HPMC é un polímero semisintético derivado da celulosa. Debido ás súas excelentes propiedades espesantes, estabilizadoras e formadoras de película, úsase amplamente en medicina, alimentación, cosmética e outras industrias. Estudar o seu comportamento de viscosidade é fundamental para optimizar o seu rendemento en diferentes aplicacións.
1. Medición da viscosidade:
Viscosímetro de rotación: un viscosímetro de rotación mide o par necesario para xirar un fuso a unha velocidade constante cando está inmerso nunha mostra. Variando a xeometría e a velocidade de rotación do fuso, pódese determinar a viscosidade a varias velocidades de cizallamento. Este método permite a caracterización da viscosidade HPMC en diferentes condicións.
Viscosímetro capilar: un viscosímetro capilar mide o fluxo dun líquido a través dun tubo capilar baixo a influencia da gravidade ou da presión. A solución de HPMC é forzada a través do tubo capilar e a viscosidade calcúlase en función do caudal e da caída de presión. Este método pódese usar para estudar a viscosidade de HPMC a velocidades de cizallamento máis baixas.
2. Medición reolóxica:
Reometría de cizallamento dinámico (DSR): DSR mide a resposta dun material á deformación de cizallamento dinámico. As mostras de HPMC foron sometidas a esforzo cortante oscilatorio e medironse as deformacións resultantes. O comportamento viscoelástico das solucións de HPMC pódese caracterizar analizando a viscosidade complexa (η*), así como o módulo de almacenamento (G') e o módulo de perda (G”).
Probas de fluencia e recuperación: estas probas implican someter as mostras de HPMC a unha tensión ou deformación constante durante un período prolongado de tempo (a fase de fluencia) e, a continuación, supervisar a recuperación posterior despois de aliviar a tensión ou a tensión. O comportamento de fluencia e recuperación proporciona información sobre as propiedades viscoelásticas de HPMC, incluídas as súas capacidades de deformación e recuperación.
3. Estudos de dependencia da concentración e da temperatura:
Exploración de concentración: as medicións de viscosidade realízanse nun rango de concentracións de HPMC para estudar a relación entre a viscosidade e a concentración de polímero. Isto axuda a comprender a eficacia de espesamento do polímero e o seu comportamento dependente da concentración.
Exploración de temperatura: as medicións de viscosidade realízanse a diferentes temperaturas para estudar o efecto da temperatura sobre a viscosidade do HPMC. Comprender a dependencia da temperatura é fundamental para aplicacións nas que os HPMC experimentan cambios de temperatura, como as formulacións farmacéuticas.
4. Análise do peso molecular:
Cromatografía de exclusión de tamaño (SEC): SEC separa as moléculas de polímero en función do seu tamaño en solución. Ao analizar o perfil de elución, pódese determinar a distribución do peso molecular da mostra de HPMC. Comprender a relación entre peso molecular e viscosidade é fundamental para predicir o comportamento reolóxico das HPMC.
5. Modelización e simulación:
Modelos teóricos: Pódense usar varios modelos teóricos, como o modelo Carreau-Yasuda, o modelo Cross ou o modelo da lei de potencia, para describir o comportamento da viscosidade das HPMC en diferentes condicións de cizallamento. Estes modelos combinan parámetros como a velocidade de cizallamento, a concentración e o peso molecular para predecir con precisión a viscosidade.
Simulacións computacionais: as simulacións de dinámica de fluídos computacionais (CFD) proporcionan información sobre o comportamento do fluxo das solucións HPMC en xeometrías complexas. Ao resolver numericamente as ecuacións reitoras do fluxo de fluídos, as simulacións CFD poden predecir a distribución da viscosidade e os patróns de fluxo en diferentes condicións.
6. Estudos in situ e in vitro:
Medicións in situ: as técnicas in situ implican estudar os cambios de viscosidade en tempo real nun ambiente ou aplicación específica. Por exemplo, nas formulacións farmacéuticas, as medicións in situ poden controlar os cambios de viscosidade durante a desintegración da tableta ou a aplicación tópica de xel.
Probas in vitro: as probas in vitro simulan condicións fisiolóxicas para avaliar o comportamento da viscosidade das formulacións baseadas en HPMC destinadas á administración oral, ocular ou tópica. Estas probas proporcionan información valiosa sobre o rendemento e a estabilidade da formulación en condicións biolóxicas relevantes.
7. Tecnoloxía avanzada:
Microrreoloxía: as técnicas de microreoloxía, como a dispersión dinámica da luz (DLS) ou a microrreoloxía de seguimento de partículas (PTM), permiten probar as propiedades viscoelásticas de fluídos complexos a escala microscópica. Estas técnicas poden proporcionar información sobre o comportamento das HPMC a nivel molecular, complementando as medicións reolóxicas macroscópicas.
Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN): a espectroscopia de RMN pódese usar para estudar a dinámica molecular e as interaccións de HPMC en solución. Ao controlar os cambios químicos e os tempos de relaxación, a RMN proporciona información valiosa sobre os cambios conformacionais de HPMC e as interaccións polímero-solvente que afectan á viscosidade.
O estudo do comportamento da viscosidade da HPMC require un enfoque multidisciplinar, que inclúa técnicas experimentais, modelización teórica e métodos analíticos avanzados. Usando unha combinación de viscosmetría, reometría, análise molecular, modelado e técnicas avanzadas, os investigadores poden obter unha comprensión completa das propiedades reolóxicas da HPMC e optimizar o seu rendemento nunha variedade de aplicacións.
Hora de publicación: 29-feb-2024