte; Tidens it testproses, seach de in holte de soerstof yn 'e b-holte troch de B-holte, en de soerstof yn' e B-holte wurdt fierd troch de stikstofstream en lit de B-holte om de soerstof sensor te berikken. The oxygen sensor measures the oxygen content in the nitrogen flow and outputs a corresponding electrical signal, thereby calculating the sample oxygen. oerdracht.
3.2.7.2 Testmetoade
Kies net-makke eetbere gearstalde films, snij se yn 10.16 x 10,16 cm diamantfoarmige samples, jas de râne oerflakken fan 'e klemmen mei fakuümjelfet, en klemme de samples nei it testblok. Teste neffens ASTM D-3985, elk stekproef hat in testgebiet fan 50 cm2.
3.3.1 Mikrostruktuer analyze fan ytbere gearstalde films
De ynteraksje tusken de komponinten fan 'e filmfoarmjende floeistof en de droege betingsten - bepale de definitive struktuer fan' e film en beynfloedzje ferskate fysike en gemyske eigenskippen fan 'e film serieus [330, 331]. De ynherinte gel-eigenskippen en gearstallingsferhâlding fan elke komponint kinne ynfloed hawwe op 'e morfology fan' e ferbining, dy't de oerflakstruktuer en definitive eigenskippen fan 'e membraan fierder beynfloedet [301, 332]. Dêrom kin mikrostrukturele analyze fan 'e films relevante ynformaasje leverje oer de molekulêre weryndieling fan elke komponint, wat ús op syn beurt kin helpe ús better te begripen fan' e barriêre-eigenskippen, meganyske eigenskippen en optyske eigenskippen fan 'e films.
De oerflak scansje Electron Microskope MicroSkope fan HPS / HPMC Eetbere films mei ferskate ferhâldingen wurde toand yn figuer 3-1. As kin sjoen wurde út figuer 3-1, guon samples toande mikro-barsten op it oerflak, dat kin wurde feroarsake troch de reduksje fan focht yn 'e stekproef tidens de test, of troch de oanfal fan' e elektroanen beam yn 'e mikroskoop holte [122 , 139]. Yn de figuer, suver HPS membraan en suver HPMC. De membranen lieten relatyf glêde mikroskopyske oerflakken sjen, en de mikrostruktuer fan suvere HPS-membranen wie homogener en soepeler as suvere HPMC-membranen, dy't benammen te krijen hawwe mei setmoalmakromolekulen (amylosemolekulen en amylopectinemolekulen) tidens it koelproses.) bettere molekulêre werynrjochting yn wetterige oplossing. In protte stúdzjes hawwe oantoand dat it amylose-amylopctyn-wettersysteem yn it koelproses
D'r kin in kompetitive meganisme wêze tusken gelfoarming en fash-skieding. As de taryf fan faze-skieding leger is as de taryf fan gelfoarming, sil faze-skieding net foarkomme yn it systeem, oars sil faze-skieding yn it systeem foarkomme [333, 334]. Boppedat, as de amylose-ynhâld 25% grutter is, kin de gelatinisaasje fan amylose en de trochgeande amylose-netwurkstruktuer it uterlik fan fazeskieding signifikant remme [334]. De amylose ynhâld fan HPS brûkt yn dit papier is 80%, folle heger as 25%, dus better yllustrearret it ferskynsel dat suvere HPS membranen binne homogener en soepeler as suver HPMC membranen.
It kin sjoen wurde fan 'e fergeliking fan' e sifers dy't de oerflakken fan alle gearstalde rams binne relatyf rûch, en guon unregelmjittige bulten binne ferspraat, oanjout dat d'r in bepaalde mjitte is fan ûnmmoedigens tusken HPMC en HPS. Boppedat, de gearstalde membranen mei hege HPMC-ynhâld eksposearre in mear homogene struktuer dan dejingen mei hege HPS-ynhâld. HPS-basearre kondensaasje op 37 ° C Film Formaasje Temperatuer
Op grûn fan 'e gel eigenskippen presintearre HPS in taaie gel steat; wylst basearre op de termyske gel eigenskippen fan HPMC, presintearre HPMC in wetter-lykas oplossing steat. Yn 'e gearstalde membraan mei hege HPS-ynhâld (7: 3 HPS / HPMC) is de taaie HPS de trochgeande faze, en it wetter-like HPMC is ferspraat yn' e hege viskositeit HPS trochgeande faze as de ferspraat faze, wat net befoarderlik is. ta de unifoarme ferdieling fan 'e ferspraat faze; In the composite film with high HPMC content (3:7 HPS/HPMC), the low-viscosity HPMC transforms into the continuous phase, and the viscous HPS is dispersed in the low-viscosity HPMC phase as the dispersed phase, which is conducive to de foarming fan in homogene faze. gearstalde systeem.
It kin sjoen wurde út de figuer dat hoewol't alle gearstalde films litte rûge en inhomogene oerflak struktueren, gjin dúdlik faze ynterface wurdt fûn, wat oanjout dat HPMC en HPS hawwe goede komptabiliteit. De HPMC / setmoal-kompositefilms sûnder plasticizers lykas PEG lieten dúdlike faze-skieding [301] sjen, wat oanjout dat sawol de hydroxypropylmodifikaasje fan setmoal as PEG-plasticizers de kompatibiliteit fan it gearstalde -systeem kinne ferbetterje.
3.3.2 Optyske eigenskippen analyze fan ytbere gearstalde films
The light transmission properties of the edible composite films of HPMC/HPS with different ratios were tested by UV-vis spectrophotometer, and the UV spectra are shown in Figure 3-2. De grutter de ljochttransmittance wearde, de mear unifoarm en transparant de film is; oarsom, de lytser de ljocht transmittance wearde, de mear ûnjildich en ûntrochsichtich de film is. It kin sjoen wurde út figuer 3-2 (a) dat alle gearstalde films sjen litte in ferlykbere trend mei de tanimming fan de skennen golflingte yn de folsleine golflingte skennen berik, en it ljocht transmittance nimt stadichoan mei de tanimming fan de golflingte. By 350nm hawwe de krommen de neiging om plato te wurden.
Select the transmittance at the wavelength of 500nm for comparison, as shown in Figure 3-2(b), the transmittance of pure HPS film is lower than that of pure HPMC film, and with the increase of HPMC content, the transmittance decreases first, en dan ferhege nei it berikken fan de minimale wearde. Doe't de HPMC-ynhâld ferhege nei 70%, wie de ljochttransmittance fan 'e gearstalde film grutter dan dy fan suver HPS. It is bekend dat in homogeen systeem bettere ljochttransmittance sil útstelle, en syn UV-metten transmittance wearde is oer it generaal heger; inhomogene materialen binne oer it generaal mear ûntrochsichtich en hawwe legere UV-transmittancewearden. De trochstjoeringswearden fan 'e gearstalde films (7: 3, 5: 5) wiene leger as dy fan pure HPS en oanjout dat d'r in bepaalde graad fan faze skieding wie tusken de twa komponinten fan HPS en HPMC.
Fig. 3-2 UV spektra op alle golflingten (in), en op 500 nm (b), foar HPS / HPMC blend films. De bar stiet foar gemiddelde ± standertdeviaasjes. ac: ferskillende letters binne signifikant oars mei ferskate blend ratio (p <0.05), tapast yn de folsleine dissertaasje
3.3.3 Dynamic thermomechanical analyze fan ytbere gearstalde films
Figuer 3-3 toant de dynamyske thermomechanical eigenskippen fan ytbere films fan HPMC / HPS mei ferskillende formulearringen. It kin sjoen wurde út figuer 3-3 (a) dat de opslach modulus (E') nimt ôf mei de tanimming fan HPMC ynhâld. Dêrnjonken fermindere de opslachmodulus fan alle samples stadichoan mei tanimmende temperatuer, útsein dat de opslachmodulus fan pure HPS (10:0) film in bytsje ferhege nei't de temperatuer ferhege waard nei 70 ° C. By hege temperatuer, foar de gearstalde film mei hege HPMC ynhâld, de opslach modulus fan de gearstalde film hat in fanselssprekkend delgeande trend mei de ferheging fan temperatuer; wylst foar de stekproef mei hege HPS ynhâld, de opslach modulus allinnich ôfnimt bytsje mei de tanimming fan temperatuer.
Fig. 3-3 Storage modulus (E′) (a) en ferlies tangens (tan δ) (b) fan HPS/HPMC blend films
It can be seen from Figure 3-3(b) that the samples with HPMC content higher than 30% (5:5, 3:7, 0:10) all show a glass transition peak, and with the increase of HPMC content, the glass transition the transition temperature shifted to high temperature, indicating that the flexibility of the HPMC polymer chain decreased. Oan 'e oare kant toant it suvere HPS-membraan in grutte envelop-peak om 67 ° C, wylst it gearstalde membraan mei 70% HPS-ynhâld gjin dúdlike glêsoergong hat. Dit kin wêze om't d'r in bepaalde graad fan ynteraksje is tusken HPMC en HPS, sadat de beweging fan 'e molekulêre segminten fan HPMC en HPS beheine.
3.3.4 Termyske stabiliteit analyze fan ytbere gearstalde films
Fig. 3-4 TGA-kurven (a) en har derivative (DTG)-kurven (b) fan HPS/HPMC-mingfilms
De termyske stabiliteit fan 'e ytbere gearstalde film fan HPMC / HPS waard hifke troch thermogravimetryske analyzer. Figure 3-4 toant de thermogravimetryske kromme (TGA) en syn gewicht ferlies rate curve (DTG) fan de gearstalde film. Ut de TGA-kromme yn figuer 3-4 (a), kin sjoen wurde dat de gearstalde membraanmonsters mei ferskillende ferhâldingen sjen litte twa dúdlik thermogravimetric feroaring stadia mei de tanimming fan temperatuer. De volatilisaasje fan it wetteradvertinsjes troch de polysaccharide Macromolecule resulteart yn in lytse faze-ferlies op 30-180 ° C foardat de eigentlike thermyske degradaasje foarkomt. Dêrnei is d'r in gruttere faze fan gewichtsverlies by 300 ~ 450 ° C, hjir de thermyske degradaasjefaze fan HPMC en HPS.
Ut de DTG-kurven yn figuer 3-4(b) kin sjoen wurde dat de thermyske degradaasje-peaktemperatueren fan suvere HPS en suvere HPMC respektivelik 338 °C en 400 °C binne, en de thermyske degradaasje-peaktemperatuer fan suver HPMC is heger as dy fan HPS, wat oanjout dat HPMC Better termyske stabiliteit as HPS. When the HPMC content was 30% (7:3), a single peak appeared at 347 °C, which corresponds to the characteristic peak of HPS, but the temperature was higher than the thermal degradation peak of HPS; doe't de HPMC-ynhâld 70% wie (3:7), ferskynde allinich de karakteristike peak fan HPMC by 400 °C; doe't de ynhâld fan HPMC wie 50%, twa termyske degradaasje peaks ferskynde op de DTG kromme, respektivelik 345 ° C en 396 ° C. The peaks correspond to the characteristic peaks of HPS and HPMC, respectively, but the thermal degradation peak corresponding to HPS is smaller, and both peaks have a certain shift. It kin sjoen wurde dat it grutste part fan 'e gearstalde membranen allinne sjen litte in karakteristike inkele pyk oerienkommende mei in bepaalde komponint, en se wurde offset yn ferliking mei de suvere komponint membraan, dat jout oan dat der in bepaald ferskil tusken de HPMC en HPS komponinten. graad fan komptabiliteit. De termyske ôfbraak peak temperatuer fan de gearstalde membraan wie heger as dy fan suver HPS, wat oanjout dat HPMC koe ferbetterje de termyske stabiliteit fan HPS membraan ta in beskate mjitte.
3.3.5 Meganyske eigenskippen analyze fan ytbere gearstalde film
De tensile eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde films mei ferskillende ferhâldingen waarden metten troch meganyske eigendom analyzer by 25 ° C, relative Feuchte fan 57% en 75%. Figure 3-5 shows the elastic modulus (a), elongation at break (b) and tensile strength (c) of HPMC/HPS composite films with different ratios under different relative humidity. It can be seen from the figure that when the relative humidity is 57%, the elastic modulus and tensile strength of pure HPS film are the largest, and the pure HPMC is the smallest. Mei de tanimming fan HPS-ynhâld fergrutte de elastyske modulus en treksterkte fan 'e gearstalde films kontinu. The elongation at break of pure HPMC membrane is much larger than that of pure HPS membrane, and both are greater than that of composite membrane.
When the relative humidity was higher (75%) compared to 57% relative humidity, the elastic modulus and tensile strength of all samples decreased, while the elongation at break increased significantly. This is mainly because water, as a generalized plasticizer, can dilute HPMC and HPS matrix, reduce the force between polymer chains, and improve the mobility of polymer segments. By hege relative fochtigens wiene de elastyske modulus en treksterkte fan suvere HPMC-films heger as dy fan suvere HPS-films, mar de ferlinging by brek wie leger, in resultaat dat folslein oars wie as de resultaten by lege luchtvochtigheid. It is de muoite wurdich opskriuwen dat de fariaasje fan de meganyske eigenskippen fan de gearstalde films mei komponint ferhâldingen by in hege luchtvochtigheid fan 75% is folslein tsjinoerstelde oan dat by in lege vochtigheid yn ferliking mei it gefal by in relative Feuchte fan 57%. Under hege fochtigens nimt de fochtigens fan 'e film oer, en wetter hat net allinich in bepaald plestik-effekt op' e polymer matrix, mar befoarderet ek de rekrystallisaasje fan stivens. Yn ferliking mei HPMC hat HPS in sterkere oanstriid om te rekristallisearjen, sadat it effekt fan relative fochtigens op HPS folle grutter is as dat fan HPMC.
Fig. 3-5 Tensile eigenskippen fan HPS / HPMC films mei ferskillende HPS / HPMC ferhâldingen lykwichtige ûnder ferskillende relative dimmenens (RH) betingsten. *: ferskillende siferletters binne signifikant oars mei ferskate RH, tapast yn 'e folsleine dissertaasje
3.3.6 Analyse fan soerstofpermeabiliteit fan Edible Composite Films
Eetbere gearstalde film wurdt brûkt as itenferpakkingsmateriaal om de houdbaarheid fan iten te ferlingjen, en de prestaasje fan soerstofbarriêre is ien fan 'e wichtige yndikatoaren. Dêrom waarden de soerstoftransmissionsraten fan ytbere films mei ferskillende ferhâldingen fan HPMC / HPS mjitten op in temperatuer fan 23 ° C, en de resultaten wurde werjûn yn figuer 3-6. It kin sjoen wurde út de figuer dat de soerstof permeability fan suver HPS membraan is gâns leger as dy fan suver HPMC membraan, wat oanjout dat HPS membraan hat better soerstof barriêre eigenskippen as HPMC membraan. Troch de lege viskositeit en it bestean fan amorfe regio's is HPMC maklik om in relatyf losse netwurkstruktuer mei lege tichtheid te foarmjen yn 'e film; compared with HPS, it has a higher tendency to recrystallize, and it is easy to form a dense structure in the film. In protte stúdzjes hawwe oantoand dat setmoalfilms goede soerstofbarriêre-eigenskippen hawwe yn ferliking mei oare polymers [139, 301, 335, 336].
figuer 3-6 Oxygen permeability fan HPS / HPMC blend films
De tafoeging fan HPS kin de soerstofpermeabiliteit fan HPMC-membranen signifikant ferminderje, en de soerstofpermeabiliteit fan gearstalde membranen nimt skerp ôf mei de tanimming fan HPS-ynhâld. De tafoeging fan de soerstof-impermeable HPS kin fergrutsje de tortuosity fan it soerstof kanaal yn de gearstalde membraan, dy't op syn beurt liedt ta in fermindering fan de soerstof permeation rate en úteinlik legere soerstof permeability. Fergelykbere resultaten binne rapportearre foar oare native starches [139,301].
3.4 Gearfetting fan dit haadstik
Yn dit haadstik, mei help fan HPMC en HPS as de wichtichste grûnstoffen, en it tafoegjen fan polyetyleen glycol as plasticizer, de ytbere gearstalde films fan HPMC / HPS mei ferskillende ferhâldingen waarden taret troch de casting metoade. De ynfloed fan 'e ynherinte eigenskippen fan' e komponinten en de gearstalde ferhâlding op 'e mikroskopyske morfologyske fan' e gearstalde membraie waard studearre troch Scanning Electron Microskopy; de meganyske eigenskippen fan de gearstalde membraan waarden bestudearre troch de meganyske-eigenskippen tester. De ynfloed fan 'e ynherinte eigenskippen fan' e komponinten en de gearstalde ferhâlding op 'e oerfloed Barriêre eigenskippen en ljochte stjoeren fan' e gearstalde film waard studearre troch soerstofstjoerder en UV-VIS SPECTROPHOTOMER. Scannen fan Electron Mikroskopie, thermogravimetryske analyse en dynamyske thermyske analyse waarden brûkt. Mechanyske analyse en oare analytyske metoaden waarden brûkt om de kompatibiliteit te bestudearjen en faze skieding fan it kâld-waarm gel-gearstalling systeem. De wichtichste befinings binne as folget:
- Yn ferliking mei suver HPMC, suver HPS is makliker te foarmjen in homogene en glêde mikroskopyske oerflak morfology. Dit komt benammen troch de bettere molekulêre weryndieling fan setmoalmakromolekulen (amylosemolekulen en amylopectinemolekulen) yn 'e wetterige oplossing fan zetmeel tidens it kuolproses.
- Ferbinings mei hege HPMC-ynhâld binne mear kâns om homogene membraanstruktueren te foarmjen. Dit is benammen basearre op de gel eigenskippen fan HPMC en HPS. By de filmfoarmingstemperatuer litte HPMC en HPS in leech-viskositeitsoplossing-steat en in steat fan in hege Viskositeit gelok, respektivelik. De faze fan hege viskositeit is faze ferspraat yn 'e trochgeande faze fan' e leech-viskositeit. , it is easier to form a homogeneous system.
- Relative vochtigheid hat in signifikant effekt op de meganyske eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde films, en de graad fan syn effekt nimt ta mei de tanimming fan HPS ynhâld. At lower relative humidity, both the elastic modulus and tensile strength of the composite films increased with the increase of HPS content, and the elongation at break of the composite films was significantly lower than that of the pure component films. With the increase of relative humidity, the elastic modulus and tensile strength of the composite film decreased, and the elongation at break increased significantly, and the relationship between the mechanical properties of the composite film and the compounding ratio showed a completely opposite change pattern under different relative vochtigheid. De meganyske eigenskippen fan gearstalde membranen mei ferskate gearstallingsferhâldingen litte in krusing sjen ûnder ferskate betingsten foar relative fochtigens, wat de mooglikheid biedt om produktprestaasjes te optimalisearjen neffens ferskate tapassingseasken.
- De tafoeging fan HPS ferbettere de soerstofbarriêre-eigenskippen fan it gearstalde membraan signifikant. De soerstofpermeabiliteit fan it gearstalde membraan fermindere skerp mei de tanimming fan HPS-ynhâld.
- Yn it HPMC / HPS kâlde en hjitte gel compound systeem is d'r in bepaalde kompatibiliteit tusken de twa komponinten. Gjin dúdlike twa-fase-ynterface waard fûn yn 'e SEM-ôfbyldings fan alle gearstalde films, de measte fan' e gearstalde films hienen mar ien glês oergongspunt yn 'e DMA-resultaten, en mar ien thermyske degradaasjepiek ferskynde yn' e DTG-kurven fan it grutste part fan 'e gearstalde films. It lit sjen dat d'r in bepaalde beskriuwing is tusken HPMC en HPS.
De boppesteande eksperimintele resultaten litte sjen dat de gearstalling fan HPS en HPMC net allinich de produksjekosten fan HPMC edible film kin ferminderje, mar ek har prestaasjes ferbetterje. The mechanical properties, oxygen barrier properties and optical properties of the edible composite film can be achieved by adjusting the compounding ratio of the two components and the relative humidity of the external environment.
Haadstik 4 Relaasje tusken mikromorfology en meganyske eigenskippen fan HPMC / HPS Compound System
Yn ferliking mei de hegere ming-entropy by it mingen fan metalen alloys, is de ming-entropy by it komponearjen fan polymearen meastentiids heul lyts, en de waarmte fan it komponearjen by it komponearjen is normaal posityf, wat resulteart yn prosessen foar it komponearjen fan polymers. De Gibbs frije enerzjyferoaring yn is posityf (���
Miscible gearstalling systemen kinne meastal berikke molekulêre-nivo miscibility yn termodynamika en foarmje homogene ferbiningen, sadat de measte polymear gearstalling systemen binne ûnmiscible. In protte polymere gearstallingsystemen kinne lykwols in kompatibele steat berikke ûnder bepaalde betingsten en wurde gearstalde systemen mei bepaalde kompatibiliteit [257].
Yn it proses fan it bestudearjen fan 'e morfology en fazediagram fan it komplekse systeem is it heul wichtich om passende middels te kiezen om ferskate komponinten te ûnderskieden. It ûnderskie tusken HPMC en HPS is lykwols frijwat lestich, om't beide goede transparânsje hawwe en ferlykbere steppeindeks, dus it is lestich om de twa komponinten te ûnderskieden troch optyske mikroskopy; Derneist, om't beide binne organyske koalstofbasearre materiaal, dus hawwe de twa ferlykbere enerzjy-opname, dus it is ek lestich foar it scannen fan Electron Microskopy om it pear komponinten presys te ûnderskieden. Fourier transformearje ynfraread spektroskopy kin de morefologyske en faze-diagram reflektearje fan it proteine-tiver-kompleks systeem by 1180-953 CM-1 en de Amide Band by 1750-1483 CM-1 [52, 337], mar dizze technyk is heul kompleks en typysk fereasket dat Synchrotron-strieling Fourier transformearje ynfrareattechniken om genôch kontrast te generearjen foar HPMC / HPS Hybride systemen. D'r binne ek techniken om dizze skieding fan komponinten te berikken, lykas transmissieelektronenmikroskopy en röntgenfersprieding mei lytse hoeke, mar dizze techniken binne meast kompleks [338]. Yn dit ûnderwerp wurdt de ienfâldige analysemetoade foar optyske mikroskoop foar jodiumferve brûkt, en it prinsipe dat de eingroep fan 'e amylose-helikale struktuer kin reagearje mei jodium om ynklúzjekompleksen te foarmjen wurdt brûkt om it HPMC / HPS-ferbiningsysteem te fervjen troch iodferve, dus dat HPS De komponinten waarden ûnderskieden fan 'e HPMC-komponinten troch har ferskillende kleuren ûnder de ljochtmikroskoop. Dêrom is iodine ferve optyske mikroskoop analyze metoade in ienfâldige en effektive ûndersyk metoade foar de morfology en faze diagram fan setmoal-basearre komplekse systemen.
In this chapter, the microscopic morphology, phase distribution, phase transition and other microstructures of the HPMC/HPS compound system were studied by means of iodine dyeing optical microscope analysis; en meganyske eigenskippen en oare makroskopyske eigenskippen; en troch de korrelaasje-analyze fan 'e mikroskopyske morfology en makroskopyske eigenskippen fan ferskate oplossingskonsintraasjes en gearstalde ferhâldingen, waard de relaasje tusken de mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem fêststeld, om de HPMC / HPS te kontrolearjen. Meitsje de basis foar de eigenskippen fan gearstalde materialen.
4.1 Materiaal en apparatuer
4.1.1 Main eksperimintele materialen
4.2 Eksperimintele metoade
4.2.1 Tarieding fan HPMC / HPS compound oplossing
Tariede HPMC oplossing en HPS oplossing op 3%, 5%, 7% en 9% konsintraasje, sjoch 2.2.1 foar tarieding metoade. Mix HPMC-oplossing en HPS-oplossing neffens 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: 100 Ferskillende ferhâldingen waarden mingd mei in snelheid fan 250 rmp / min by 21 ° C foar 30 min, en mingde oplossingen mei ferskate konsintraasjes en ferskillende ferhâldingen waarden krigen.
4.2.2 Tarieding fan HPMC / HPS gearstalde membraan
Sjoch 3.2.1.
4.2.3 Tarieding fan HPMC / HPS gearstalde capsules
Ferwize nei de oplossing taret troch de metoade yn 2.2.1, brûk in roestfrij stiel mal foar dipping, en droegje it by 37 °C. Trek de droege kapsules út, snij it oerskot ôf en set se byinoar om in pear te foarmjen.
4.2.4 HPMC / HPS gearstalde film optyske mikroskoop
4.2.4.1 Prinsipes fan Optical Microscopy Analysis
The optical microscope uses the optical principle of magnifying imaging by a convex lens, and uses two converging lenses to expand the opening angle of the nearby tiny substances to the eyes, and enlarge the size of the tiny substances that cannot be discerned by the human eye oant de grutte fan de stoffen troch it minsklik each te ûnderskieden wurde kin.
4.2.4.2 Testmetoade
De HPMC / HPS-ferbiningsoplossingen fan ferskate konsintraasjes en gearsettingsferhâldingen waarden útnommen by 21 ° C, sakke op in glêzen slide, getten yn in tinne laach, en droech by deselde temperatuer. De films waarden ljochte mei 1% jodine-oplossing (1 G fan 'e ioodium-ioDide waarden pleatst yn in 100-ml Volumetryske kolfen, en oplost yn it fjild fan ljocht mikroskoop foar observaasje en fotografearre.
4.2.5 Light transmittance fan HPMC / HPS gearstalde film
4.2.5.1 Analyse prinsipe fan UV-vis spektrofotometry
Itselde as 3.2.3.1.
4.2.5.1 Testmetoade
Sjoch 3.2.3.2.
4.2.6 Tensile eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde films
4.2.6.1 Prinsipe fan tensile eigendom analyze
Itselde as 3.2.3.1.
4.2.6.1 Testmetoade
De samples waarden hifke nei lykwichtigens by 73% Feuchte foar 48 oeren. Sjoch 3.2.3.2 foar de testmetoade.
4.3 Resultaten en diskusje
4.3.1 Produkt transparânsje observaasje
Ofbylding 4-1 toant ytbere films en kapsules dy't taret binne troch komponearjen fan HPMC en HPS yn in 70:30 gearsettingsferhâlding. As kin sjoen wurde út 'e figuer, hawwe de produkten goed transparânsje, dy't oanjout dat HPMC en HPS ferlykbere refrayfsindekens hawwe, en in homogene ferbining kin wurde krigen nei it ferbinen fan de twa.
4.3.2 Optyske mikroskoop bylden fan HPMC / HPS kompleksen foar en nei staining
Figuer 4-2 toant de typyske morfology foar en nei it fervjen fan HPMC / HPS-kompleksen mei ferskate gearstallingsferhâldingen waarnommen ûnder in optysk mikroskoop. As kin sjoen wurde út de figuer, it is dreech om te ûnderskieden de HPMC faze en de HPS faze yn de unstained figuer; de ferve suvere HPMC en suvere HPS litte har eigen unike kleuren sjen, wat komt om't de reaksje fan HPS en iod troch iodkleuring De kleur wurdt donkerder. Dêrom binne de twa fazen yn 'e HPMC / HPPC / HPS-gearstalling gewoan en dúdlik ûnderskiede, dy't fierder bewiist dat HPMC en HPS net miscible binne en gjin homogene ferbining kin foarmje. Lykas út 'e figuer kin wurde sjoen, as de HPS-ynhâld ferheget, bliuwt it gebiet fan it tsjustere gebiet (HPS-faze) yn' e figuer tanimme lykas ferwachte, en befêstiget dus dat twa-faze weryndieling plakfynt tidens dit proses. As de ynhâld fan HPMC is heger as 40%, HPMC presintearret de steat fan trochgeande faze, en HPS wurdt ferspraat yn de trochgeande faze fan HPMC as de ferspraat faze. Yn tsjinstelling, as de ynhâld fan HPMC is leger as 40%, presintearret HPS in steat fan trochgeande faze, en HPMC wurdt ferspraat yn de trochgeande faze fan HPS as in ferspraat faze. Dêrom, yn 'e 5% HPMC / HPS gearstalde oplossing, mei de tanimmende HPS ynhâld, it tsjinoerstelde barde doe't de gearstalling ratio wie HPMC / HPS 40:60. De trochgeande faze feroaret fan 'e earste HPMC-faze nei de lettere HPS-faze. Troch it observearjen fan 'e fazefoarm kin sjoen wurde dat de HPMC-faze yn' e HPS-matrix sferysk is nei dispersje, wylst de ferspraat foarm fan 'e HPS-faze yn 'e HPMC-matrix ûnregelmjittich is.
Boppedat, troch it berekkenjen fan de ferhâlding fan it gebiet fan it ljocht-kleure gebiet (HPMC) nei it donkere-coloured gebiet (HPS) yn it HPMC / HPS kompleks nei ferve (sûnder beskôgje de mesofase situaasje), waard fûn dat it gebiet fan HPMC (Ljochtkleur) / HPS (donkere kleur) yn 'e figuer) is de ferhâlding altyd grutter dan de eigentlike HPMC / HPMC / HPS-gearstallingferhâlding. Bygelyks yn it fleantúchdiagram fan HPMC / HPS-ferbining mei in ferbiningsferhâlding fan 50:50 wurdt it gebiet fan HPS yn it ynterfase-gebiet net berekkene, en de ferhâlding fan it ljocht / tsjuster gebiet is 71/29. Dit resultaat befêstiget it bestean fan in grut oantal mesophases yn it HPMC / HPS gearstalde systeem.
It is bekend dat folslein kompatible Polymer-gearstallingen binne, om't tidens it bemuiering fan it polymeerden fan it ferbouwend net folle posityf is, sa resultearre yn frije enerzjy yn fergese enerzjy yn 'e frije enerzjy. Yn 'e HPMC / HPS-ferbiningspoelen binne HPMC en HPS lykwols noch om in gruttere graad fan kompatibiliteit te toanen, om't HPM-en HP's binne, hawwe deselde struktureel, en trochgean, en trochgean deselde funksjonele groep is oanpast hydroxypropyl. It ferskynsel fan meardere mesophases yn it HPMC / HPS gearstalde systeem jout ek oan dat HPMC en HPS yn 'e gearstalling hawwe in beskate graad fan komptabiliteit, en in fergelykber ferskynsel komt foar yn it setmoal-polyvinyl alkohol blend systeem mei plasticizer tafoege. ferskynde ek [339].
4.3.3 De relaasje tusken de mikroskopyske morfology en de makroskopyske eigenskippen fan it gearstalde systeem
De relaasje tusken de morfologger, faze-skieding, ferskynsel, transparânsje en meganyske eigenskippen fan 'e HPMC / HPS-komposyt systeem waard yn detail bestudearre. figuer 4-3 toant it effekt fan HPS ynhâld op de makroskopyske eigenskippen lykas transparânsje en tensile modulus fan HPMC / HPS gearstalde systeem. It kin sjoen wurde út de figuer dat de transparânsje fan suver HPMC is heger as dy fan suver HPS, benammen om't de rekristallisaasje fan setmoal ferleget de transparânsje fan HPS, en de hydroxypropyl modifikaasje fan setmoal is ek in wichtige reden foar it ferminderjen fan transparânsje fan setmoal. HPS [340, 341]. It kin fûn wurde út 'e figuer dat de oerdracht fan it HPMC / HPS gearstalde systeem in minimale wearde sil hawwe mei it ferskil fan' e HPS-ynhâld. It stjoer fan it gearstalde systeem, yn it berik fan HPS-ynhâld ûnder 70%, nimt tait decreases with the increase of HPS content; as de HPS-ynhâld 70% grutter is, nimt it ta mei de tanimming fan HPS-ynhâld. Dit ferskynsel betsjut dat it HPMC / HPS gearstalde systeem ûnmisber is, om't it faze-skiedingsferskynsel fan it systeem liedt ta it ferminderjen fan ljochttransmittânsje. Krekt oarsom, de Young's modulus fan it gearstalde systeem ferskynde ek in minimumpunt mei de ferskillende proporsjes, en de Young's modulus bleau ôfnimme mei de tanimming fan HPS-ynhâld, en berikte it leechste punt doe't de HPS-ynhâld 60% wie. De modulus bleau te fergrutsjen, en de modulus naam wat ta. De Young's modulus fan it HPMC/HPS gearstalde systeem liet in minimale wearde sjen, wat ek oanjûn dat it gearstalde systeem in ûnmisber systeem wie. It leechste punt fan ljocht transmittance fan HPMC / HPS gearstalde systeem is yn oerienstimming mei de faze oergong punt fan HPMC trochgeande faze nei ferspraat faze en it leechste punt fan Young syn modulus wearde yn figuer 4-2.
4.3.4 It effekt fan oplossingskonsintraasje op 'e mikroskopyske morfologyske fan it gearstalde systeem
Figuer 4-4 toant it effekt fan oplossingskonsintraasje op 'e morfology en faze-oergong fan' e HPMC / HPS-gearstalling. As kin sjoen wurde út de figuer, de lege konsintraasje fan 3% HPMC / HPS gearstalde systeem, yn de gearstalling ferhâlding fan HPMC / HPS is 40:60, it uterlik fan co-kontinuous struktuer kin wurde waarnommen; Wylst yn 'e hege konsintraasje fan 7% oplossing is, wurdt dizze ko-trochgeande struktuer waarnommen yn it figuer mei in gearstalde ferhâlding fan 50:50. Dit resultaat toant dat it faze-oergongspunten fan it HPMC / HPS-ferbiningspanning hat hat in bepaalde konsintraasje, en de HPM-ferbiningsferhâlding nimt ta mei de ferheging fan 'e oanbiedingen fan' e oanstriid fan 'e oanbiedingen fan' e gearfoeging, en HPS oanstriid om in trochgeande faze te foarmjen . . Derneist ferdiele de HPS-domeinen yn 'e HPMC trochgeande faze lieten ferlykbere foarmen en morfolames sjen mei de feroaring fan konsintraasje; Wylst de HPMC ferspraat fazen ferspraat faze ferspraat yn 'e HPS kontinu faze liet ferskate foarmen en morfolames sjen op ferskate konsintraasjes. en mei de tanimming fan oplossingskonsintraasje waard it dispersjegebiet fan HPMC hieltyd mear unregelmjittich. De wichtichste reden foar dit ferskynsels is dat de Viskositeit fan 'e HPS-oplossing folle heger is as dat fan' e HPMC-oplossing, en de oanstriid fan 'e HPMC-faze om te foarmjen is ûnderdrukt fanwege it oerflakspanning.
4.3.5 Effekt fan oplossing konsintraasje op meganyske eigenskippen fan gearstalling systeem
Yn oerienstimming mei de morfologyen fan Fig.. 4-4, Fig.. 4-5 toant de tensile eigenskippen fan de gearstalde films foarme ûnder ferskillende konsintraasje oplossings. It kin sjoen wurde út 'e figuer dat de Young's modulus en ferlinging by brek fan it HPMC / HPS gearstalde systeem tendearje te ferminderjen mei de ferheging fan oplossingskonsintraasje, wat oerienkomt mei de graduele transformaasje fan HPMC fan trochgeande faze nei ferspraat faze yn figuer 4 -4. De mikroskopyske morfology is konsekwint. Sûnt de Young's modulus fan HPMC-homopolymeer is heger as dy fan HPS, wurdt foarsein dat de Young's modulus fan HPMC / HPS-kompositesysteem sil wurde ferbettere as HPMC de trochgeande faze is.
4.4 Gearfetting fan dit haadstik
Yn dit haadstik waarden HPMC / HPS gearstalde oplossingen en ytbere gearstalde films mei ferskillende konsintraasjes en gearstalde ferhâldingen taret, en de mikroskopyske morfology en faze-oergong fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem waarden waarnommen troch optyske mikroskoopanalyse fan iodinekleuring om setmoalfazen te ûnderskieden. De ljochttransmittânsje en meganyske eigenskippen fan 'e ytbere gearstalde film fan HPMC / HPS waarden studearre troch UV-vis spektrofotometer en meganyske eigendomstester, en de effekten fan ferskate konsintraasjes en gearsettingsferhâldingen op' e optyske eigenskippen en meganyske eigenskippen fan it gearstalde systeem waarden studearre. De relaasje tusken de mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen fan it HPMC / HPS gearstalde systeem waard fêststeld troch it kombinearjen fan de mikrostruktuer fan it gearstalde systeem, lykas mikrostruktuer, faze oergong en faze skieding, en makroskopyske eigenskippen lykas optyske eigenskippen en meganyske eigenskippen. The main findings are as follows:
- De metoade foar analyse fan optyske mikroskoop om setmoalfazen te ûnderskieden troch iodinekleuring is de ienfâldichste, direkte en effektive metoade foar it bestudearjen fan de morfology en faze-oergong fan setmoal-basearre gearstalde systemen. Mei iodine kleuring, de setmoal faze ferskynt tsjusterder en tsjusterder ûnder ljocht mikroskopy, wylst HPMC is net kleurde en dus ferskynt lichter fan kleur.
- De HPMC / HPS gearstalde systeem is net miscible, en der is in faze oergong punt yn it gearstalde systeem, en dit faze oergong punt hat in bepaalde gearstalling ratio ôfhinklikheid en oplossing konsintraasje ôfhinklikheid.
- The HPMC/HPS compound system has good compatibility, and a large number of mesophases are present in the compound system. Yn 'e tuskentiidse faze wurdt de trochgeande faze ferspraat yn' e ferspraat faze yn 'e steat fan dieltsjes.
- De ferspraat faze fan HPS yn HPMC Matrix liet ferlykbere sferyske foarm sjen by ferskate konsintraasjes; HPMC toande unregelmjittige morfology yn HPS Matrix, en de unregelmjittigens fan 'e morfolemy ferhege mei de ferheging fan konsintraasje.
- De relaasje tusken de mikrostruktuer, faze-oergong, transparânsje en meganyske eigenskippen fan it HPMC / HPS-kompositesysteem waard fêststeld. in. It leechste punt fan transparânsje fan it gearstalde systeem is yn oerienstimming mei it faze-oergongspunt fan HPMC fan 'e trochgeande faze nei de ferspraat faze en it minimale punt fan' e fermindering fan trekmodulus. b. De Young's modulus en ferlinging by brek fermindere mei de ferheging fan oplossingskonsintraasje, wat kausaal relatearre is oan de morfologyske feroaring fan HPMC fan trochgeande faze nei ferspraat faze yn it gearstalde systeem.
Yn gearfetting binne de makroskopyske eigenskippen fan 'e Makkop / HPS-komposyt besibbe oan' e mikroskopyske morfologyske struktuer, faze-oergong en de eigenskippen, en de komposysje kinne wurde regele troch de fazestruktuer en kompatibiliteit te kontrolearjen systeem.
Haadstik 5 Blynskip fan HPS Hydroxypropyl ferskynt graad op reyske eigenskippen fan HPMC / HPS-gearstalling
It is bekend dat lytse feroaringen yn 'e gemyske struktuer fan setmoal kinne liede ta dramatyske feroaringen yn har rheologyske eigenskippen. Dêrom biedt gemyske modifikaasje de mooglikheid om de rheologyske eigenskippen fan setmoal-basearre produkten te ferbetterjen en te kontrolearjen [342]. Op syn beurt, behearskjen fan de ynfloed fan setmoal gemyske struktuer op syn rheologyske eigenskippen kin better begripe de strukturele eigenskippen fan setmoal-basearre produkten, en biede in basis foar it ûntwerp fan feroare setmoal mei ferbettere setmoal funksjonele eigenskippen [235]. Hydroxypropyllayl stivens is in profesjonele wizige stjerren breed brûkt yn it fjild fan iten en medisinen. It wurdt normaal taret troch de Etherification Reaksje fan Native Starch mei propylene okside ûnder alkalyske omstannichheden. Hydroxypropyl is in hydrofiele groep. De ynfiering fan dizze groepen yn 'e molekulêre keten fan setmoal kin de intramolekulêre wetterstofbânen brekke of ferswakke dy't de struktuer fan' e zetmeelkorrel behâlde. Dêrom binne de fysysk-gemyske eigenskippen fan hydroxypropylzetmeel relatearre oan de graad fan substitúsje fan hydroxypropylgroepen op har molekulêre keten [233, 235, 343, 344].
Many studies have investigated the effect of hydroxypropyl substitution degree on the physicochemical properties of hydroxypropyl starch. Han et al. Studearre de effekten fan Hydroxypropyl Waxy Starch en Hydroxypropylbaan Cornstarch op 'e struktuer en retrogradaasje-skaaimerken fan Koreaanske glutfineous rys koeken. De stúdzje fûn dat hydroxypropylaasje de gelatinisaasjetemperatuer fan setmoal kin ferminderje en de wetterhâldende kapasiteit fan setmoal ferbetterje. prestaasje, en signifikant ynhibearre it fergrizing fenomeen fan zetmeel yn Koreaanske glutinous rice cakes [345]. Kaur et al. Studearre it effekt fan hydroxypropyl ferskynt oer de fysykemyske eigenskippen fan ferskillende fariëteiten fan ierdappelten, en fûn dat de graad fan hydroxyprogyl ferskille mei ferskate fariëteiten, en syn effekt op 'e eigenskippen fan stivens mei grutte dielengrutte. hydroxypropylation reaksje feroarsaket in protte fragminten en grooves op it oerflak fan setmoal korrels; Hydroxypropyl-substitúsje kin de swellingseigenskippen en oplosberens en oplosberens fan stivens fan stivens ferbetterje yn dimetyl sulfoxide, en ferbetterje stjerren fan 'e transparânsje fan' e pasta [346]. Lawal et al. studearre it effekt fan hydroxypropyl substitúsje op de eigenskippen fan swiete ierappelzetmeel. De stúdzje die bliken dat nei hydroxypropyl modifikaasje, de frije swelling kapasiteit en wetter oplosberens fan setmoal waarden ferbettere; de rekristallisaasje en retrogradaasje fan natuerlik setmoal waarden ynhibeare; Digestibility wurdt ferbettere [347]. Schmitz et al. tariede hydroxypropyl tapio-stjerren en fûn it te finen Hegere swellend kapasiteit en viskositeit, legere fergrizing-taryf en hegere fruchtbere stabiliteit [344].
D'r binne lykwols in pear stúdzjes oer de rheologyske eigenskippen fan hydroxypropylzetmeel, en de effekten fan hydroxypropylmodifikaasje op 'e rheologyske eigenskippen en geleigenskippen fan setmoal-basearre ferbiningsystemen binne oant no ta selden rapporteare. Chun et al. studearre de rheology fan lege-konsintraasje (5%) hydroxypropyl rys setmoal oplossing. De resultaten lieten sjen dat it effekt fan hydroxypropyl modifikaasje op 'e steady-state en dynamyske viscoelasticity fan setmoal oplossing wie yn ferbân mei de graad fan substitúsje, en in lyts bedrach fan hydroxypropyl Propyl ferfanging kin gâns feroarje de rheological eigenskippen fan setmoal oplossings; de viskositeitskoëffisjint fan setmoaloplossingen nimt ôf mei de tanimming fan substitúsjegraad, en de temperatuerôfhinklikens fan har rheologyske eigenskippen nimt ta mei de tanimming fan hydroxypropylsubstitúsjegraad. It bedrach nimt ôf mei tanimmende graad fan wiksels [342]. Lee et al. studearre it effekt fan hydroxypropyl substitúsje op de fysike eigenskippen en rheologyske eigenskippen fan swiete ierappel setmoal, en de resultaten lieten sjen dat de swolling fermogen en wetter oplosberens fan setmoal tanommen mei de tanimming fan de graad fan hydroxypropyl substitúsje; De enthalpywearde nimt ôf mei de ferheging fan 'e hydroxypropyl ferskynselsgraad; de viscosity coefficient, komplekse viscosity, opbringst stress, komplekse viscosity en dynamyske modulus fan setmoal oplossing allegear ôfnimme mei de ferheging fan hydroxypropyl substitúsje graad, floeistof yndeks en ferlies faktor It nimt ta mei de graad fan hydroxypropyl substitúsje; De Gel Sterkte fan Starch-lijm nimt ôf, de freeze-THAW-stabiliteit nimt ta, en it SYERSESIS-effekt fermindert [235].
Yn dit haadstik waard it effekt fan HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraad op 'e rheologyske eigenskippen en gel-eigenskippen fan HPMC / HPS kâld en hjitte gel-ferbiningsysteem studearre. De oergongssituaasje is fan grutte betsjutting foar in djipgeand begryp fan de relaasje tusken struktuerfoarming en rheologyske eigenskippen. Derneist waard it gelaasjemeganisme fan it HPMC / HPS reverse-cooling-ferbiningsysteem foarôf besprutsen, om wat teoretyske begelieding te jaan foar oare ferlykbere reverse-heat-cooling gelsystemen.
5.1 Materiaal en apparatuer
5.1.1 Main eksperimintele materialen
5.2 Eksperimintele metoade
5.2.1 Tarieding fan gearstalde oplossings
15% HPMC / HPS gearstalde oplossings mei ferskillende gearstalling ferhâldingen (100/0, 50/50, 0/100) en HPS mei ferskillende hydroxypropyl substitút graden (G80, A939, A1081) waarden taret. The preparation methods of A1081, A939, HPMC and their compound solutions are shown in 2.2.1. G80 en syn gearstalde oplossingen mei HPMC wurde gelatinisearre troch te roeren ûnder de betingsten fan 1500psi en 110 ° C yn in autoklaaf, om't G80 Native setmoal heech is amylose (80%), en har gelatinisaasjetemperatuer is heger dan 100 °C, wat net kin wurde berikt troch de oarspronklike wetterbad gelatinisaasje metoade [348].
5.2.2 Rheologyske eigenskippen fan HPMC/HPS-ferbiningsoplossingen mei ferskillende graden fan HPS-hydroxypropylsubstitúsje
5.2.2.1 Prinsipe fan rheologyske analyze
Itselde as 2.2.2.1
5.2.2.2 Flow modus testmetoade
In parallel plaat clamp mei in diameter fan 60 mm waard brûkt, en de plaat spacing waard ynsteld op 1 mm.
- D'r is in pre-shear flow testmetoade en in thixotropy yn trije stadia. Itselde as 2.2.2.2.
- Flow testmetoade sûnder pre-shear en thixotropyske ring thixotropy. The test temperature is 25 °C, a. Skeare by tanimmende snelheid, shear taryf fariearje 0-1000 s-1, skearende tiid 1 min; b. Konstante skuorre, skuorrate 1000 s-1, skuortiid 1 min; c. Reduzearre snelheid skuorre, it skuorrateberik is 1000-0s-1, en de skuortiid is 1 min.
5.2.2.3 Oscillaasje modus testmetoade
In parallel plaat fixture mei in diameter fan 60 mm waard brûkt, en de plaat spacing waard ynsteld op 1 mm.
- Deformaasje fariabele sweep. Testtemperatuer 25 °C, frekwinsje 1 Hz, deformation 0,01-100%.
- Temperatuer scan. Frekwinsje 1 Hz, deformation 0,1 %, a. Verwarmingsproses, Temperatur 5-85 ° C, Verwarmings Rate 2 ° C / MIN; b. Koelsproses, temperatuer 85-5 ° C, koelrate 2 ° C / MIN. A silicone oil seal is used around the sample to avoid moisture loss during testing.
- Frekwinsje sweep. Fariaasje 0,1%, frekwinsje 1-100 rad / s. De tests waarden respektivelik útfierd by 5 °C en 85 °C, en lykwichtige by de testtemperatuer foar 5 min foar it testen.
De relaasje tusken de opslachmodulus G′ en ferliesmodulus G″ fan 'e polymeeroplossing en de hoekfrekwinsje ω folget in krêftwet:
dêr't n′ en n″ de hellingen binne fan respektivelik log G′-log ω en log G″-log ω;
G0 'en G0 "binne de ynterctenten fan log G'-log Ω en registrearje G" -log ω respektivelik.
5.2.3 Optyske mikroskoop
5.2.3.1 Ynstrumintprinsipe
Itselde as 4.2.3.1
5.2.3.2 Testmetoade
De 3% 5:5 HPMC / HPS-ferbiningsoplossing waard útnommen by ferskate temperatueren fan 25 °C, 45 °C en 85 °C, sakke op in glêzen slide dy't op deselde temperatuer hâlden waard, en yn in tinne film getten. laach oplossing en droech by deselde temperatuer. De films waarden kleurd mei 1% iodine-oplossing, pleatst yn it fjild fan ljochtmikroskoop foar observaasje en fotografearre.
5.3 Resultaten en diskusje
5.3.1.1 Flow testmetoade sûnder pre-shear en thixotropyske ring thixotropy
Mei help fan de flow test metoade sûnder pre-shearing en de thixotropic ring thixotropic metoade, de viscosity fan HPMC / HPS compound oplossing mei ferskillende graden fan hydroxypropyl substitúsje HPS waard studearre. De resultaten wurde werjûn yn figuer 5-1. It kin sjoen wurde út 'e figuer dat de viskositeit fan alle samples in ôfnimmende trend toant mei de tanimming fan skuorraten ûnder de aksje fan skuorkrêft, toant in bepaalde graad fan skuorjende ferskynsel. De measte hege konsintraasje-polymeeroplossingen as smelten ûndergeane sterke disentanglement en molekulêre werynrjochting ûnder skuorre, sadat se pseudoplastysk fluidgedrach sjen litte [305, 349, 350]. De skuorde tinnerde graden fan HPMC / HPS-gearstalde oplossingen fan HPS mei ferskate hydroxypropyl substitúsje-graden binne oars.
Fig. 5-1 Viskositeiten vs. Shear-taryf fan 'e HPS / HPMC-oplossing mei ferskate hydroprop Subs (sûnder skuorren, de solide en holle oangeande taryf en ôfnimmend taryfproses,
It kin sjoen wurde út de figuer dat de viscosity en shear thinning graad fan de suvere HPS stekproef binne heger as dy fan de HPMC / HPS gearstalde sample, wylst de shear thinning graad fan de HPMC oplossing is it leechste, benammen omdat de viscosity fan HPS by lege temperatuer is signifikant heger as dy fan HPMC. Derneist, foar de HPMC / HPS-ferbiningsoplossing mei deselde ferbiningsferhâlding, nimt de viskositeit ta mei de HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraad. Dit kin wêze om't de tafoeging fan hydroxypropylgroepen yn setmoalmolekulen de intermolekulêre wetterstofbânen brekt en sa liedt ta it desintegraasje fan setmoalkorrels. Hydroxypropylation fermindere signifikant it ferskynsel fan skuorjen fan setmoal, en it ferskynsel fan skuorjende tinzen fan lânseigen setmoal wie it meast foar de hân. Mei de trochgeande ferheging fan 'e Hydroxypropyl ferskynt fan Hydroxypropyl, wurdt de skuorstitel fan HPS stadichoan fermindere.
Alle samples hawwe thixotrotryske ringen op 'e skuor-stress-shear-rate-rurve, oanjout, dat alle samples in bepaalde graad fan thixotropy hawwe. De thixotropic sterkte wurdt fertsjintwurdige troch de grutte fan it thixotropic ring gebiet. De mear thixotropic it stekproef is [351]. De flow yndeks n en viscosity koëffisjint K fan de stekproef oplossing kin wurde berekkene troch de Ostwald-de Waele macht wet (sjoch fergeliking (2-1)).
Tabel 5-1 Flow Graed Index (n) en floeibere konsistinsje-yndeks (k) tidens tanimmende taryf en ôfnimmende loop gebiet fan 'e HPSOT-oplossing mei ferskate hyspropyl ferskynt mes fan HPS
Tabel 5-1 toant de streamyndeks n, viskositeitskoëffisjint K en thixotropysk ringgebiet fan HPMC / HPS-ferbiningsoplossingen mei ferskate graden fan hydroxypropylsubstitúsje HPS yn it proses fan tanimmend skuorjen en ôfnimmen fan skuorjen. It kin sjoen wurde út de tabel dat de flow yndeks n fan alle gebrûk is minder as 1, wat oanjout dat alle sample oplossings binne pseudoplastic Fluids. Foar de HPMC / HPS gearstalde systeem mei deselde HPS hydroxypropyl substitúsje graad, de stream yndeks n nimt ta mei de tanimming fan HPMC ynhâld, wat oanjout dat de tafoeging fan HPMC makket de gearstalling oplossing útstald sterker Newtonian floeistof skaaimerken. Lykwols, mei de tanimming fan HPMC ynhâld, de viscosity koëffisjint K fermindere kontinu, wat oanjout dat de tafoeging fan HPMC fermindere de viscosity fan de gearstalling oplossing, omdat de viscosity koëffisjint K wie evenredich mei de viscosity. De n wearde en K wearde fan suver HPS mei ferskillende hydroxypropyl substitúsje graden yn de opkommende shear poadium beide ôfnommen mei de tanimming fan hydroxypropyl substitúsje graad, wat oanjout dat hydroxypropylation modifikaasje kin ferbetterje de pseudoplasticity fan setmoal en ferminderjen de viscosity fan setmoal oplossings. Krektoarsom, de wearde fan n nimt ta mei de tanimming fan de substitúsje graad yn de ôfnimmende skuorre poadium, wat oanjout dat de hydroxypropylation ferbettert de Newtonian floeiber gedrach fan de oplossing nei hege-snelheid shearing. De n-wearde en K-wearde fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem waarden beynfloede troch sawol HPS-hydroxypropylaasje as HPMC, dy't it gefolch wiene fan har kombineare aksje. Yn ferliking mei it tanimmende skearstadium, waarden de n-wearden fan alle samples yn 'e ôfnimmende skearfaze grutter, wylst de K-wearden lytser waarden, wat oanjout dat de viskositeit fan' e gearstalde oplossing waard fermindere nei skerpe mei hege snelheid, en de Newtonian fluidgedrach fan 'e gearstalde oplossing waard ferbettere. .
It gebiet fan thixotropic ring fermindere mei de tanimming fan HPMC ynhâld, wat oanjout dat de tafoeging fan HPMC fermindere de thixotropy fan de gearstalling oplossing en ferbettere syn stabiliteit. Foar de HPMC / HPS gearstalde oplossing mei deselde gearstalling ratio, it gebiet fan thixotropic ring nimt ôf mei de tanimming fan HPS hydroxypropyl substitúsje graad, wat oanjout dat hydroxypropylation ferbettert de stabiliteit fan HPS.
5.3.1.2 Skearmetoade mei pre-snijen en trije-poadium thixotropic metoade
De shear metoade mei pre-shear waard brûkt om te bestudearjen de feroaring fan viskositeit fan HPMC / HPS gearstalde oplossing mei ferskillende graden fan hydroxypropyl substitúsje HPS mei shear rate. The results are shown in Figure 5-2. It can be seen from the figure that the HPMC solution shows almost no shear thinning, while the other samples show shear thinning. This is consistent with the results obtained with the shearing method without pre-shearing. It can also be seen from the figure that at low shear rates, the highly hydroxypropyl substituted sample exhibits a plateau region.
Fig. 5-2 Viscosities vs.
De nul-shear viscosity (h0), flow index (n) en viscosity coefficient (K) krigen troch fitting wurde werjûn yn tabel 5-2. Ut 'e tabel kinne wy sjen dat foar de suvere HPS-samples de n-wearden dy't troch beide metoaden krigen wurde, ferheegje mei de graad fan substitúsje, wat oanjout dat it fêste-like gedrach fan' e setmoaloplossing ôfnimt as de graad fan substitúsje ferheget. Mei de tanimming fan HPMC ynhâld, de n wearden allegearre toande in delgeande trend, wat oanjout dat HPMC fermindere de bêst-lykas gedrach fan de oplossing. Dit lit sjen dat de resultaten fan kwalitative analyse fan 'e twa metoaden konsekwint binne.
It fergelykjen fan de gegevens krigen foar deselde stekproef ûnder ferskate testmetoaden, wurdt fûn dat de wearde fan n krigen nei pre-shearing altyd grutter is as dy krigen troch de metoade sûnder pre-shearing, wat oanjout dat it gearstalde systeem krigen troch de pre-shearing. -shearing metoade is in solid-lykas it gedrach is leger as dat mjitten troch de metoade sûnder pre-shearing. Dit komt om't it úteinlike resultaat krigen yn 'e test sûnder pre-shear eins it resultaat is fan' e kombinearre aksje fan skuorrate en skuortiid, wylst de testmetoade mei pre-shear earst it thixotropyske effekt troch hege skuorre foar in bepaalde perioade fan elimineert tiid. Dêrom kin dizze metoade krekter bepale it ferskynsel fan skearfertinne en stromingseigenskippen fan it gearstalde systeem.
Ut 'e tabel kinne wy ek sjen dat foar deselde gearstallingsferhâlding (5:5) de n-wearde fan it gearstalde systeem tichtby 1 is, en de pre-sheared n nimt ta mei de mjitte fan hydroxypropylsubstitúsje. It lit sjen dat HPMC is in trochgeande faze yn de gearstalling systeem, en HPMC hat in sterker effekt op zetmeel monsters mei lege hydroxypropyl substitúsje graad, dat is yn oerienstimming mei it resultaat dat de n wearde nimt ta mei de tanimming fan substitúsje graad sûnder pre-shearing oarsom. De K-wearden fan 'e gearstalde systemen mei ferskillende graden fan substitúsje yn' e twa metoaden binne ferlykber, en d'r is gjin bysûnder dúdlike trend, wylst de nul-skear-viskositeit in dúdlike downward trend toant, om't de nul-shear-viskositeit ûnôfhinklik is fan 'e skuorre rate. De yntrinsike viskositeit kin de eigenskippen fan 'e stof sels krekt reflektearje.
Fig. 5-3 Trije ynterval ThixOrpony fan 'e HPS / HPMC-mingsel-oplossing mei ferskate hydroprop fan hydoproprop-subpropropyl ferskynt fan HPS
De trije-poadium Thixotropyske metoade waard brûkt om it effekt te studearjen fan ferskate graden fan Hydroxypropyl Substitúsje fan Hydroxypropyl Starch op 'e Thixotropyske eigenskippen fan it gearstalde systeem. It is te sjen út figuer 5-3 dat yn 'e leech skuorstadium nimt ôf mei de ferheging fan HPMC-ynhâld, en nimt ôf mei de ferheging fan wikselfergrutting, dat is konsistint mei de wet fan nul skuor viskosheid.
De mjitte fan struktureel herstel nei ferskate tiid yn 'e hersteltiid wurdt útdrukt troch de viscosity recovery rate DSR, en de berekkening metoade wurdt werjûn yn 2.3.2. It kin sjoen wurde út Tabel 5-2 dat binnen deselde hersteltiid, de DSR fan suver HPS is signifikant leger as dy fan suver HPMC, dat is benammen omdat de HPMC molekule is in stive keten, en syn ûntspanning tiid is koart, en de struktuer kin yn koarte tiid weromhelle wurde. herstelle. Wylst HPS in fleksibele ketting is, is syn ûntspanning tiid lang, en de struktuer nimt in lange tiid. Mei de ferheging fan substitúsjegraad nimt de DSR fan suvere HPS ôf mei de ferheging fan substitúsjegraad, wat oanjout dat hydroxypropylaasje de fleksibiliteit fan de molekulêre keten fan setmoal ferbettert en de ûntspanningstiid fan HPS langer makket. De DSR fan 'e gearstalde oplossing is leger as dy fan suvere HPS en suver HPMC-samples, mar mei de ferheging fan' e substitúsjegraad fan HPS-hydroxypropyl nimt de DSR fan 'e gearstalde stekproef ta, wat oanjout dat de thixotropy fan it gearstalde systeem ferheget mei de ferheging fan HPS hydroxypropyl substitúsje. It nimt ôf mei tanimmende graad fan radikale substitúsje, wat oerienkomt mei de resultaten sûnder pre-shearing.
Tabel 5-2 Nul-skuorviskositeit (h0), yndeks foar streamgedrach (n), floeistofkonsistinsje-yndeks (K) by tanimmend taryf en de graad fan struktuerherstel (DSR) nei in bepaalde hersteltiid foar de HPS/HPMC-oplossing mei ferskate hydropropyl substitúsjegraad fan HPS by 25 °C
Gearfetsjend kinne de steady-state test sûnder pre-shearing en de thixotropic ring thixotropy test kwalitatyf samples analysearje mei grutte prestaasjesferskillen, mar foar de ferbiningen mei ferskillende HPS hydroxypropylsubstitúsjegraden mei lytse prestaasjesferskillen De ûndersyksresultaten fan 'e oplossing binne yn tsjinstelling ta de echte resultaten, om't de mjitten gegevens binne de wiidweidige resultaten fan 'e ynfloed fan skuorraten en skuortiid, en kin de ynfloed fan ien fariabele net wier reflektearje.
5.3.2 Lineêre viskoelastyske regio
It is bekend dat foar hydrogels de opslachmodulus G' wurdt bepaald troch de hurdens, sterkte en oantal fan 'e effektive molekulêre keatlingen, en de ferliesmodulus G' wurdt bepaald troch de migraasje, beweging en wriuwing fan lytse molekulen en funksjonele groepen . It wurdt bepaald troch friksjoneel enerzjyferbrûk lykas trilling en rotaasje. bestean teken fan de krusing fan opslach modulus G′ en ferlies modulus G″ (ie. tan δ = 1). De oergong fan oplossing nei gel wurdt it gelpunt neamd. De opslachmodulus G′ en de ferliesmodulus G″ wurde faak brûkt om it gelaasjegedrach, de formaasjesnelheid en strukturele eigenskippen fan 'e gel-netwurkstruktuer te bestudearjen [352]. Se kinne ek de ynterne struktuer en molekulêre struktuer en molekulêre struktuer reflektearje tidens de formaasje fan 'e gelwurkstruktuer. ynteraksje [353].
Figuer 5-4 toant de strain sweep curves fan HPMC / HPS gearstalde oplossings mei ferskillende graden fan hydroxypropyl substitúsje HPS by in frekwinsje fan 1 Hz en in strain berik fan 0,01% -100%. It kin sjoen wurde út de figuer dat yn it legere deformaasjegebiet (0.01–1%), alle samples útsein HPMC binne G′> G″, dy't in gelstate sjen litte. Foar HPMC is G' yn 'e heule foarm It fariabele berik is altyd minder as G", wat oanjout dat HPMC yn oplossingsstatus is. Derneist is de deformation ôfhinklikens fan viscoelasticity fan ferskate samples oars. Foar de G80-monster is de frekwinsje-ôfhinklikens fan viskoelasticiteit dúdliker: as de deformaasje grutter is as 0,3%, kin sjoen wurde dat G' stadichoan ôfnimt, begelaat troch in signifikante ferheging fan G". tanimming, lykas ek in signifikante tanimming fan tan δ; en krusing doe't de deformation bedrach is 1,7%, wat jout oan dat de gel netwurk struktuer fan G80 is slim skansearre neidat de deformation bedrach grutter 1,7%, en it is yn in oplossing steat.
Fig. 5-4 Storage modulus (G′) en ferlies modulus (G″) vs strain foar HPS/HPMC blends mei de ferskillende hydroypropyl substitúsje graad fan HPS (De fêste en holle symboalen oanwêzich respektivelik G′ en G″)
Fig. 5-5 Tan δ vs. spanning foar HPMC / HPS-mem-oplossing mei de ferskillende hydroprop pylkgrutte mage fan HPS
It can be seen from the figure that the linear viscoelastic region of pure HPS is obviously narrowed with the decrease of hydroxypropyl substitution degree. Mei oare wurden, as de HPS hydroxypropyl graad fan substitúsje tanimt, de signifikante feroarings yn 'e tan δ kromme tend to ferskine yn it heger deformation bedrach berik. Benammen de lineêre viskoelastyske regio fan G80 is de smelste fan alle samples. Dêrom wurdt de lineêre viskoelastyske regio fan G80 brûkt om te bepalen
Kritearia foar it bepalen fan de wearde fan de deformation fariabele yn de folgjende rige fan tests. Foar it HPMC / HPS-gearstalling mei deselde gearhingjende ferhâlding beheine de Lineêre Viscelastyske regio ek mei de map fan HPSOCKE fan 'e HydroxyPropyl Substitúsje op' e Lineêre ViscoLeelastyske regio is net sa blykber.
5.3.3 Viskoelastyske eigenskippen by ferwaarming en koeling
The dynamic viscoelastic properties of HPMC/HPS compound solutions of HPS with different degrees of hydroxypropyl substitution are shown in Figure 5-6. Lykas kin sjoen wurde út de figuer, toant HPMC fjouwer stadia tidens it ferwaarming proses: in earste plateau regio, twa struktuer-foarmjende stadia, en in lêste plateau regio. Yn it earste plato-stadium, G′ <G″, binne de wearden fan G′ en G″ lyts, en tendearje in bytsje ôf te nimmen mei de tanimming fan temperatuer, wat it mienskiplike floeibere viskoelastyske gedrach sjen lit. De termyske gelaasje fan HPMC hat twa ûnderskate stadia fan struktuerfoarming begrinze troch de krusing fan G' en G' (dat is it oplossing-gel-oergongspunt, rûnom 49 °C), wat oerienkomt mei eardere rapporten. Konsekwint [160, 354]. By hege temperatuer, fanwegen hydrophobyske feriening en hydrophilyske feriening foarmet Hpmc stadichoan in cross-netwurkstruktuer [344, 355, 356]. Yn 'e Plateau-regio fan' e sturt, binne de wearden fan G 'en G "heech, dy't oanjout dat de HPMC-netwurkstruktuer folslein foarme is.
Dizze fjouwer stadia fan HPMC ferskine sequentieel yn omkearde folchoarder as de temperatuer ôfnimt. The intersection of G′ and G″ shifts to the low temperature region at about 32 °C during the cooling stage, which may be due to hysteresis [208] or the condensation effect of the chain at low temperature [355]. Similar to HPMC, other samples during the heating process There are also four stages in, and the reversible phenomenon occurs during the cooling process. It kin lykwols sjoen wurde út 'e figuer dat G80 en A939 in ferienfâldige proses sjen litte sûnder krusing tusken G' en G", en de kromme fan G80 net iens ferskynt. It platfoarmgebiet oan 'e efterkant.
Foar suvere HPS kin in hegere graad fan hydroxypropylsubstitúsje sawol de begjin- as lêste temperatueren fan gelfoarming ferskowe, benammen de begjintemperatuer, dy't 61 °C is foar respektivelik G80, A939 en A1081. , 62 °C en 54 °C. Derneist, foar HPMC / HPS-samples mei deselde gearstallingsferhâlding, as de graad fan substitúsje ferheget, binne de wearden fan G′ en G″ beide tenei te ferminderjen, wat oerienkomt mei de resultaten fan eardere stúdzjes [357, 358]. As de graad fan substitúsje ferheget, wurdt de tekstuer fan 'e gel sêft. Dêrom brekt de hydroxypropylaasje de bestelde struktuer fan natuerlik setmoal en ferbetteret syn hydrofilisiteit [343].
Foar de HPMC / HPS gearstalde samples fermindere sawol G′ as G″ mei de ferheging fan 'e HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraad, wat konsistint wie mei de resultaten fan suver HPS. Boppedat, mei de tafoeging fan HPMC, de substitúsjegraad hie in signifikant effekt op G′ It effekt mei G" wurdt minder útsprutsen.
De Viscelastyske krúskes fan alle HPMC / HPS-komposysje foarbylden lieten deselde trend sjen, dy't oerienkomt mei HPS by Lege temperatuer en HPMC by hap temperatuer. Mei oare wurden, by lege temperatuer domineart HPS de viscelastyske eigenskippen fan it gearstalde systeem, wylst jo by HIP Temperatur HPMC bepaalt de Viscelastyske eigenskippen fan it gearstalde systeem. Dit resultaat is benammen te tankjen oan HPMC. Benammen HPS is in kâlde gel, dy't feroaret fan in gel steat nei in oplossing steat as ferwaarme; krekt oarsom, HPMC is in hot gel, dy't stadichoan foarmet in gel mei tanimmende temperatuer netwurk struktuer. Foar it HPMC / HPS-gearstalling, binne de lege temperatuer fan it gemiddelde systeem foaral bydroegen troch de HPS-kâlde gel, en by hege temperatuer, is de gelaasje fan HPMC yn it gearstalde systeem.
Fig. 5-6 Storage modulus (G′), ferlies modulus (G″) en tan δ tsjin temperatuer foar HPS/HPMC blend oplossing mei de ferskillende hydroypropyl substitúsje graad fan HPS
De modulus fan it HPMC / HPS gearstalde systeem, lykas ferwachte, is tusken de moduli fan suver HPMC en suver HPS. Boppedat toant it komplekse systeem G′> G″ yn it hiele temperatuerscanbereik, wat oanjout dat sawol HPMC as HPS respektivelik yntermolekulêre wetterstofbânnen foarmje kinne mei wettermolekulen, en ek intermolekulêre wetterstofbânnen mei elkoar foarmje kinne. Derneist, Op 'e ferliesfaktorkromme hawwe alle komplekse systemen in tan δ-peak by sawat 45 ° C, wat oanjout dat de trochgeande faze-oergong bard is yn it komplekse systeem. Dizze faze-oergong wurdt besprutsen yn de folgjende 5.3.6. trochgean de diskusje.
5.3.4 Effekt fan temperatuer op gearstalde viscosity
It begryp fan it effekt fan temperatuer op 'e rheologyske eigenskippen fan materialen is wichtich fanwege it breed oanbod fan temperatueren dy't foarkomme kinne by ferwurking en opslach [359, 360]. Yn it berik fan 5 ° C - 85 ° C wurdt it effekt fan temperatuer op 'e komplekse viskositeit fan HPMC / HPS-ferbiningsoplossingen mei ferskate graden fan hydroxypropylsubstitúsje HPS werjûn yn figuer 5-7. Ut figuer 5-7 (a), kin sjoen wurde dat de komplekse viscosity fan suver HPS nimt ôf mei de tanimming fan temperatuer; de viskositeit fan pure HPMC nimt wat ôf fan 'e earste nei 45 ° C mei de tanimming fan temperatuer. ferbetterje.
De viskositeitskurven fan alle gearstalde samples lieten ferlykbere trends sjen mei temperatuer, earst ôfnimmend mei tanimmende temperatuer en dan tanimmend mei tanimmende temperatuer. Derneist is de viskositeit fan 'e gearstalde samples tichter by dy fan HPS by lege temperatuer en tichter by dy fan HPMC by hege temperatuer. Dit resultaat is ek relatearre oan it eigenaardige gelaasjegedrach fan sawol HPMC as HPS. De viskositeitskromme fan 'e gearstalde stekproef toande in rappe oergong by 45 ° C, wierskynlik troch in faze-oergong yn it HPMC / HPS gearstalde systeem. It is lykwols de muoite wurdich op te merken dat de viskositeit fan 'e G80 / HPMC 5: 5 gearstalde sample by hege temperatuer heger is as dy fan pure HPMC, wat benammen te tankjen is oan' e hegere yntrinsike viskositeit fan G80 by hege temperatuer [361]. Under deselde gearstalde ferhâlding nimt de gearstalde viskositeit fan it gearstalde systeem ôf mei de ferheging fan 'e HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraad. Dêrom kin de ynfiering fan hydroxypropylgroepen yn setmoalmolekulen liede ta it brekken fan intramolekulêre wetterstofbânen yn setmoalmolekulen.
Fig. 5-7 Complex viscosity vs.
It effekt fan temperatuer op 'e komplekse viskoosheid fan' e HPMC / HPS-gearstalling dy't de ARRHIUS-relaasje is yn in bepaald temperatuer berik, en de komplekse viskosheid hat in eksponentjele oanbiedingen mei temperatuer. De Arrhenius-fergeliking is as folget:
A is in konstante, Pa s;
T is de absolute temperatuer, K;
R is de gaskonstante, 8,3144 J·mol–1·K–1;
Ynsteld neffens formule (5-3), kin de viskositeit-temperatuerkurve fan it gearstalde systeem yn twa dielen ferdield wurde neffens de tan δ-peak by 45 °C; it gearstalde systeem by 5 °C – 45 °C en 45 °C – 85 ° De wearden fan aktivearringenerzjy E en konstante A krigen troch te passen yn it berik fan C wurde werjûn yn Tabel 5-3. De berekkene wearden fan de aktivearring enerzjy E lizze tusken -174 kJ·mol−1 en 124 kJ·mol−1, en de wearden fan de konstante A binne tusken 6,24×10−11 Pa·s en 1,99×1028 Pa·s. Binnen it oanpasberik wiene de oanpaste korrelaasjekoeffizienten heger (R2 = 0.9071 -0.9892) útsein foar de G80 / HPMC-monster. De G80/HPMC-monster hat in legere korrelaasjekoëffisjint (R2 = 0.4435) yn it temperatuerberik fan 45 °C - 85 °C, wat kin wurde feroarsake troch de ynherinte hegere hurdens fan G80 en har flugger gewicht yn ferliking mei oare HPS-kristallisaasjerate. 362]. Dit eigendom fan G80 makket it mear kâns te foarmjen net-homogene ferbiningen doe't gearstald mei HPMC.
Yn it temperatuerberik fan 5 °C - 45 °C is de E-wearde fan 'e HPMC / HPS-kompositemonster wat leger as dy fan pure HPS, wat kin wêze troch de ynteraksje tusken HPS en HPMC. Reduzje de temperatuerôfhinklikens fan viskositeit. De E-wearde fan suver HPMC is heger as dy fan 'e oare samples. De aktivearring-enerzjyen foar alle setmoal-befette samples wiene lege positive wearden, wat oanjout dat by legere temperatueren de ôfnimming fan viskositeit mei temperatuer minder útsprutsen wie en de formulieren in setmoal-like tekstuer hawwe.
Tabel 5-3 Arrhenius fergeliking parameters (E: aktivearring enerzjy; A: konstante; R 2: fêststelling koeffizient) út Eq.(1) foar de HPS/HPMC blends mei ferskillende graden fan hydroxypropylation fan HPS
Yn it hegere temperatuerberik fan 45 °C - 85 °C feroare de E-wearde lykwols kwalitatyf tusken suvere HPS en HPMC/HPS-kompositemonsters, en de E-wearde fan suvere HPS's wie 45,6 kJ·mol−1 - Yn it berik fan 124 kJ·mol−1, de E-wearden fan de kompleksen lizze yn it berik fan -3,77 kJ·mol−1– -72,2 kJ·mol−1. Dizze feroaring toant it sterke effekt fan HPMC op 'e aktivearringenerzjy fan it komplekse systeem, om't de E-wearde fan suver HPMC -174 kJ mol-1 is. De E-wearden fan suver HPMC en it gearstalde systeem binne negatyf, wat oanjout dat by hegere temperatueren de viskositeit tanimt mei tanimmende temperatuer, en de ferbining hat HPMC-like gedrachstekstuer.
De effekten fan HPMC en HPS op 'e komplekse viskosheid fan HPMC / HPS-ferbining systemen by hege temperatuer en lege temperatuer binne konsistint mei de besprutsen viscelastyske eigenskippen.
5.3.5 Dynamyske meganyske eigenskippen
Figueren 5-8 toant de frekwinsje-krommen by 5 ° C fan HPMC / HPS-gearstalde oplossingen fan HPS mei ferskate graden fan Hydroxypropyl ferskood. It kin sjoen wurde út 'e figuer dat suvere HPS typysk bêst-like gedrach (G′> G″), wylst HPMC is floeiber-lykas gedrach (G′ <G″). Alle HPMC / HPS-formulearringen eksposearren solide-achtige gedrach. Foar de measte samples ferheegje sawol G′ as G″ mei tanimmende frekwinsje, wat oanjout dat it solide-like gedrach fan it materiaal sterk is.
Pure HPMCS eksposearje in dúdlike frekwinsjeôfhinklikens dy't lestich is om te sjen yn pure HPS-samples. Lykas ferwachte, toande it HPMC / HPS-komplekse systeem in bepaalde graad fan frekwinsjeôfhinklikens. Foar alle HPS-befette samples is n′ altyd leger as n″, en G″ hat in sterkere frekwinsjeôfhinklikens as G′, wat oanjout dat dizze samples elastysk binne as viskeus [352, 359, 363]. Dêrom wurdt de prestaasjes fan 'e gearstalde samples benammen bepaald troch HPS, wat benammen komt om't HPMC in oplossingsteat mei legere viskositeit by lege temperatuer presintearret.
Tabel 5-4 n′, n″, G0′ en G0″ foar HPS/HPMC mei ferskillende hydropropylsubstitúsjegraad fan HPS by 5 °C lykas bepaald út Eqs. (5-1) en (5-2)
Fig. 5-8 Opslachmodulus (G′) en ferliesmodulus (G″) tsjin frekwinsje foar HPS/HPMC-mingen mei de ferskillende hydroypropylsubstitúsjegraad fan HPS by 5 °C
Pure HPMC's fertoane in dúdlike frekwinsjeôfhinklikens dy't lestich te sjen is yn suvere HPS-monsters. Lykas ferwachte foar it HPMC / HPS-kompleks, liet it ligandsysteem in bepaalde graad fan frekwinsjeôfhinklikens sjen. Foar alle HPS-befette samples is n′ altyd leger as n″, en G″ hat in sterkere frekwinsjeôfhinklikens as G′, wat oanjout dat dizze samples elastysk binne as viskeus [352, 359, 363]. Dêrom wurdt de prestaasjes fan 'e gearstalde samples benammen bepaald troch HPS, wat benammen komt om't HPMC in oplossingsteat mei legere viskositeit by lege temperatuer presintearret.
Figures 5-9 show the frequency sweep curves of HPMC/HPS compound solutions of HPS with different degrees of hydroxypropyl substitution at 85°C. As can be seen from the figure, all other HPS samples except A1081 exhibited typical solid-like behavior. Foar A1081 binne de wearden fan G 'en G' heul tichtby, en g 'is wat lytser dan G ", dat oanjout dat A1081 gedraacht as in floeistof gedrage.
Dit kin wêze om't A1081 in kâlde gel is en in gel-nei-oplossing-oergong by hege temperatuer ûndergiet. Oan 'e oare kant, foar samples mei deselde gearstalde ferhâlding, de wearden fan N', G0 'en G0' en G0 "(Tabel 5-5) Substitting wirde, oanjout dat Hydroxypropyllay fermindere lykas gedrach fan setmoal by hege temperatuer (85 ° C). Benammen de n′ en n″ fan G80 binne tichtby 0, en toant sterk solide-like gedrach; yn tsjinstelling, de n′ en n″ wearden fan A1081 binne tichtby 1, showing sterk floeiber gedrach. Dizze n' en n" wearden binne yn oerienstimming mei de gegevens foar G' en G". Dêrnjonken kin de graad fan hydroxypropylsubstitúsje de frekwinsjeôfhinklikens fan HPS by hege temperatueren signifikant ferbetterje, lykas kin sjoen wurde út figueren 5-9.
Fig. 5-9 opslach modulus (G ') en ferlies modulus (G ") vs. frekwinsje foar HPS / HPMC-mingt mei de ferskillende hydroypropyl ferskynt fan HPS fan HPS
Figuren 5-9 litte sjen dat HPMC typysk bêst-like gedrach (G′> G″) toant by 85 °C, wat benammen wurdt taskreaun oan syn thermogel-eigenskippen. Dêrneist fariearje de G′ en G″ fan HPMC mei frekwinsje.
Foar it HPMC/HPS gearstalde systeem binne de wearden fan n′ en n″ beide tichtby 0, en G0′ is signifikant heger as G0 (Tabel″ 5-5), befêstiget syn solid-like gedrach. Oan 'e oare kant kin hegere hydroxypropylsubstitúsje HPS ferskowe fan fêste-like nei floeibere gedrach, in ferskynsel dat net foarkomt yn' e gearstalde oplossingen. Derneist, foar it gearstalde systeem tafoege mei HPMC, mei de ferheging fan frekwinsje, bleaunen sawol G' as G "relatyf stabyl, en de wearden fan n' en n" wiene tichtby dy fan HPMC. Al dizze resultaten suggerearje dat HPMC dominearret de viskoelasticiteit fan it gearstalde systeem by hege temperatueren fan 85 ° C.
Tabel 5-5 n′, n″, G0′ en G0″ foar HPS/HPMC mei ferskillende hydropropylferfanging fan HPS by 85 °C lykas bepaald út Eqs. (5-1) en (5-2)
5.3.6 Morfology fan HPMC / HPS gearstalde systeem
De faze oergong fan HPMC / HPS gearstalde systeem waard studearre troch iodine kleuring optyske mikroskoop. It HPMC/HPS-ferbiningsysteem mei in ferbiningsferhâlding fan 5:5 waard hifke by 25 °C, 45 °C en 85 °C. De bûnte ljochtmikroskoopôfbyldings hjirûnder wurde werjûn yn figueren 5-10. It kin sjoen wurde út de figuer dat nei it ferven mei iod de HPS-faze wurdt ferve yn in dûnkerere kleur, en de HPMC-faze lit in lichtere kleur sjen, om't it net troch iod ferve wurde kin. Dêrom kinne de twa fazen fan HPMC / HPS dúdlik wurde ûnderskieden. By hegere temperatueren nimt it gebiet fan tsjustere regio's (HPS-faze) ta en it gebiet fan ljochte regio's (HPMC-faze) nimt ôf. Benammen by 25 ° C is HPMC (heldere kleur) de trochgeande faze yn it HPMC / HPS gearstalde systeem, en de lytse sfearyske HPS-faze (donkere kleur) is ferspraat yn 'e HPMC trochgeande faze. Yn tsjinstelling, op 85 ° C, HPMC waard in hiel lyts en ûnregelmjittich foarme ferspraat faze ferspraat yn de HPS trochgeande faze.
Fig. 5-8 Morfologyen fan ferve 1:1 HPMC/HPS-mingen by 25 °C, 45 °C en 85 °C
Mei de ferheging fan temperatuer moat d'r in oergongspunt wêze fan 'e fazemorfology fan' e trochgeande faze fan HPMC nei HPS yn it HPMC / HPS-ferbiningsysteem. Yn teory moat it foarkomme as de viskositeit fan HPMC en HPS itselde binne as heul ferlykber. Lykas te sjen út 'e 45 ° C-mikrografen yn figueren yn figueren 5-10, it typyske "See-eilân" Fase Diagram ferskynt net, mar in gearkomste faze wurdt waarnommen. Dizze observaasje befêstiget ek it feit dat in faze-oergong fan 'e trochgeande faze kin bard wêze by it tan δ-peak yn' e Dissipation Factor-Temperatuer-kromme besprutsen yn 5.3.3.
It kin ek sjoen wurde út de figuer dat by lege temperatuer (25 °C), guon dielen fan 'e tsjustere HPS ferspraat faze litte in bepaalde graad fan heldere kleur, dat kin wêze omdat in part fan' e HPMC faze bestiet yn de HPS faze yn de foarm fan in ferspraat faze. midden. Tafallich, by hege temperatuer (85 °C), wurde guon lytse donkere dieltsjes ferdield yn 'e helderkleurige HPMC-ferspraat faze, en dizze lytse donkere dieltsjes binne de trochgeande faze HPS. Dizze waarnimmings suggerearje dat in bepaalde graad fan mesofase bestiet yn it HPMC-HPS gearstalde systeem, dus ek oanjout dat HPMC in beskate kompatibiliteit hat mei HPS.
5.3.7 Skematysk diagram fan faze-oergong fan HPMC / HPS-gearstalling
Op grûn fan it klassike rheologyske gedrach fan polymeeroplossingen en gearstalde gelpunten [216, 232] en de fergeliking mei de kompleksen besprutsen yn it papier, wurdt in prinsipemodel foar de strukturele transformaasje fan HPMC / HPS-kompleksen mei temperatuer foarsteld, lykas werjûn yn Fig. 5-11.
Fig. 5-11 Skematyske struktueren fan de sol-gel oergong fan HPMC (a); HPS (b); en HPMC/HPS (c)
The gel behavior of HPMC and its related solution-gel transition mechanism have been studied a lot [159, 160, 207, 208]. One of the widely accepted ones is that the HPMC chains exist in solution in the form of aggregated bundles. Dizze klusters binne mei-inoar ferbûn troch it ynpakken fan guon net-substituearre of min oplosbere cellulosestruktueren, en binne ferbûn mei tichte substituearre regio's troch hydrofobe aggregaasje fan methylgroepen en hydroxylgroepen. By lege temperatuer foarmje wettermolekulen koai-like struktueren bûten methylhydrofobe groepen en wettershellstruktueren bûten hydrofilyske groepen lykas hydroxylgroepen, wêrtroch HPMC by lege temperatueren interchain-wetterstofbânen foarkomt. As de temperatuer ferheget, absorbearret HPMC enerzjy en dizze wetterkoai en wettershellstruktueren wurde brutsen, wat de kinetika is fan 'e oplossing-gel-oergong. It brekken fan 'e wetterkoai en wettershell bleat de methyl- en hydroxypropylgroepen oan' e wetterige omjouwing, wat resulteart yn in signifikante ferheging fan frije folume. By hegere temperatuer, troch de hydrofobe assosjaasje fan hydrofobe groepen en de hydrofile assosjaasje fan hydrofile groepen, wurdt úteinlik de trijediminsjonale netwurkstruktuer fan 'e gel foarme, lykas werjûn yn figuer 5-11 (a).
Nei setmoal gelatinization, amylose oplost út setmoalkorrels te foarmjen in holle single helical struktuer, dy't kontinu wûn en úteinlik presintearret in steat fan willekeurige coils. Dizze single-helix-struktuer foarmet in hydrofobe holte oan 'e binnenkant en in hydrofiele oerflak oan' e bûtenkant. Dizze dichte struktuer fan setmoal jout it bettere stabiliteit [230-232]. Dêrom bestiet HPS yn 'e foarm fan fariabele willekeurige coils mei guon útstutsen helical segminten yn wetterige oplossing op hege temperatuer. As de temperatuer ôfnimt, wurde de wetterstofbânen tusken HPS en wettermolekulen brutsen en is ferbûn wetter ferlern. Ta beslút, in trijediminsjonale netwurk struktuer wurdt foarme troch de foarming fan wetterstof obligaasjes tusken molekulêre keatlingen, en in gel wurdt foarme, lykas werjûn yn figuer 5-11 (b).
Normaal, as twa komponinten mei heul ferskillende viskositeiten wurde gearstald, hat de hege viskositeitskomponint, hat de hege viskonsjekomponent om in fersprieden faze te foarmjen en wurdt ferspraat yn 'e trochgeande faze fan' e lege viskosyfomponint. By lege temperatueren is de viskositeit fan HPMC signifikant leger as dy fan HPS. Dêrom foarmet HPMC in trochgeande faze om de hege-viskositeit HPS gel faze. Oan 'e rânen fan' e twa fazen ferlieze de hydroxylgroepen op 'e HPMC-keatlingen in diel fan it bûn wetter en foarmje intermolekulêre wetterstofbânen mei de HPS-molekulêre keatlingen. Tidens it ferwaarmingsproses bewege de HPS-molekulêre keatlingen troch it absorbearjen fan genôch enerzjy en foarmen wetterstofbânen mei wettermolekulen, wat resultearre yn it brekken fan 'e gelstruktuer. Tagelyk waarden de wetterkoaistruktuer en wettershellstruktuer op 'e HPMC-keten ferneatige en stadichoan brutsen om hydrofiele groepen en hydrofobe klusters te bleatlizzen. By hege temperatuer foarmet HPMC in gel netwurk struktuer fanwege intermolecular wetterstof obligaasjes en hydrophobic assosjaasje, en dus wurdt in hege-viscosity ferspraat faze ferspraat yn de HPS trochgeande faze fan willekeurige coils, lykas werjûn yn figuer 5-11 (c). Dêrom dominearren HPS en HPMC de rheologyske eigenskippen, geleigenskippen en fazemorfology fan 'e gearstalde gels op respektivelik lege en hege temperatueren.
De ynfiering fan hydroxypropylgroepen yn setmoalmolekulen brekt har ynterne oardere intramolekulêre wetterstofbânstruktuer, sadat de gelatinisearre amylosemolekulen yn in swollen en útwreide steat binne, wat it effektive hydrataasjevolumint fan 'e molekulen fergruttet en de oanstriid fan setmoalmolekulen om willekeurich te ferwikseljen yn wetterige oplossing [362]. Dêrom meitsje de bulte en hydrofiele eigenskippen fan hydroxypropyl de rekombinaasje fan amylose molekulêre keatlingen en de formaasje fan cross-linking-regio's lestich [233]. Dêrom, mei de fermindering fan temperatuer, yn ferliking mei lânseigen setmoal, hat HPS de neiging om in lossere en sêftere struktuer fan gelnetwurk te foarmjen.
Mei de ferheging fan 'e graad fan hydroxypropylsubstitúsje binne d'r mear útwreide helical fragminten yn' e HPS-oplossing, dy't mear intermolekulêre wetterstofbânnen foarmje kinne mei de HPMC-molekulêre keten oan 'e grins fan' e twa fazen, sadat in mear unifoarme struktuer foarmje. Dêrnjonken fermindert hydroxypropylaasje de viskositeit fan it setmoal, wat it viskositeitferskil tusken HPMC en HPS yn 'e formulearring ferminderet. Dêrom, it faze oergong punt yn HPMC / HPS kompleks systeem ferskoot nei lege temperatuer mei de tanimming fan HPS hydroxypropyl substitúsje graad. Dit kin befêstige wurde troch de abrupte feroaring yn viskositeit mei temperatuer fan 'e rekonstitueare samples yn 5.3.4.
5.4 Haadstik Gearfetting
Yn dit haadstik, HPMC / HPS gearstalde oplossings mei ferskillende HPS hydroxypropyl substitúsje graden waarden taret, en it effekt fan HPS hydroxypropyl substitúsje graad op de rheologyske eigenskippen en gel eigenskippen fan de HPMC / HPS kâld en hjit gel compound systeem waard ûndersocht troch rheometer. De faze ferdieling fan HPMC / HPS kâld en hjit gel gearstalde systeem waard studearre troch iodine kleuring optyske mikroskoop analyze. De wichtichste befinings binne as folget:
- By keamertemperatuer, de viscosity en shear thinning fan HPMC / HPS compound oplossing fermindere mei de tanimming fan HPS hydroxypropyl substitúsje graad. Dit is benammen om't de ynfiering fan hydroxypropylgroep yn it setmoalmolekule syn intramolekulêre wetterstofbânstruktuer ferneatiget en de hydrofilisiteit fan setmoal ferbettert.
- By keamertemperatuer, de nul-shear viscosity h0, flow index n, en viscosity koëffisjint K fan HPMC / HPS compound oplossings wurde beynfloede troch sawol HPMC en hydroxypropylation. Mei de ferheging fan HPMC-ynhâld nimt de nul skear Viskositeit H0 ôf, de streamde yndeks N nimt ta, en de viskositeitskoëffisjint k fermindert; de nul shear viscosity h0, flow index n en viscosity coefficient K fan suvere HPS allegear tanimme mei de hydroxyl Mei de ferheging fan de graad fan propyl substitúsje, it wurdt lytser; mar foar de gearstalling systeem, de nul shear viscosity h0 nimt ôf mei de tanimming fan de graad fan substitúsje, wylst de flow yndeks n en de viscosity konstante K tanimme mei de tanimming fan de graad fan substitúsje.
- De shearmetoade mei pre-shearing en de trije-poadium thixotropy kinne krekter wjerspegelje de viscosity, flow eigenskippen en thixotropy fan de gearstalling oplossing.
- De lineêre viskoelastyske regio fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem fermindert mei de fermindering fan 'e hydroxypropylsubstitúsjegraad fan HPS.
- Yn dit kâld-hot gel gearstalde systeem, HPMC en HPS kinne foarmje trochgeande fazen by lege en hege temperatueren, respektivelik. Dizze fazestruktuerferoaring kin de komplekse viskositeit, viskoelastyske eigenskippen, frekwinsjeôfhinklikens en geleigenskippen fan 'e komplekse gel signifikant beynfloedzje.
- As ferspraat fazen kinne HPMC en HPS bepale de rheologyske eigenskippen en gel eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde systemen op hege en lege temperatueren, respektivelik. De viskoelastyske krommen fan 'e HPMC / HPS gearstalde samples wiene konsistint mei HPS by lege temperatuer en HPMC by hege temperatuer.
- De ferskillende graad fan gemyske modifikaasje fan setmoalstruktuer hie ek in signifikant effekt op de gel eigenskippen. De resultaten litte sjen dat de komplekse viskositeit, opslachmodulus en ferliesmodulus allegear ôfnimme mei de ferheging fan HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraad. Dêrom kin hydroxypropylaasje fan lânseigen setmoal syn bestelde struktuer fersteure en de hydrofilisiteit fan setmoal ferheegje, wat resulteart yn in sêfte geltekstuer.
- Hydroxypropylaasje kin it fêste-like gedrach fan setmoaloplossingen by lege temperatuer en it floeibere gedrach by hege temperatuer ferminderje. By lege temperatuer waarden de wearden fan n′ en n″ grutter mei de ferheging fan HPS hydroxypropyl substitúsjegraad; by hege temperatueren waarden n′ en n″ wearden lytser mei de tanimming fan HPS hydroxypropyl substitúsjegraad.
- De relaasje tusken de mikrostruktuer, rheologyske eigenskippen en gel eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde systeem waard oprjochte. Sawol de abrupte feroaring yn 'e viskositeitskromme fan it gearstalde systeem en de tan δ-peak yn' e ferliesfaktorkromme ferskine by 45 ° C, wat oerienkomt mei it ko-kontinue faze-fenomeen dat yn 'e mikrograaf (by 45 ° C) waarnommen is.
Gearfetsjend, it HPMC / HPS kâld-hot gel gearstalde systeem eksposearret spesjale temperatuer-kontrolearre faze morfology en eigenskippen. Troch ferskate gemyske modifikaasjes fan setmoal en cellulose kin it HPMC / HPS kâlde en hjitte gelferbiningsysteem brûkt wurde foar de ûntwikkeling en tapassing fan tûke materialen fan hege wearde.
Haadstik 6 Effekten fan HPS Substitution Degree op eigenskippen en systeemkompatibiliteit fan HPMC/HPS Composite Membranen
It is te sjen út Haadstik 5 dat de feroaring fan 'e gemyske struktuer fan' e komponinten yn it gearstalde systeem it ferskil bepaalt yn 'e Rheologyske eigenskippen, Gel eigenskippen en oare ferwurkingseigenskippen fan it gearstalde systeem. Algemiene prestaasjes hawwe in wichtige ynfloed.
Dit haadstik rjochtet him op 'e ynfloed fan' e gemyske struktuer fan 'e komponinten op' e mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen fan 'e HPMC / HPS gearstalde membraan. Yn kombinaasje mei de ynfloed fan haadstik 5 op 'e rheologyske eigenskippen fan it gearstalde systeem, wurde de rheologyske eigenskippen fan it HPMC / HPS-kompositesysteem fêststeld- relaasje tusken filmeigenskippen.
6.1 Materiaal en apparatuer
6.1.1 Main eksperimintele materialen
6.1.2 Main ynstruminten en apparatuer
6.2 Eksperimintele metoade
6.2.1 Tarieding fan HPMC / HPS gearstalde membranen mei ferskillende HPS hydroxypropyl substitúsje graden
De totale konsintraasje fan 'e ferbiningsoplossing is 8% (w/w), de HPMC/HPS-ferbiningsferhâlding is 10:0, 5:5, 0:10, de plastificator is 2,4% (w/w) polyetyleenglycol, The edible gearstalde film fan HPMC / HPS waard taret troch casting metoade. Foar de spesifike tariedingmetoade, sjoch 3.2.1.
6.2.2 Mikrodomeinstruktuer fan HPMC / HPS gearstalde membranen mei ferskate HPS hydroxypropyl substitúsjegraden
6.2.2.1 It prinsipe fan mikrostruktueranalyse fan synchrotronstrieling lytse hoeke röntgenfersprieding
Small Angel X-ray Scattering (SAXS) ferwiist nei it ferspriedingsfenomeen feroarsake troch de röntgenstraal dy't it ûndersteande monster bestralt binnen in lytse hoeke tichtby de röntgenstraal. Op grûn fan it ferskil yn elektroanendichte op nanoskaal tusken de ferstruiter en it omlizzende medium, wurdt röntgenferstrooiing mei lytse hoeke faak brûkt yn 'e stúdzje fan fêste, kolloïdale en floeibere polymearmaterialen yn it nanoskaalberik. Yn ferliking mei breedhoekige röntgendiffraksjetechnology kin SAXS strukturele ynformaasje krije op in gruttere skaal, dy't kin wurde brûkt om de konformaasje fan polymeermolekulêre keatlingen, lange perioadestruktueren, en de fazestruktuer en fazeferdieling fan polymeerkomplekse systemen te analysearjen. . Synchrotron X-ray ljocht boarne is in nij soarte fan hege-optreden ljocht boarne, dat hat de foardielen fan hege suverens, hege polarisaasje, smelle pols, hege helderheid, en hege kollimation, sadat it kin krije de nanoskaal strukturele ynformaasje fan materialen flugger en akkuraat. It analysearjen fan it SAXS-spektrum fan 'e mjitten stof kin kwalitatyf de uniformiteit fan' e elektroanenwolkstichtens krije, de uniformiteit fan ienfaze elektronenwolkdichte (positive ôfwiking fan Porod of Debye's stelling), en de dúdlikens fan twa-faze ynterface (negative ôfwiking fan Porod) of Debye's stelling). ), scatterer self-similarity (whether it has fractal features), scatterer dispersity (monodispersity or polydispersity determined by Guinier) and other information, and the scatterer fractal dimension, gyration radius, and average layer of repeating units can also be quantitatively obtained. Dikte, gemiddelde grutte, ferstruit folume fraksje, spesifyk oerflak en oare parameters.
6.2.2.2 Testmetoade
At the Australian Synchrotron Radiation Center (Clayton, Victoria, Australia), the world's advanced third-generation synchrotron radiation source (flux 1013 photons/s, wavelength 1.47 Å) was used to determine the micro-domain structure and other related information of the composite film. It twadiminsjonale ferspriedingspatroan fan 'e testmonster waard sammele troch de Pilatus 1M-detektor (169 × 172 μm gebiet, 172 × 172 μm pikselgrutte), en it mjitten probleem wie yn it berik fan 0.015 <q <0.15 Å-1 ( q is de ferspriedingsvektor) De ynderlike iendimensjonale röntgenferstrooiingskurve mei lytse hoeke wurdt krigen fan it twadimensjonale ferspriedingspatroan troch ScatterBrain-software, en de ferspriedingsvektor q en de ferspriedingshoek 2 wurde omsetten troch de formule i / , wêr is de X-ray golflingte. Alle gegevens waarden pre-normalisearre foar gegevensanalyse.
6.2.3 Thermogravimetryske analyze fan HPMC / HPS gearstalde membranen mei ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje
6.2.3.1 Prinsipe fan thermogravimetric analyze
Itselde as 3.2.5.1
6.2.3.2 Testmetoade
Sjoch 3.2.5.2
6.2.4 Tensile eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde films mei ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje
6.2.4.1 Prinsipe fan tensile eigendom analyze
Itselde as 3.2.6.1
6.2.4.2 Testmetoade
Sjoch 3.2.6.2
Mei help fan ISO37-standert wurdt it yn dumbbell-foarmige splines ôfsnien, mei in totale lingte fan 35 mm, in ôfstân tusken de markearlinen fan 12 mm, en in breedte fan 2 mm. Alle testeksimplaren waarden lykwichtige by 75% fochtigens foar mear as 3 dagen.
6.2.5 Oxygen permeabiliteit fan HPMC / HPS gearstalde membranen mei ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje
6.2.5.1 Prinsipe fan soerstof permeabiliteit analyze
Itselde as 3.2.7.1
6.2.5.2 Testmetoade
Sjoch 3.2.7.2
6.3 Resultaten en diskusje
6.3.1 Analyze fan kristalstruktuer fan HPMC / HPS gearstalde films mei ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje
Figuer 6-1 lit de lytse hoeke X-Ray ferspraat Spectra fan HPMC / HPS-komposytfilms mei ferskate graden fan HPS Hydroxypropyl wikselje. Ut de figuer is te sjen dat yn it relatyf grutskalige berik fan q > 0,3 Å (2θ > 40), dúdlike karakteristike peaks yn alle membraanmonsters ferskine. Ut it röntgenferstrooiingspatroan fan 'e suvere komponintfilm (fig. 6-1a) hat suver HPMC in sterke röntgenstralende karakteristike pyk op 0,569 Å, wat oanjout dat HPMC in röntgenferstrooipyk hat yn 'e brede hoeke regio fan 7,70 (2θ > 50). Crystal karakteristike toppen, wat oanjout dat HPMC hat in bepaalde kristallijne struktuer hjir. Sawol suvere A939- as A1081-stimulaasjefilmmonsters eksposearren in ûnderskate röntgenstraalferstrooiende pyk op 0.397 Å, wat oanjout dat HPS in kristalline karakteristike pyk hat yn 'e brede hoeke regio fan 5.30, wat oerienkomt mei de B-type kristalline peak fan setmoal. It kin dúdlik wurde sjoen út de figuer dat A939 mei lege hydroxypropyl substitúsje hat in grutter peak gebiet dan A1081 mei hege substitúsje. Dit komt benammen omdat de ynfiering fan hydroxypropyl groep yn de setmoal molekulêre keten brekt de oarspronklike bestelde struktuer fan setmoal molekulen, fergruttet de muoite fan werynrjochting en cross-linking tusken setmoal molekulêre keatlingen, en ferleget de graad fan setmoal rekristallisaasje. Mei de ferheging fan 'e substitúsjegraad fan hydroxypropylgroep is it remmende effekt fan hydroxypropylgroep op setmoalrekristallisaasje dúdliker.
It kin sjoen wurde út 'e lytse hoeke-spektra fan' e gearstalde samples (fig. 6-1b) dat de HPMC-HPS-komposytpekens op 0,569 Å nei 0,569 Å ferskynde, oerienkomt mei de 7,70 HPMC Crystal respektivelik karakteristike toppen. It Peakgebiet fan HPS Crystallisaasje fan HPMC / A939 Composite-film is signifikant grutter dan dy fan HPMC / A1081 gearstalde film. De oardering is ûnderdrukt, dat is konsistint mei de fariaasje fan 'e HPS Crystallisaasje Peakgebiet mei de graad fan Hydroxypropyl ferskynt yn pure komponintfilms. It kristalline peakgebiet dat oerienkomt mei HPMC by 7.70 foar de gearstalde membranen mei ferskate graden fan HPS-hydroxypropyl-substitúsje feroare net folle. Fergelike mei it spektrum fan pure komponint-samples (ôfb. 5-1a), de gebieten fan HPMC kristallen peaks en HPS kristallisaasje fan 'e gearstalde samplen, dy't troch de kombinaasje fan' e twa, beide HPMC as HPS effektyf wêze koe de oare groep. It rekristallisaasjeferskynsel fan it filmskiedingsmateriaal spilet in beskate remmende rol.
Fig. 6-1 SAXS spektra fan HPMC / HPS blend films mei ferskate hydroxypropyl substitúsje graad fan HPS
Ta beslút, de ferheging fan HPS hydroxypropyl substitúsje graad en de gearstalling fan de twa komponinten kin inhibit it rekristallisaasje fenomeen fan HPMC / HPS gearstalde membraan ta in bepaalde mate. De ferheging fan 'e hydroxypropylsubstitúsjegraad fan HPS ynhibearre benammen de rekristallisaasje fan HPS yn 'e gearstalde membraan, wylst de twa-komponinten ferbining in bepaalde remmende rol spile yn' e rekristallisaasje fan HPS en HPMC yn 'e gearstalde membraan.
6.3.2 Sels ferlykbere fraktale struktuer analyze fan HPMC / HPS gearstalde membranen mei ferskillende HPS hydroxypropyl substitúsje graden
De gemiddelde kettinglingte (R) fan polysaccharidemolekulen lykas setmoalmolekulen en cellulosemolekulen is yn it berik fan 1000-1500 nm, en q is yn it berik fan 0,01-0,1 Å-1, mei qR >> 1. Porod-formule, de polysaccharide-filmmonsters kinne wurde sjoen.
Hjirûnder is I(q) de yntinsiteit fan röntgenferstrooiing mei lytse hoeke;
q is de ferspriedingshoek;
α is de helling fan Porod.
De Porod-helling α is besibbe oan de fraktale struktuer. As α <3 jouwt it oan dat de materieelstruktuer relatyf los is, it oerflak fan 'e fersprieding is glêd, en it is in massa fraktaal, en syn fraktale dimensje d = α; As 3 <α <4 jouwt it oan dat de materieelstruktuer ticht is en de fersprieding is it oerflak is rûch, dat is in oerflakfractal, en syn fraktale dimensje d = 6 - α.
Figure 6-2 toant de lnI (q) -lnq plots fan HPMC / HPS gearstalde membranen mei ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje. It kin sjoen wurde út de figuer dat alle samples presintearje in sels-fergelykbere fraktale struktuer binnen in bepaald berik, en de Porod helling α is minder as 3, wat oanjout dat de gearstalde film presintearret massa fraktaal, en it oerflak fan de gearstalde film is relatyf glêd. De massa fractal ôfmjittings fan HPMC / HPS gearstalde membranen mei ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje wurde werjûn yn Tabel 6-1.
Tabel 6-1 toant de fraktale dimensje fan HPMC / HPS-komposysje-membraan mei ferskate graden fan HPS Hydroxypropyl ferskynt. It kin sjoen wurde fan 'e tafel dat foar pure HPS-samples, de fraktale dimensje fan A939 ferfongen is mei lege hydroxypropyl, dy't oanjout mei de ferheging fan' e graad fan Hydroxypropyl wikseling, yn it membraan De tichtheid fan 'e sels-ferlykbere struktuer wurdt signifikant fermindere. Dit is om't de yntroduksje fan Hydroxypropylouggroepen op 'e stivensmûzenen de wjersidich bonding fan HPS-segminten hindert, resultearje yn in ôfnimmen fan' e tichtheid fan 'e sels-ferlykbere struktuer yn' e film. Hydrophilyske hydroxypropyloulgroepen kinne yntermose-outshrogen-obligaasjes foarmje mei wettermolekulen, fermindere de ynteraksje tusken molekulêre segminten; Gruttere hydroxypropylylgroepen beheine de rekombinaasje en cross-keppeling beheine tusken stivensmemuliere segminten, dus mei de tanimmende graad fan hydroxypropyl wikselje, foarmet HPS in mear losse sels-ferlykbere struktuer.
Foar it HPMC/A939 gearstalde systeem is de fraktale dimensje fan HPS heger as dy fan HPMC, wat komt om't it setmoal rekristallisearret, en in mear oardere struktuer wurdt foarme tusken de molekulêre keatlingen, wat liedt ta de sels-gelikense struktuer yn it membraan. . Hege tichtens. De fraktale diminsje fan it gearstalde monster is leger as dy fan 'e twa suvere komponinten, om't troch gearsetting de ûnderlinge bining fan 'e molekulêre segminten fan 'e twa komponinten troch inoar hindere wurdt, wêrtroch't de tichtens fan sels-gelikense struktueren ôfnimt. In contrast, in the HPMC/A1081 compound system, the fractal dimension of HPS is much lower than that of HPMC. This is because the introduction of hydroxypropyl groups in starch molecules significantly inhibits the recrystallization of starch. De sels-like struktuer yn it hout is mear-los. Tagelyk is de fraktale diminsje fan 'e HPMC / A1081 gearstalde sample heger as dy fan pure HPS, dy't ek signifikant oars is fan it HPMC / A939 gearstalde systeem. Sels ferlykbere struktuer, de keatling-like HPMC-molekulen kinne de holte fan har losse struktuer ynfiere, wêrtroch't de tichtens fan 'e sels-ferlykbere struktuer fan HPS ferbetterje, wat ek oanjout dat HPS mei hege hydroxypropylsubstitúsje in mear unifoarm kompleks foarmje kinne nei gearsetting mei HPMC. yngrediïnten. Ut de gegevens fan rheologyske eigenskippen kin sjoen wurde dat hydroxypropylaasje de viskositeit fan setmoal ferleegje kin, dus tidens it gearstallingsproses wurdt it viskositeitferskil tusken de twa komponinten yn it gearstalde systeem fermindere, wat mear befoarderlik is foar de foarming fan in homogeneus gearstalde.
Fig. 6-2 lnI(q)-lnq patroanen en har fitkurven foar HPMC/HPS blend films mei ferskate hydroxypropyl substitúsje graad fan HPS
Tabel 6-1 Fractalstruktuerparameters fan HPS/HPMC-mingfilms mei ferskate hydroxypropylsubstitúsjegraden fan HPS
Foar de gearstalde membranen mei deselde gearstalde ferhâlding nimt de fraktale diminsje ek ôf mei de ferheging fan 'e substitúsjegraad fan hydroxypropylgroep. De yntroduksje fan Hydroxypropyl yn 'e HPS-molekule kin de ûnderlinge bonding ferminderje fan polymer segminten yn it gearstalde systeem, wêrtroch de tichtens fan it gearstalde membraan fermindert; HPS mei hege hydroxypropyl-substitúsje hat bettere kompatibiliteit mei HPMC, makliker om unifoarm en tichte gearstalde te foarmjen. Dêrom nimt de tichtens fan 'e sels-like struktuer yn' e gearstalde membraan ôf mei de ferheging fan 'e substitúsjegraad fan HPS, wat it gefolch is fan' e mienskiplike ynfloed fan 'e substitúsjegraad fan HPS hydroxypropyl en de kompatibiliteit fan' e twa komponinten yn 'e gearstalde systeem.
6.3.3 Termyske stabiliteit analyze fan HPMC / HPS gearstalde films mei ferskillende HPS hydroxypropyl substitúsje graden
Thermogravimetric analyzer waard brûkt om te testen de termyske stabiliteit fan HPMC / HPS ytbere gearstalde films mei ferskillende graden fan hydroxypropyl substitúsje. Figuer 6-3 toant de thermogravimetryske kromme (TGA) en syn gewichtsverlies rate kromme (DTG) fan de gearstalde films mei ferskillende graden fan hydroxypropyl substitúsje HPS. It can be seen from the TGA curve in Figure 6-3(a) that the composite membrane samples with different HPS hydroxypropyl substitution degrees. D'r binne twa foar de hân lizzende thermogravimetryske feroaringsstadia mei de tanimming fan temperatuer. Earst is d'r in lyts gewichtsverliespoadium by 30 ~ 180 °C, dy't benammen feroarsake wurdt troch de ferdamping fan it wetter adsorbearre troch it polysaccharide-makromolekule. Der is in grutte gewichtsverlies faze by 300 ~ 450 ° C, dat is de echte termyske degradaasje faze, benammen feroarsake troch de termyske degradaasje fan HPMC en HPS. It kin ek sjoen wurde út 'e figuer dat de gewichtsverlieskurven fan HPS mei ferskate graden fan hydroxypropylferfanging fergelykber binne en signifikant ferskille fan dy fan HPMC. Tusken de twa soarten gewichtsverlieskurven foar suvere HPMC en suvere HPS-monsters.
Ut de DTG-kurven yn figuer 6-3(b) kin sjoen wurde dat de termyske degradaasjetemperatueren fan suvere HPS mei ferskillende graden fan hydroxypropylsubstitúsje tige ticht binne, en de termyske degradaasje-peaktemperatueren fan A939- en A081-monsters binne 310 °C en 305 ° C, respektivelik De termyske degradaasje peak temperatuer fan suver HPMC sample is signifikant heger as dy fan HPS, en syn peak temperatuer is 365 ° C; HPMC / HPS gearstalde film hat twa termyske degradaasje peaks op 'e DTG-kromme, oerienkommende mei de termyske degradaasje fan respektivelik HPS en HPMC. Karakteristike peaks, wat der oanjout dat d'r in bepaalde graad is yn it gearstalde systeem mei in gearstalde ferhâlding fan 5: 5, dat is konsultaten mei de gearstalde film mei in gearstalde ferhâlding fan 5: 5 yn Haadstik 3 . De thermyske degradaasjepeak-temperatueren fan HPMC / A939 Composite Film-samples wiene 302 ° C en 363 ° C, respektivelik; De thermyske degradaasjepapier fan Temperatuer fan HPMC / A1081 gearstalde filmmonsters wiene 306 ° C en 363 ° C, respektivelik. De pyktemperatueren fan 'e gearstalde filmmonsters waarden ferskood nei legere temperatueren dan de suvere komponintmonsters, wat oanjûn dat de termyske stabiliteit fan' e gearstalde samples waard fermindere. Foar de samples mei deselde gearstalling ratio, de termyske degradaasje peak temperatuer fermindere mei de ferheging fan de hydroxypropyl substitúsje graad, wat oanjout dat de termyske stabiliteit fan de gearstalde film ôfnommen mei de tanimming fan de hydroxypropyl substitúsje graad. Dit komt om't de ynfiering fan hydroxypropylgroepen yn setmoalmolekulen de ynteraksje tusken molekulêre segminten ferminderet en de oarderlike weryndieling fan molekulen ynhibeart. It is yn oerienstimming mei de resultaten dat de tichtens fan sels-gelikense struktueren ôfnimt mei de tanimming fan 'e graad fan hydroxypropylsubstitúsje.
Fig. 6-3 TGA-krommen (a) en har derivative (DTG) krommen (B) fan HPMC / HPS-mingsefilms mei ferskate hydroxypropyl ferskynt middel fan HPS
6.3.4 Analyze fan meganyske eigenskippen fan HPMC/HPS gearstalde membranen mei ferskate HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraden
Fig. 6-5 Tensile eigenskippen fan HPMC / HPS films mei ferskate hydroxypropyl substitúsje graad fan HPS
De tensile eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde films mei ferskillende HPS hydroxypropyl substitúsje graden waarden hifke troch meganyske eigendom analysator by 25 ° C en 75% relative vochtigheid. Figuren 6-5 toant de elastyske modulus (a), ferlinging by brekking (b) en treksterkte (c) fan gearstalde films mei ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje. It kin sjoen wurde fan 'e figuer dat foar de CPMC / A1081-gearstalling, mei de ferheging fan HPS, de Elastyske modulus fermindere fan' e gearstalde film stadichoan, en de útwreid signifikant ferhege, dat is konsistint oplein wie mei 3.3. 5 medium en hege luchtvochtigheid. De resultaten fan de gearstalde membranen mei ferskillende gearstalling ferhâldingen wiene konsekwint.
Foar suvere HPS-membranen ferhege sawol de elastyske modulus as de treksterkte mei ôfnimmende HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraad, wat suggerearret dat hydroxypropylaasje de stivens fan 'e gearstalde membraan fermindert en syn fleksibiliteit ferbettert. Dit is benammen om't mei de ferheging fan hydroxypropylsubstitúsjegraad de hydrofilisiteit fan HPS ferheget, en de membraanstruktuer wurdt losser, wat oerienkomt mei it resultaat dat de fraktale dimensje ôfnimt mei de tanimming fan substitúsjegraad yn 'e lytse hoeke X- test foar strieling. De ferlinging by brekken nimt lykwols ôf mei de ôfnimming fan 'e substitúsjegraad fan HPS-hydroxypropylgroep, wat benammen komt om't de ynfiering fan hydroxypropylgroep yn it setmoalmolekule de rekristallisaasje fan setmoal ynhibearje kin. De resultaten binne yn oerienstimming mei de ferheging en ôfname.
Foar de HPMC / HPS gearstalde membraan mei deselde gearstalling ratio, de elastyske modulus fan it membraan materiaal nimt ta mei de delgong fan de HPS hydroxypropyl substitúsje graad, en de tensile sterkte en ferlinging by brekken beide ôfnimme mei de delgong fan de substitúsje graad. It is de muoite wurdich opskriuwen dat de meganyske eigenskippen fan de gearstalde membranen fariearje folslein mei de gearstalling ferhâlding mei de ferskillende graden fan HPS hydroxypropyl substitúsje. Dit is benammen om't de meganyske eigenskippen fan it gearstalde membraan net allinich beynfloede wurde troch de HPS-substitúsjegraad op 'e membraanstruktuer, mar ek troch de kompatibiliteit tusken de komponinten yn it gearstalde systeem. De viskositeit fan HPS nimt ôf mei de ferheging fan 'e graad fan hydroxypropylsubstitúsje, it is geunsticher om in unifoarme ferbining te foarmjen troch gearsetting.
6.3.5 Oxyegen Peventaris-analyse fan Analyse fan HPMC / HPS-komposysje fan HPMC / HPS mei ferskate HPS Hydroxypropyl substitúsje
Oksidaasje feroarsake troch soerstof is it initial poadium op ferskate manieren om iten te meitsjen, sadat eetbere gearstalde films mei bepaalde soerstofskwaliteiten kinne ferbetterje fan iten kwaliteit en prolong fiedingsplak libben [108, 364]. Dêrom is de soerstofdraaiende gearkomst fan HPMC / HPS-gearstalde membranen mei ferskate HPS-hydroxypropyl substitúsje waarden mjitten, en de resultaten wurde toand yn figuer 5-6. It kin sjoen wurde út de figuer dat de soerstof permeability fan alle suvere HPS membranen is folle leger as dy fan suver HPMC membranen, wat oanjout dat HPS membranen hawwe better soerstof barriêre eigenskippen as HPMC membranen, dat is yn oerienstimming mei de foarige resultaten. Foar suvere HPS-membranen mei ferskillende graden fan hydroxypropylsubstitúsje, nimt de soerstoftransmissionsrate ta mei de ferheging fan 'e graad fan substitúsje, wat oanjout dat it gebiet dêr't soerstof yn it membraanmateriaal permeates. Dit is yn oerienstimming mei de mikrostruktuer analyze fan lytse hoeke X-ray ferstruit dat de struktuer fan it membraan wurdt losser mei de tanimming fan de graad fan hydroxypropyl substitúsje, sadat de permeaasje kanaal fan soerstof yn it membraan wurdt grutter, en de soerstof yn it membraan permeates As it gebiet nimt ta, de soerstof oerdracht taryf ek nimt ta stadichoan.
Fig. 6-6 soerstof permeabiliteit fan HPS / HPMC-films mei ferskate hydroxypropyl ferskynt middel fan hps
Foar de gearstalde membranen mei ferskillende HPS hydroxypropyl substitúsje graden, de soerstof oerdracht taryf nimt ôf mei de tanimming fan hydroxypropyl substitúsje graad. Dit is benammen om't yn it 5: 5 gearstalde systeem HPS bestiet yn 'e foarm fan ferspraat faze yn' e lege-viskositeit HPMC trochgeande faze, en de viskositeit fan HPS nimt ôf mei de tanimming fan hydroxypropyl substitúsje graad. Hoe lytser it ferskil yn viskositeit, hoe mear befoarderlik foar de foarming fan in homogene ferbining, hoe mear kronkelich it soerstofpermeaasjekanaal yn it membraanmateriaal, en hoe lytser de soerstoftransmissionsrate.
6.4 Haadstik Gearfetting
Yn dit haadstik, HPMC / HPS ytbere gearstalde films waarden taret troch casting HPS en HPMC mei ferskillende graden fan hydroxypropyl substitúsje, en it tafoegjen fan polyetyleen glycol as in plasticizer. It effekt fan ferskate HPS hydroxypropyl substitúsje graden op de kristal struktuer en microdomain struktuer fan de gearstalde membraan waard bestudearre troch synchrotron strieling lyts-hoeke X-ray ferstruit technology. De effekten fan ferskate HPS-hydroxypropyl wikseljende graden op 'e thermyske stabiliteit, meganyske eigenskippen en soerstoffoarmich en har wetten waarden studearre troch thermogravimetryske analyzer, meganyske eigendom tester en soerstof permeabiliteitsperker. The main findings are as follows:
- Foar de HPMC / HPS gearstalde membraan mei deselde gearstalling ratio, mei de tanimming fan hydroxypropyl substitúsje graad, it crystallization pyk gebiet oerienkommende mei HPS by 5.30 nimt ôf, wylst de crystallization pyk gebiet oerienkomt mei HPMC by 7.70 net folle feroaret, wat oanjout dat de Hydroxypropylaasje fan setmoal kin de rekristallisaasje fan setmoal yn 'e gearstalde film remme.
- Ferlike mei de puere-komponentembanen fan HPMC- en HPM's, de kristallisaasjepatgebieten fan HPS (5.30) en HPMC (7.70) fan 'e gearstald wurde oan dat troch de kombinaasje fan' e kombinaasje fan 'e twa, beide HPMC as HPS effektyf kin wêze yn de gearstalde membranen. De rekristallisaasje fan in oare komponint spilet in bepaalde remmende rol.
- Alle HPMC / HPS gearstalde membranen lieten sels ferlykbere massa fractal struktuer. Foar gearstalde membranen mei deselde gearstalling ratio, de tichtens fan it membraan materiaal ôfnommen gâns mei de tanimming fan hydroxypropyl substitúsje graad; lege HPS hydroxypropyl substitúsje De tichtens fan it gearstalde membraan materiaal is signifikant leger as dy fan de twa-suvere komponint materiaal, wylst de tichtens fan de gearstalde membraan materiaal mei hege HPS hydroxypropyl substitúsje graad is heger as dy fan de suvere HPS membraan, dat is benammen om't de tichtens fan it gearstalde membraanmateriaal tagelyk beynfloede wurdt. It effekt fan HPS-hydroxypropylaasje op 'e reduksje fan polymearsegmentbining en de kompatibiliteit tusken de twa komponinten fan it gearstalde systeem.
- Hydroxypropylation fan HPS kin ferminderjen de termyske stabiliteit fan HPMC / HPS gearstalde films, en de termyske degradaasje peak temperatuer fan gearstalde films ferskowings nei de lege temperatuer regio mei de tanimming fan hydroxypropyl substitúsje graad, dat komt omdat de hydroxypropyl groep yn setmoal molekulen. De ynlieding ferminderet de ynteraksje tusken molekulêre segminten en hindert de oarderlike revolúsje fan molekulen.
- De elastyske modulus en treksterkte fan suvere HPS-membraan fermindere mei de ferheging fan HPS-hydroxypropylsubstitúsjegraad, wylst de ferlinging by brek tanommen. Dit komt benammen om't de hydroxypropylaasje de rekristallisaasje fan setmoal ynhibeart en makket dat de gearstalde film in lossere struktuer foarmje.
- De elastyske modulus fan HPMC / HPS gearstalde film fermindere mei de ferheging fan HPS hydroxypropyl substitúsjegraad, mar de treksterkte en ferlinging by brek ferhege, om't de meganyske eigenskippen fan 'e gearstalde film net beynfloede waarden troch de HPS hydroxypropylsubstitúsjegraad. Neist de ynfloed fan, wurdt it ek beynfloede troch de kompatibiliteit fan 'e twa komponinten fan it gearstalde systeem.
- De soerstofpermeabiliteit fan suvere HPS nimt ta mei de ferheging fan hydroxypropylsubstitúsjegraad, om't hydroxypropylaasje de tichtens fan HPS amorfe regio fermindert en it gebiet fan soerstofpermeaasje yn 'e membraan fergruttet; HPMC / HPS gearstalde membraan De soerstof permeability nimt ôf mei de ferheging fan de hydroxypropyl substitúsje graad, dat is benammen omdat de hyperhydroxypropylated HPS hat bettere komptabiliteit mei HPMC, dat liedt ta de ferhege tortuosity fan de soerstof permeation kanaal yn de gearstalde membraan. Reduzearre soerstof permeabiliteit.
De boppesteande eksperimintele resultaten litte dat de makroskopyske eigenskippen lykas meganyske eigenskippen, thermyske tastimming fan permituer fan HPMC / HPS binne nau oan, dy't net allinich beynfloede binne troch de HPS Hydroxypropyl ferskynt, mar ek troch it kompleks. Ynfloed fan twa-komponint kompatibiliteit fan ligand systemen.
Konklúzje en Outlook
- Konklúzje
Yn dit papier wurde de termyske gel HPMC en de kâlde gel HPS gearstald, en it HPMC / HPS kâld en hjitte omkearde gelferbiningsysteem is konstruearre. De oplossingskonsintraasje, gearsettingsferhâlding en skuorjende effekt op it gearstalde systeem wurde systematysk bestudearre de ynfloed fan rheologyske eigenskippen lykas viskositeit, flow-yndeks en thixotropy, kombineare mei de meganyske eigenskippen, dynamyske thermomechanyske eigenskippen, soerstofpermeabiliteit, ljochttransmission eigenskippen en thermyske stabiliteit fan gearstalde films taret troch casting metoade. Wiidweidige eigenskippen, en iodine wyn fervje de komptabiliteit, faze oergong en faze morfology fan it gearstalde systeem waarden studearre troch optyske mikroskopy, en de relaasje tusken de mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen fan HPMC / HPS waard fêststeld. Om de eigenskippen fan 'e kompositen te kontrolearjen troch de fazestruktuer en kompatibiliteit fan it HPMC / HPS gearstalde systeem te kontrolearjen neffens de relaasje tusken de makroskopyske eigenskippen en de mikromorfologyske struktuer fan it HPMC / HPS gearstalde systeem. Troch it bestudearjen fan de effekten fan gemysk modifisearre HPS mei ferskate graden op de rheologyske eigenskippen, gel-eigenskippen, mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen fan membranen, waard de relaasje tusken de mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen fan it HPMC/HPS kâld en hjitte omkearde gelsysteem fierder ûndersocht. De relaasje tusken de twa, en in fysyk model waard oprjochte om te ferdúdlikjen de gelation meganisme en syn beynfloedzjende faktoaren en wetten fan de kâlde en hjitte gel yn de gearstalling systeem. Relevante stúdzjes hawwe de folgjende konklúzjes tekene.
- It feroarjen fan de gearstalling ratio fan HPMC / HPS compound systeem kin gâns ferbetterje de rheological eigenskippen lykas viscosity, fluidity en thixotropy fan HPMC by lege temperatuer. De relaasje tusken de rheologyske eigenskippen en de mikrostruktuer fan it gearstalde systeem waard fierder studearre. De spesifike resultaten binne as folget:
(1) By lege temperatuer, it gearstalde systeem is in trochgeande faze-ferspraat faze "see-eilân" struktuer, en de trochgeande faze oergong komt foar by 4: 6 mei de delgong fan de HPMC / HPS gearstalling ratio. As de gearstallingsferhâlding heech is (mear HPMC-ynhâld), is HPMC mei lege viskositeit de trochgeande faze, en HPS is de ferspraat faze. Foar it HPMC / HPS gearstalde systeem, as de komponint mei lege viskositeit de trochgeande faze is en de komponint mei hege viskositeit de trochgeande faze is, is de bydrage fan 'e trochgeande faze-viskositeit oan' e viskositeit fan it gearstalde systeem signifikant oars. Doe't de HPMC mei lege Viskosheid de trochgeande faze is, wjerspegelt de viskoosheid fan it gearstalde systeem foaral de bydrage fan 'e trochgeande faze-viskosysje. as de hege viskositeit HPS de trochgeande faze is, sil de HPMC as de ferspraat faze de viskositeit fan 'e hege viskositeit HPS ferminderje. effekt. Mei de tanimming fan HPS ynhâld en oplossing konsintraasje yn it gearstalde systeem, de viscosity en shear thinning fenomeen fan de gearstalling systeem stadichoan tanommen, de fluidity fermindere, en de solid-lykas gedrach fan de gearstalling systeem waard ferbettere. De viskositeit en thixotropy fan HPMC wurde balansearre troch de formulearring mei HPS.
(2) Foar in 5:5 gearstalling systeem, HPMC en HPS kinne foarmje trochgeande fazen by lege en hege temperatueren, respektivelik. Dizze fazestruktuerferoaring kin de komplekse viskositeit, viskoelastyske eigenskippen, frekwinsjeôfhinklikens en geleigenskippen fan 'e komplekse gel signifikant beynfloedzje. As ferspraat fazen kinne HPMC en HPS bepale de rheologyske eigenskippen en gel eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde systemen op hege en lege temperatueren, respektivelik. De viskoelastyske krommen fan 'e HPMC / HPS gearstalde samples wiene konsistint mei HPS by lege temperatuer en HPMC by hege temperatuer.
(3) The relationship between the microstructure, rheological properties and gel properties of HPMC/HPS composite system was established. Sawol de abrupte feroaring yn 'e viskositeitskromme fan it gearstalde systeem en de tan-delta-peak yn' e ferliesfaktorkromme ferskine by 45 ° C, wat oerienkomt mei it ko-kontinue faze-ferskynsel dat wurdt waarnommen yn 'e mikrograaf (by 45 ° C).
- Troch it bestudearjen fan 'e mikrostruktuer en meganyske eigenskippen, dynamyske thermomechanyske eigenskippen, ljochttransmittânsje, soerstofpermeabiliteit en termyske stabiliteit fan' e gearstalde membranen taret ûnder ferskate gearstallingsferhâldingen en oplossingskonsintraasjes, kombineare mei iodine ferve optyske mikroskopytechnology, ûndersyk De fazemorfology, fazetransysje en kompatibiliteit fan 'e kompleksen waarden ûndersocht, en de relaasje tusken de mikrostruktuer en de makroskopyske eigenskippen fan' e kompleksen waard fêststeld. De spesifike resultaten binne as folget:
(1) D'r is gjin dúdlike twa-fase-ynterface yn 'e SEM-ôfbyldings fan' e gearstalde films mei ferskate gearstallingsferhâldingen. De measte fan 'e gearstalde films hawwe mar ien glês oergong punt yn' e DMA resultaten, en de measte fan 'e gearstalde films hawwe mar ien termyske degradaasje pyk yn de DTG kromme. Dizze jouwe tegearre oan dat HPMC in bepaalde kompatibiliteit hat mei HPS.
(2) Relative vochtigheid hat in signifikant effekt op de meganyske eigenskippen fan HPMC / HPS gearstalde films, en de mjitte fan syn effekt nimt ta mei de tanimming fan HPS ynhâld. By legere relative fochtigens, sawol de elastyske modulus en treksterkte fan 'e gearstalde films ferhege mei de tanimming fan HPS-ynhâld, en de ferlinging by brek fan' e gearstalde films wie signifikant leger as dy fan 'e suvere komponintfilms. Mei de tanimming fan relative luchtvochtigheid, de elastyske modulus en treksterkte fan 'e gearstalde film fermindere, en de ferlinging by brekken tanommen gâns, en de relaasje tusken de meganyske eigenskippen fan' e gearstalde film en de gearstalling ratio toande in folslein tsjinoerstelde feroaring patroan ûnder ferskillende relative vochtigheid. De meganyske eigenskippen fan gearstalde membranen mei ferskate gearstallingsferhâldingen litte in krusing sjen ûnder ferskate betingsten foar relative fochtigens, wat de mooglikheid biedt om produktprestaasjes te optimalisearjen neffens ferskate tapassingseasken.
(3) De relaasje tusken de mikrostruktuer, faze oergong, transparânsje en meganyske eigenskippen fan it HPMC / HPS gearstalde systeem waard fêststeld. in. It leechste punt fan transparânsje fan it gearstalde systeem is yn oerienstimming mei it faze-oergongspunt fan HPMC fan 'e trochgeande faze nei de ferspraat faze en it minimale punt fan' e fermindering fan trekmodulus. b. De Young's modulus en ferlinging by brek fermindere mei de ferheging fan oplossingskonsintraasje, wat kausaal relatearre is oan de morfologyske feroaring fan HPMC fan trochgeande faze nei ferspraat faze yn it gearstalde systeem.
(4) De tafoeging fan HP's fergruttet de tortuositeit fan 'e tortuositeit fan' e kanaal fan soerstof yn 'e gearstalde membraan, fermindert de soerstof fan' e membraan en ferbetteret de soerstofbarriêre prestaasjes fan it HPMC-membraan.
- It effekt fan HPS gemyske modifikaasje oer de rheologyske eigenskippen fan it gearstalde systeem en de wiidweidige membraant, lykas kristale struktuer, meganyske eigenskippen, soerstof permeabiliteit en thermyske stabiliteit waarden studearre. De spesifike resultaten binne as folget:
(1) De hydroxypropylation fan HPS kin ferminderjen de viscosity fan it gearstalling systeem by lege temperatuer, ferbetterjen fan de fluidity fan de gearstalling oplossing, en ferminderjen it ferskynsel fan shear thinning; de hydroxypropylation fan HPS kin beheine de lineêre viscoelastic regio fan de gearstalling systeem, ferminderjen de faze oergong temperatuer fan de HPMC / HPS gearstalling systeem, en ferbetterjen de solid-lykas gedrach fan it gearstalde systeem by lege temperatuer en de fluidity by hege temperatuer.
(2) De hydroxypropylaasje fan HPS en de ferbettering fan 'e kompatibiliteit fan' e twa komponinten kinne de rekristallisaasje fan setmoal yn 'e membraan signifikant ynhibearje en de foarming fan in lossere sels-like struktuer yn' e gearstalde membraan befoarderje. De ynfiering fan bulky hydroxypropyl groepen op de setmoal molekulêre keten beheint de ûnderlinge bining en oarderlike weryndieling fan HPS molekulêre segminten, resultearret yn de foarming fan in mear losse sels-fergelykbere struktuer fan HPS. Foar it komplekse systeem lit de ferheging fan 'e mjitte fan hydroxypropylsubstitúsje de ketting-like HPMC-molekulen yn' e losse kavity-regio fan HPS ynfiere, wat de kompatibiliteit fan it komplekse systeem ferbettert en de tichtens fan 'e sels-like struktuer fan HPS ferbettert. De kompatibiliteit fan it gearstalde systeem nimt ta mei de ferheging fan 'e substitúsjegraad fan hydroxypropylgroep, wat oerienkomt mei de resultaten fan rheologyske eigenskippen.
(3) De makroskopyske eigenskippen lykas meganyske eigenskippen, termyske stabiliteit fan thermyske stabiliteit fan HPMC / HPS-komposyt dat membraan nau besibbe is oan syn ynterne kristalline struktuer en amorfe regiïnt. It kombinearre effekt fan 'e twa effekten fan' e kompatibiliteit fan 'e twa komponinten.
- Troch it studearjen fan 'e effekten fan oplossingskonsintraasje, temperatuer en gemyske modifikaasje fan HPS op' e rheologyske eigenskippen fan it gearstalde systeem, waard it gelaasjemeganisme fan it HPMC / HPS kâld-waarmte inverse gel-ferbiningsysteem besprutsen. De spesifike resultaten binne as folget:
(1) D'r is in krityske konsintraasje (8%) yn it gearstalde systeem, ûnder de krityske konsintraasje besteane HPMC en HPS yn ûnôfhinklike molekulêre keatlingen en fazeregio's; as de krityske konsintraasje wurdt berikt, wurdt de HPS-faze yn 'e oplossing foarme as in kondensaat. It gel sintrum is in mikrogel struktuer ferbûn troch de intertwining fan HPMC molekulêre keatlingen; boppe de krityske konsintraasje, de intertwining is komplekser en de ynteraksje is sterker, en de oplossing fertoant in gedrach fergelykber mei dat fan in polymeer melt.
(2) It komplekse systeem hat in oergongspunt fan trochgeande faze mei de feroaring fan temperatuer, dy't relatearre is oan it gelgedrach fan HPMC en HPS yn it komplekse systeem. By lege temperatueren is de viskositeit fan HPMC signifikant leger as dy fan HPS, sadat HPMC in trochgeande faze foarmet om de hege viskositeit HPS-gelfaze hinne. Oan 'e rânen fan' e twa fazen ferlieze de hydroxylgroepen op 'e HPMC-keten in diel fan har binend wetter en foarmje intermolekulêre wetterstofbânen mei de HPS-molekulêre keten. Tidens it ferwaarmingsproses bewege de HPS-molekulêre keatlingen troch it absorbearjen fan genôch enerzjy en foarmen wetterstofbânen mei wettermolekulen, wat resultearre yn it brekken fan 'e gelstruktuer. Tagelyk waarden de wetterkoai en wettershellstruktueren op 'e HPMC-keatlingen ferneatige, en stadichoan brutsen om hydrofiele groepen en hydrofobe klusters te bleatlizzen. By hege temperatuer foarmet HPMC in gel netwurk struktuer troch intermolecular wetterstof obligaasjes en hydrophobic assosjaasje, en dus wurdt in hege-viscosity ferspraat faze ferspraat yn de HPS trochgeande faze fan willekeurige coils.
(3) Mei de ferheging fan 'e hydroxypropylsubstitúsjegraad fan HPS, ferbetteret de kompatibiliteit fan it HPMC / HPS-ferbiningsysteem, en de faze-oergongtemperatuer yn it gearstalde systeem beweecht nei lege temperatuer. Mei de ferheging fan 'e graad fan hydroxypropylsubstitúsje binne d'r mear útwreide helical fragminten yn' e HPS-oplossing, dy't mear intermolekulêre wetterstofbânnen foarmje kinne mei de HPMC-molekulêre keten oan 'e grins fan' e twa fazen, sadat in mear unifoarme struktuer foarmje. Hydroxypropylation ferleget de viskositeit fan setmoal, sadat de viscosity ferskil tusken HPMC en HPS yn 'e ferbining wurdt smel, dat is befoarderlik foar de foarming fan in mear homogene ferbining, en de minimale wearde fan de viscosity ferskil tusken de twa komponinten beweecht nei de lege temperatuer regio.
2. Ynnovaasje punten
1. Untwerp en konstruearje it HPMC / HPS kâlde en hjitte omkearde-fase gel-ferbiningsysteem, en systematysk studearje de unike rheologyske eigenskippen fan dit systeem, benammen de konsintraasje fan gearstalde oplossing, gearstalde ferhâlding, temperatuer en gemyske modifikaasje fan komponinten. De ynfloedwetten fan 'e rheologyske eigenskippen, gel-eigenskippen en kompatibiliteit fan it gearstalde systeem waarden fierder studearre, en de fazemorfology en faze-oergong fan it gearstalde systeem waarden fierder bestudearre kombinearre mei de observaasje fan' e iodine ferve optyske mikroskoop, en de mikro-morfologyske Struktuer fan it ferbiningssysteem waard oprjochte - Rheologyske eigenskippen-gel-eigenskippen relaasje. Foar it earst waard it Arrhenius-model brûkt om de gelfoarmingswet fan 'e kâlde en hjitte omkearde-fase gearstalde gels te passen yn ferskate temperatuerbereiken.
2. De faze distribúsje, faze oergong en kompatibiliteit fan HPMC / HPS gearstalde systeem waarden beoardiele troch iodine ferve optyske mikroskoop analyze technology, en de transparânsje-meganyske eigenskippen waarden fêststeld troch it kombinearjen fan de optyske eigenskippen en meganyske eigenskippen fan gearstalde films. De relaasje tusken mikrostruktuer en makroskopyske eigenskippen lykas eigenskippen-fase morfology en konsintraasje-meganyske eigenskippen-fase morfology. It is de earste kear om de feroaringswet fan 'e fazemorfology fan dit gearstalde systeem direkt te observearjen mei gearstalde ferhâlding, temperatuer en konsintraasje, benammen de betingsten fan faze-oergong en it effekt fan faze-oergong op 'e eigenskippen fan it gearstalde systeem.
3. De kristalline struktuer en amorfe struktuer fan gearstalde membranen mei ferskillende HPS hydroxypropyl substitúsje graden waarden studearre troch SAXS, en de gelation meganisme en ynfloed fan gearstalde gels waarden besprutsen yn kombinaasje mei rheological resultaten en makroskopyske eigenskippen lykas soerstof permeability fan gearstalde membranen. Faktoaren en wetten, it waard foar it earst fûn dat de viskositeit fan it gearstalde systeem is besibbe oan de tichtens fan 'e sels-like struktuer yn' e gearstalde membraan, en direkt bepaalt de makroskopyske eigenskippen lykas soerstofpermeabiliteit en meganyske eigenskippen fan 'e gearstalde membraan, en stelt rheologyske eigenskippen-mikrostruktuer-membraan relaasje tusken materiaal eigenskippen.
3. Foarútsjoch
Yn 'e ôfrûne jierren is de ûntwikkeling fan feilige en ytbere fiedingsferpakkingsmaterialen mei gebrûk fan duorsume natuerlike polymeren as grûnstoffen in ûndersykshotspot wurden op it mêd fan fiedselferpakking. Yn dit papier wurdt natuerlike polysaccharide brûkt as de wichtichste grûnstof. Troch it gearstallen fan HPMC en HPS wurde de kosten fan grûnstoffen fermindere, de ferwurkingsprestaasjes fan HPMC by lege temperatueren wurde ferbettere, en de soerstofbarriêreprestaasjes fan 'e gearstalde membraan wurde ferbettere. Troch de kombinaasje fan rheologyske analyze, iodine fervje optyske mikroskoop analyze en gearstalde film mikrostruktuer en wiidweidige prestaasjes analyze, de faze morfology, faze oergong, faze skieding en kompatibiliteit fan de kâld-hot omkearde-fase gel gearstalde systeem waard studearre. De relaasje tusken de mikrotruktuer en makroskopyske eigenskippen fan it gearstalde systeem waard oprjochte. Neffens de relaasje tusken de makroskopyske eigenskippen en de mikromorfologyske struktuer fan it HPMC / HPS gearstalde systeem, kin de fazestruktuer en kompatibiliteit fan it gearstalde systeem wurde kontrolearre om it gearstalde materiaal te kontrolearjen. It ûndersyk yn dit papier hat wichtige liedende betsjutting foar it eigentlike produksjeproses; de formaasje meganisme, beynfloedzjende faktoaren en wetten fan kâlde en waarme omkearde gearstalde gels wurde besprutsen, dat is in fergelykbere gearstalde systeem fan kâlde en waarme omkearde gels. It ûndersyk fan dit papier leveret in teoretysk model om teoretyske begelieding te leverjen foar de ûntwikkeling en tapassing fan spesjale temperatuerregele tûke materialen. De ûndersyksresultaten fan dit papier hawwe goede teoretyske wearde. It ûndersyk fan dit papier omfettet de krusing fan iten, materiaal, gel en gearstalling en oare dissiplines. Troch de beheining fan tiid en ûndersyksmetoaden hat it ûndersyk fan dit ûnderwerp noch in protte ûnfoltôge punten, dy't út 'e folgjende aspekten ferdjippe en ferbetterje kinne. útwreidzje:
Teoretyske aspekten:
- Om de effekten fan ferskate kettingsbefrijingen, molekulêre gewichten en fariëteiten te ferkennen op 'e rheologyske eigenskippen, faze morfolatuer, en kompatibiliteit fan' e wet fan syn ynfloed op 'e heule ynfloed op' e gelorzelmeganisme fan 'e gearstalde systeem.
- Ûndersykje de effekten fan HPMC hydroxypropyl substitúsje graad, methoxyl substitution graad, molekulêre gewicht en boarne op 'e rheologyske eigenskippen, gel eigenskippen, membraan eigenskippen en systeem kompatibiliteit fan it gearstalde systeem, en analysearje it effekt fan HPMC gemyske modifikaasje op gearstalde kondensaasje. Influence rule of gel formation mechanism.
- De ynfloed fan sâlt, pH, plasticizer, cross-linking agent, antibacteriële agent en oare gearstalling systemen op rheological eigenskippen, gel eigenskippen, membraan struktuer en eigenskippen en harren wetten waarden studearre.
Oanfraach:
- Optimalisearje de formule foar de ferpakkingsapplikaasje fan smaakpakketten, grientepakketten en fêste soppen, en bestudearje it behâldeffekt fan krûden, grienten en soppen yn 'e opslachperioade, de meganyske eigenskippen fan materialen, en de feroaringen yn produktprestaasjes as ûnderwurpen wurde oan eksterne krêften , en wettersoplosberens en hygiënyske yndeks fan it materiaal. It kin ek tapast wurde op granuleare iten lykas kofje en molke tee, lykas eetbere ferpakking fan koeken, tsiis, desserts en oare iten.
- Optimalisearje it formule-ûntwerp foar de tapassing fan kapsules fan botanyske medisinen, studearje fierder de ferwurkingsbetingsten en de optimale seleksje fan helpmiddels, en meitsje holle kapsuleprodukten ta. Fysike en gemyske yndikatoaren lykas moaabiliteit, disintegraasje tiid, swiere metalen ynhâld, en mikrobyske ynhâld hifke.
- Foar it farsk-hâldende tapassing fan fruchten en grienten, fleisprodukten, ensfh., Selektearje neffens de ferskate ferwurkingsmetoaden fan spuiten, dippen en skilderjen de passende formule, en bestudearje de rotte fruitrate, fochtferlies, fiedingsferbrûk, hurdens fan grienten nei ferpakking yn 'e opslachperioade, glans en smaak en oare yndikatoaren; De kleur, PH, TVB-N-wearde, thioBarbiturysk soer en oantal mikroorganismen fan fleisprodukten nei ferpakking.
Post tiid: Oct-17-2022