Reoloji ak konpatibilite HPMC/HPS Complex

Reoloji ak konpatibilite nanHPMC/HPSKonplèks

Mo kle yo: hydroxypropyl methylcellulose; lanmidon idroksipropil; pwopriyete reolojik; konpatibilite; modifikasyon chimik.

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) se yon polymère polisakarid ki souvan itilize nan preparasyon fim manjab. Li se lajman ki itilize nan jaden an nan manje ak medikaman. Fim nan gen bon transparans, pwopriyete mekanik ak pwopriyete baryè lwil oliv. Sepandan, HPMC se yon jèl tèmik pwovoke, ki mennen nan pèfòmans pòv pwosesis li yo nan tanperati ki ba ak gwo konsomasyon enèji pwodiksyon; nplis de sa, pri chè matyè premyè li yo limite aplikasyon lajè li yo ki gen ladan jaden pharmaceutique la. Hydroxypropyl lanmidon (HPS) se yon materyèl manjab lajman ki itilize nan jaden an nan manje ak medikaman. Li gen yon pakèt sous ak pri ki ba. Li se yon materyèl ideyal pou redwi pri HPMC. Anplis, pwopriyete jèl frèt HPS ka balanse viskozite ak lòt pwopriyete reolojik HPMC. , pou amelyore pèfòmans pwosesis li nan tanperati ki ba. Anplis de sa, fim HPS manjab gen ekselan pwopriyete baryè oksijèn, kidonk li ka siyifikativman amelyore pwopriyete baryè oksijèn HPMC fim manjab.

HPS te ajoute nan HPMC pou konpoze, epi HPMC/HPS frèt ak cho sistèm konpoze jèl ranvèse-faz te konstwi. Yo te diskite lwa enfliyans nan pwopriyete yo, mekanis entèraksyon ant HPS ak HPMC nan solisyon, konpatibilite ak tranzisyon faz nan sistèm konpoze an te diskite, epi relasyon ki genyen ant pwopriyete reolojik ak estrikti sistèm konpoze an te etabli. Rezilta yo montre ke sistèm konpoze an gen yon konsantrasyon kritik (8%), anba konsantrasyon kritik la, HPMC ak HPS egziste nan chenn molekilè endepandan ak rejyon faz; pi wo pase konsantrasyon kritik la, faz HPS fòme nan solisyon an kòm sant jèl la, Estrikti microgel a, ki konekte pa entèrring nan chèn molekilè HPMC, montre yon konpòtman ki sanble ak sa ki nan yon fonn polymère. Pwopriyete reolojik nan sistèm konpoze an ak rapò konpoze an konfòme yo ak règ sòm logaritmik la, epi montre yon sèten degre devyasyon pozitif ak negatif, ki endike ke de eleman yo gen bon konpatibilite. Sistèm konpoze an se yon faz kontinyèl faz-dispèse "lanmè-zile" estrikti nan tanperati ki ba, ak tranzisyon an faz kontinyèl rive nan 4:6 ak diminisyon nan rapò a HPMC / HPS konpoze.

Kòm yon eleman enpòtan nan machandiz manje, anbalaj manje ka anpeche manje yo domaje ak polye pa faktè ekstèn nan pwosesis sikilasyon ak depo, kidonk pwolonje lavi etajè a ak peryòd depo nan manje. Kòm yon nouvo kalite materyèl anbalaj manje ki an sekirite ak manjab, e menm gen yon sèten valè nitrisyonèl, fim manjab gen kandida aplikasyon laj nan anbalaj manje ak prezèvasyon, manje vit ak kapsil pharmaceutique, e li te vin tounen yon otspo rechèch nan manje aktyèl la. anbalaj jaden ki gen rapò.

Manbràn konpoze HPMC/HPS te prepare pa metòd depoze. Konpatibilite ak separasyon faz nan sistèm konpoze an te plis eksplore pa optik mikwoskòp elèktron, analiz dinamik pwopriyete tèrmomekanik ak analiz thermogravimetric, ak pwopriyete yo mekanik nan manbràn konpoze yo te etidye. ak pèmeyabilite oksijèn ak lòt pwopriyete manbràn. Rezilta yo montre ke pa gen okenn koòdone evidan de-faz yo jwenn nan imaj SEM yo nan tout fim konpoze, gen yon sèl pwen tranzisyon vè nan rezilta DMA yo nan pi fò nan fim yo konpoze, epi sèlman yon sèl pik degradasyon tèmik parèt nan koub DTG yo. nan pi fò nan fim konpoze yo. HPMC gen sèten konpatibilite ak HPS. Anplis de sa nan HPS nan HPMC siyifikativman amelyore pwopriyete yo baryè oksijèn nan manbràn konpoze an. Pwopriyete mekanik yo nan manbràn konpoze an varye anpil ak rapò a konpoze ak imidite relatif nan anviwònman an, epi prezante yon pwen kwazman, ki ka bay yon referans pou optimize pwodwi pou kondisyon aplikasyon diferan.

Mòfoloji mikwoskopik, distribisyon faz, tranzisyon faz ak lòt mikwostrikti nan sistèm konpoze HPMC/HPS yo te etidye pa senp analiz mikwoskòp optik dyeing yòd, ak transparans ak pwopriyete mekanik nan sistèm konpoze yo te etidye pa espektrofotomèt iltravyolèt ak tèsteur pwopriyete mekanik. Relasyon ki genyen ant estrikti mòfolojik mikwoskopik ak pèfòmans konplè makwoskopik sistèm konpoze HPMC/HPS la te etabli. Rezilta yo montre ke yon gwo kantite mesophases yo prezan nan sistèm nan konpoze, ki gen bon konpatibilite. Gen yon pwen tranzisyon faz nan sistèm konpoze an, ak pwen tranzisyon faz sa a gen yon sèten rapò konpoze ak depandans konsantrasyon solisyon. Pwen ki pi ba nan transparans nan sistèm konpoze an ki konsistan avèk pwen tranzisyon faz HPMC soti nan faz kontinyèl nan faz dispèse ak pwen minimòm nan modil tensile. Modil Young la ak elongasyon nan repo diminye ak ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon an, ki te gen yon relasyon kozatif ak tranzisyon HPMC soti nan faz kontinyèl nan faz dispèse.

Yo te itilize yon rheometer pou etidye efè modifikasyon chimik HPS sou pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl HPMC/HPS frèt ak cho jèl ranvèse-faz sistèm konpoze. Kapasite ak tranzisyon faz yo te etidye, epi relasyon ki genyen ant mikrostruktur ak pwopriyete reolojik ak jèl yo te etabli. Rezilta rechèch yo montre ke hydroxypropylation HPS ka diminye viskozite sistèm konpoze an nan tanperati ki ba, amelyore likidite solisyon konpoze an, epi redwi fenomèn chea mens; hydroxypropylation HPS ka etwat viskozite lineyè sistèm konpoze an. Nan rejyon elastik la, tanperati tranzisyon faz nan sistèm konpoze HPMC/HPS la redwi, epi konpòtman solid ki sanble ak sistèm konpoze an nan tanperati ki ba ak likidite nan tanperati ki wo yo amelyore. HPMC ak HPS fòme faz kontinyèl nan tanperati ki ba ak segondè, respektivman, epi kòm faz dispèse detèmine pwopriyete yo reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm nan konpoze nan tanperati ki wo ak ba. Tou de chanjman an brid sou koub viskozite nan sistèm konpoze an ak pik delta tan nan koub la faktè pèt parèt nan 45 °C, ki eko fenomèn nan faz ko-kontinyèl yo obsève nan mikrograf yo yòd-tache nan 45 °C.

Efè modifikasyon chimik HPS sou estrikti cristalline ak estrikti mikwo-divizyon fim konpoze te etidye pa radyasyon synchrotron ti-ang X-ray gaye teknoloji, ak pwopriyete mekanik, pwopriyete baryè oksijèn ak estabilite tèmik fim konpoze yo te. te etidye sistematikman enfliyans chanjman nan estrikti chimik nan eleman konpoze sou mikrostruktur ak pwopriyete makwoskopik nan sistèm konpoze. Rezilta yo nan radyasyon synchrotron te montre ke hydroxypropylation nan HPS ak amelyorasyon nan konpatibilite nan de eleman yo ta ka siyifikativman anpeche rkristalizasyon nan lanmidon nan manbràn nan ak ankouraje fòmasyon nan yon estrikti ki pi lach pwòp tèt ou-sanble nan manbràn konpoze an. Pwopriyete makwoskopik yo tankou pwopriyete mekanik, estabilite tèmik ak pèmeyabilite oksijèn HPMC / HPS manbràn konpoze yo se pre relasyon ak estrikti entèn kristal li yo ak estrikti rejyon amorphe. Efè konbine de efè yo.

Chapit Premye Entwodiksyon

Kòm yon eleman enpòtan nan machandiz manje, materyèl anbalaj manje ka pwoteje manje kont domaj fizik, chimik ak byolojik ak polisyon pandan sikilasyon ak depo, kenbe bon jan kalite a nan manje tèt li, fasilite konsomasyon manje, epi asire manje. Depo ak prezèvasyon alontèm, epi bay aparans manje pou atire konsomasyon ak jwenn valè pi lwen pase pri materyèl [1-4]. Kòm yon nouvo kalite materyèl anbalaj manje ki an sekirite ak manjab, e menm gen yon sèten valè nitrisyonèl, fim manjab gen kandida aplikasyon laj nan anbalaj manje ak prezèvasyon, manje vit ak kapsil pharmaceutique, e li te vin tounen yon otspo rechèch nan manje aktyèl la. anbalaj jaden ki gen rapò.

Fim manjab yo se fim ki gen yon estrikti rezo pore, anjeneral yo jwenn nan trete polymère manjab natirèl. Anpil polymère natirèl ki egziste nan lanati gen pwopriyete jèl, ak solisyon akeuz yo ka fòme idrojèl nan sèten kondisyon, tankou kèk polisakarid natirèl, pwoteyin, lipid, elatriye. Natirèl polisakarid estriktirèl tankou lanmidon ak seluloz, paske nan estrikti molekilè espesyal yo nan helix long chèn ak pwopriyete chimik ki estab, ka apwopriye pou alontèm ak divès kalite anviwònman depo, epi yo te lajman etidye kòm materyèl manjab ki fòme fim. Fim manjab ki fèt ak yon sèl polisakarid souvan gen sèten limit nan pèfòmans. Se poutèt sa, yo nan lòd yo elimine limit yo nan fim sèl polisakarid manjab, jwenn pwopriyete espesyal oswa devlope nouvo fonksyon, redwi pri pwodwi, ak elaji aplikasyon yo, anjeneral, de kalite polisakarid yo itilize. Oswa polisakarid natirèl ki anwo yo konpoze pou reyalize efè pwopriyete konplemantè. Sepandan, akòz diferans ki genyen nan estrikti molekilè ant diferan polymère, gen yon sèten entropi konformasyon, ak pifò konplèks polymère yo pasyèlman konpatib oswa enkonpatib. Mòfoloji faz la ak konpatibilite nan konplèks polymère a pral detèmine pwopriyete yo nan materyèl la konpoze. Deformation ak istwa koule pandan pwosesis la gen yon enpak siyifikatif sou estrikti a. Se poutèt sa, pwopriyete yo makroskopik tankou pwopriyete reolojik nan sistèm nan konplèks polymère yo etidye. Interrelation ant estrikti mòfolojik mikwoskopik tankou mòfoloji faz ak konpatibilite enpòtan pou reglemante pèfòmans, analiz ak modifikasyon materyèl konpoze, teknoloji pwosesis, gide konsepsyon fòmil ak konsepsyon machin pwosesis, ak evalye pwodiksyon an. Pèfòmans pwosesis pwodwi a ak devlopman ak aplikasyon nouvo materyèl polymère yo gen gwo siyifikasyon.

Nan chapit sa a, estati rechèch la ak pwogrè aplikasyon materyèl fim manjab yo revize an detay; sitiyasyon rechèch la nan idrojèl natirèl; objektif la ak metòd pou konpoze polymère ak pwogrè nan rechèch nan konpoze polisakarid; metòd rechèch reolojik nan sistèm konpoze; Pwopriyete reolojik yo ak konstriksyon modèl sistèm jèl ranvèse frèt ak cho yo analize ak diskite, osi byen ke siyifikasyon rechèch la, objektif rechèch ak rechèch kontni papye sa a.

1.1 Fim manjab

Fim manjab refere a adisyon nan plastifyan ak ajan kwaze ki baze sou sibstans natirèl manjab (tankou polisakarid estriktirèl, lipid, pwoteyin), atravè diferan entèraksyon entèmolekilè, nan konpoze, chofaj, kouch, siye, elatriye Fim nan ak rezo pore. estrikti ki fòme pa tretman. Li ka bay divès fonksyon tankou pwopriyete baryè seleksyone nan gaz, imidite, kontni ak ekstèn sibstans danjere, konsa tankou amelyore kalite sansoryèl ak estrikti entèn nan manje, ak pwolonje peryòd la depo oswa lavi etajè nan pwodwi manje.

1.1.1 Istwa devlopman fim manjab

Devlopman nan fim manjab ka remonte tounen nan 12yèm ak 13yèm syèk yo. Nan epòk sa a, Chinwa yo te itilize yon metòd senp nan épilation rad Citrus ak sitron, ki efektivman redwi pèt dlo nan fwi yo ak legim, se konsa ke fwi ak legim yo kenbe ekla orijinal yo, kidonk pwolonje lavi etajè fwi ak. legim, men twòp anpeche respirasyon aerobic nan fwi ak legim, sa ki lakòz deteryorasyon fèmantasyon fwi. Nan 15yèm syèk la, Azyatik te deja kòmanse fè fim manjab nan lèt soya, epi yo te itilize li pou pwoteje manje ak ogmante aparans nan manje [20]. Nan 16yèm syèk la, Britanik yo te itilize grès pou kouvri sifas manje pou diminye pèt imidite manje. Nan 19yèm syèk la, sikwoz te premye itilize kòm yon kouch manjab sou nwa, nwa ak nwazèt pou anpeche oksidasyon ak ransid pandan depo. Nan ane 1830 yo, fim komèsyal parafin ki fonn cho te parèt pou fwi tankou pòm ak pwa. Nan fen 19yèm syèk la, fim jelatin yo flite sou sifas pwodwi vyann yo ak lòt manje pou konsève manje. Nan kòmansman ane 1950 yo, sir Carnauba, elatriye, te fè nan emulsion lwil oliv-nan-dlo pou kouch ak prezèvasyon fwi ak legim fre. Nan fen ane 1950 yo, rechèch sou fim manjab aplike nan pwodwi vyann yo te kòmanse devlope, ak egzanp ki pi vaste ak siksè se pwodwi yo lavman trete soti nan ti trip bèt nan lanvlop.

Depi ane 1950 yo, li ka di ke konsèp nan fim manjab sèlman te vrèman pwopoze. Depi lè sa a, anpil chèchè devlope yon gwo enterè nan fim manjab. An 1991, Nisperes te aplike karboksimetil seluloz (CMC) nan kouch ak prezèvasyon bannann ak lòt fwi, respirasyon fwi a te redwi, epi pèt klowofil la te retade. Park et al. an 1994 te rapòte pwopriyete baryè efikas nan fim pwoteyin zein nan O2 ak CO2, ki te amelyore pèt dlo a, fane ak dekolorasyon nan tomat. An 1995, Lourdin te itilize dilye solisyon alkalin pou trete lanmidon, e li te ajoute gliserin nan rad frèz pou frechè, ki te redwi pousantaj pèt dlo nan frèz ak reta gate. Baberjee amelyore pwopriyete fim manjab yo nan lane 1996 pa mikwo-liquéfaction ak tretman ultrasons nan likid la fim-fòme, kidonk gwosè a patikil nan likid la fim-fòme te siyifikativman redwi ak estabilite nan omojèn nan emulsyon an te amelyore. An 1998, Padegett et al. te ajoute lizozim oswa nisin nan fim manjab pwoteyin soya epi li te itilize li pou vlope manje, epi li te jwenn ke kwasans bakteri asid laktik nan manje te efektivman anpeche [30]. An 1999, Yin Qinghong et al. itilize sire pou fè yon ajan kouch fim pou prezèvasyon ak depo pòm ak lòt fwi, ki ta ka anpeche respirasyon, anpeche kontraksyon ak pèdi pwa, ak anpeche envazyon mikwòb.

Pandan plizyè ane, bèk mayi-boulanjri pou anbalaj krèm glase, papye diri glutinous pou anbalaj sirèt, ak po tofou pou asyèt vyann yo se anbalaj manjab tipik. Men, aplikasyon komèsyal nan fim manjab yo te nòmalman inègzistan an 1967, e menm konsèvasyon fwi sir-kouvwi te trè limite itilizasyon komèsyal yo. Jiska 1986, kèk konpayi yo te kòmanse bay pwodwi fim manjab, ak pa 1996, kantite konpayi fim manjab te grandi a plis pase 600. Kounye a, aplikasyon fim manjab nan prezèvasyon anbalaj manje te ogmante, e li te reyalize yon revni anyèl plis pase 100 milyon dola ameriken.

1.1.2 Karakteristik ak kalite fim manjab

Dapre rechèch ki enpòtan, fim manjab gen avantaj eksepsyonèl sa yo: fim manjab ka anpeche n bès ak deteryorasyon bon jan kalite manje ki te koze pa migrasyon mityèl diferan sibstans ki sou manje; kèk eleman fim manjab tèt yo gen valè espesyal nitrisyonèl ak fonksyon swen sante; fim manjab gen pwopriyete baryè opsyonèl nan CO2, O2 ak lòt gaz; fim manjab ka itilize pou mikwo ond, boulanjri, manje fri ak fim medikaman ak kouch; fim manjab ka itilize kòm antioksidan ak préservatifs ak lòt transpòtè, kidonk pwolonje lavi etajè manje a; fim manjab ka itilize kòm yon konpayi asirans pou koloran ak fòtifyan nitrisyonèl, elatriye, amelyore kalite manje ak amelyore pwopriyete sansoryèl manje; fim manjab se san danje epi manjab, epi yo ka konsome ansanm ak manje; Fim anbalaj manjab yo ka itilize pou anbalaj ti kantite oswa inite manje, epi fòme anbalaj milti-kouch ak materyèl anbalaj tradisyonèl yo, ki amelyore pèfòmans baryè an jeneral nan materyèl anbalaj.

Rezon ki fè fim anbalaj manjab gen pwopriyete fonksyonèl ki anwo yo se sitou ki baze sou fòmasyon nan yon sèten estrikti rezo ki genyen twa dimansyon andedan yo, kidonk montre sèten fòs ak pwopriyete baryè. Pwopriyete fonksyonèl fim anbalaj manjab yo siyifikativman afekte pa pwopriyete konpozan li yo, ak degre polymère entèn crosslinking, inifòmite ak dansite estrikti rezo a afekte tou pa diferan pwosesis fim-fòme. Gen diferans evidan nan pèfòmans [15, 35]. Fim manjab tou gen kèk lòt pwopriyete tankou solubility, koulè, transparans, elatriye. Apwopriye materyèl anbalaj fim manjab yo ka chwazi selon anviwònman yo itilize diferan ak diferans ki genyen nan objè yo pwodwi yo dwe pake.

Dapre metòd la fòme nan fim manjab, li ka divize an fim ak kouch: (1) Fim endepandan yo pre-prepare anjeneral yo rele fim. (2) Kouch mens ki fòme sou sifas manje a pa mwayen kouch, tranpe, ak flite yo rele kouch. Fim yo sitou itilize pou manje ki gen engredyan diferan ki bezwen pake endividyèlman (tankou pake séchage ak pake lwil oliv nan manje konvenyans), manje ki gen menm engredyan men yo bezwen pake separeman (tankou ti pake kafe, poud lèt, elatriye), ak medikaman oswa pwodwi swen sante. Materyèl kapsil; se kouch prensipalman itilize pou prezèvasyon manje fre tankou fwi ak legim, pwodwi vyann, kouch dwòg ak asanble mikrokapsil lage kontwole.

Dapre materyèl fim-fòme nan fim anbalaj manjab, li ka divize an: fim manjab polisakarid, fim pwoteyin manjab, fim lipid manjab, fim mikwòb manjab ak fim konpoze manjab.

1.1.3 Aplikasyon fim manjab

Kòm yon nouvo kalite materyèl anbalaj manje ki an sekirite ak manjab, e menm gen yon sèten valè nitrisyonèl, se fim manjab lajman ki itilize nan endistri anbalaj manje, jaden pharmaceutique, depo ak prezèvasyon fwi ak legim, pwosesis la ak prezèvasyon. nan vyann ak pwodwi akwatik, pwodiksyon an nan manje vit, ak pwodiksyon an nan lwil oliv. Li gen kandida aplikasyon laj nan prezèvasyon nan manje tankou fri sirèt kwit.

1.1.3.1 Aplikasyon nan anbalaj manje

Solisyon fim-fòme a kouvri sou manje a yo dwe pake pa flite, bwose, tranpe, elatriye, yo anpeche pénétration nan imidite, oksijèn ak sibstans ki sou aromat, ki ka efektivman diminye pèt la nan anbalaj epi redwi kantite kouch anbalaj. ; siyifikativman redwi kouch ekstèn nan manje a Konpleksite nan eleman yo nan anbalaj plastik fasilite resiklaj li yo ak pwosesis, epi redwi polisyon nan anviwònman an; li se aplike nan anbalaj la separe nan kèk eleman nan milti-konpozan konplèks manje diminye migrasyon an mityèl ant diferan eleman, kidonk diminye polisyon an nan anviwònman an. Diminye gate nan manje oswa n bès nan bon jan kalite manje. Se fim nan manjab dirèkteman trete nan papye anbalaj oswa sache anbalaj pou anbalaj manje, ki pa sèlman reyalize sekirite, pwòpte ak konvenyans, men tou, diminye presyon an nan polisyon blan sou anviwònman an.

Sèvi ak mayi, plant soya ak ble kòm prensipal matyè premyè, fim sereyal ki tankou papye ka prepare epi itilize pou anbalaj sosis ak lòt manje. Apre yo fin itilize yo, menm si yo jete yo nan anviwònman natirèl la, yo biodégradables epi yo ka tounen angrè tè pou amelyore tè a. . Sèvi ak lanmidon, chitosan ak dreg pwa kòm materyèl prensipal yo, papye anbalaj manjab ka prepare pou anbalaj manje vit tankou nouy manje vit ak fri franse, ki se pratik, san danje epi trè popilè; itilize pou pake séchage, soup solid Anbalaj manje konvenyans tankou matyè premyè, ki ka kwit dirèkteman nan po a lè yo itilize, ka anpeche kontaminasyon manje, ogmante nitrisyon manje, ak fasilite netwayaj. Zaboka sèk, pòmdetè, ak diri kase yo fèrmante ak konvèti nan polisakarid, ki ka itilize pou prepare nouvo materyèl anbalaj enteryè manjab ki san koulè ak transparan, ki gen bon pwopriyete baryè oksijèn ak pwopriyete mekanik, epi yo itilize pou anbalaj poud lèt. , lwil sòs salad ak lòt pwodwi [19]. Pou manje militè yo, apre yo fin itilize pwodwi a, materyèl anbalaj plastik tradisyonèl yo jete nan anviwònman an epi li vin yon makè pou swiv lènmi, ki fasil pou revele kote a. Nan plizyè eleman espesyal manje tankou pitza, patisri, sòs tomat, krèm glase, yogout, gato ak desè, materyèl anbalaj plastik pa ka dirèkteman ajoute nan itilize, ak fim anbalaj manjab montre avantaj inik li yo, sa ki ka diminye kantite gwoup fraksyon. migrasyon nan sibstans ki sou gou amelyore kalite pwodwi ak estetik [21]. Fim anbalaj manjab ka itilize nan pwosesis manje mikwo ond nan sistèm bat. Pwodwi vyann, legim, fwomaj ak fwi yo pre-anbalaj pa flite, tranpe oswa bwose, elatriye, nan frizè ak estoke, epi sèlman bezwen mikwo ond pou konsomasyon.

Malgre ke kèk papye anbalaj komèsyal manjab ak sache ki disponib, anpil patant yo te anrejistre sou fòmilasyon ak aplikasyon potansyèl materyèl anbalaj manjab. Otorite regilasyon manje franse yo te apwouve yon sak anbalaj manjab endistriyalize ki rele "SOLUPAN", ki konpoze de idroksipropil methylcellulose, lanmidon ak sorbat sodyòm, e ki disponib nan komès.

1.1.3.2 Aplikasyon nan Medsin

Jelatin, dérivés seluloz, lanmidon ak jansiv manjab ka itilize pou prepare kokiy kapsil mou ak difisil nan medikaman ak pwodwi sante, ki ka efektivman asire efikasite nan medikaman ak pwodwi sante, epi yo san danje epi manjab; kèk medikaman gen nannan gou anmè, ki difisil pou pasyan yo itilize. Aksepte, fim manjab yo ka itilize kòm kouch ki maske gou pou dwòg sa yo; kèk polymère enterik polymère pa fonn nan anviwònman lestomak (pH 1.2), men yo idrosolubl nan anviwònman an entesten (pH 6.8) epi yo ka itilize nan entesten kouch dwòg lage soutni; kapab tou itilize kòm yon konpayi asirans pou dwòg vize.

Blanco-Fernandez et al. prepare yon fim konpoze monogliserid chitosan acetylated epi li itilize li pou lage soutni aktivite antioksidan vitamin E, ak efè a te remakab. Materyèl anbalaj antioksidan alontèm. Zhang et al. melanje lanmidon ak jelatin, te ajoute plastifyan glycol polyethylene, ak itilize tradisyonèl yo. Kapsil di kre yo te prepare pa pwosesis la tranpe nan fim nan konpoze, ak transparans la, pwopriyete mekanik, pwopriyete idrofil ak mòfoloji faz nan fim nan konpoze yo te etidye. bon materyèl kapsil [52]. Lal et al. te fè kafirin nan yon kouch manjab pou kouch enterik nan kapsil parasetamol, ak etidye pwopriyete yo mekanik, pwopriyete tèmik, pwopriyete baryè ak pwopriyete lage dwòg nan fim nan manjab. Rezilta yo te montre ke kouch nan sorgo Divès kapsil difisil nan fim gliadin pa te kase nan vant lan, men lage dwòg la nan trip la nan pH 6.8. Paik et al. prepare HPMC phthalate patikil kouvwi ak indomethacin, ak flite manjab fim-fòme likid HPMC sou sifas patikil dwòg yo, ak etidye to a dwòg pyèj, gwosè patikil mwayèn nan patikil dwòg, fim manjab rezilta yo te montre ke HPMCN-kouvwi a. dwòg oral endometacin ta ka reyalize objektif pou maske gou anmè dwòg la ak vize livrezon dwòg. Oladzadabbasabadi et al. melanje modifye sago lanmidon ak carrageenan pou prepare yon fim konpoze manjab kòm yon ranplasan pou kapsil jelatin tradisyonèl yo, epi etidye sinetik siye li yo, pwopriyete tèrmomekanik, pwopriyete fizikochimik ak pwopriyete baryè, Rezilta yo montre ke fim nan manjab konpoze gen pwopriyete menm jan ak jelatin epi li ka. dwe itilize nan pwodiksyon an nan kapsil pharmaceutique.

1.1.3.3 Aplikasyon nan konsèvasyon fwi ak legim

Nan fwi ak legim fre apre yo fin chwazi, reyaksyon byochimik ak respirasyon yo toujou ap kontinye kouray, ki pral akselere domaj nan tisi nan fwi ak legim, epi li fasil lakòz pèt la nan imidite nan fwi ak legim nan tanperati chanm, sa ki lakòz bon jan kalite tisi entèn yo ak pwopriyete sansoryèl fwi ak legim. n bès. Se poutèt sa, prezèvasyon vin pwoblèm ki pi enpòtan nan depo ak transpò fwi ak legim; metòd prezèvasyon tradisyonèl yo gen efè prezèvasyon pòv ak gwo pri. Konsèvasyon kouch fwi ak legim se kounye a metòd ki pi efikas nan prezèvasyon tanperati chanm. Likid ki fòme fim manjab la kouvwi sou sifas fwi ak legim, sa ki ka efektivman anpeche envazyon mikwo-òganis, diminye respirasyon, pèt dlo ak pèt eleman nitritif nan tisi fwi ak legim, retade aje fizyolojik nan tisi fwi ak legim, epi kenbe tisi fwi ak legim orijinal la gra ak lis. Aparans briyan, pou reyalize objektif pou kenbe fre ak pwolonje peryòd depo a. Ameriken yo sèvi ak asetil monogliserid ak fwomaj extrait nan lwil legim kòm prensipal matyè premyè pou prepare fim manjab, epi sèvi ak li pou koupe fwi ak legim pou kenbe fre, anpeche dezidratasyon, mawon ak envazyon mikwo-òganis, pou yo ka konsève pou yon lontan. Eta fre. Japon itilize swa fatra kòm matyè premyè pou prepare fim fre-kenbe pòmdetè, sa ki ka reyalize yon efè fre-kenbe konparab ak sa ki nan depo frèt. Ameriken yo sèvi ak lwil legim ak fwi kòm materyèl prensipal yo anvan tout koreksyon fè yon likid kouch, epi kenbe fwi a koupe fre, epi yo te jwenn ke efè a prezèvasyon se yon bon bagay.

Marquez et al. itilize pwoteyin laktoserom ak pèktin kòm matyè premyè, epi li te ajoute glutaminase pou kwaze pou prepare yon fim manjab konpoze, ki te itilize pou kouvri pòm fre koupe, tomat ak kawòt, sa ki ka siyifikativman diminye pousantaj la pèdi pwa. , anpeche kwasans mikwo-òganis sou sifas fwi ak legim ki fre koupe, epi pwolonje lavi etajè sou premis pou kenbe gou ak gou fwi ak legim fre koupe. Shi Lei et al. rezen glòb wouj kouvwi ak fim manjab chitosan, ki ta ka diminye pèdi pwa ak pousantaj pouri rezen, kenbe koulè ak klète rezen, ak retade degradasyon solid idrosolubl. Sèvi ak chitosan, aljinat sodyòm, carboxymethylcellulose sodyòm ak polyacrylate kòm matyè premyè, Liu et al. prepare fim manjab pa kouch miltikouch pou kenbe fre nan fwi ak legim, epi etidye mòfoloji yo, solubilite dlo, elatriye. Solèy Qingshen et al. etidye fim nan konpoze nan izole pwoteyin soya, ki se itilize pou prezèvasyon nan frèz, ki ka siyifikativman diminye transpirasyon nan frèz, anpeche respirasyon yo, epi redwi pousantaj la nan fwi pouri. Ferreira et al. itilize fwi ak legim rezidi poud ak pòmdetè kale poud pou prepare fim manjab konpoze, etidye solubility nan dlo ak pwopriyete mekanik nan fim konpoze, ak itilize metòd kouch prezève epin. Rezilta yo te montre ke lavi etajè epin te pwolonje. 50%, pousantaj la pèdi pwa diminye pa 30-57%, ak asid òganik la ak imidite pa t 'chanje anpil. Fu Xiaowei et al. etidye prezèvasyon nan piman fre pa fim manjab chitosan, ak rezilta yo te montre ke li ta ka siyifikativman diminye entansite respirasyon nan piman fre pandan depo ak retade aje nan piman. Navarro-Tarazaga et al. itilize fim manjab HPMC ki modifye sire myèl pou konsève prunye yo. Rezilta yo te montre ke sire ta ka amelyore pwopriyete oksijèn ak imidite baryè ak pwopriyete mekanik fim HPMC. Pousantaj pèdi pwa nan prunye yo te siyifikativman redwi, ralantisman ak senyen nan fwi a pandan depo yo te amelyore, epi peryòd depo nan prunye yo te pwolonje. Tang Liying et al. itilize solisyon shellac alkali nan modifikasyon lanmidon, prepare fim anbalaj manjab, ak etidye pwopriyete fim li yo; an menm tan an, lè l sèvi avèk likid fim-fòme li yo rad mango pou fraîcheur ka efektivman diminye respire Li ka anpeche fenomèn nan mawon pandan depo, diminye pousantaj la pèdi pwa ak pwolonje peryòd la depo.

1.1.3.4 Aplikasyon nan pwosesis ak prezèvasyon pwodwi vyann

Pwodwi vyann ki gen eleman nitritif rich ak aktivite dlo ki wo yo fasil anvayi pa mikwo-òganis nan pwosesis la nan pwosesis, transpò, depo ak konsomasyon, sa ki lakòz nwa nan koulè ak oksidasyon grès ak lòt gate. Yo nan lòd yo pwolonje peryòd depo a ak lavi etajè nan pwodwi vyann, li nesesè pou eseye anpeche aktivite a nan anzim nan pwodwi vyann ak envazyon an nan mikwo-òganis sou sifas la, epi anpeche deteryorasyon nan koulè ak odè ki te koze pa oksidasyon grès. Kounye a, konsèvasyon fim manjab se youn nan metòd komen lajman ki itilize nan prezèvasyon vyann nan kay ak aletranje. Konpare li ak metòd tradisyonèl la, li jwenn ke envazyon an nan mikwo-òganis ekstèn, ransid oksidatif nan grès ak pèt la nan ji yo te siyifikativman amelyore nan pwodwi vyann ki pake nan fim manjab, ak bon jan kalite a nan pwodwi vyann yo te siyifikativman amelyore. Lavi etajè pwolonje.

Rechèch sou fim manjab nan pwodwi vyann yo te kòmanse nan fen ane 1950 yo, ak ka aplikasyon an ki gen plis siksè se fim manjab kolagen an, ki te lajman itilize nan pwodiksyon sosis ak pwosesis. Emiroglu et al. te ajoute lwil wowoli nan soya pwoteyin fim manjab pou fè fim anti-bakteri, epi etidye efè anti-bakteri li sou vyann bèf nan frizè. Rezilta yo te montre ke fim nan anti-bakteri ka siyifikativman anpeche repwodiksyon an ak kwasans nan Staphylococcus aureus. Wook et al. prepare yon fim manjab proanthocyanidin epi li itilize li pou kouvri vyann kochon frijidè pou fraîcheur. Koulè, pH, valè TVB-N, asid thiobarbituric ak konte mikwòb vyann kochon apre depo pou 14 jou yo te etidye. Rezilta yo te montre ke fim nan manjab nan proanthocyanidins ka efektivman diminye fòmasyon nan asid thiobarbituric, anpeche gate asid gra, diminye envazyon an ak repwodiksyon nan mikwo-òganis sou sifas la nan pwodwi vyann, amelyore kalite a nan pwodwi vyann, ak pwolonje peryòd la depo ak lavi etajè. Jiang Shaotong et al. te ajoute polifenol te ak alizin nan solisyon manbràn konpoze lanmidon-sodyòm aljinat, epi sèvi ak yo pou konsève fraîcheur vyann kochon frèt, ki ka estoke nan 0-4 °C pou plis pase 19 jou. Cartagena et al. rapòte efè a anti-bakteri nan fim manjab kolagen an te ajoute ak ajan antimikwòb nisin sou prezèvasyon nan tranch vyann kochon, ki endike ke fim manjab kolagen an ka diminye migrasyon an imidite nan tranch vyann kochon frijidè, retade ransid nan pwodwi vyann, epi ajoute 2 fim nan kolagen an ak% nisin te gen pi bon efè prezèvasyon. Wang Rui et al. etidye chanjman yo nan aljinat sodyòm, chitosan ak fib carboxymethyl pa analiz konparatif nan pH la, azòt baz temèt, woujè ak kantite total koloni vyann bèf nan 16 jou nan depo. Twa kalite fim manjab nan vitamin sodyòm yo te itilize pou konsève fraîcheur vyann bèf frèt. Rezilta yo te montre ke fim manjab nan aljinat sodyòm te gen yon efè prezèvasyon frechè ideyal. Caprioli et al. vlope tete kodenn kwit ak yon fim manjab kazeinat sodyòm epi mete l nan frijidè a 4 °C. Etid yo montre ke fim nan kazeinat sodyòm manjab ka ralanti vyann kodenn pandan refrijerasyon. nan ransid.

1.1.3.5 Aplikasyon nan prezèvasyon pwodwi akwatik

N bès nan bon jan kalite pwodwi akwatik sitou manifeste nan rediksyon nan imidite gratis, deteryorasyon nan gou ak deteryorasyon nan teksti pwodwi akwatik. Dekonpozisyon pwodwi akwatik, oksidasyon, denaturasyon ak konsomasyon sèk ki te koze pa envazyon mikwòb yo se tout faktè enpòtan ki afekte lavi etajè pwodwi akwatik yo. Depo nan frizè se yon metòd komen pou prezèvasyon pwodwi akwatik, men pral gen tou yon sèten degre degradasyon kalite nan pwosesis la, ki se espesyalman grav pou pwason dlo dous.

Prezèvasyon fim manjab nan pwodwi akwatik te kòmanse nan fen ane 1970 yo e kounye a, yo te lajman itilize. Fim manjab ka efektivman prezève pwodwi akwatik nan frizè, diminye pèt dlo, epi li ka konbine tou ak antioksidan pou anpeche oksidasyon grès, kidonk reyalize objektif pou pwolonje lavi etajè ak lavi etajè. Meenatchisundaram et al. prepare yon fim manjab konpoze ki baze sou lanmidon lè l sèvi avèk lanmidon kòm yon matris epi li ajoute epis santi bon tankou lay ak kannèl, epi li itilize li pou prezèvasyon kribich blan. Rezilta yo te montre ke fim nan lanmidon manjab ka efektivman anpeche kwasans mikwo-òganis, ralanti oksidasyon grès, pwolonje lavi etajè frijidè kribich blan nan 10 °C ak 4 °C te osi lontan ke 14 ak 12 jou, respektivman. Cheng Yuanyuan ak lòt moun etidye konsèvasyon nan solisyon pullulan ak te pote soti pwason dlo dous la. Konsèvasyon ka efektivman anpeche kwasans mikwo-òganis, ralanti oksidasyon pwoteyin pwason ak grès, epi li gen efè prezèvasyon ekselan. Yunus et al. kouvwi Twit lakansyèl ak yon fim manjab jelatin ki te ajoute lwil esansyèl bay fèy, epi etidye efè prezèvasyon nan frijidè nan 4 °C. Rezilta yo te montre ke fim jelatin manjab la te efikas nan kenbe bon jan kalite a nan Twit lakansyèl pou jiska 22 jou. pou yon tan long. Wang Siwei et al. itilize aljinat sodyòm, chitosan ak CMC kòm materyèl prensipal yo, te ajoute asid stearik pou prepare likid fim manjab, epi itilize li nan rad Penaeus vannamei pou fraîcheur. Etid la te montre ke fim nan konpoze nan CMC ak chitosan likid la gen yon efè prezèvasyon bon epi li ka pwolonje lavi etajè a pa apeprè 2 jou. Yang Shengping ak lòt moun te itilize fim manjab chitosan-te polifenol pou refrijerasyon ak prezèvasyon fre hairtail, ki ka efektivman anpeche repwodiksyon bakteri sou sifas hairtail, retade fòmasyon temèt asid idroklorik, epi pwolonje lavi etajè cheve a. apeprè 12 jou.

1.1.3.6 Aplikasyon nan manje fri

Manje fri gwo twou san fon se yon manje lajman popilè pare-a-manje ak yon gwo pwodiksyon. Li se vlope ak polisakarid ak pwoteyin fim manjab, ki ka anpeche chanjman nan koulè nan manje a pandan pwosesis la fri epi redwi konsomasyon nan lwil oliv. antre oksijèn ak imidite [80]. Kouch manje fri ak jansiv gellan ka diminye konsomasyon lwil oliv pa 35% -63%, tankou lè fri sashimi, li ka diminye konsomasyon lwil oliv pa 63%; lè fri pòmdetè chips, li ka diminye konsomasyon lwil oliv pa 35% -63%. Redwi konsomasyon gaz pa 60%, elatriye [81].

Singthong et al. te fè fim manjab nan polisakarid tankou aljinat sodyòm, karboksimetil seluloz ak pèktin, ki te itilize pou kouch nan bann bannann fri, epi etidye pousantaj absòpsyon lwil oliv apre fri. Rezilta yo te montre ke pèktin ak carboxyl Bann fri yo kouvwi ak methylcellulose te montre pi bon kalite sansoryèl, nan mitan ki fim nan pèktin manjab te gen pi bon efè sou diminye absòpsyon lwil oliv [82]. Holownia et al. kouvwi HPMC ak MC fim sou sifas la nan trenng poul fri yo etidye chanjman ki fèt nan konsomasyon lwil oliv, kontni asid gra gratis ak valè koulè nan lwil fri. Pre-kouch ka diminye absòpsyon lwil oliv ak amelyore lavi lwil oliv [83]. Sheng Meixiang et al. te fè fim manjab nan CMC, chitosan ak soya pwoteyin izole, kouvwi bato pòmdetè, ak fri yo nan tanperati ki wo pou etidye absòpsyon lwil oliv, kontni dlo, koulè, kontni akrilamid ak bon jan kalite sansoryèl nan bato pòmdetè. , rezilta yo te montre ke fim nan manjab izole pwoteyin soya gen yon efè enpòtan sou diminye konsomasyon nan lwil oliv nan fri pòmdetè fri, ak fim nan manjab chitosan gen yon efè pi bon sou diminye kontni an akrilamid [84]. Salvador et al. kouvwi sifas bag kalma fri yo ak lanmidon ble, lanmidon mayi modifye, dextrin ak gluten, ki ta ka amelyore klè nan bag kalma yo epi redwi pousantaj absòpsyon lwil oliv [85].

1.1.3.7 Aplikasyon nan pwodwi boulanjri

Fim manjab ka itilize kòm yon kouch lis amelyore aparans nan machandiz kwit; ka itilize kòm yon baryè nan imidite, oksijèn, grès, elatriye amelyore lavi etajè nan machandiz kwit, pou egzanp, chitosan fim manjab yo itilize nan sifas pen kouch Li kapab tou itilize kòm yon adezif pou ti goute sèk ak ti goute, pa egzanp, pistach griye yo souvan kouvwi ak adezif pou kouvri sèl ak kondiman [87].

Christos et al. te fè fim manjab nan aljinat sodyòm ak pwoteyin laktoserom ak kouvwi yo sou sifas la nan pen probyotik Lactobacillus rhamnosus. Etid la te montre ke pousantaj siviv probyotik te siyifikativman amelyore, men de kalite pen yo te montre Mekanis dijestif yo sanble anpil, kidonk kouch fim manjab la pa chanje teksti, gou ak pwopriyete tèrmofizik pen an [88]. Panuwat et al. te ajoute ekstrè grozeye Endyen nan matris methyl cellulose pou prepare yon fim konpoze manjab, epi sèvi ak li pou konsève fraîcheur nan kajou griye. Rezilta yo te montre ke fim nan manjab konpoze ta ka efektivman anpeche kajou griye pandan depo. Kalite a te deteryore epi yo te pwolonje lavi etajè nan kajou griye jiska 90 jou [89]. Schou et al. te fè yon fim manjab transparan ak fleksib ak kazeinat sodyòm ak gliserin, epi li etidye pwopriyete mekanik li yo, pèmeyabilite dlo ak efè anbalaj li yo sou tranch pen kwit. Rezilta yo te montre ke fim nan manjab nan kazeinat sodyòm vlope pen kwit. Apre pen, dite li ka redwi nan lespas 6 èdtan apre depo nan tanperati chanm [90]. Du et al. te itilize fim manjab ki baze sou pòm ak fim manjab ki baze sou tomat te ajoute ak lwil esansyèl plant pou vlope poul boukannen, ki pa sèlman anpeche kwasans mikwo-òganis anvan griye poul la, men tou, amelyore gou poul la apre griye [91]. Javanmard et al. prepare yon fim manjab nan lanmidon ble epi li itilize li pou vlope nwayo pistache kwit. Rezilta yo te montre ke fim lanmidon manjab te kapab anpeche oksidatif ransid nwa yo, amelyore kalite nwa yo, ak pwolonje lavi etajè yo [92]. Majid et al. itilize fim manjab pwoteyin laktoserom pou kouvwi pistach griye, sa ki ka ogmante baryè oksijèn, diminye ransid pistach, amelyore frajil pistach griye, ak pwolonje peryòd depo li [93].

1.1.3.8 Aplikasyon nan pwodwi sirèt

Endistri sirèt la gen gwo kondisyon pou difizyon eleman temèt, kidonk pou chokola ak sirèt ak sifas poli, li nesesè pou sèvi ak fim manjab idrosolubl pou ranplase likid kouch ki gen eleman temèt. Fim anbalaj manjab la ka fòme yon fim pwoteksyon lis sou sifas sirèt la pou diminye migrasyon oksijèn ak imidite [19]. Aplikasyon an nan fim pwoteyin laktoserom manjab nan sirèt ka siyifikativman diminye difizyon nan eleman temèt li yo. Lè yo itilize chokola pou ankapsile manje lwil tankou bonbon ak manba, lwil oliv la pral emigre nan kouch ekstèn chokola a, fè chokola a kolan epi lakòz yon fenomèn "jèl ranvèse", men materyèl enteryè a ap cheche, sa ki lakòz yon chanjman nan gou li yo. Ajoute yon kouch materyèl anbalaj fim manjab ak fonksyon baryè grès ka rezoud pwoblèm sa a [94].

Nelson et al. te itilize fim manjab methylcellulose pou kouvri sirèt ki gen plizyè lipid epi li te montre trè ba pèmeyabilite lipid, kidonk anpeche fenomèn glas nan chokola [95]. Meyers te aplike yon fim manjab bikouch idwojèl-sir nan chiklèt moulen, ki ta ka amelyore adezyon li yo, diminye volatilizasyon dlo, ak pwolonje lavi etajè li [21]. Dlo prepare pa Fadini et al. Dekolagen-kakawo bè manjab fim konpoze te etidye pou pwopriyete mekanik li yo ak pèmeyabilite dlo, epi li te itilize kòm yon kouch pou pwodwi chokola ak bon rezilta [96].

1.1.4 Fim manjab ki baze sou seluloz

Fim manjab ki baze sou seluloz se yon kalite fim manjab ki fèt ak seluloz ki pi abondan ak dérivés li yo nan lanati kòm matyè premyè prensipal yo. Fim manjab ki baze sou seluloz se san odè ak san gou, e li gen bon fòs mekanik, pwopriyete baryè lwil oliv, transparans, fleksibilite ak bon pwopriyete baryè gaz. Sepandan, akòz nati idrofil nan seluloz, rezistans nan fim manjab ki baze sou seluloz se Pèfòmans dlo se jeneralman relativman pòv [82, 97-99].

Fim manjab ki baze sou seluloz ki fèt ak materyèl dechè nan pwodiksyon endistri manje ka jwenn fim anbalaj manjab ak pèfòmans ekselan, epi yo ka reitilize materyèl dechè yo ogmante valè a te ajoute nan pwodwi yo. Ferreira et al. melanje fwi ak legim rezidi poud ak poud kale pòmdetè pou prepare yon fim konpoze manjab ki baze sou seluloz, epi aplike li nan kouch epin pou konsève fraîcheur, epi reyalize bon rezilta [62]. Tan Huizi et al. te itilize fib dyetetik ki ekstrè nan dreg pwa kòm materyèl de baz epi li te ajoute yon sèten kantite epesè pou prepare yon fim manjab nan fib soya, ki gen bon pwopriyete mekanik ak pwopriyete baryè [100], ki se sitou itilize pou anbalaj manje vit nouy séchage. , li se pratik ak nourisan fonn pake materyèl la dirèkteman nan dlo cho.

Dérivés seluloz idrosolubl, tankou methyl cellulose (MC), carboxymethyl cellulose (CMC) ak hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), ka fòme yon matris kontinyèl epi yo souvan itilize nan devlopman fim manjab ak rechèch. Xiao Naiyu et al. itilize MC kòm substra prensipal la ki fòme fim, te ajoute polyethylene glycol ak klori kalsyòm ak lòt materyèl oksilyè, prepare MC fim manjab pa metòd Distribisyon, epi aplike li nan prezèvasyon nan olecranon, ki ka pwolonje bouch olecranon la. Lavi etajè pèch la se 4.5 jou [101]. Esmaeili et al. prepare fim manjab MC pa depoze ak aplike li nan kouch nan plant lwil esansyèl mikrokapsil. Rezilta yo te montre ke fim MC gen yon bon efè lwil oliv-bloke epi yo ka aplike nan anbalaj manje pou anpeche asid gra gate [102]. Tian et al. modifye fim manjab MC ak asid stearik ak asid gra enstore, ki ta ka amelyore pwopriyete yo bloke dlo nan fim manjab MC [103]. Lai Fengying et al. etidye efè kalite sòlvan sou pwosesis fim-fòme fim manjab MC ak pwopriyete baryè ak pwopriyete mekanik fim manjab [104].

Manbràn CMC gen bon pwopriyete baryè nan O2, CO2 ak lwil, epi yo lajman ki itilize nan jaden an nan manje ak medikaman [99]. Bifani et al. prepare manbràn CMC ak etidye efè ekstrè fèy sou pwopriyete baryè dlo yo ak pwopriyete baryè gaz nan manbràn yo. Rezilta yo te montre ke adisyon nan ekstrè fèy ta ka siyifikativman amelyore imidite a ak pwopriyete baryè oksijèn nan manbràn yo, men se pa pou CO2. Pwopriyete baryè yo gen rapò ak konsantrasyon ekstrè a [105]. de Moura et al. prepare nanopartikil chitosan ranfòse fim CMC, epi etidye estabilite tèmik, pwopriyete mekanik ak idrosolubilite fim konpoze yo. Rezilta yo montre ke nanopartikil chitosan ka efektivman amelyore pwopriyete mekanik ak estabilite tèmik fim CMC. Sèks [98]. Ghanbarzadeh et al. prepare fim CMC manjab epi etidye efè gliserin ak asid oleik sou pwopriyete fizikochimik fim CMC yo. Rezilta yo te montre ke pwopriyete yo baryè nan fim yo te siyifikativman amelyore, men pwopriyete yo mekanik ak transparans diminye [99]. Cheng et al. prepare yon carboxymethyl seluloz-konjac glucomannan manjab fim konpoze, ak etidye efè a nan lwil palmis sou pwopriyete yo fizikochimik nan fim nan konpoze. Rezilta yo te montre ke pi piti mikrosfè lipid yo ka ogmante siyifikativman fim konpoze an. Idrofobisite sifas la ak koube kanal molekil dlo a ka amelyore pèfòmans baryè imidite manbràn [106].

HPMC gen bon pwopriyete fim-fòme, ak fim li yo fleksib, transparan, san koulè ak san odè, e li gen bon pwopriyete baryè lwil oliv, men pwopriyete mekanik li yo ak pwopriyete bloke dlo bezwen amelyore. Etid la pa Zuniga et al. te montre ke mikrostrikti inisyal la ak estabilite nan solisyon an fim-fòme HPMC ka siyifikativman afekte sifas la ak estrikti entèn nan fim nan, ak fason an ti gout lwil oliv antre pandan fòmasyon nan estrikti nan fim ka siyifikativman afekte transmisyon limyè a ak aktivite sifas nan la. fim. Anplis de sa nan ajan an ka amelyore estabilite nan solisyon an fim-fòme, ki an vire afekte estrikti nan sifas ak pwopriyete optik nan fim nan, men pwopriyete yo mekanik ak pèmeyabilite lè yo pa redwi [107]. Klangmuang et al. itilize ajil òganikman modifye ak sire pou amelyore ak modifye fim HPMC manjab pou amelyore pwopriyete mekanik ak pwopriyete baryè fim HPMC. Etid la te montre ke apre modifikasyon sire ak ajil, pwopriyete mekanik HPMC fim manjab yo te konparab ak sa yo ki nan fim manjab. Pèfòmans eleman imidite yo te amelyore [108]. Dogan et al. prepare fim HPMC manjab, epi itilize seluloz mikrokristalin pou amelyore ak modifye fim HPMC, epi etidye pèmeyabilite dlo a ak pwopriyete mekanik fim nan. Rezilta yo te montre ke pwopriyete yo baryè imidite nan fim nan modifye pa t 'chanje anpil. , men pwopriyete mekanik li yo te amelyore anpil [109]. Choi et al. te ajoute fèy origan ak lwil esansyèl bergamot nan matris HPMC pou prepare fim konpoze manjab, epi aplike li nan prezèvasyon kouch nan prunye fre. Etid la te montre ke fim nan konpoze manjab ka efektivman anpeche respirasyon an nan prunye, diminye pwodiksyon an nan etilèn, diminye pousantaj la nan pèdi pwa, ak amelyore kalite a nan prunye [110]. Esteghlal et al. melanje HPMC ak jelatin pou prepare fim konpoze manjab ak etidye fim konpoze manjab. Pwopriyete fizikochimik, pwopriyete mekanik ak konpatibilite HPMC jelatin te montre ke pwopriyete tensil fim konpoze HPMC jelatin pa t chanje anpil, ki ta ka itilize nan preparasyon kapsil medsin [111]. Villacres et al. etidye pwopriyete mekanik, pwopriyete baryè gaz ak pwopriyete anti-bakteri nan fim konpoze HPMC-cassava lanmidon manjab. Rezilta yo te montre ke fim konpoze yo te gen bon pwopriyete baryè oksijèn ak efè anti-bakteri [112]. Byun et al. prepare shellac-HPMC manbràn konpoze, epi etidye efè ki kalite emulsifyan ak konsantrasyon shellac sou manbràn konpoze yo. Emulsifyan an redwi pwopriyete yo bloke dlo nan manbràn konpoze an, men pwopriyete mekanik li yo pa t 'diminye anpil; adisyon a nan shellac anpil amelyore estabilite nan tèmik nan manbràn HPMC a, ak efè li yo ogmante ak ogmantasyon nan konsantrasyon an shellac [113].

1.1.5 Fim manjab ki baze sou lanmidon

Lanmidon se yon polymère natirèl pou preparasyon fim manjab. Li gen avantaj ki genyen nan sous lajè, pri ki ba, byokonpatibilite ak valè nitrisyonèl, epi li lajman ki itilize nan endistri manje ak pharmaceutique [114-117]. Dènyèman, rechèch sou fim pi bon kalite manjab lanmidon ak fim konpoze manjab ki baze sou lanmidon pou depo ak prezèvasyon manje te parèt youn apre lòt [118]. Lanmidon amiloz segondè ak lanmidon modifye hydroxypropylated li yo se materyèl prensipal yo pou preparasyon fim manjab ki baze sou lanmidon [119]. Retrogradasyon lanmidon se rezon prensipal pou kapasite li pou fòme yon fim. Plis kontni amiloz la pi wo, pi sere lyezon entèmolekilè a, se pi fasil pou pwodwi retrogradasyon, ak pi bon pwopriyete a fim-fòme, ak fòs final la rupture nan fim nan. pi gwo. Amylose ka fè fim dlo-idrosolubl ak pèmeyabilite oksijèn ki ba, ak pwopriyete yo baryè nan fim-wo amiloz pa pral diminye anba anviwònman tanperati ki wo, ki ka efektivman pwoteje manje a pake [120].

Fim manjab lanmidon, san koulè ak odè, gen bon transparans, solubilite dlo ak pwopriyete baryè gaz, men li montre idrofilisite relativman fò ak pwopriyete baryè imidite pòv, kidonk li se sitou itilize nan anbalaj oksijèn manje ak baryè lwil oliv [121-123]. Anplis de sa, manbràn ki baze sou lanmidon yo gen tandans aje ak retrogradasyon, ak pwopriyete mekanik yo relativman pòv [124]. Yo nan lòd yo simonte enpèfeksyon ki anwo yo, lanmidon an ka modifye pa metòd fizik, chimik, anzimatik, jenetik ak aditif pou amelyore pwopriyete fim manjab ki baze sou lanmidon [114].

Zhang Zhengmao et al. te itilize ultra-fin lanmidon fim manjab pou kouvwi frèz epi li te jwenn ke li ka efektivman diminye pèt dlo, retade rediksyon kontni sik idrosolubl, ak efektivman pwolonje peryòd depo frèz [125]. Garcia et al. modifye lanmidon ak rapò chèn diferan pou jwenn modifye lanmidon fim-fòme likid, ki te itilize pou prezèvasyon fim kouch frèz fre. To a ak pousantaj pouri anba tè te pi bon pase sa yo ki nan gwoup la san kouvwi [126]. Ghanbarzadeh et al. modifye lanmidon pa asid asid cross-linking ak jwenn chimikman kwa-lye fim lanmidon modifye. Etid yo montre ke apre modifikasyon kwa-linking, pwopriyete yo baryè imidite ak pwopriyete mekanik nan fim lanmidon yo te amelyore [127]. Gao Qunyu et al. te pote tretman idroliz anzimatik nan lanmidon ak jwenn fim manjab lanmidon, ak pwopriyete mekanik li yo tankou fòs rupture, elongasyon ak rezistans plisman ogmante, ak pèfòmans nan baryè imidite ogmante ak ogmantasyon nan tan aksyon anzim. siyifikativman amelyore [128]. Parra et al. te ajoute yon ajan cross-linking nan lanmidon tapioca pou prepare yon fim manjab ak bon pwopriyete mekanik ak vitès transmisyon vapè dlo ki ba [129]. Fonseca et al. itilize ipoklorit sodyòm pou soksid lanmidon pòmdetè ak prepare yon fim manjab nan lanmidon oksidize. Etid la te montre ke pousantaj transmisyon vapè dlo li yo ak solubilite dlo yo te siyifikativman redwi, ki ka aplike nan anbalaj manje ki gen gwo dlo [130].

Konpoze lanmidon ak lòt polymère manjab ak plastifyan se yon metòd enpòtan pou amelyore pwopriyete fim manjab ki baze sou lanmidon. Kounye a, polymères konplèks yo souvan itilize yo se sitou koloyid idrofil, tankou pèktin, seluloz, polisakarid alg, chitosan, karragenan ak jansiv xanthan [131].

Maria Rodriguez et al. te itilize lanmidon pòmdetè ak plastifyan oswa surfactants kòm materyèl prensipal yo prepare fim manjab ki baze sou lanmidon, ki montre ke plastifyan ka ogmante fleksibilite fim ak surfactants ka diminye fim stretchability [132]. Santana et al. te itilize nanofib pou amelyore ak modifye fim manjab lanmidon manyòk, epi li te jwenn fim konpoze manjab ki baze sou lanmidon ak amelyore pwopriyete mekanik, pwopriyete baryè, ak estabilite tèmik [133]. Azevedo et al. konpoze pwoteyin laktoserom ak lanmidon tèrmoplastik yo prepare yon materyèl fim inifòm, ki endike ke pwoteyin laktoserom ak lanmidon tèrmoplastik gen adezyon fò entèfas, ak pwoteyin laktoserom ka siyifikativman amelyore disponiblite lanmidon. Dlo-bloke ak pwopriyete mekanik nan fim manjab [134]. Edhirej et al. prepare yon fim manjab tapioca ki baze sou lanmidon, epi etidye efè plastifyan sou estrikti fizik ak chimik, pwopriyete mekanik ak pwopriyete tèmik fim nan. Rezilta yo montre ke kalite a ak konsantrasyon nan plastifyan ka siyifikativman afekte fim nan lanmidon tapioca. Konpare ak lòt plastifyan tankou ure ak triethylene glycol, pèktin gen pi bon efè plastifyan, ak fim lanmidon plastifye pèktin gen bon pwopriyete bloke dlo [135]. Saberi et al. itilize lanmidon pwa, jansiv guar ak gliserin pou preparasyon fim konpoze manjab. Rezilta yo te montre ke lanmidon pwa jwe yon gwo wòl nan epesè fim, dansite, jwenti, pèmeyabilite dlo ak fòs rupture. Guar jansiv Li ka afekte fòs rupture ak modil elastik manbràn nan, ak gliserin ka amelyore fleksibilite manbràn la [136]. Ji et al. konpoze chitosan ak lanmidon mayi, epi li ajoute nanopartikul kabonat kalsyòm pou prepare yon fim anti-bakteri ki baze sou lanmidon. Etid la te montre ke lyezon idwojèn entèmolekilè yo te fòme ant lanmidon ak chitosan, ak pwopriyete mekanik fim nan ak pwopriyete anti-bakteri yo te amelyore [137]. Meira et al. amelyore ak modifye lanmidon mayi manjab fim anti-bakteri ak nanopartikul kaolin, ak pwopriyete yo mekanik ak tèmik nan fim nan konpoze yo te amelyore, ak efè a anti-bakteri pa te afekte [138]. Ortega-Toro et al. te ajoute HPMC nan lanmidon epi li te ajoute asid asid pou prepare fim manjab. Etid la te montre ke adisyon HPMC ak asid asid ka efektivman anpeche aje nan lanmidon ak diminye pèmeyabilite dlo nan fim manjab, men pwopriyete yo baryè oksijèn gout [139].

1.2 Idwojèl Polymère

Idwojèl yo se yon klas polymère idrofil ak yon estrikti rezo ki genyen twa dimansyon ki pa ka fonn nan dlo men ki ka gonfle pa dlo. Makroskopik, yon idwojèl gen yon fòm defini, li pa ka koule, epi li se yon sibstans solid. Mikwoskopik, molekil dlo-idrosolubl yo ka distribye nan diferan fòm ak gwosè nan idwojèl la epi difize nan diferan pousantaj difizyon, kidonk idrojèl la montre pwopriyete yo nan yon solisyon. Estrikti entèn nan idrogel gen fòs limite epi li fasil detwi. Li nan yon eta ant yon solid ak yon likid. Li gen yon elastisite ki sanble ak yon solid, epi li klèman diferan de yon solid reyèl.

1.2.1 Apèsi sou idrojèl polymère

1.2.1.1 Klasifikasyon idrojèl polymère

Idwojèl polymère se yon estrikti rezo ki genyen twa dimansyon ki fòme pa lyen kwa fizik oswa chimik ant molekil polymère [143-146]. Li absòbe yon gwo kantite dlo nan dlo pou anfle tèt li, epi an menm tan an, li ka kenbe estrikti twa dimansyon li yo epi li pa ka fonn nan dlo. dlo.

Gen plizyè fason yo klase idwojèl. Ki baze sou diferans ki genyen nan pwopriyete kwaze, yo ka divize an jèl fizik ak jèl chimik. Jèl fizik yo fòme pa lyezon idwojèn relativman fèb, lyezon iyonik, entèraksyon idrofob, fòs van der Waals ak entanglement fizik ant chèn molekilè polymère ak lòt fòs fizik, epi yo ka konvèti nan solisyon nan diferan anviwònman ekstèn. Yo rele sa jèl revèsib; jèl chimik se nòmalman yon estrikti rezo pèmanan ki genyen twa dimansyon ki fòme pa kwa-lyezon nan lyezon chimik tankou lyezon kovalan nan prezans chalè, limyè, inisyatè, elatriye Apre jèl la fòme, li se irevokabl ak pèmanan, ke yo rele tou Pou vrè kondansasyon an [147-149]. Jèl fizik jeneralman pa mande pou modifikasyon chimik epi yo gen toksisite ki ba, men pwopriyete mekanik yo relativman pòv epi li difisil pou kenbe tèt ak gwo estrès ekstèn; jèl chimik jeneralman gen pi bon estabilite ak pwopriyete mekanik.

Ki baze sou diferan sous, idrojèl ka divize an idrojèl polymère sentetik ak idrojèl polymère natirèl. Idwojèl polymère sentetik yo se idrojèl ki fòme pa polimerizasyon chimik nan polymère sentetik, sitou ki gen ladan asid polyacrylic, polyvinyl acetate, polyacrylamid, polyethylene oksid, elatriye; Idwojèl polymère natirèl yo Idwojèl polymère yo fòme pa kwa-lyezon nan polymère natirèl tankou polisakarid ak pwoteyin nan lanati, ki gen ladan seluloz, aljinat, lanmidon, agaroz, asid hyaluronik, jelatin, ak kolagen an [6, 7, 150], 151]. Natirèl idrojèl polymère anjeneral gen karakteristik sa yo nan sous lajè, pri ki ba ak toksisite ki ba, ak idrojèl polymère sentetik yo jeneralman fasil nan pwosesis epi yo gen gwo pwodiksyon an.

Ki baze sou repons diferan nan anviwònman an ekstèn, idwojèl kapab tou divize an idwojèl tradisyonèl ak idrojèl entelijan. Idwojèl tradisyonèl yo relativman ensansib a chanjman nan anviwònman ekstèn lan; idwojèl entelijan ka santi ti chanjman nan anviwònman ekstèn ak pwodui chanjman ki koresponn nan estrikti fizik ak pwopriyete chimik [152-156]. Pou idrojèl tanperati-sansib, volim nan chanje ak tanperati a nan anviwònman an. Anjeneral, idrogel polymère sa yo gen gwoup idrofil tankou hydroxyl, etè ak amid oswa gwoup idrofob tankou methyl, etil ak pwopil. Tanperati anviwònman ekstèn lan ka afekte entèraksyon idrofil oswa idrofob ant molekil jèl, lyezon idwojèn ak entèraksyon ant molekil dlo ak chenn polymère, kidonk afekte balans sistèm jèl la. Pou idwojèl pH-sansib, sistèm nan anjeneral gen asid-baz modifye gwoup tankou gwoup carboxyl, gwoup asid sulfonik oswa gwoup amine. Nan yon anviwònman pH chanje, gwoup sa yo ka absòbe oswa lage pwoton, chanje lyezon idwojèn nan jèl la ak diferans ki genyen ant konsantrasyon ion entèn ak ekstèn, sa ki lakòz yon chanjman volim nan jèl la. Pou jaden elektrik, jaden mayetik ak idwojèl limyè-sansib, yo genyen gwoup fonksyonèl tankou polyelectrolytes, oksid metal, ak gwoup foto-sansib, respektivman. Anba diferan stimuli ekstèn, tanperati sistèm lan oswa degre ionizasyon chanje, ak Lè sa a, volim nan jèl chanje pa prensip la menm jan ak tanperati oswa pH-sansib idrogel.

Ki baze sou diferan konpòtman jèl, idwojèl ka divize an jèl frèt-induit ak jèl tèmik-induit [157]. Jèl frèt, refere yo kòm jèl frèt pou kout, se yon makromolekil ki egziste nan fòm lan nan bobin o aza nan tanperati ki wo. Pandan pwosesis la refwadisman, akòz aksyon an nan lyezon idwojèn entèmolekilè, fragman helical yo piti piti fòme, kidonk ranpli pwosesis la soti nan solisyon. Tranzisyon an nan jèl [158]; jèl tèrmo-induit, refere yo kòm jèl tèmik, se yon makromolekil nan eta solisyon nan tanperati ki ba. Pandan pwosesis chofaj la, se yon estrikti rezo ki genyen twa dimansyon ki fòme atravè entèraksyon idrofob, elatriye, konsa ranpli tranzisyon an jelasyon [159], 160].

Hydrogels kapab tou divize an omopolymeric hydrogels, copolymerized hydrogels ak interpenetrating rezo hydrogels ki baze sou diferan rezo pwopwiyete, hydrogels mikwoskopik ak macroscopic hydrogels baze sou diferan gwosè jèl, ak pwopwiyete biodégradables. Diferan divize an idrojèl degradable ak idrojèl ki pa degradab.

1.2.1.2 Aplikasyon natirèl polymère hydrogels

Natirèl idrojèl polymère gen karakteristik sa yo nan bon byokonpatibilite, fleksibilite segondè, sous abondan, sansiblite nan anviwònman an, retansyon dlo segondè ak toksisite ki ba, epi yo lajman ki itilize nan byomedsin, pwosesis manje, pwoteksyon anviwònman, agrikilti ak pwodiksyon forè ak li te lajman. itilize nan endistri ak lòt jaden [142, 161-165].

Aplikasyon nan idrojèl polymère natirèl nan jaden ki gen rapò ak byomedikal. Idwojèl polymère natirèl yo gen bon byokonpatibilite, biodégradabilite, epi pa gen okenn efè segondè toksik, kidonk yo ka itilize kòm pansman blesi ak dirèkteman kontakte tisi imen, sa ki ka efektivman diminye envazyon an nan mikwo-òganis nan vitro, anpeche pèt likid kò a, epi pèmèt oksijèn. pou pase nan. Ankouraje gerizon blesi; ka itilize pou prepare lantiy kontak, ak avantaj ki genyen nan mete konfòtab, bon pèmeyabilite oksijèn, ak tretman oksilyè nan maladi je [166, 167]. Polymère natirèl yo sanble ak estrikti tisi k ap viv yo epi yo ka patisipe nan metabolis nòmal kò imen an, kidonk idrojèl sa yo ka itilize kòm materyèl echafodaj jeni tisi, reparasyon Cartilage jeni tisi, elatriye. Echafodaj jeni tisi yo ka klase nan pre- echafodaj ki gen fòm ak piki-moule. Stent pre-moule itilize dlo espesyal estrikti rezo ki genyen twa dimansyon nan jèl la pèmèt li jwe yon sèten wòl sipò nan tisi byolojik pandan y ap bay yon espas kwasans espesifik ak ase pou selil yo, epi li ka tou pwovoke kwasans selil, diferansyasyon, ak degradasyon. absòpsyon pa kò imen an [168]. Stent piki-moule itilize konpòtman tranzisyon faz nan idrojèl yo rapidman fòme jèl apre yo te enjekte nan yon eta solisyon ap koule tankou dlo, ki ka minimize doulè a ​​nan pasyan yo [169]. Gen kèk idrojèl polymère natirèl ki sansib pou anviwònman an, kidonk yo lajman itilize kòm materyèl lage dwòg kontwole, se konsa ke dwòg yo ankapsule nan yo ka lage nan pati ki nesesè nan kò imen an nan yon fason kwonometre ak quantitative, diminye toksik la ak bò. efè dwòg yo sou kò imen an [170].

Aplikasyon nan idrojèl polymère natirèl nan jaden ki gen rapò ak manje. Natirèl idrojèl polymère yo se yon pati enpòtan nan twa repa moun nan yon jou, tankou kèk desè, sirèt, ranplasan vyann, yogout ak krèm glase. Li se souvan itilize kòm yon aditif manje nan negosyan manje, sa ki ka amelyore pwopriyete fizik li yo epi ba li yon gou lis. Pou egzanp, li se itilize kòm yon epesè nan soup ak sòs, kòm yon emulsifyan nan ji, ak kòm yon ajan sispansyon. Nan bwason lèt, kòm yon ajan gelling nan pouding ak aspics, kòm yon ajan klarifye ak estabilize kim nan byè, kòm yon inhibiteur syneresis nan fwomaj, kòm yon lyan nan sosis, kòm retrogradasyon lanmidon Inibitè yo itilize nan pen ak bè [171-174 ]. Soti nan Manyèl Aditif Manje yo, li ka wè ke yon gwo kantite idrojèl polymère natirèl yo apwouve kòm aditif manje pou pwosesis manje [175]. Idwojèl polymère natirèl yo itilize kòm fòtifyan nitrisyonèl nan devlopman pwodwi sante ak manje fonksyonèl, tankou fib dyetetik, yo itilize nan pwodwi pèdi pwa ak pwodwi anti-konstipasyon [176, 177]; kòm prebyotik, yo itilize yo nan pwodwi swen sante kolon ak pwodwi pou anpeche kansè nan kolon [178]; Idwojèl polymère natirèl yo ka fè nan kouch manjab oswa degradab oswa fim, ki ka itilize nan jaden an nan materyèl anbalaj manje, tankou fwi ak legim prezèvasyon, pa kouch yo sou fwi ak legim Sou sifas la, li ka pwolonje lavi etajè a. nan fwi ak legim epi kenbe fwi ak legim fre ak sansib; li kapab tou itilize kòm materyèl anbalaj pou manje pratik tankou sosis ak kondiman pou fasilite netwayaj [179, 180].

Aplikasyon nan idrojèl polymère natirèl nan lòt jaden. An tèm de nesesite chak jou, li ka ajoute nan swen pou po krèm oswa pwodui kosmetik, ki pa sèlman ka anpeche pwodwi a soti nan seche nan depo, men tou, ki dire lontan idratan ak idratan po a; li ka itilize pou manier, idratan ak lage ralanti nan parfen nan makiyaj bote; Li ka itilize nan nesesite chak jou tankou sèvyèt papye ak kouchèt [181]. Nan agrikilti, li ka itilize pou reziste sechrès ak pwoteje plant ak diminye entansite travay; kòm yon ajan kouch pou grenn plant, li ka siyifikativman ogmante pousantaj jèminasyon grenn; lè yo itilize nan transplantasyon plantules, li ka ogmante pousantaj siviv plant yo; pestisid, amelyore itilizasyon epi redwi polisyon [182, 183]. An tèm de anviwònman, li itilize kòm yon flokulan ak adsorban pou tretman dlo egou ki souvan gen iyon metal lou, konpoze aromat ak koloran pwoteje resous dlo ak amelyore anviwònman an [184]. Nan endistri, li itilize kòm ajan dezidratasyon, grès machin perçage, materyèl vlope kab, materyèl sele ak ajan depo frèt, elatriye [185].

1.2.2 Hydroxypropyl methylcellulose thermogel

Seluloz se yon konpoze makromolekilè natirèl ki te etidye pi bonè, ki gen relasyon ki pi pre ak moun, epi ki pi abondan nan lanati. Li se lajman prezan nan pi wo plant, alg ak mikwo-òganis [186, 187]. Seluloz te piti piti atire atansyon toupatou akòz sous lajè li yo, pri ki ba, renouvlab, biodégradables, san danje, ki pa toksik, ak bon byokonpatibilite [188].

1.2.2.1 Seluloz ak dérivés etè li yo

Seluloz se yon polymère lineyè long chèn ki te fòme pa koneksyon D-anhydroglucose inite estriktirèl atravè lyezon β-1,4 glikozidik [189-191]. Ensolubl. Eksepte pou yon gwoup fen nan chak fen nan chèn molekilè a, gen twa gwoup idroksil polè nan chak inite glikoz, ki ka fòme yon gwo kantite lyezon idwojèn intramolecular ak entèmolekilè nan sèten kondisyon; ak seluloz se yon estrikti polisiklik, ak chèn molekilè a se semi-rijid. Chèn, segondè kristalinite, ak trè regilye nan estrikti, kidonk li gen karakteristik segondè degre nan polimerizasyon, bon oryantasyon molekilè, ak estabilite chimik [83, 187]. Depi chèn seluloz la gen yon gwo kantite gwoup idroksil, li ka modifye chimikman pa plizyè metòd tankou esterifikasyon, oksidasyon, ak eterifikasyon pou jwenn dérivés seluloz ak pwopriyete aplikasyon ekselan [192, 193].

Dérivés seluloz yo se youn nan pi bonè rechèch ak pwodwi pwodwi nan jaden an nan chimi polymère. Yo se materyèl chimik amann polymère ak yon pakèt itilizasyon, ki modifye chimikman soti nan seluloz polymère natirèl. Pami yo, etè seluloz yo lajman itilize. Li se youn nan matyè premyè chimik ki pi enpòtan nan aplikasyon endistriyèl [194].

Gen anpil varyete etè seluloz, yo tout jeneralman gen pwopriyete inik ak ekselan, epi yo te lajman itilize nan anpil domèn tankou manje ak medikaman [195]. MC se kalite ki pi senp nan etè seluloz ak gwoup methyl. Avèk ogmantasyon degre sibstitisyon, li ka fonn nan solisyon alkalin dilye, dlo, alkòl ak idrokarbone aromat sòlvan nan vire, ki montre pwopriyete inik jèl tèmik. [196]. CMC se yon etè seluloz anionik ki te jwenn nan seluloz natirèl pa alkalizasyon ak asidifikasyon.

Li se etè seluloz ki pi lajman itilize ak itilize, ki idrosolubl nan dlo [197]. HPC, yon etè hydroxyalkyl cellulose ki te jwenn nan alkalizing ak eterifying cellulose, gen bon thermoplasticity ak tou montre pwopriyete jèl tèmik, ak tanperati jèl li yo siyifikativman afekte pa degre nan sibstitisyon hydroxypropyl [198]. HPMC, yon etè enpòtan melanje, tou gen pwopriyete jèl tèmik, ak pwopriyete jèl li yo ki gen rapò ak de substituants yo ak rapò yo [199].

1.2.2.2 Hydroxypropyl methylcellulose estrikti

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), estrikti molekilè a montre nan Figi 1-3, se yon tipik ki pa iyonik dlo-idrosolubl seluloz melanje etè. Reyaksyon eterifikasyon klori methyl ak oksid pwopilèn te pote pou jwenn [200,201], epi yo montre ekwasyon reyaksyon chimik nan Figi 1-4.

Genyen hydroxy propoxy (-[OCH2CH(CH3)] n OH), methoxy (-OCH3) ak gwoup hydroxyl ki pa reyaji sou inite estriktirèl HPMC an menm tan, ak pèfòmans li se refleksyon aksyon an jwenti divès gwoup. [202]. Se rapò ki genyen ant de substituants yo detèmine pa rapò mas de ajan eterifyan yo, konsantrasyon ak mas idroksid sodyòm, ak rapò mas ajan eterifyan pou chak inite mas seluloz [203]. Hydroxy propoxy se yon gwoup aktif, ki ka plis alkylated ak hydroxy alkylated; gwoup sa a se yon gwoup idrofil ak yon chèn long branch, ki jwe yon wòl sèten nan plastifikasyon andedan chèn lan. Methoxy se yon gwoup fen-capping, ki mennen nan inaktivasyon nan sit reyaksyon sa a apre reyaksyon an; gwoup sa a se yon gwoup idrofob e li gen yon estrikti relativman kout [204, 205]. Gwoup idroksil ki pa reyaji ak ki fèk prezante yo ka kontinye ranplase, sa ki lakòz yon estrikti chimik final olye konplèks, ak pwopriyete HPMC yo varye nan yon seri sèten. Pou HPMC, yon ti kantite sibstitisyon ka fè pwopriyete fizikochimik li yo byen diferan [206], pou egzanp, pwopriyete fizikochimik segondè methoxy ak ba hydroxypropyl HPMC yo pre MC; Pèfòmans HPMC se tou pre sa HPC.

1.2.2.3 Pwopriyete hydroxypropyl methylcellulose

(1) Thermogelability nan HPMC

Chèn HPMC a gen karakteristik inik hydrasyon-dezidratasyon akòz entwodiksyon gwoup idrofob-methyl ak idrofil-hydroxypropyl. Li piti piti sibi konvèsyon jelasyon lè chofe, epi retounen nan yon eta solisyon apre refwadisman. Sa vle di, li gen pwopriyete jèl tèmik pwovoke, ak fenomèn nan jelasyon se yon pwosesis revèsib, men se pa idantik.

Konsènan mekanis jelasyon HPMC, li se lajman aksepte ke nan pi ba tanperati (anba tanperati a jelasyon), HPMC nan solisyon ak molekil dlo polè yo mare ansanm pa lyezon idwojèn yo fòme yon sa yo rele "birdcage"-tankou estrikti supramolekilè. Gen kèk entanglements senp ant chèn molekilè nan HPMC idrate a, lòt pase sa, gen kèk lòt entèraksyon. Lè tanperati a ogmante, HPMC premye absòbe enèji pou kraze lyezon idwojèn entèmolekilè ki genyen ant molekil dlo ak molekil HPMC, detwi estrikti molekilè kalòj la, piti piti pèdi dlo ki mare sou chèn molekilè a, epi ekspoze gwoup hydroxypropyl ak methoxy. Kòm tanperati a ap kontinye ogmante (pou rive nan tanperati jèl la), molekil HPMC piti piti fòme yon estrikti rezo ki genyen twa dimansyon atravè asosyasyon idrofob, jèl HPMC evantyèlman fòme [160, 207, 208].

Anplis de sa nan sèl inòganik gen kèk efè sou tanperati jèl HPMC, gen kèk diminye tanperati jèl la akòz fenomèn sale soti, ak lòt moun ogmante tanperati jèl la akòz fenomèn dissolution sèl [209]. Avèk adisyon sèl tankou NaCl, fenomèn nan sale rive ak tanperati jèl HPMC diminye [210, 211]. Apre sèl yo ajoute nan HPMC, molekil dlo yo gen plis enkline konbine ak iyon sèl, se konsa ke kosyon idwojèn ki genyen ant molekil dlo ak HPMC detwi, kouch dlo alantou molekil HPMC yo boule, epi molekil HPMC yo ka lage byen vit pou idrofobisite. Asosyasyon, tanperati a nan fòmasyon jèl piti piti diminye. Okontrè, lè sèl tankou NaSCN yo ajoute, fenomèn nan disolisyon sèl rive ak tanperati jèl HPMC ogmante [212]. Lòd diminye efè anyon sou tanperati jèl la se: SO42− > S2O32− > H2PO4− > F− > Cl− > Br− > NO3−> I− > ClO4− > SCN− , lòd kasyon yo sou la. ogmantasyon tanperati jèl se: Li+ > Na+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ [213].

Lè yo ajoute kèk ti molekil òganik tankou alkòl monoidrik ki gen gwoup idroksil, tanperati jèl la ogmante ak ogmantasyon kantite adisyon a, li montre yon valè maksimòm epi li diminye jiskaske separasyon faz rive [214, 215]. Sa a se sitou akòz ti pwa molekilè li yo, ki se konparab ak sa yo ki nan molekil dlo nan lòd nan grandè, epi li ka reyalize miscibility nan nivo molekilè apre konpoze.

(2) Solibilite HPMC

HPMC gen dlo cho ensolubl ak dlo frèt idrosolubl pwopriyete ki sanble ak MC, men yo ka divize an kalite dispèsyon frèt ak kalite dispèsyon cho dapre diferan solubility dlo [203]. Fwad-dispèse HPMC ka byen vit dispèse nan dlo nan dlo frèt, ak viskozite li yo ogmante apre yon peryòd de tan, epi li se vrèman fonn nan dlo; chalè-dispèse HPMC, okontrè, montre aglomerasyon lè ajoute dlo nan yon tanperati ki pi ba, men li pi difisil pou ajoute. Nan dlo-wo tanperati, HPMC ka byen vit dispèse, ak viskozite a ogmante apre tanperati a diminye, vin tounen yon reyèl solisyon akeuz HPMC. Solibilite HPMC nan dlo a gen rapò ak kontni an nan gwoup methoxy, ki se ensolubl nan dlo cho pi wo a 85 °C, 65 °C ak 60 °C soti nan segondè rive ba. Anjeneral pale, HPMC se ensolubl nan solvang òganik tankou asetòn ak klowofòm, men idrosolubl nan solisyon akeuz etanòl ak solisyon melanje òganik.

(3) Tolerans sèl HPMC

Nati ki pa iyonik HPMC fè li pa kapab ionize nan dlo, kidonk li pa pral reyaji ak iyon metal pou presipite. Sepandan, adisyon a nan sèl pral afekte tanperati a nan ki HPMC jèl la fòme. Lè konsantrasyon sèl la ogmante, tanperati jèl HPMC diminye; lè konsantrasyon sèl la pi ba pase pwen flokulasyon an, yo ka ogmante viskozite solisyon HPMC, kidonk nan aplikasyon an, objektif epesman ka reyalize lè yo ajoute yon kantite sèl ki apwopriye [210, 216].

(4) Rezistans asid ak alkali HPMC

An jeneral, HPMC gen estabilite asid-baz fò epi li pa afekte pa pH nan pH 2-12. HPMC montre rezistans nan yon sèten degre nan asid dilye, men montre yon tandans diminye nan viskozite pou asid konsantre; alkali yo gen ti efè sou li, men yo ka yon ti kras ogmante ak Lè sa a, tou dousman diminye viskozite solisyon an [217, 218].

(5) Faktè enfliyans nan viskozite HPMC

HPMC se pseudoplastic, solisyon li estab nan tanperati chanm, ak viskozite li afekte pa pwa molekilè, konsantrasyon ak tanperati. Nan menm konsantrasyon an, pi wo pwa molekilè HPMC, pi wo viskozite a; pou menm pwodwi pwa molekilè a, pi wo konsantrasyon HPMC, pi wo viskozite a; viskozite pwodwi HPMC a diminye ak ogmantasyon tanperati a, epi li rive nan tanperati fòmasyon jèl la, ak yon ogmantasyon toudenkou nan viskozite akòz jelasyon [9, 219, 220].

(6) Lòt pwopriyete HPMC

HPMC gen gwo rezistans nan anzim, ak rezistans li nan anzim ogmante ak degre nan sibstitisyon. Se poutèt sa, pwodwi a gen yon bon jan kalite ki pi estab pandan depo pase lòt pwodwi sik [189, 212]. HPMC gen sèten pwopriyete emulsifyan. Gwoup methoxy idrofob yo ka adsorbe sou sifas faz lwil la nan emulsyon an pou fòme yon kouch adsorption epè, ki ka aji kòm yon kouch pwoteksyon; Gwoup idroksil idrosolubl nan dlo yo ka konbine avèk dlo pou amelyore faz kontinyèl la. Viskozite, inibit coalescence nan faz dispèse, diminye tansyon sifas la, ak estabilize emulsyon an [221]. HPMC ka melanje ak polymère dlo-idrosolubl tankou jelatin, methylcellulose, chiklèt pwa krikèt, carrageenan ak jansiv arab pou fòme yon solisyon inifòm ak transparan, epi li kapab tou melanje ak plastifyan tankou gliserin ak glikol polyethylene. [200, 201, 214].

1.2.2.4 Pwoblèm ki egziste nan aplikasyon hydroxypropyl methylcellulose

Premyèman, pri a wo limite aplikasyon an lajè nan HPMC. Malgre ke fim HPMC gen bon transparans, pwopriyete baryè grès ak pwopriyete mekanik. Sepandan, pri segondè li yo (apeprè 100,000 / tòn) limite aplikasyon lajè li yo, menm nan aplikasyon pharmaceutique ki gen plis valè tankou kapsil. Rezon ki fè HPMC tèlman chè se premyèman paske seluloz materyèl bwit yo itilize pou prepare HPMC relativman chè. Anplis de sa, de gwoup substituent, gwoup hydroxypropyl ak gwoup methoxy, yo grefe sou HPMC an menm tan an, ki fè pwosesis preparasyon li yo trè difisil. Konplèks, kidonk pwodwi HPMC yo pi chè.

Dezyèmman, viskozite ki ba ak pwopriyete fòs jèl ki ba HPMC nan tanperati ki ba diminye processability li nan aplikasyon divès kalite. HPMC se yon jèl tèmik, ki egziste nan yon eta solisyon ak viskozite ki ba anpil nan tanperati ki ba, epi li ka fòme yon jèl gluan solid ki tankou nan tanperati ki wo, kidonk pwosesis pwosesis tankou kouch, flite ak tranpe yo dwe te pote soti nan tanperati ki wo. . Sinon, solisyon an pral fasil koule desann, sa ki lakòz fòmasyon nan materyèl fim ki pa inifòm, ki pral afekte bon jan kalite a ak pèfòmans nan pwodwi a. Operasyon tanperati ki wo sa yo ogmante koyefisyan operasyon an, sa ki lakòz gwo konsomasyon enèji pwodiksyon ak pri pwodiksyon segondè.

1.2.3 Hydroxypropyl lanmidon frèt jèl

Lanmidon se yon konpoze natirèl polymère sentèz pa fotosentèz plant nan anviwònman natirèl la. Polisakarid konstitiyan li yo anjeneral estoke nan grenn yo ak tubèrkul nan plant yo nan fòm lan nan granules ansanm ak pwoteyin, fib, lwil, sik ak mineral. oswa nan rasin [222]. Lanmidon se pa sèlman sous prensipal la nan konsomasyon enèji pou moun, men tou, yon enpòtan materyèl endistriyèl anvan tout koreksyon. Akòz sous lajè li yo, pri ki ba, vèt, natirèl ak renouvlab, li te lajman itilize nan manje ak medikaman, fèmantasyon, fè papye, twal ak endistri petwòl [223].

1.2.3.1 Lanmidon ak dérivés li yo

Lanmidon se yon polymère natirèl segondè ki gen inite estriktirèl se inite α-D-anhydroglucose. Diferan inite yo konekte pa lyezon glikozidik, ak fòmil molekilè li se (C6H10O5) n. Yon pati nan chèn molekilè nan granules lanmidon konekte pa lyezon glikozidik α-1,4, ki se lineyè amiloz; se yon lòt pati nan chèn nan molekilè ki konekte pa lyezon α-1,6 glikozidik sou baz sa a, ki se branch amilopektin [224]. Nan granules lanmidon, gen rejyon cristalline nan ki molekil yo ranje nan yon aranjman lòd ak rejyon amorphe nan ki molekil yo ranje dezòdone. konpozisyon pati. Pa gen okenn fwontyè klè ant rejyon an kristal ak rejyon amorphe, ak molekil amilopektin ka pase nan plizyè rejyon cristalline ak rejyon amorphe. Dapre nati natirèl sentèz lanmidon, estrikti polisakarid nan lanmidon varye selon espès plant ak sit sous [225].

Malgre ke lanmidon te vin youn nan matyè premyè enpòtan pou pwodiksyon endistriyèl akòz sous lajè li yo ak pwopriyete renouvlab, lanmidon natif natal jeneralman gen dezavantaj tankou solubility dlo pòv ak pwopriyete fim-fòme, ba emulsifying ak jeling kapasite, ak estabilite ensifizan. Pou elaji ranje aplikasyon li yo, lanmidon anjeneral modifye fizikman pou adapte li a diferan kondisyon aplikasyon [38, 114]. Gen twa gwoup idroksil gratis sou chak inite estriktirèl glikoz nan molekil lanmidon. Gwoup hydroxyl sa yo trè aktif ak dote lanmidon ak pwopriyete ki sanble ak polyols, ki bay posibilite pou reyaksyon denaturasyon lanmidon.

Apre modifikasyon, kèk pwopriyete lanmidon natif natal yo te amelyore nan yon gwo limit, simonte domaj yo itilize nan lanmidon natif natal, kidonk modifye lanmidon jwe yon wòl esansyèl nan endistri aktyèl la [226]. Amidon oksidize se youn nan lanmidon modifye ki pi lajman itilize ak teknoloji relativman matirite. Konpare ak lanmidon natif natal, lanmidon oksidize pi fasil pou jelatinize. Avantaj nan adezyon segondè. Lanmidon esterifye se yon dérivé lanmidon ki fòme pa esterifikasyon gwoup idroksil nan molekil lanmidon. Yon degre trè ba nan sibstitisyon ka siyifikativman chanje pwopriyete yo nan lanmidon natif natal. Pwopriyete transparans ak fim-fòme nan keratin lanmidon yo evidamman amelyore. Lanmidon eterifye se reyaksyon eterifikasyon gwoup idroksil nan molekil lanmidon pou jenere etè polystarch, epi retrogradasyon li febli. Anba kondisyon yo fò alkalin ki oksidize lanmidon ak lanmidon esterifye pa ka itilize, kosyon etè a kapab tou rete relativman estab. tendans idroliz. Asid-modifye lanmidon, lanmidon an trete ak asid pou ogmante kontni amiloz la, sa ki lakòz retrogradasyon amelyore ak keratin lanmidon. Li relativman transparan epi li fòme yon jèl solid lè li refwadi [114].

1.2.3.2 Hydroxypropyl lanmidon estrikti

Hydroxypropyl lanmidon (HPS), ki gen estrikti molekilè yo montre nan Figi 1-4, se yon etè lanmidon ki pa iyonik, ki prepare pa reyaksyon eterifikasyon oksid pwopilèn ak lanmidon nan kondisyon alkalin [223, 227, 228], ak li yo. ekwasyon reyaksyon chimik yo montre nan Figi 1-6.

Pandan sentèz HPS, anplis reyaji ak lanmidon pou jenere lanmidon idroksipropil, oksid pwopilèn ka reyaji tou ak lanmidon idroksipropil ki pwodui pou jenere chenn bò polyoxypropyl. degre sibstitisyon. Degre sibstitisyon (DS) refere a kantite mwayèn gwoup idroksil ranplase pou chak gwoup glikosil. Pifò nan gwoup glukosil lanmidon yo genyen 3 gwoup idroksil ki ka ranplase, kidonk maksimòm DS la se 3. Degre molè sibstitisyon (MS) refere a mas mwayèn substituants pou chak mol gwoup glikosil [223, 229]. Kondisyon pwosesis reyaksyon hydroxypropylation, mòfoloji granule lanmidon, ak rapò amiloz ak amilopektin nan lanmidon natif natal, tout afekte gwosè MS la.

1.2.3.3 Pwopriyete lanmidon idroksipropil

(1) Jèl frèt HPS

Pou keratin lanmidon HPS cho, espesyalman sistèm nan ki gen gwo kontni amiloz, pandan pwosesis refwadisman, chenn molekilè amiloz nan keratin lanmidon an mele youn ak lòt yo fòme yon estrikti rezo ki genyen twa dimansyon, epi montre evidan konpòtman solid ki tankou. Li vin yon elastomè, fòme yon jèl, epi li ka retounen nan yon eta solisyon apre rechofe, se sa ki, li gen pwopriyete jèl frèt, ak fenomèn jèl sa a gen pwopriyete revèsib [228].

Amiloz jelatinize a se kontinyèlman mawonnen pou fòme yon estrikti kowaksyal sèl. Deyò estrikti sa yo sèl se yon gwoup idrofil, ak andedan an se yon kavite idrofob. Nan tanperati ki wo, HPS egziste nan solisyon akeuz kòm bobin o aza ki soti nan ki kèk segman helical sèl lonje. Lè tanperati a bese, lyezon idwojèn ki genyen ant HPS ak dlo yo kase, dlo estriktirèl la pèdi, ak lyezon idwojèn ant chèn molekilè yo kontinyèlman fòme, finalman fòme yon estrikti jèl rezo ki genyen twa dimansyon. Faz ranpli nan rezo a jèl nan lanmidon se granules rezidyèl lanmidon oswa fragman apre jelatinizasyon, ak antre nan kèk amilopektin tou kontribye nan fòmasyon nan jèl [230-232].

(2) Idrofilisite HPS

Entwodiksyon gwoup hydroxypropyl hydrophilic febli fòs lyezon idwojèn ant molekil lanmidon, ankouraje mouvman molekil lanmidon oswa segman, epi redwi tanperati k ap fonn mikrokristal lanmidon; estrikti granules lanmidon yo chanje, epi sifas granules lanmidon an graj Kòm tanperati a ap ogmante, gen kèk fant oswa twou parèt, se konsa molekil dlo yo ka fasilman antre nan enteryè granules lanmidon yo, sa ki fè lanmidon an pi fasil pou anfle ak jelatinize, kidonk tanperati jelatinizasyon lanmidon an diminye. Kòm degre nan sibstitisyon ogmante, tanperati jelatinizasyon nan lanmidon idroksipropil diminye, epi finalman li ka anfle nan dlo frèt. Apre hydroxypropylation, yo te amelyore koule nan, estabilite tanperati ki ba, transparans, solubilite, ak pwopriyete fim-fòme nan keratin lanmidon [233-235].

(3) Estabilite HPS

HPS se yon etè lanmidon ki pa iyonik ak estabilite segondè. Pandan reyaksyon chimik tankou idroliz, oksidasyon, ak kwa-linking, kosyon etè a pa pral kase epi substituants yo pa pral tonbe. Se poutèt sa, pwopriyete HPS yo relativman mwens afekte pa elektwolit ak pH, asire ke li ka itilize nan yon pakèt domèn pH asid-baz [236-238].

1.2.3.4 Aplikasyon HPS nan domèn manje ak medikaman

HPS se ki pa toksik ak san gou, ak bon pèfòmans dijesyon ak relativman ba viskozite idrolysat. Li se rekonèt kòm yon san danje manjab modifye lanmidon nan kay ak aletranje. Osi bonè ke ane 1950 yo, Etazini te apwouve lanmidon idroksipropil pou itilize dirèk nan manje [223, 229, 238]. HPS se yon lanmidon modifye lajman ki itilize nan jaden an manje, sitou itilize kòm yon ajan epesman, sispansyon ajan ak estabilize.

Li ka itilize nan manje pratik ak manje nan frizè tankou bwason, krèm glase, ak konfiti; li ka pasyèlman ranplase jansiv manjab ki gen anpil pri tankou jelatin; li ka fè nan fim manjab ak itilize kòm kouch manje ak anbalaj [229, 236].

HPS se souvan itilize nan jaden an nan medikaman kòm file, lyan pou rekòt medsin, dezentegre pou tablèt, materyèl pou kapsil pharmaceutique mou ak difisil, kouch dwòg, ajan anti-kondansasyon pou globil wouj atifisyèl ak epesè plasma, elatriye [239] .

1.3 Polymère Compounding

Materyèl polymère yo lajman itilize nan tout aspè nan lavi yo epi yo se materyèl endispansab ak enpòtan. Devlopman kontinyèl nan syans ak teknoloji fè kondisyon moun yo pi plis ak plis divès, epi li jeneralman difisil pou materyèl polymère sèl-konpozan satisfè kondisyon yo aplikasyon divès nan èt imen. Konbine de oswa plis polymère se metòd ki pi ekonomik ak efikas pou jwenn materyèl polymère ak pri ki ba, pèfòmans ekselan, pwosesis pratik ak aplikasyon lajè, ki te atire atansyon anpil chèchè e yo te peye pi plis ak plis atansyon [240-242] .

1.3.1 Objektif ak metòd konpoze polymère

Objektif prensipal polymère konpoze: (l) Pou optimize pwopriyete yo konplè nan materyèl yo. Polymers diferan yo konpoze, se konsa ke konpoze final la kenbe pwopriyete yo ekselan nan yon makromolekil sèl, aprann nan fòs youn ak lòt ak konplete feblès li yo, ak optimize pwopriyete yo konplè nan materyèl polymère. (2) Diminye pri materyèl. Gen kèk materyèl polymère ki gen pwopriyete ekselan, men yo chè. Se poutèt sa, yo ka konpoze ak lòt polymères chè pou diminye depans san yo pa afekte itilizasyon an. (3) Amelyore pwopriyete pwosesis materyèl. Gen kèk materyèl ki gen pwopriyete ekselan men yo difisil pou trete, epi yo ka ajoute lòt polymère apwopriye pou amelyore pwopriyete pwosesis yo. (4) Pou ranfòse yon sèten pwopriyete materyèl la. Yo nan lòd yo amelyore pèfòmans nan materyèl la nan yon aspè espesifik, yo itilize yon lòt polymère pou modifye li. (5) Devlope nouvo fonksyon materyèl yo.

Metòd komen polymère konpoze: (l) Fizyon konpoze. Anba aksyon an taye nan ekipman an konpoze, polymère diferan yo chofe pi wo a tanperati a koule gluan pou konpoze, ak Lè sa a, refwadi ak granules apre konpoze. (2) Rekonstitisyon solisyon. De konpozan yo brase ak melanje lè l sèvi avèk yon sòlvan komen, oswa solisyon yo diferan polymère ki fonn yo brase respire, ak Lè sa a, yo retire sòlvan an pou jwenn yon konpoze polymère. (3) Emulsyon konpoze. Apre brase ak melanje diferan emulsyon polymère nan menm kalite emulsifyan, yo ajoute yon koagulan pou ko-presipite polymère a pou jwenn yon konpoze polymère. (4) Kopolimerizasyon ak konpoze. Ki gen ladan kopolimerizasyon grèf, kopolimerizasyon blòk ak kopolimerizasyon reyaktif, se pwosesis la konpoze akonpaye pa reyaksyon chimik. (5) Interpenetrating rezo [10].

1.3.2 Konpozisyon nan polisakarid natirèl

Polisakarid natirèl yo se yon klas komen nan materyèl polymère nan lanati, ki anjeneral chimikman modifye ak montre yon varyete de pwopriyete ekselan. Sepandan, materyèl polisakarid sèl souvan gen sèten limit pèfòmans, kidonk diferan polisakarid yo souvan konpoze pou reyalize objektif pou konplete avantaj pèfòmans chak eleman ak elaji sijè ki abòde lan aplikasyon an. Osi bonè ke ane 1980 yo, rechèch sou konpoze diferan polisakarid natirèl yo te ogmante anpil [243]. Rechèch la sou sistèm konpoze polisakarid natirèl la nan kay ak aletranje sitou konsantre sou sistèm nan konpoze nan curdlan ak ki pa curdlan ak sistèm nan konpoze nan de kalite polisakarid ki pa lètkaye.

1.3.2.1 Klasifikasyon idrojèl polisakarid natirèl

Polisakarid natirèl yo ka divize an curdlan ak ki pa curdlan selon kapasite yo pou fòme jèl. Gen kèk polisakarid ki ka fòme jèl poukont yo, kidonk yo rele yo curdlan, tankou karajèn, elatriye; lòt moun pa gen okenn pwopriyete geling tèt yo, epi yo rele polisakarid ki pa kakaye, tankou jansiv xanthan.

Yo ka jwenn idwojèl lè w fonn curdlan natirèl nan yon solisyon akeuz. Baze sou tèrmorevèrsibilite jèl ki lakòz la ak depandans tanperati modil li a, li ka divize an kat diferan kalite sa yo [244]:

(1) Cryogel, solisyon polisakarid ka sèlman jwenn jèl nan tanperati ki ba, tankou carrageenan.

(2) Jèl tèmik pwovoke, solisyon polisakarid ka sèlman jwenn jèl nan tanperati ki wo, tankou glucomannan.

(3) Solisyon polisakarid la pa sèlman ka jwenn jèl nan tanperati ki pi ba, men tou, jwenn jèl nan tanperati ki pi wo, men prezante yon eta solisyon nan tanperati entèmedyè.

(4) Solisyon an ka sèlman jwenn jèl nan yon sèten tanperati nan mitan an. Diferan curdlan natirèl gen pwòp konsantrasyon kritik (minimòm), pi wo a ki ka jwenn jèl. Konsantrasyon kritik jèl la gen rapò ak longè kontinyèl chèn molekilè polisakarid la; fòs jèl la afekte anpil pa konsantrasyon ak pwa molekilè solisyon an, epi jeneralman, fòs jèl la ogmante lè konsantrasyon an ogmante [245].

1.3.2.2 Sistèm konpoze curdlan ak ki pa curdlan

Konpoze ki pa curdlan ak curdlan jeneralman amelyore fòs jèl polisakarid [246]. Konjac jansiv ak carrageenan amelyore estabilite ak elastisite jèl nan estrikti rezo jèl konpoze, epi li amelyore anpil fòs jèl li yo. Wei Yu et al. konpoze carrageenan ak jansiv konjac, epi diskite estrikti jèl apre konpoze. Etid la te jwenn ke apre yo fin konpoze carrageenan ak konjac jansiv, yo te pwodwi yon efè sinèrjetik, epi yo te fòme yon estrikti rezo domine pa carrageenan, jansiv konjac gaye nan li, ak rezo jèl li yo pi dans pase sa yo ki nan pi bon kalite carrageenan [247]. Kohyama et al. etidye sistèm nan konpoze nan jansiv carrageenan / konjac, ak rezilta yo te montre ke ak ogmantasyon kontinyèl nan pwa molekilè nan jansiv konjac, estrès la rupture nan jèl la konpoze kontinye ogmante; jansiv konjac ak diferan pwa molekilè te montre fòmasyon jèl menm jan an. tanperati. Nan sistèm konpoze sa a, fòmasyon rezo jèl la antreprann pa carrageenan, ak entèraksyon ki genyen ant de molekil curdlan yo lakòz fòmasyon nan rejyon ki fèb kwaze [248]. Nishinari et al. etidye sistèm konpoze jansiv gellan/konjac, ak rezilta yo te montre ke efè kasyon monovalan sou jèl konpoze an te plis pwononse. Li ka ogmante modil sistèm lan ak tanperati fòmasyon jèl. Kasyon divalan ka ankouraje fòmasyon jèl konpoze nan yon sèten limit, men kantite twòp ap lakòz separasyon faz epi redwi modil sistèm nan [246]. Breneer et al. Etidye konpoze de karrajenan, jansiv pwa krikèt ak jansiv konjac, epi li te jwenn ke karragenan, jansiv pwa krikèt ak jansiv konjac ka pwodwi efè sinèrji, ak rapò pi bon an se jansiv pwa krikèt / karrajenan 1:5.5, jansiv konjac / karrajenan 1:7. , ak lè twa yo konpoze ansanm, efè a sinèrjetik se menm jan ak sa yo ki nan jansiv carrageenan / konjac, ki endike ke pa gen okenn konpoze espesyal nan twa a. entèraksyon [249].

1.3.2.2 De sistèm konpoze ki pa curdlan

De polisakarid natirèl ki pa gen pwopriyete jèl ka montre pwopriyete jèl atravè konpoze, sa ki lakòz pwodwi jèl [250]. Konbine jansiv pwa krikèt ak jansiv xanthan pwodui yon efè sinèrji ki pwovoke fòmasyon nouvo jèl [251]. Ou ka jwenn yon nouvo pwodwi jèl tou lè w ajoute jansiv xanthan nan konjac glucomannan pou konpoze [252]. Wei Yanxia et al. etidye pwopriyete yo reolojik nan konplèks la nan jansiv pwa krikèt ak jansiv xanthan. Rezilta yo montre ke konpoze an nan jansiv pwa krikèt ak jansiv xanthan pwodui yon efè sinèrji. Lè rapò volim konpoze an se 4:6, efè sinèrjik ki pi fò [253]. Fitzsimons et al. konpoze konjak glucomannan ak jansiv xanthan nan tanperati chanm ak anba chofaj. Rezilta yo te montre ke tout konpoze ekspoze pwopriyete jèl, ki reflete efè sinèrjik ant de la. Tanperati konpoze ak eta estriktirèl jansiv xanthan pa t afekte entèraksyon ant de [254]. Guo Shoujun ak lòt moun etidye melanj orijinal la nan poupou kochon pwa jansiv ak jansiv xanthan, ak rezilta yo te montre ke poupou kochon pwa jansiv ak jansiv xanthan gen yon gwo efè sinèrji. Rapò a pi bon konpoze nan poupou kochon pwa jansiv ak xanthan jansiv konpoze adezif se 6/4 (w / w). Li se 102 fwa nan solisyon an sèl nan jansiv soya, ak jèl la fòme lè konsantrasyon nan jansiv konpoze an rive nan 0.4%. Adezif konpoze an gen gwo viskozite, bon estabilite ak pwopriyete reolojik, epi li se yon ekselan manje-jansiv [255].

1.3.3 Konpatibilite nan konpoze polymère

Konpatibilite, ki soti nan yon pwen de vi tèmodinamik, refere a reyalize konpatibilite nan nivo molekilè, ke yo rele tou solubility mityèl. Dapre teyori modèl Flory-Huggins, chanjman enèji gratis nan sistèm konpoze polymère a pandan pwosesis konpoze an konfòm ak fòmil enèji gratis Gibbs la:

△���=△���—T△S (1-1)

Pami yo, △���se enèji lib konplèks la, △���se chalè konplèks la, se entropi konplèks la; se tanperati absoli; sistèm konplèks la se yon sistèm konpatib sèlman lè enèji gratis la chanje △���pandan pwosesis konplèks la [256].

Konsèp miscibility rive nan lefèt ke trè kèk sistèm ka reyalize konpatibilite thermodynamic. Miscibility refere a kapasite nan diferan eleman yo fòme konplèks omojèn, ak kritè a souvan itilize se ke konplèks yo montre yon sèl pwen tranzisyon vè.

Diferan de konpatibilite tèrmodinamik, konpatibilite jeneralize refere a kapasite chak eleman nan sistèm konpoze an pou akomode youn ak lòt, ki pwopoze nan yon pwen de vi pratik [257].

Ki baze sou konpatibilite jeneralize, sistèm konpoze polymère yo ka divize an konplètman konpatib, pasyèlman konpatib ak konplètman enkonpatib sistèm. Yon sistèm konplètman konpatib vle di ke konpoze an se thermodynamically miscible nan nivo molekilè; yon sistèm ki pasyèlman konpatib vle di ke konpoze an konpatib nan yon sèten tanperati oswa ranje konpozisyon; yon sistèm konplètman enkonpatib vle di ke konpoze an se Miscibility nan nivo molekilè pa ka reyalize nan nenpòt tanperati oswa konpozisyon.

Akòz sèten diferans estriktirèl ak entropi konformasyon ant diferan polymère, pifò sistèm konplèks polymère yo pasyèlman konpatib oswa enkonpatib [11, 12]. Tou depan de separasyon faz nan sistèm nan konpoze ak nivo nan melanje, konpatibilite a nan sistèm nan pasyèlman konpatib pral tou varye anpil [11]. Pwopriyete makroskopik konpoze polymère yo gen rapò ak mòfoloji entèn mikwoskopik yo ak pwopriyete fizik ak chimik chak eleman. 240], kidonk li gen gwo siyifikasyon pou etidye mòfoloji mikwoskopik ak konpatibilite sistèm konpoze an.

Metòd rechèch ak karakterizasyon pou konpatibilite nan konpoze binè:

(1) Tanperati tranzisyon vè T���metòd konparezon. Konparezon T���nan konpoze an ak T���nan eleman li yo, si se sèlman yon sèl T���parèt nan konpoze an, sistèm konpoze an se yon sistèm konpatib; si gen de T���, ak de T yo���pozisyon konpoze an nan de gwoup yo mitan pwen T yo���endike ke sistèm konpoze an se yon sistèm ki pasyèlman konpatib; si gen de T���, epi yo sitiye nan pozisyon de eleman T yo���, li endike ke sistèm konpoze an se yon sistèm enkonpatib.

T���Enstriman tès yo souvan itilize nan metòd konparezon an se analizè dinamik thermomechanical (DMA) ak kalorimètr optik diferans (DSC). Metòd sa a ka byen vit jije konpatibilite sistèm konpoze an, men si T���nan de eleman yo se menm jan an, yon sèl T���ap parèt tou apre konpoze, kidonk metòd sa a gen sèten enpèfeksyon [10].

(2) Metòd obsèvasyon mòfolojik. Premyèman, obsève mòfoloji makwoskopik konpoze an. Si konpoze an gen separasyon faz evidan, li ka preliminèman jije ke sistèm nan konpoze se yon sistèm enkonpatib. Dezyèmman, mikwoskòp obsève mòfoloji mikwoskopik ak estrikti faz nan konpoze an. De eleman yo ki konplètman konpatib pral fòme yon eta omojèn. Se poutèt sa, konpoze an ak konpatibilite bon ka obsève distribisyon faz inifòm ak ti gwosè patikil faz dispèse. ak koòdone twoub.

Enstriman tès yo souvan itilize nan metòd obsèvasyon topografi yo se mikwoskòp optik ak mikwoskòp optik (SEM). Metòd obsèvasyon topografi a ka itilize kòm yon metòd oksilyè an konbinezon ak lòt metòd karakterizasyon.

(3) Metòd transparans. Nan yon sistèm konpoze ki pasyèlman konpatib, de eleman yo ka konpatib nan yon sèten tanperati ak konpozisyon ranje, ak separasyon faz ap fèt pi lwen pase ranje sa a. Nan pwosesis la nan transfòmasyon nan sistèm nan konpoze soti nan yon sistèm omojèn nan yon sistèm de-faz, transmissions limyè li yo pral chanje, kidonk konpatibilite li yo ka etidye pa etidye transparans nan konpoze an.

Metòd sa a ka itilize sèlman kòm yon metòd oksilyè, paske lè endis refraktif de polymère yo se menm bagay la, konpoze an jwenn nan konpoze de polymère enkonpatib yo tou transparan.

(4) Metòd reolojik. Nan metòd sa a, chanjman toudenkou nan paramèt viscoelastic konpoze an itilize kòm siy separasyon faz la, pou egzanp, chanjman toudenkou nan koub viskozite-tanperati yo itilize pou make separasyon faz la, ak chanjman toudenkou nan aparan an. Koub taye estrès-tanperati itilize kòm siy separasyon faz. Sistèm nan konpoze san separasyon faz apre konpoze gen bon konpatibilite, ak moun ki gen separasyon faz yo enkonpatib oswa pasyèlman konpatib sistèm [258].

(5) Metòd koub Han an. Koub Han a se lg���'(���) lg G", si koub Han nan sistèm konpoze an pa gen okenn depandans tanperati, ak koub Han a nan diferan tanperati fòme yon koub prensipal, sistèm konpoze an konpatib; si sistèm konpoze an konpatib Koub Han a depann de tanperati a. Si koub Han a separe youn ak lòt nan diferan tanperati epi li pa ka fòme yon koub prensipal, sistèm konpoze an se enkonpatib oswa pasyèlman konpatib. Se poutèt sa, konpatibilite nan sistèm nan konpoze ka jije dapre separasyon an nan koub Han a.

(6) Metòd viskozite solisyon. Metòd sa a sèvi ak chanjman nan viskozite solisyon pou karakterize konpatibilite sistèm konpoze an. Anba diferan konsantrasyon solisyon, viskozite konpoze an trase kont konpozisyon an. Si se yon relasyon lineyè, sa vle di ke sistèm konpoze an konplètman konpatib; si se yon relasyon ki pa lineyè, sa vle di sistèm konpoze an pasyèlman konpatib; si li se yon koub ki gen fòm S, lè sa a li montre ke sistèm konpoze an konplètman enkonpatib [10].

(7) Spèktroskopi enfrawouj. Apre de polymère yo konpoze, si konpatibilite a bon, pral gen entèraksyon tankou lyezon idwojèn, ak pozisyon gwoup gwoup karakteristik yo sou spectre enfrawouj chak gwoup sou chèn polymère a pral chanje. Desantre nan gwoup gwoup karakteristik konplèks la ak chak eleman ka jije konpatibilite nan sistèm konplèks la.

Anplis de sa, konpatibilite nan konplèks yo ka etidye tou pa analyser thermogravimetric, difraksyon radyografi, ti ang gaye radyografi, gaye limyè, gaye elèktron netwon, sonorite nikleyè mayetik ak teknik ultrasons [10].

1.3.4 Pwogrè rechèch hydroxypropyl methylcellulose/hydroxypropyl lanmidon konpoze

1.3.4.1 Konpozisyon hydroxypropyl methylcellulose ak lòt sibstans

Konpoze HPMC ak lòt sibstans yo pwensipalman itilize nan sistèm lage dwòg kontwole ak materyèl anbalaj fim manjab oswa degradab. Nan aplikasyon lage dwòg kontwole, polymères yo souvan konpoze ak HPMC gen ladan polymères sentetik tankou alkòl polyvinyl (PVA), asid laktik-asid glikolik copolymer (PLGA) ak polycaprolactone (PCL), osi byen ke pwoteyin, Polymers natirèl tankou polisakarid. Abdel-Zaher et al. etidye konpozisyon estriktirèl la, estabilite tèmik ak relasyon yo ak pèfòmans HPMC / PVA konpoze, ak rezilta yo te montre ke gen kèk miscibility nan prezans de polymère yo [259]. Zabihi et al. itilize HPMC/PLGA konplèks pou prepare mikrokapsil pou lage kontwole ak soutni nan ensilin, ki ka reyalize lage soutni nan lestomak la ak trip [260]. Javed et al. konpoze idrofil HPMC ak idrofob PCL epi itilize konplèks HPMC/PCL kòm materyèl mikrokapsil pou dwòg kontwole ak soutni liberasyon, ki ta ka lage nan diferan pati nan kò imen an pa ajiste rapò a konpoze [261]. Ding et al. etidye pwopriyete reolojik yo tankou viskozite, viscoelastisite dinamik, rekiperasyon ranpe, ak tixotropi HPMC / konplèks kolagen yo itilize nan domèn lage dwòg kontwole, bay gid teyorik pou aplikasyon endistriyèl [262]. Arthanari, Cai and Rai et al. [263-265] Konplèks HPMC ak polisakarid tankou chitosan, jansiv xanthan, ak aljinat sodyòm yo te aplike nan pwosesis vaksen ak dwòg lage soutni, ak rezilta yo te montre yon efè lage dwòg kontwole [263-265].

Nan devlopman materyèl anbalaj fim manjab oswa degradab, polymères yo souvan konpoze ak HPMC yo se sitou polymère natirèl tankou lipid, pwoteyin ak polisakarid. Karaca, Fagundes and Contreras-Oliva et al. prepare manjab manbràn konpoze ak HPMC / konplèks lipid, epi yo itilize yo nan prezèvasyon nan prunye, tomat Cherry ak Citrus, respektivman. Rezilta yo te montre ke HPMC / lipid manbràn konplèks te gen bon efè a anti-bakteri nan fre-kenbe [266-268]. Shetty, Rubilar, ak Ding et al. etidye pwopriyete mekanik, estabilite tèmik, mikrostruktur, ak entèraksyon ant eleman fim konpoze manjab ki prepare nan HPMC, pwoteyin swa, izole pwoteyin laktoserom, ak kolagen an, respektivman [269-271]. Esteghlal et al. fòmil HPMC ak jelatin pou prepare fim manjab pou itilize nan materyèl anbalaj bio ki baze sou [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata and Ortega-Toro et al. prepare HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/ethyl cellulose ak HPMC/lanmidon manjab fim konpoze, respektivman, epi etidye estabilite tèmik yo, pwopriyete mekanik pwopriyete, mikrostruktur ak pwopriyete anti-bakteri [139, 272-274]. Konpoze HPMC/PLA a kapab tou itilize kòm yon materyèl anbalaj pou machandiz manje, anjeneral pa extrusion [275].

Nan devlopman materyèl anbalaj fim manjab oswa degradab, polymères yo souvan konpoze ak HPMC yo se sitou polymère natirèl tankou lipid, pwoteyin ak polisakarid. Karaca, Fagundes and Contreras-Oliva et al. prepare manjab manbràn konpoze ak HPMC / konplèks lipid, epi yo itilize yo nan prezèvasyon nan prunye, tomat Cherry ak Citrus, respektivman. Rezilta yo te montre ke HPMC / lipid manbràn konplèks te gen bon efè a anti-bakteri nan fre-kenbe [266-268]. Shetty, Rubilar, ak Ding et al. etidye pwopriyete mekanik, estabilite tèmik, mikrostruktur, ak entèraksyon ant eleman fim konpoze manjab ki prepare nan HPMC, pwoteyin swa, izole pwoteyin laktoserom, ak kolagen an, respektivman [269-271]. Esteghlal et al. fòmil HPMC ak jelatin pou prepare fim manjab pou itilize nan materyèl anbalaj bio ki baze sou [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata and Ortega-Toro et al. prepare HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/ethyl cellulose ak HPMC/lanmidon manjab fim konpoze, respektivman, epi etidye estabilite tèmik yo, pwopriyete mekanik pwopriyete, mikrostruktur ak pwopriyete anti-bakteri [139, 272-274]. Konpoze HPMC/PLA a kapab tou itilize kòm yon materyèl anbalaj pou machandiz manje, anjeneral pa extrusion [275].

1.3.4.2 Konpozisyon lanmidon ak lòt sibstans

Rechèch la sou konpoze lanmidon ak lòt sibstans okòmansman konsantre sou divès kalite sibstans polyester idrofob alifatik, ki gen ladan asid polilaktik (PLA), polycaprolactone (PCL), asid polibutèn suksinik (PBSA), elatriye 276]. Muller et al. etidye estrikti ak pwopriyete konpoze lanmidon / PLA ak entèraksyon ki genyen ant de la, ak rezilta yo te montre ke entèraksyon ki genyen ant de la te fèb ak pwopriyete yo mekanik nan konpoze yo te pòv [277]. Correa, Komur and Diaz-Gomez et al. etidye pwopriyete yo mekanik, pwopriyete reolojik, pwopriyete jèl ak konpatibilite de eleman yo nan konplèks lanmidon / PCL, ki te aplike nan devlopman nan materyèl biodégradables, materyèl byomedikal ak materyèl echafodaj jeni tisi [278-280]. Ohkika et al. te jwenn ke melanj lan nan mayi ak PBSA trè pwomèt. Lè kontni an lanmidon se 5-30%, ogmante kontni an nan granules lanmidon ka ogmante modil la epi redwi estrès la tensile ak elongasyon nan kraze [281,282]. Polyester alifatik idrofob se thermodynamically enkonpatib ak lanmidon idrofil, ak divès kalite compatibilizers ak aditif yo anjeneral ajoute amelyore koòdone nan faz ant lanmidon ak Polyester. Szadkowska, Ferri, and Li et al. etidye efè plastifyan ki baze sou silanol, lwil oliv lin anhydrid maleik, ak dérivés lwil oliv fonksyonalize sou estrikti ak pwopriyete konplèks lanmidon/PLA, respektivman [283-285]. Ortega-Toro, Yu et al. itilize asid asid ak diisocyanate diphenylmethane pou konpatibilite lanmidon / konpoze PCL ak konpoze lanmidon / PBSA, respektivman, amelyore pwopriyete materyèl ak estabilite [286, 287].

Nan dènye ane yo, pi plis ak plis rechèch yo te fè sou konpoze lanmidon ak polymère natirèl tankou pwoteyin, polisakarid ak lipid. Teklehaimanot, Sahin-Nadeen ak Zhang et al etidye pwopriyete yo fizikochimik nan lanmidon / zein, lanmidon / laktoserom pwoteyin ak lanmidon / jelatin konplèks, respektivman, ak rezilta yo tout reyalize bon rezilta, ki ka aplike nan biomateryèl manje ak kapsil [52, 288, 289]. Lozanno-Navarro, Talon and Ren et al. etidye transmisyon limyè a, pwopriyete mekanik, pwopriyete anti-bakteri ak konsantrasyon chitosan nan fim konpoze lanmidon / chitosan, respektivman, e li te ajoute ekstrè natirèl, polifenol te ak lòt ajan anti-bakteri natirèl amelyore efè anti-bakteri nan fim nan konpoze. Rezilta rechèch yo montre ke fim konpoze lanmidon/chitosan gen gwo potansyèl nan anbalaj aktif nan manje ak medikaman [290-292]. Kaushik, Ghanbarzadeh, Arvanitoyannis, ak Zhang et al. etidye pwopriyete yo nan lanmidon / seluloz nanokristal, lanmidon / carboxymethylcellulose, lanmidon / methylcellulose, ak fim konpoze lanmidon / hydroxypropylmethylcellulose, respektivman, ak aplikasyon prensipal yo nan materyèl anbalaj manjab / biodégradables [293-295]. Dafe, Jumaidin and Lascombes et al. etidye konpoze ansiv lanmidon / manje tankou lanmidon / pèktin, lanmidon / agar ak lanmidon / karrajenan, sitou itilize nan jaden an nan manje ak anbalaj manje [296-298]. Pwopriyete fizikochimik tapioca lanmidon / mayi lwil oliv, lanmidon / lipid konplèks yo te etidye pa Perez, De et al., sitou pou gide pwosesis pwodiksyon manje extrudée [299, 300].

1.3.4.3 Konpozisyon hydroxypropyl methylcellulose ak lanmidon

Kounye a, pa gen anpil etid sou sistèm konpoze HPMC ak lanmidon nan kay ak aletranje, ak pi fò nan yo ap ajoute yon ti kantite HPMC nan matris lanmidon pou amelyore fenomèn nan aje nan lanmidon. Jimenez et al. itilize HPMC pou diminye aje nan lanmidon natif natal pou amelyore pèmeyabilite manbràn lanmidon yo. Rezilta yo te montre ke adisyon HPMC redwi aje nan lanmidon ak ogmante fleksibilite manbràn konpoze an. Te pèmeyabilite oksijèn nan manbràn konpoze an siyifikativman ogmante, men pèfòmans ki enpèmeyab pa t '. Konbyen ki chanje [301]. Villacres, Basch et al. konpoze HPMC ak lanmidon tapioca pou prepare materyèl anbalaj fim HPMC / lanmidon konpoze, epi etidye efè plastifyan gliserin sou fim konpoze ak efè sorbat potasyòm ak nisin sou pwopriyete anti-bakteri fim konpoze an. Rezilta yo Li montre ke ak ogmantasyon nan kontni HPMC, modil elastik la ak fòs rupture nan fim nan konpoze yo ogmante, elongasyon an nan repo a diminye, ak pèmeyabilite nan vapè dlo gen ti efè; sorbat potasyòm ak nisin ka tou de amelyore fim nan konpoze. Efè anti-bakteri de ajan anti-bakteri pi bon lè yo itilize ansanm [112, 302]. Ortega-Toro et al. etidye pwopriyete HPMC / lanmidon cho-bourade manbràn konpoze, epi etidye efè asid asid sou pwopriyete manbràn konpoze. Rezilta yo te montre ke HPMC te gaye nan faz kontinyèl lanmidon, ak tou de asid asid ak HPMC te gen yon efè sou aje nan lanmidon. nan yon sèten degre anpèchman [139]. Ayorinde et al. itilize fim konpoze HPMC / lanmidon pou kouch amlodipin oral, ak rezilta yo te montre ke tan an dezentegrasyon ak pousantaj lage nan fim nan konpoze yo te trè bon [303].

Zhao Ming et al. etidye efè lanmidon sou pousantaj retansyon dlo nan fim HPMC, ak rezilta yo te montre ke lanmidon ak HPMC te gen yon sèten efè sinèrjetik, ki te lakòz yon ogmantasyon jeneral nan to retansyon dlo [304]. Zhang et al. etidye pwopriyete fim nan konpoze HPMC/HPS ak pwopriyete reolojik solisyon an. Rezilta yo montre ke sistèm konpoze HPMC/HPS la gen yon sèten konpatibilite, pèfòmans manbràn konpoze an bon, ak pwopriyete reolojik HPS HPMC Gen yon bon efè balans [305, 306]. Gen kèk etid sou sistèm HPMC / lanmidon konpoze ak kontni segondè HPMC, ak pi fò nan yo se nan rechèch la pèfòmans fon, ak rechèch la teyorik sou sistèm nan konpoze se relativman manke, espesyalman jèl la nan HPMC / HPS frèt-chalè ranvèse. -faz konpoze jèl. Etid mekanik yo toujou nan yon eta vid.

1.4 Reoloji nan konplèks polymère

Nan pwosesis la nan pwosesis materyèl polymère, koule ak deformation pral inevitableman rive, ak reoloji se syans ki etidye lwa yo koule ak deformation nan materyèl [307]. Koule se yon pwopriyete materyèl likid, pandan y ap deformation se yon pwopriyete solid (cristaline). Yon konparezon jeneral nan koule likid ak deformation solid se jan sa a:

Nan aplikasyon endistriyèl pratik nan materyèl polymère, viskozite yo ak viskoelastisite detèmine pèfòmans pwosesis yo. Nan pwosesis la nan pwosesis ak bòdi, ak chanjman nan pousantaj taye, viskozite nan materyèl polymère ka gen yon gwo mayitid nan plizyè lòd nan grandè. Chanje [308]. Pwopriyete reolojik tankou viskozite ak chea eklèsi dirèkteman afekte kontwòl ponpe, perfusion, dispèsyon ak flite pandan pwosesis la nan materyèl polymère, epi yo se pwopriyete ki pi enpòtan nan materyèl polymère.

1.4.1 Viscoelasticity polymères

Anba fòs ekstèn lan, likid polymère a pa sèlman ka koule, men tou, montre deformation, ki montre yon kalite "viskoelastisite" pèfòmans, ak sans li se viv ansanm nan "solid-likid de-faz" [309]. Sepandan, viskoelastisite sa a se pa viskoelastisite lineyè nan ti deformation, men viskoelastisite ki pa lineyè kote materyèl la montre gwo deformation ak estrès pwolonje [310].

Solisyon akeuz polisakarid natirèl la rele tou idrosol. Nan solisyon an dilye, makromolekil polisakarid yo nan fòm lan nan bobin separe youn ak lòt. Lè konsantrasyon an ogmante nan yon sèten valè, bobin makromolekilè yo antre ak sipèpoze youn ak lòt. Yo rele valè a konsantrasyon kritik [311]. Anba konsantrasyon kritik la, viskozite solisyon an se relativman ba, epi li pa afekte pa to a taye, ki montre konpòtman likid Newtonian; lè konsantrasyon kritik la rive, makromolekil ki orijinèlman deplase nan izolasyon kòmanse konplitché youn ak lòt, epi viskozite solisyon an ogmante siyifikativman. ogmante [312]; alòske lè konsantrasyon an depase konsantrasyon kritik la, yo obsève cheay eklèsi epi solisyon an montre yon konpòtman likid ki pa Newtonyen [245].

Gen kèk idrosol ki ka fòme jèl nan sèten kondisyon, ak pwopriyete viscoelastic yo anjeneral karakterize pa modil depo G ', modil pèt G" ak depandans frekans yo. Modil depo a koresponn ak Elastisite sistèm nan, pandan y ap Modil pèt la koresponn ak viskozite sistèm nan [311]. Nan solisyon dilye, pa gen okenn entanglement ant molekil, kidonk sou yon pakèt frekans, G′ se pi piti anpil pase G″, epi li montre gwo depandans frekans. Piske G′ ak G″ pwopòsyonèl ak frekans ω ak kwadratik li yo, respektivman, lè frekans lan pi wo, G′ > G″. Lè konsantrasyon an pi wo pase konsantrasyon kritik, G′ ak G″ toujou gen depandans frekans. Lè frekans lan pi ba, G′ <G″, ak frekans lan ap ogmante piti piti, de yo pral travèse, epi ranvèse nan G′> nan rejyon an frekans segondè G”.

Pwen kritik kote yon idrosol polisakarid natirèl transfòme nan yon jèl yo rele pwen jèl la. Gen anpil definisyon pwen jèl, ak pi souvan itilize a se definisyon viskoelastisite dinamik nan reoloji. Lè modil depo G′ nan sistèm nan egal a modil pèt G″, li se pwen jèl la, ak G′ > G″ Jèl fòmasyon [312, 313].

Gen kèk molekil polisakarid natirèl ki fòme asosyasyon fèb, ak estrikti jèl yo fasil detwi, ak G' se yon ti kras pi gwo pase G ", ki montre yon depandans frekans pi ba; alòske gen kèk molekil polisakarid natirèl ki ka fòme rejyon ki estab, ki Estrikti jèl la pi fò, G′ pi gwo pase G″, e li pa gen depandans frekans [311].

1.4.2 Konpòtman reolojik nan konplèks polymère

Pou yon sistèm konpoze polymère konplètman konpatib, konpoze an se yon sistèm omojèn, ak viskoelastisite li se jeneralman sòm total pwopriyete yo nan yon sèl polymère, epi viscoelasticity li yo ka dekri pa règ anpirik senp [314]. Pratike te pwouve ke sistèm omojèn nan pa fezab nan amelyorasyon nan pwopriyete mekanik li yo. Okontrè, kèk sistèm konplèks ak estrikti ki separe faz yo gen pèfòmans ekselan [315].

Konpatibilite yon sistèm konpoze ki pasyèlman konpatib pral afekte pa faktè tankou rapò konpoze sistèm, pousantaj taye, tanperati ak estrikti eleman, ki montre konpatibilite oswa separasyon faz, ak tranzisyon an soti nan konpatibilite nan separasyon faz se inevitab. ki mennen nan chanjman enpòtan nan viskoelastisite nan sistèm nan [316, 317]. Nan dènye ane yo, te gen anpil etid sou konpòtman viskoelastik sistèm konplèks polymère ki pasyèlman konpatib. Rechèch la montre ke konpòtman an reolojik nan sistèm nan konpoze nan zòn nan konpatibilite prezante karakteristik sa yo nan sistèm omojèn nan. Nan zòn separasyon faz la, konpòtman reolojik la konplètman diferan de zòn omojèn nan epi li trè konplèks.

Konprann pwopriyete reolojik sistèm konpoze an anba diferan konsantrasyon, rapò konpoze, pousantaj taye, tanperati, elatriye se yon gwo siyifikasyon pou seleksyon kòrèk teknoloji pwosesis, konsepsyon rasyonèl nan fòmil, kontwòl strik nan bon jan kalite pwodwi, ak rediksyon apwopriye nan pwodiksyon an. konsomasyon enèji. [309]. Pou egzanp, pou materyèl tanperati-sansib, viskozite a nan materyèl la ka chanje pa ajiste tanperati a. Ak amelyore pèfòmans nan pwosesis; konprann zòn nan eklèsi taye nan materyèl la, chwazi to a taye ki apwopriye kontwole pèfòmans nan pwosesis nan materyèl la, ak amelyore efikasite pwodiksyon an.

1.4.3 Faktè ki afekte pwopriyete reolojik konpoze an

1.4.3.1 Konpozisyon

Pwopriyete fizik ak chimik ak estrikti entèn nan sistèm konpoze an se yon refleksyon konplè sou kontribisyon konbine pwopriyete yo nan chak eleman ak entèraksyon ki genyen ant eleman yo. Se poutèt sa, pwopriyete yo fizik ak chimik nan chak eleman tèt li gen yon wòl desizif nan sistèm nan konpoze. Degre nan konpatibilite ant polymère diferan varye anpil, gen kèk ki trè konpatib, ak kèk yo prèske konplètman enkonpatib.

1.4.3.2 Rapò sistèm konpoze

Viscoelasticity ak pwopriyete mekanik nan sistèm nan konpoze polymère pral chanje anpil ak chanjman nan rapò a konpoze. Sa a se paske rapò konpoze an detèmine kontribisyon chak eleman nan sistèm konpoze an, epi tou li afekte chak eleman. entèraksyon ak distribisyon faz. Xie Yajie et al. etidye chitosan / hydroxypropyl cellulose epi li te jwenn ke viskozite nan konpoze an ogmante siyifikativman ak ogmantasyon nan kontni idroksipropil seluloz [318]. Zhang Yayuan et al. etidye konplèks la nan jansiv xanthan ak lanmidon mayi epi li te jwenn ke lè rapò a nan jansiv xanthan te 10%, koyefisyan nan konsistans, estrès sede ak endèks likid nan sistèm nan konplèks ogmante siyifikativman. Li evidan [319].

1.4.3.3 Pousantaj taye

Pifò likid polymère yo se likid pseudoplastik, ki pa konfòme ak lwa Newton nan koule. Karakteristik prensipal la se ke viskozite a se fondamantalman chanje anba taye ki ba, ak viskozite a diminye sevè ak ogmantasyon nan pousantaj taye [308, 320]. Koub koule nan likid polymère ka apeprè divize an twa rejyon: rejyon Newtonian ba taye, rejyon eklèsi taye ak rejyon estabilite taye segondè. Lè to a taye gen tandans a zewo, estrès la ak souch vin lineyè, ak konpòtman an koule nan likid la sanble ak sa ki nan yon likid Newtonian. Nan moman sa a, viskozite a gen tandans nan yon sèten valè, ki rele zewo-taye viskozite a η0. η0 reflete tan maksimòm detant materyèl la epi li se yon paramèt enpòtan nan materyèl polymère, ki gen rapò ak pwa molekilè mwayèn nan polymère a ak enèji nan aktivasyon nan koule gluan. Nan zòn nan eklèsi taye, viskozite a piti piti diminye ak ogmantasyon nan to a taye, ak fenomèn nan "chea eklèsi" rive. Zòn sa a se yon zòn koule tipik nan pwosesis la nan materyèl polymère. Nan rejyon an estabilite taye segondè, kòm pousantaj la taye ap kontinye ogmante, viskozite a gen tandans nan yon lòt konstan, viskozite a taye enfini η∞, men rejyon sa a se nòmalman difisil yo rive jwenn.

1.4.3.4 Tanperati

Tanperati dirèkteman afekte entansite mouvman tèmik o aza nan molekil, sa ki ka siyifikativman afekte entèraksyon entèmolekilè tankou difizyon, oryantasyon chèn molekilè, ak entanglement. An jeneral, pandan koule nan materyèl polymère, mouvman an nan chenn molekilè te pote soti nan segman; kòm tanperati a ogmante, volim nan gratis ogmante, ak rezistans nan koule nan segman yo diminye, kidonk viskozite a diminye. Sepandan, pou kèk polymère, kòm tanperati a ogmante, asosyasyon idrofob rive ant chenn yo, kidonk viskozite a ogmante olye.

Divès polymère gen diferan degre sansiblite nan tanperati, ak menm polymère segondè a gen efè diferan sou pèfòmans nan mekanis li yo nan diferan chenn tanperati.

1.5 Siyifikasyon rechèch, objektif rechèch ak kontni rechèch sijè sa a

1.5.1 Rechèch siyifikasyon

Malgre ke HPMC se yon materyèl ki an sekirite ak manjab lajman ki itilize nan jaden an nan manje ak medikaman, li gen bon fim-fòme, dispèse, epesman, ak estabilize pwopriyete. Fim HPMC tou gen bon transparans, pwopriyete baryè lwil oliv, ak pwopriyete mekanik. Sepandan, pri segondè li yo (apeprè 100,000 / tòn) limite aplikasyon lajè li yo, menm nan aplikasyon pharmaceutique ki gen plis valè tankou kapsil. Anplis de sa, HPMC se yon jèl tèmik pwovoke, ki egziste nan yon eta solisyon ak viskozite ki ba nan tanperati ki ba, epi li ka fòme yon jèl gluan solid ki tankou nan tanperati ki wo, kidonk pwosesis pwosesis tankou kouch, flite ak tranpe dwe Li pote. soti nan tanperati ki wo, sa ki lakòz gwo konsomasyon enèji pwodiksyon ak pri pwodiksyon segondè. Pwopriyete tankou pi ba viskozite ak fòs jèl nan HPMC nan tanperati ki ba diminye pwosesis la nan HPMC nan anpil aplikasyon.

Kontrèman, HPS se yon bon mache (apeprè 20,000 / tòn) materyèl manjab ki se tou lajman ki itilize nan jaden an nan manje ak medikaman. Rezon ki fè HPMC tèlman chè se ke seluloz matyè premyè yo itilize pou prepare HPMC pi chè pase lanmidon matyè premyè yo itilize pou prepare HPS. Anplis de sa, HPMC grefon ak de substituent, hydroxypropyl ak methoxy. Kòm yon rezilta, pwosesis preparasyon an trè konplike, kidonk pri HPMC pi wo pase HPS. Pwojè sa a espere ranplase kèk nan HPMC chè yo ak HPS ki ba pri, epi redwi pri pwodwi a sou baz kenbe fonksyon menm jan an.

Anplis de sa, HPS se yon jèl frèt, ki egziste nan yon eta jèl viskoelastik nan tanperati ki ba epi li fòme yon solisyon ap koule tankou dlo nan tanperati ki wo. Se poutèt sa, ajoute HPS nan HPMC ka diminye tanperati jèl HPMC ak ogmante viskozite li nan tanperati ki ba. ak fòs jèl, amelyore processability li nan tanperati ki ba. Anplis, fim manjab HPS gen bon pwopriyete baryè oksijèn, kidonk ajoute HPS nan HPMC ka amelyore pwopriyete baryè oksijèn fim manjab.

An rezime, konbinezon an nan HPMC ak HPS: Premyèman, li gen enpòtan siyifikasyon teyorik. HPMC se yon jèl cho, ak HPS se yon jèl frèt. Pa konpoze de la, gen teyorikman yon pwen tranzisyon ant jèl cho ak frèt. Etablisman sistèm konpoze HPMC/HPS frèt ak cho jèl ak rechèch mekanis li yo ka bay yon nouvo fason pou rechèch sa a kalite sistèm konpoze jèl frèt ak cho ranvèse-faz, etabli gid teyorik. Dezyèmman, li ka diminye depans pwodiksyon ak amelyore pwofi pwodwi yo. Atravè konbinezon HPS ak HPMC, pri pwodiksyon an ka redwi an tèm de matyè premyè ak konsomasyon enèji pwodiksyon, epi pwofi pwodwi a ka amelyore anpil. Twazyèmman, li ka amelyore pèfòmans nan pwosesis ak elaji aplikasyon an. Anplis de sa nan HPS ka ogmante konsantrasyon ak fòs jèl HPMC nan tanperati ki ba, ak amelyore pèfòmans pwosesis li yo nan tanperati ki ba. Anplis de sa, pèfòmans pwodwi yo ka amelyore. Lè w ajoute HPS pou prepare fim nan konpoze manjab nan HPMC / HPS, pwopriyete yo baryè oksijèn nan fim nan manjab ka amelyore.

Konpatibilite nan sistèm nan konpoze polymère ka dirèkteman detèmine mòfoloji a mikwoskopik ak pwopriyete konplè nan konpoze an, espesyalman pwopriyete yo mekanik. Se poutèt sa, li enpòtan anpil pou etidye konpatibilite sistèm konpoze HPMC/HPS la. Tou de HPMC ak HPS yo se polisakarid idrofil ak menm estriktirèl inite-glikoz ak modifye pa menm gwoup fonksyonèl hydroxypropyl, ki amelyore anpil konpatibilite nan sistèm nan konpoze HPMC / HPS. Sepandan, HPMC se yon jèl frèt ak HPS se yon jèl cho, ak konpòtman jèl envès de la mennen nan fenomèn nan separasyon faz nan sistèm nan HPMC / HPS konpoze. An rezime, mòfoloji faz la ak tranzisyon faz nan sistèm konpoze jèl HPMC/HPS frèt-cho yo byen konplèks, kidonk konpatibilite ak separasyon faz nan sistèm sa a pral trè enteresan.

Estrikti mòfolojik la ak konpòtman reolojik nan sistèm konplèks polymère yo relye. Sou yon bò, konpòtman reolojik pandan pwosesis la pral gen yon gwo enpak sou estrikti mòfolojik sistèm lan; an lòt men an, konpòtman an reolojik nan sistèm nan ka byen reflete chanjman ki fèt nan estrikti mòfolojik nan sistèm nan. Se poutèt sa, li se nan gwo siyifikasyon etidye pwopriyete yo reolojik nan sistèm HPMC / HPS konpoze pou gide pwodiksyon, pwosesis ak kontwòl kalite.

Pwopriyete makwoskopik yo tankou estrikti mòfolojik, konpatibilite ak reoloji nan sistèm konpoze jèl frèt ak cho HPMC/HPS yo dinamik, epi yo afekte pa yon seri de faktè tankou konsantrasyon solisyon, rapò konpoze, pousantaj taye ak tanperati. Relasyon ki genyen ant estrikti mòfolojik mikwoskopik la ak pwopriyete makwoskopik sistèm konpoze an ka kontwole pa kontwole estrikti mòfolojik la ak konpatibilite sistèm konpoze an.

1.5.2 Objektif rechèch

HPMC/HPS frèt ak cho ranvèse-faz jèl konpoze sistèm yo te konstwi, pwopriyete reolojik li yo te etidye, ak efè estrikti fizik ak chimik nan eleman yo, rapò konpoze ak kondisyon pwosesis sou pwopriyete yo reolojik nan sistèm nan yo te eksplore. Te fim nan konpoze manjab nan HPMC / HPS prepare, ak pwopriyete yo makroskopik tankou pwopriyete mekanik, pèmeyabilite lè ak pwopriyete optik nan fim nan yo te etidye, ak faktè yo enfliyanse ak lwa yo te eksplore. Sistematikman etidye tranzisyon faz la, konpatibilite ak separasyon faz HPMC/HPS frèt ak cho ranvèse-faz jèl konplèks sistèm lan, eksplore faktè enfliyans li yo ak mekanis, epi etabli relasyon ki genyen ant estrikti mòfolojik mikwoskopik ak pwopriyete makwoskopik. Yo itilize estrikti mòfolojik ak konpatibilite sistèm konpoze pou kontwole pwopriyete materyèl konpoze.

1.5.3 Kontni rechèch

Pou reyalize objektif rechèch la espere, papye sa a pral fè rechèch sa yo:

(1) Konstwi sistèm konpoze jèl frèt ak cho HPMC/HPS, epi sèvi ak yon rheometer pou etidye pwopriyete reolojik solisyon konpoze an, espesyalman efè konsantrasyon, rapò konpoze ak pousantaj taye sou viskozite ak endèks koule nan. sistèm konpoze an. Enfliyans ak lwa pwopriyete reolojik tankou thixotropy ak thixotropy te envestige, epi yo te eksplore mekanis fòmasyon frèt ak cho jèl konpoze.

(2) Yo te prepare fim konpoze HPMC / HPS manjab, epi yo te itilize mikwoskòp elektwon pou etidye enfliyans pwopriyete nannan chak eleman ak rapò konpozisyon sou mòfoloji mikwoskopik fim konpoze an; tester pwopriyete mekanik la te itilize pou etidye pwopriyete yo nannan chak eleman, konpozisyon fim nan konpoze Enfliyans rapò a ak imidite relatif anviwònman an sou pwopriyete yo mekanik nan fim nan konpoze; itilizasyon tèsteur to transmisyon oksijèn ak espektrofotomèt UV-Vis pou etidye efè pwopriyete nannan eleman yo ak rapò konpoze sou pwopriyete oksijèn ak transmisyon limyè fim konpoze konpatibilite ak separasyon faz HPMC/HPS frèt. cho sistèm envès jèl konpoze yo te etidye pa optik mikwoskòp elèktron, analiz thermogravimetric ak analiz thermomechanical dinamik.

(3) Relasyon ki genyen ant mòfoloji mikwoskopik ak pwopriyete mekanik HPMC/HPS sistèm konpoze jèl envès frèt-cho te etabli. Te fim nan konpoze manjab nan HPMC / HPS prepare, epi enfliyans nan konsantrasyon an konpoze ak rapò konpoze sou distribisyon an faz ak tranzisyon faz nan echantiyon an te etidye pa mikwoskòp optik ak metòd dyeing yòd; Règ enfliyans nan konsantrasyon konpoze ak rapò konpoze sou pwopriyete yo mekanik ak pwopriyete transmisyon limyè nan echantiyon yo te etabli. Yo te envestige relasyon ki genyen ant mikrostruktur ak pwopriyete mekanik HPMC/HPS frèt-cho sistèm konpoze jèl envès.

(4) Efè degre sibstitisyon HPS sou pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm konpoze jèl HPMC/HPS frèt-cho ranvèse-faz. Efè degre sibstitisyon HPS, pousantaj taye ak tanperati sou viskozite ak lòt pwopriyete reolojik nan sistèm konpoze an, osi byen ke pwen tranzisyon jèl la, depandans frekans modil ak lòt pwopriyete jèl ak lwa yo te etidye lè l sèvi avèk yon rheometer. Yo te etidye distribisyon faz ki depann de tanperati a ak tranzisyon faz echantiyon yo pa tach yòd, epi yo te dekri mekanis jelasyon HPMC/HPS frèt-cho ranvèse-faz sistèm konplèks jèl la.

(5) Efè modifikasyon estrikti chimik HPS sou pwopriyete makwoskopik ak konpatibilite HPMC/HPS sistèm konpoze jèl frèt-cho ranvèse-faz. Te fim nan konpoze manjab nan HPMC / HPS prepare, ak efè a nan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon sou estrikti nan kristal ak estrikti nan mikwo-domèn nan fim nan konpoze te etidye pa radyasyon synchrotron ti-ang X-ray gaye teknoloji. Lalwa enfliyans nan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon sou pwopriyete yo mekanik nan manbràn konpoze te etidye pa tèsteur pwopriyete mekanik; lwa enfliyans nan degre sibstitisyon HPS sou pèmeyabilite oksijèn nan manbràn konpoze te etidye pa tèsteur pèmeyabilite oksijèn; HPS hydroxypropyl Enfliyans degre sibstitisyon gwoup sou estabilite tèmik fim konpoze HPMC/HPS.

Chapit 2 Etid reolojik nan sistèm konpoze HPMC/HPS

Fim manjab ki baze sou polymère natirèl yo ka prepare pa yon metòd mouye relativman senp [321]. Premyèman, polymère a fonn oswa gaye nan faz likid la pou prepare yon likid manjab ki fòme fim oswa sispansyon fim-fòme, ak Lè sa a, konsantre pa retire sòlvan an. Isit la, operasyon an anjeneral fèt pa siye nan yon tanperati yon ti kras pi wo. Pwosesis sa a anjeneral itilize pou pwodui fim manjab preanbalaj, oswa pou kouvri pwodwi a dirèkteman ak yon solisyon fim-fòme pa tranpe, bwose oswa flite. Desen an nan pwosesis fim manjab mande pou akizisyon de done reolojik egzat nan likid la fòme fim, ki se nan gwo siyifikasyon pou kontwòl kalite pwodwi nan fim anbalaj manjab ak kouch [322].

HPMC se yon adezif tèmik, ki fòme yon jèl nan tanperati ki wo epi li se nan yon eta solisyon nan tanperati ki ba. Pwopriyete jèl tèmik sa a fè viskozite li nan tanperati ki ba trè ba, ki pa fezab nan pwosesis pwodiksyon espesifik yo tankou tranpe, bwose ak tranpe. operasyon, sa ki lakòz yon pwosesis pòv nan tanperati ki ba. Nan contrast, HPS se yon jèl frèt, yon eta jèl gluan nan tanperati ki ba, ak yon tanperati ki wo. Yon eta solisyon viskozite ki ba. Se poutèt sa, atravè konbinezon an nan de la, pwopriyete yo reolojik nan HPMC tankou viskozite nan tanperati ki ba ka balanse nan yon sèten limit.

Chapit sa a konsantre sou efè konsantrasyon solisyon, rapò konpoze ak tanperati sou pwopriyete reolojik yo tankou viskozite zewo-chea, endèks koule ak tixotropi sistèm konpoze jèl envès frèt-cho HPMC/HPS. Règ adisyon yo itilize preliminèman diskite sou konpatibilite sistèm konpoze an.

2.2 Metòd eksperimantal

2.2.1 Preparasyon solisyon konpoze HPMC/HPS

Premye peze HPMC ak HPS sèk poud, epi melanje dapre 15% (w / w) konsantrasyon ak rapò diferan nan 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10; Lè sa a, ajoute 70 °C Nan dlo C, brase rapidman pou 30 min nan 120 rpm / min konplètman dispèse HPMC; Lè sa a, chofe solisyon an pi wo a 95 °C, brase rapidman pou 1 èdtan nan menm vitès la pou konplètman jelatinize HPS; jelatinizasyon fini Apre sa, tanperati a nan solisyon an te rapidman redwi a 70 °C, epi HPMC a te konplètman fonn pa brase nan yon vitès dousman nan 80 rpm / min pou 40 min. (Tout w/w nan atik sa a se: sèk baz mas echantiyon/total solisyon mas).

2.2.2 Pwopriyete reolojik nan sistèm konpoze HPMC/HPS

2.2.2.1 Prensip analiz reolojik

Riometri wotasyon an ekipe ak yon pè monte desann paralèl, ak senp koule taye ka reyalize atravè mouvman relatif ant kranpon yo. Ka rheometer la dwe teste nan mòd etap, mòd koule ak mòd osilasyon: nan mòd etap, rheometer la ka aplike estrès pasajè nan echantiyon an, ki se sitou itilize yo teste repons lan karakteristik pasajè ak tan fiks nan echantiyon an. Evalyasyon ak repons viskoelastik tankou detant estrès, ranpe ak rekiperasyon; nan mòd koule, rheometer la ka aplike estrès lineyè nan echantiyon an, ki se sitou itilize teste depandans nan viskozite echantiyon an sou pousantaj taye ak depandans nan viskozite sou tanperati ak thixotropy; nan mòd osilasyon, rheometer la ka jenere sinusoidal altène estrès osile, ki se sitou itilize pou detèminasyon rejyon an viscoelastic lineyè, evalyasyon estabilite tèmik ak tanperati jelasyon echantiyon an.

2.2.2.2 Metòd tès mòd koule

Yo te itilize yon aparèy plak paralèl ak yon dyamèt 40 mm, epi espas plak la te mete sou 0.5 mm.

1. Viskozite chanje ak tan. Tanperati tès la te 25 °C, pousantaj taye taye 800 s-1, ak tan tès la te 2500 s.

2. Viskozite varye ak pousantaj taye. Tanperati tès 25 °C, pre-shear pousantaj 800 s-1, pre-shear tan 1000 s; pousantaj taye 10²-10³s.

Estrès taye (τ) ak pousantaj taye (γ) swiv lwa pouvwa Ostwald-de Waele:

̇τ=K.γ n (2-1)

kote τ se estrès taye, Pa;

γ se to a taye, s-1;

n se endèks lajan likid sikile;

K se koyefisyan viskozite, Pa·sn.

Relasyon ki genyen ant viskozite a (ŋ) nan solisyon an polymère ak to a taye (γ) ka ekipe pa modil la carren:

Pami yo,ŋ0taye viskozite, Pa s;

ŋ∞se viskozite taye enfini, Pa s;

λ se tan detant, s;

n se endèks eklèsi taye taye;

3. Twa-etap thixotropy tès metòd. Tanperati tès la se 25 °C, a. Etap nan estasyonè, to a taye se 1 s-1, ak tan an tès se 50 s; b. Etap taye taye a, pousantaj taye taye a se 1000 s-1, ak tan tès la se 20 s; c. Pwosesis rekiperasyon estrikti a, pousantaj taye lenn se 1 s-1, ak tan tès la se 250 s.

Nan pwosesis rekiperasyon estrikti, degre rekiperasyon estrikti a apre diferan tan rekiperasyon eksprime pa pousantaj rekiperasyon viskozite:

DSR=ŋt ⁄ ŋ╳100%

Pami yo,ŋt se viskozite nan tan rekiperasyon estriktirèl ts, Pa s;

hŋse viskozite nan fen premye etap la, Pa s.

2.3 Rezilta ak Diskisyon

2.3.1 Efè tan taye lenn sou pwopriyete reolojik sistèm konpoze an

Nan yon vitès taye konstan, viskozite aparan an ka montre diferan tandans ak ogmante tan taye. Figi 2-1 montre yon koub tipik nan viskozite kont tan nan yon sistèm konpoze HPMC/HPS. Li ka wè nan figi a ke ak ekstansyon an nan tan an taye, viskozite a aparan diminye kontinyèlman. Lè tan an taye rive nan apeprè 500 s, viskozite a rive nan yon eta ki estab, ki endike ke viskozite a nan sistèm nan konpoze anba taye gwo vitès gen yon valè sèten. Depandans tan nan, se sa ki, thixotropie ekspoze nan yon seri tan sèten.

Se poutèt sa, lè w ap etidye lwa varyasyon viskozite sistèm konpoze an ak pousantaj taye lenn, anvan tès taye fiks reyèl la, yon sèten peryòd gwo vitès pre-taye obligatwa pou elimine enfliyans thixotropy sou sistèm konpoze an. . Se konsa, lwa a nan varyasyon viskozite ak pousantaj taye kòm yon faktè sèl jwenn. Nan eksperyans sa a, viskozite tout echantiyon yo te rive nan yon eta stable anvan 1000 s nan yon gwo pousantaj taye 800 1 / s ak tan, ki pa trase isit la. Se poutèt sa, nan tan kap vini konsepsyon eksperimantal la, pre-taye pou 1000 s nan yon pousantaj segondè taye nan 800 1 / s te adopte elimine efè a nan thixotropy nan tout echantiyon.

2.3.2 Efè konsantrasyon sou pwopriyete reolojik sistèm konpoze an

Anjeneral, viskozite nan solisyon polymère ogmante ak ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon an. Figi 2-2 montre efè konsantrasyon sou depandans vitès taye viskozite fòmilasyon HPMC/HPS. Soti nan figi a, nou ka wè ke nan menm to a taye, viskozite nan sistèm nan konpoze ogmante piti piti ak ogmantasyon nan konsantrasyon an solisyon. Viskozite solisyon konpoze HPMC / HPS ak konsantrasyon diferan diminye piti piti ak ogmantasyon pousantaj taye, ki montre evidan fenomèn eklèsi taye, ki endike ke solisyon yo konpoze ak konsantrasyon diferan fè pati likid pseudoplastic. Sepandan, depandans pousantaj taye nan viskozite te montre yon tandans diferan ak chanjman nan konsantrasyon solisyon an. Lè konsantrasyon nan solisyon an ba, fenomèn nan eklèsi taye nan solisyon an konpoze se ti; ak ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon an, fenomèn nan eklèsi taye nan solisyon an konpoze se pi evidan.

2.3.2.1 Efè konsantrasyon sou zewo viskozite taye nan sistèm konpoze

Viskozite-taye koub yo nan sistèm konpoze an nan diferan konsantrasyon yo te ekipe pa modèl la Carren, ak viskozite a zewo-taye nan solisyon an konpoze yo te ekstrapolasyon (0.9960 < R₂ < 0.9997). Ka efè a nan konsantrasyon sou viskozite nan solisyon an konpoze ka plis etidye pa etidye relasyon ki genyen ant zewo viskozite taye taye ak konsantrasyon. Soti nan Figi 2-3, li ka wè ke relasyon ki genyen ant viskozite zewo-chea ak konsantrasyon nan solisyon konpoze an swiv yon lwa pouvwa:

kote k ak m se konstan.

Nan doub kowòdone logaritmik la, tou depann de grandè pant la m, li ka wè ke depandans sou konsantrasyon an prezante de tandans diferan. Dapre teyori Dio-Edwards, nan konsantrasyon ki ba, pant lan pi wo (m = 11.9, R2 = 0.9942), ki fè pati solisyon dilye; pandan ke nan gwo konsantrasyon, pant lan se relativman ba (m = 2.8, R2 = 0.9822), ki fè pati solisyon sub- Konsantre. Se poutèt sa, konsantrasyon kritik C* sistèm konpoze an ka detèmine se 8% atravè junction de rejyon sa yo. Dapre relasyon komen ant diferan eta ak konsantrasyon polymère nan solisyon, yo pwopoze modèl eta molekilè HPMC / HPS sistèm konpoze nan solisyon tanperati ki ba, jan yo montre nan Figi 2-3.

HPS se yon jèl frèt, li se yon eta jèl nan tanperati ki ba, epi li se yon eta solisyon nan tanperati ki wo. Nan tanperati tès la (25 °C), HPS se yon eta jèl, jan yo montre nan zòn rezo ble a nan figi a; okontrè, HPMC se yon jèl cho, Nan tanperati tès la, li nan yon eta solisyon, jan yo montre nan molekil liy wouj la.

Nan solisyon an dilye nan C < C *, chèn molekilè HPMC yo sitou egziste kòm estrikti chèn endepandan, ak volim nan eskli fè chenn yo separe youn ak lòt; nplis de sa, faz jèl HPS la reyaji ak kèk molekil HPMC pou fòme yon antye Fòm ak chèn molekilè endepandan HPMC egziste separeman youn ak lòt, jan yo montre nan Figi 2-2a.

Avèk konsantrasyon an ogmante, distans ki genyen ant chenn molekilè endepandan yo ak rejyon faz piti piti diminye. Lè konsantrasyon kritik C * yo rive jwenn, molekil HPMC ki kominike avèk faz jèl HPS la piti piti ogmante, epi chèn molekilè HPMC endepandan yo kòmanse konekte youn ak lòt, fòme faz HPS kòm sant jèl la, ak chenn molekilè HPMC yo mare. ak konekte youn ak lòt. Eta mikrogel yo montre nan Figi 2-2b.

Avèk plis ogmantasyon nan konsantrasyon an, C > C *, distans ki genyen ant faz jèl HPS yo pi lwen redwi, ak chenn polymère HPMC konplitché ak rejyon faz HPS vin pi konplèks ak entèraksyon an pi entans, kidonk solisyon an montre konpòtman. menm jan ak sa ki nan polymère fonn, jan yo montre nan Fig. 2-2c.

2.3.2.2 Efè konsantrasyon sou konpòtman likid sistèm konpoze

Lwa pouvwa Ostwald-de Waele (gade fòmil (2-1)) yo itilize pou anfòm estrès taye ak koub pousantaj taye (pa montre nan tèks la) nan sistèm konpoze an ak konsantrasyon diferan, ak endèks koule n ak koyefisyan viskozite. K ka jwenn. , rezilta a se jan yo montre nan Tablo 2-1.

Tablo 2-1 Endèks konpòtman koule (n) ak endèks konsistans likid (K) nan solisyon HPS/HPMC ak divès kalite konsantrasyon nan 25 °C

Ekspozan koule nan likid Newtonian se n = 1, ekspozan koule nan likid pseudoplastic se n <1, ak pi lwen n devye de 1, pi fò pseudoplasticity nan likid la, ak ekspozan koule nan likid dilatant se n > 1. Nou ka wè nan Tablo 2-1 ke n valè solisyon konpoze yo ak konsantrasyon diferan yo tout mwens pase 1, sa ki endike ke solisyon konpoze yo se tout likid pseudoplastic. Nan konsantrasyon ki ba, valè n nan solisyon an rekonstitye se fèmen nan 0, ki endike ke solisyon an konpoze ki ba-konsantrasyon se tou pre Newtonian likid, paske nan solisyon an konpoze ki ba-konsantrasyon, chenn yo polymère egziste poukont youn ak lòt. Avèk ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon an, valè n nan sistèm konpoze piti piti diminye, ki endike ke ogmantasyon nan konsantrasyon amelyore konpòtman an pseudoplastic nan solisyon an konpoze. Entèraksyon tankou entanglement ki te fèt ant ak ak faz HPS la, ak konpòtman koule li yo te pi pre sa yo ki nan polymère fonn.

Nan konsantrasyon ki ba, koyefisyan viskozite K nan sistèm konpoze an piti (C <8%, K <1 Pa·sn), ak ogmantasyon nan konsantrasyon, valè K nan sistèm konpoze an ogmante piti piti, ki endike ke viskozite a nan sistèm nan konpoze diminye, ki se ki konsistan avèk depandans nan konsantrasyon nan zewo viskozite taye taye.

2.3.3 Enfliyans rapò konpoze sou pwopriyete reolojik nan sistèm konpoze

Fig. 2-4 Viskozite ak pousantaj taye nan solisyon HPMC/HPS ak diferan rapò melanj nan 25 °C

Tablo 2-2 Endèks konpòtman koule (n) ak endèks konsistans likid (K) nan solisyon HPS/HPMC ak divès rapò melanj nan 25 °

Figi 2-4 montre efè a nan rapò konpoze sou depandans nan pousantaj taye nan HPMC / HPS konpoze viskozite solisyon. Li ka wè nan figi a ke viskozite nan sistèm nan konpoze ak kontni HPS ki ba (HPS < 20%) pa chanje anpil ak ogmantasyon nan pousantaj taye, sitou paske nan sistèm nan konpoze ak kontni HPS ki ba, HPMC nan eta solisyon. nan tanperati ki ba se faz kontinyèl la; Viskozite a nan sistèm nan konpoze ak kontni segondè HPS piti piti diminye ak ogmantasyon nan to taye lenn, ki montre evidan fenomèn eklèsi taye, ki endike ke solisyon an konpoze se likid pseudoplastic. Nan menm to a taye, viskozite nan solisyon an konpoze ogmante ak ogmantasyon nan kontni HPS, ki se sitou paske HPS se nan yon eta jèl ki pi gluan nan tanperati ki ba.

Sèvi ak lwa pouvwa Ostwald-de Waele (gade fòmil (2-1)) pou anfòm koub taye estrès-taye taye (pa montre nan tèks la) nan sistèm konpoze yo ak diferan rapò konpoze, ekspozan koule n ak koyefisyan viskozite. K, rezilta fitting yo montre nan Tablo 2-2. Li ka wè nan tablo a ke 0.9869 < R2 < 0.9999, rezilta a se pi bon. Endèks koule n nan sistèm konpoze an diminye piti piti ak ogmantasyon nan kontni HPS, pandan y ap koyefisyan viskozite K a montre yon tandans ogmante piti piti ak ogmantasyon nan kontni HPS, ki endike ke adisyon a nan HPS fè solisyon an konpoze plis gluan ak difisil pou koule. . Tandans sa a ki konsistan avèk rezilta rechèch Zhang yo, men pou menm rapò konpoze an, valè n solisyon konpoze an pi wo pase rezilta Zhang [305], ki se sitou paske pre-taye te fèt nan eksperyans sa a pou elimine efè thixotropy. se elimine; rezilta a Zhang se rezilta aksyon an konbine nan thixotropy ak pousantaj taye; separasyon de metòd sa yo pral diskite an detay nan Chapit 5.

2.3.3.1 Enfliyans rapò konpoze sou zewo viskozite taye nan sistèm konpoze

Relasyon ki genyen ant pwopriyete reolojik sistèm konpoze omojèn polymère a ak pwopriyete reolojik konpozan yo nan sistèm nan konfòme yo ak règ somasyon logaritmik la. Pou yon sistèm konpoze de eleman, relasyon ki genyen ant sistèm konpoze an ak chak eleman ka eksprime pa ekwasyon sa a:

Pami yo, F se paramèt pwopriyete reolojik sistèm konplèks la;

F1, F2 se paramèt reolojik nan eleman 1 ak eleman 2, respektivman;

∅1 ak ∅2 se fraksyon mas konpozan 1 ak konpozan 2, respektivman, ak ∅1 ∅2 .

Se poutèt sa, viskozite zewo-chea nan sistèm konpoze an apre konpoze ak diferan rapò konpoze ka kalkile dapre prensip la somasyon logaritmik pou kalkile valè ki koresponn lan prevwa. Valè eksperimantal solisyon konpoze yo ak diferan rapò konpoze te toujou èkstrapolasyon pa Carren Fitting nan koub vitès viskozite-saye. Yo prevwa valè viskozite zewo taye nan sistèm konpoze HPMC/HPS ak diferan rapò konpoze konpare ak valè eksperimantal la, jan yo montre nan Figi 2-5.

Pati nan liy pwentiye nan figi a se valè a prevwa nan viskozite a taye zewo nan solisyon an konpoze ki te jwenn pa règ la sòm logaritmik, ak graf la liy pwentiye se valè a eksperimantal nan sistèm nan konpoze ak diferan rapò konpoze. Li ka wè nan figi a ke valè eksperimantal nan solisyon an konpoze montre yon sèten pozitif-negatif-devyasyon relatif nan règ la konpoze, ki endike ke sistèm nan konpoze pa ka reyalize konpatibilite tèmodinamik, ak sistèm nan konpoze se yon faz-dispèsyon kontinyèl nan. tanperati ki ba Estrikti "lanmè-zile" sistèm de-faz la; ak rediksyon kontinyèl nan rapò a HPMC / HPS konpoze, faz kontinyèl nan sistèm nan konpoze chanje apre rapò a konpoze te 4: 6. Chapit la diskite rechèch la an detay.

Li ka byen klè wè nan figi a ke lè rapò a HPMC / HPS konpoze se gwo, sistèm nan konpoze gen yon devyasyon negatif, ki ka paske HPS nan gwo viskozite distribiye nan eta a faz dispèse nan pi ba viskozite HPMC kontinyèl faz presegondè. . Avèk ogmantasyon nan kontni HPS, gen yon devyasyon pozitif nan sistèm konpoze an, ki endike ke tranzisyon an faz kontinyèl rive nan sistèm nan konpoze nan moman sa a. HPS ak gwo viskozite vin faz kontinyèl nan sistèm konpoze an, pandan y ap HPMC gaye nan faz kontinyèl HPS nan yon eta ki pi inifòm.

2.3.3.2 Enfliyans rapò konpoze sou konpòtman likid nan sistèm konpoze

Figi 2-6 montre endèks koule n nan sistèm konpoze an kòm yon fonksyon nan kontni HPS. Piske endèks koule n ekipe apati yon kowòdone log-logaritmik, n isit la se yon sòm lineyè. Li ka wè nan figi a ke ak ogmantasyon nan kontni HPS, endèks koule n nan sistèm nan konpoze piti piti diminye, ki endike ke HPS diminye pwopriyete yo likid Newtonian nan solisyon an konpoze ak amelyore konpòtman likid pseudoplastic li yo. Pati ki pi ba a se eta a jèl ak pi wo viskozite. Li ka wè tou nan figi a ke relasyon ki genyen ant endèks la koule nan sistèm nan konpoze ak kontni an nan HPS konfòme ak yon relasyon lineyè (R2 se 0.98062), sa a montre ke sistèm nan konpoze gen bon konpatibilite.

2.3.3.3 Enfliyans rapò konpoze sou koyefisyan viskozite nan sistèm konpoze

Figi 2-7 montre koyefisyan viskozite K nan solisyon konpoze an kòm yon fonksyon nan kontni HPS. Li ka wè nan figi a ke valè K nan HPMC pi piti anpil, pandan y ap valè K nan HPS pi se pi gwo a, ki gen rapò ak pwopriyete yo jèl nan HPMC ak HPS, ki se nan solisyon ak eta jèl respektivman nan tanperati ki ba. Lè kontni an nan eleman ki ba-viskozite wo, se sa ki, lè kontni an nan HPS ba, koyefisyan viskozite nan solisyon an konpoze se tou pre sa yo ki nan eleman ki ba-viskozite HPMC; pandan y ap lè kontni an nan eleman wo-viskozite a wo, valè K nan solisyon an konpoze ogmante ak ogmantasyon nan kontni HPS ogmante siyifikativman, ki endike ke HPS ogmante viskozite a nan HPMC nan tanperati ki ba. Sa a sitou reflete kontribisyon viskozite faz kontinyèl nan viskozite sistèm konpoze an. Nan diferan ka kote eleman ki ba-viskozite a se faz kontinyèl ak eleman ki wo-viskozite a se faz kontinyèl, kontribisyon nan viskozite nan faz kontinyèl nan viskozite a nan sistèm nan konpoze se evidamman diferan. Lè HPMC ki ba-viskozite se faz kontinyèl, viskozite sistèm konpoze an sitou reflete kontribisyon viskozite faz kontinyèl la; epi lè HPS segondè-viskozite se faz kontinyèl, HPMC kòm faz dispèse ap diminye viskozite HPS segondè-viskozite. efè.

2.3.4 Tiksotropi

Tixotropi ka itilize pou evalye estabilite sibstans oswa sistèm miltip, paske tixotropi ka jwenn enfòmasyon sou estrikti entèn la ak degre nan domaj anba fòs taye [323-325]. Tixotropi ka korelasyon ak efè tanporèl ak istwa taye ki mennen nan chanjman mikwostriktirèl [324, 326]. Metòd twa-etap thixotropic te itilize pou etidye efè diferan rapò konpoze sou pwopriyete thixotropic sistèm konpoze an. Jan yo ka wè nan Figi 2-5, tout echantiyon yo te montre diferan degre tixotropi. Nan pousantaj taye ki ba, viskozite a nan solisyon an konpoze ogmante siyifikativman ak ogmantasyon nan kontni HPS, ki te konsistan avèk chanjman nan viskozite zewo-taye ak kontni HPS.

Degre rekiperasyon estriktirèl DSR echantiyon konpoze yo nan diferan tan rekiperasyon yo kalkile pa fòmil (2-3), jan yo montre nan Tablo 2-1. Si DSR <1, echantiyon an gen rezistans taye ki ba, ak echantiyon an se tixotropik; okontrè, si DSR > 1, echantiyon an gen anti-tixotropi. Soti nan tablo a, nou ka wè ke valè a DSR nan HPMC pi bon kalite trè wo, prèske 1, sa a se paske molekil HPMC a se yon chèn rijid, ak tan detant li yo se kout, ak estrikti a refè byen vit anba gwo fòs taye. Valè DSR HPS se relativman ba, ki konfime pwopriyete tixotropik fò li yo, sitou paske HPS se yon chèn fleksib ak tan detant li yo long. Estrikti a pa t refè konplètman nan peryòd tan tès la.

Pou solisyon an konpoze, nan menm tan an rekiperasyon, lè kontni an HPMC pi gran pase 70%, DSR la diminye rapidman ak ogmantasyon nan kontni an HPS, paske chèn nan molekilè HPS se yon chèn fleksib, ak kantite chenn molekilè rijid. nan sistèm nan konpoze ogmante ak adisyon a nan HPS. Si li redwi, tan an detant nan segman an jeneral molekilè nan sistèm nan konpoze se pwolonje, ak tixotropi a nan sistèm nan konpoze pa ka refè byen vit anba aksyon an nan gwo Chea. Lè kontni HPMC a se mwens pase 70%, DSR ogmante ak ogmantasyon nan kontni HPS, ki endike ke gen yon entèraksyon ant chèn molekilè HPS ak HPMC nan sistèm konpoze an, ki amelyore frigidité an jeneral nan molekilè. segman nan sistèm nan konpoze ak diminye tan an detant nan sistèm nan konpoze redwi, epi tixotropi a redwi.

Anplis de sa, valè DSR nan sistèm konpoze an te siyifikativman pi ba pase HPMC pi bon kalite, ki endike ke tixotropi HPMC te siyifikativman amelyore pa konpoze. Valè DSR yo nan pifò echantiyon yo nan sistèm konpoze an te pi gran pase sa yo ki nan HPS pi, ki endike ke estabilite nan HPS te amelyore nan yon sèten limit.

Li ka wè tou nan tablo a ke nan diferan moman rekiperasyon, valè DSR yo tout montre pwen ki pi ba a lè kontni HPMC se 70%, epi lè kontni an lanmidon pi gran pase 60%, valè DSR nan konplèks la pi wo pase. sa ki pi HPS. Valè DSR yo nan 10 s nan tout echantiyon yo trè pre valè DSR final yo, ki endike ke estrikti nan sistèm konpoze fondamantalman ranpli pi fò nan travay yo nan rekiperasyon estrikti nan 10 s. Li se vo anyen ke echantiyon yo konpoze ak kontni segondè HPS te montre yon tandans nan ogmante nan premye ak Lè sa a, diminye ak pwolonje tan rekiperasyon an, ki endike ke echantiyon yo konpoze tou te montre yon sèten degre nan thixotropy anba aksyon an nan taye ki ba, ak estrikti yo pi enstab.

Analiz kalitatif thixotropic twa etap la konsistan avèk rezilta tès bag thixotropic yo rapòte, men rezilta analiz quantitative yo pa konsistan avèk rezilta tès bag thixotropic yo. Tiksotropi sistèm konpoze HPMC/HPS te mezire pa metòd bag thixotropic ak ogmantasyon kontni HPS [305]. Dejenerasyon premye diminye epi apre sa ogmante. Tès la bag thixotropic ka sèlman espekile egzistans la nan fenomèn thixotropic, men li pa ka konfime li, paske bag la thixotropic se rezilta nan aksyon an similtane nan tan taye taye ak pousantaj taye [325-327].

2.4 Rezime chapit sa a

Nan chapit sa a, yo te itilize jèl tèmik HPMC ak jèl frèt HPS kòm prensipal matyè premyè pou konstwi yon sistèm konpoze de-faz jèl frèt ak cho. Enfliyans pwopriyete reolojik tankou viskozite, modèl koule ak tiksotropi. Dapre relasyon komen ant diferan eta ak konsantrasyon polymère nan solisyon, yo pwopoze modèl eta molekilè HPMC / HPS sistèm konpoze nan solisyon tanperati ki ba. Dapre prensip la somasyon logaritmik nan pwopriyete yo nan eleman diferan nan sistèm nan konpoze, konpatibilite nan sistèm nan konpoze te etidye. Konklizyon prensipal yo se jan sa a:

1. Echantiyon konpoze ak diferan konsantrasyon tout te montre yon sèten degre nan eklèsi taye taye, ak degre nan eklèsi taye taye ogmante ak ogmantasyon nan konsantrasyon.
2. Avèk ogmantasyon nan konsantrasyon, endèks koule nan sistèm konpoze an diminye, ak viskozite zewo-chea ak viskozite koyefisyan ogmante, ki endike ke konpòtman an solid ki tankou nan sistèm nan konpoze te amelyore.
3. Gen yon konsantrasyon kritik (8%) nan sistèm konpoze HPMC/HPS, anba a konsantrasyon kritik, chèn molekilè HPMC ak rejyon faz HPS jèl nan solisyon konpoze an separe youn ak lòt epi egziste poukont yo; lè konsantrasyon kritik la rive nan, nan solisyon an konpoze Yon eta microgel fòme ak faz HPS la kòm sant jèl la, ak chèn molekilè HPMC yo mare ak konekte youn ak lòt; pi wo pase konsantrasyon kritik la, chèn makromolekilè HPMC ki gen anpil moun ak entèraksyon yo ak rejyon faz HPS yo pi konplèks, epi entèraksyon an pi konplèks. pi entans, kidonk solisyon an konpòte li tankou yon fonn polymère.
4. Rapò konpoze an gen yon enpak siyifikatif sou pwopriyete reolojik solisyon konpoze HPMC/HPS. Avèk ogmantasyon nan kontni HPS, fenomèn nan eklèsi taye nan sistèm nan konpoze se pi evidan, endèks la koule piti piti diminye, ak viskozite a zewo-taye ak koyefisyan viskozite ogmante piti piti. ogmante, ki endike ke konpòtman an solid ki tankou nan konplèks la amelyore anpil.
5. Viskozite zewo-chea sistèm konpoze an montre yon sèten devyasyon pozitif-negatif parapò ak règ somasyon logaritmik la. Sistèm konpoze an se yon sistèm de-faz ak yon faz kontinyèl faz-dispèse faz "lanmè-zile" estrikti nan tanperati ki ba, epi, Kòm rapò a konpoze HPMC / HPS diminye apre 4:6, faz kontinyèl nan sistèm nan konpoze chanje.
6. Gen yon relasyon lineyè ant endèks la koule ak rapò a konpoze nan solisyon yo konpoze ak diferan rapò konpoze, ki endike ke sistèm nan konpoze gen bon konpatibilite.
7. Pou sistèm konpoze HPMC/HPS, lè eleman ki ba-viskozite a se faz kontinyèl ak eleman ki wo-viskozite a se faz kontinyèl, kontribisyon nan viskozite faz kontinyèl nan viskozite nan sistèm nan konpoze se siyifikativman diferan. Lè HPMC ki ba-viskozite a se faz kontinyèl, viskozite a nan sistèm nan konpoze sitou reflete kontribisyon nan viskozite a kontinyèl-faz; pandan ke lè HPS segondè-viskozite se faz kontinyèl la, HPMC kòm faz dispèse a ap diminye viskozite HPS segondè-viskozite. efè.
8. Twa-etap thixotropy yo te itilize pou etidye efè a nan rapò konpoze sou thixotropi a nan sistèm konpoze an. Tixotropi a nan sistèm konpoze an te montre yon tandans nan premye diminye ak Lè sa a, ogmante ak diminisyon nan rapò a konpoze HPMC / HPS.
9. Rezilta eksperimantal ki anwo yo montre ke atravè konpoze HPMC ak HPS, pwopriyete reolojik de eleman yo, tankou viskozite, fenomèn eklèsi taye ak tixotropi, yo te balanse nan yon sèten limit.

Chapit 3 Preparasyon ak Pwopriyete fim konpoze HPMC/HPS manjab

Polymère konpoze se fason ki pi efikas pou reyalize konplemantasyon pèfòmans milti-konpozan, devlope nouvo materyèl ak pèfòmans ekselan, diminye pri pwodwi, ak elaji seri aplikasyon an nan materyèl [240-242, 328]. Lè sa a, akòz sèten diferans estrikti molekilè ak entropi konformasyon ant diferan polymère, pifò sistèm konpoze polymère yo enkonpatib oswa pasyèlman konpatib [11, 12]. Pwopriyete mekanik yo ak lòt pwopriyete makwoskopik nan sistèm konpoze polymère yo gen rapò ak pwopriyete fizikochimik chak eleman, rapò konpoze chak eleman, konpatibilite ki genyen ant eleman yo, ak estrikti mikwoskopik entèn la ak lòt faktè [240, 329].

Soti nan pwen de vi estrikti chimik la, tou de HPMC ak HPS se curdlan idrofil, gen menm inite estriktirèl - glikoz, epi yo modifye pa menm gwoup fonksyonèl - gwoup idroksipropil, kidonk HPMC ak HPS ta dwe gen yon faz bon. Kapasite. Sepandan, HPMC se yon jèl tèmik pwovoke, ki se nan yon eta solisyon ak viskozite ki ba anpil nan tanperati ki ba, ak fòme yon koloid nan tanperati ki wo; HPS se yon jèl frèt ki pwovoke, ki se yon jèl tanperati ki ba epi li nan yon eta solisyon nan tanperati ki wo; kondisyon jèl yo ak konpòtman yo konplètman opoze. Konpozisyon nan HPMC ak HPS se pa fezab nan fòmasyon nan yon sistèm omojèn ak konpatibilite bon. Lè w ap konsidere tou de estrikti chimik ak tèmodinamik, li gen gwo siyifikasyon teyorik ak valè pratik pou konpoze HPMC ak HPS pou etabli yon sistèm konpoze jèl frèt-cho.

Chapit sa a konsantre sou etid pwopriyete nannan eleman yo nan sistèm konpoze jèl frèt ak cho HPMC/HPS, rapò konpoze ak imidite relatif anviwònman an sou mòfoloji mikwoskopik, konpatibilite ak separasyon faz, pwopriyete mekanik, pwopriyete optik. , ak pwopriyete gout tèmik nan sistèm nan konpoze. Ak enfliyans nan pwopriyete makwoskopik tankou pwopriyete baryè oksijèn.

3.1 Materyèl ak Ekipman

3.1.1 Materyèl eksperimantal prensipal yo

3.1.2 Enstriman prensipal ak ekipman

3.2 Metòd eksperimantal

3.2.1 Preparasyon fim konpoze HPMC / HPS manjab

15% (w/w) poud sèk HPMC ak HPS te melanje ak 3% (w/w) plastifyan an polyethylene glycol te konpoze nan dlo deyonize pou jwenn likid la konpoze fim-fòme, ak fim nan konpoze manjab nan HPMC/ HPS te prepare pa metòd la Distribisyon.

Metòd preparasyon: premyèman peze HPMC ak HPS poud sèk, epi melanje yo selon rapò diferan; Lè sa a, ajoute nan dlo 70 °C, epi brase rapidman nan 120 rpm / min pou 30 min konplètman dispèse HPMC; Lè sa a, chofe solisyon an Pi wo pase 95 °C, brase byen vit nan menm vitès la pou 1 èdtan konplètman jelatinize HPS; apre jelatinizasyon fini, tanperati a nan solisyon an rapidman redwi a 70 °C, epi solisyon an ap brase nan yon vitès dousman nan 80 rpm / min pou 40 min. Konplètman fonn HPMC. Vide 20 g nan solisyon melanje fim nan yon plat Petri polystyrène ak yon dyamèt 15 cm, jete li plat, epi sèk li nan 37 °C. Se fim nan sèk kale soti nan disk la pou jwenn yon manbràn konpoze manjab.

Fim manjab yo tout te ekilibre nan 57% imidite pou plis pase 3 jou anvan tès la, epi pòsyon fim manjab yo itilize pou tès pwopriyete mekanik te ekilibre nan 75% imidite pou plis pase 3 jou.

3.2.2 Mikwomòfoloji fim konpoze manjab HPMC/HPS

3.2.2.1 Prensip analiz analiz mikwoskòp elèktron

Zam elèktron ki sou tèt mikwoskopi Elektwon Scanning (SEM) ka emèt yon gwo kantite elektwon. Apre yo te redwi ak konsantre, li ka fòme yon gwo bout bwa elèktron ak yon sèten enèji ak entansite. Kondwi pa jaden mayetik nan bobin optik la, dapre yon sèten tan ak lòd espas Eskane sifas echantiyon an pwen pa pwen. Akòz diferans ki genyen nan karakteristik mikwo-zòn sifas la, entèraksyon ki genyen ant echantiyon an ak gwo bout bwa elèktron pral jenere siyal elèktron segondè ak entansite diferan, ki kolekte pa detektè a ak konvèti nan siyal elektrik, ki anplifye pa videyo a. ak opinyon nan Griy la nan tib la foto, apre yo fin ajiste klète nan tib la foto, yo ka jwenn yon imaj elèktron segondè ki ka reflete mòfoloji a ak karakteristik nan mikwo-rejyon an sou sifas la nan echantiyon an. Konpare ak mikwoskòp optik tradisyonèl yo, rezolisyon SEM relativman wo, apeprè 3nm-6nm nan kouch sifas echantiyon an, ki pi apwopriye pou obsèvasyon karakteristik mikwo-estrikti sou sifas materyèl yo.

3.2.2.2 Metòd tès la

Yo te mete fim nan manjab nan yon desiccator pou siye, epi yo te chwazi yon gwosè apwopriye nan fim manjab, kole sou etap echantiyon espesyal SEM ak adezif konduktif, ak Lè sa a, lò-plake ak yon coater vakyòm. Pandan tès la, yo te mete echantiyon an nan SEM, epi yo te obsève mòfoloji mikwoskopik echantiyon an ak foto nan 300 fwa ak 1000 fwa agrandisman anba vòltaj akselerasyon gwo bout bwa elèktron 5 kV.

3.2.3 Transmisyon limyè nan fim konpoze HPMC / HPS manjab

3.2.3.1 Prensip analiz UV-Vis spectrophotometry

Spectrophotometer UV-Vis la ka emèt limyè ak yon longèdonn 200 ~ 800nm ​​epi irradie li sou objè a. Gen kèk longèdonn espesifik limyè nan limyè ensidan an absòbe materyèl la, ak tranzisyon nivo enèji vibrasyon molekilè ak tranzisyon nivo enèji elektwonik rive. Depi chak sibstans gen diferan estrikti molekilè, atomik ak molekilè espasyal, chak sibstans gen spectre absòpsyon espesifik li yo, epi yo ka detèmine oswa detèmine kontni an nan sibstans la dapre nivo absòpsyon nan kèk longèdonn espesifik sou spectre absòpsyon an. Se poutèt sa, UV-Vis spectrophotometric analiz se youn nan mwayen efikas pou etidye konpozisyon, estrikti ak entèraksyon sibstans.

Lè yon gwo bout bwa limyè frape yon objè, yon pati nan limyè ensidan an absòbe objè a, epi lòt pati nan limyè ensidan an transmèt nan objè a; rapò entansite limyè transmèt ak entansite limyè ensidan an se transmissions la.

Fòmil pou relasyon ki genyen ant absorbans ak transmisyon se:

Pami yo, A se absòbe a;

T se transmisyon an, %.

Te absorpsyon final la inifòm korije pa absòbe × 0.25 mm / epesè.

3.2.3.2 Metòd tès la

Prepare 5% solisyon HPMC ak HPS, melanje yo dapre diferan rapò, vide 10 g nan solisyon fim-fòme nan yon plat Petri polystyrène ki gen yon dyamèt 15 cm, epi sèk yo nan 37 °C pou fòme yon fim. Koupe fim manjab la nan yon teren rektangilè 1mm × 3mm, mete l nan kivèt la, epi fè fim manjab la toupre miray enteryè kivèt la. Yon WFZ UV-3802 UV-vis spectrophotometer te itilize pou eskane echantiyon yo genyen nan tout longèdonn 200-800 nm, epi yo te teste chak echantiyon 5 fwa.

3.2.4 Pwopriyete thermomechanical dinamik HPMC/HPS fim konpoze manjab

3.2.4.1 Prensip analiz thermomechanical dinamik

Dynamic Thermomechanical Analysis (DMA) se yon enstriman ki ka mezire relasyon ki genyen ant mas ak tanperati echantiyon an anba yon sèten chaj chòk ak tanperati pwograme, epi li ka teste pwopriyete mekanik echantiyon an anba aksyon peryodik estrès altène ak tan, tanperati ak tanperati. relasyon frekans.

Polymers molekilè segondè yo gen pwopriyete viscoelastic, ki ka estoke enèji mekanik tankou yon elastomè sou yon bò, ak konsome enèji tankou larim sou lòt men an. Lè yo aplike fòs altènatif peryodik la, pati elastik la konvèti enèji a nan enèji potansyèl epi estoke li; pandan y ap pati gluan konvèti enèji a nan enèji chalè epi li pèdi li. Materyèl polymère jeneralman montre de eta de eta vè tanperati ki ba ak eta tanperati wo kawotchou, ak tanperati tranzisyon ant de eta yo se tanperati tranzisyon an vè. Tanperati tranzisyon an vè dirèkteman afekte estrikti ak pwopriyete materyèl yo, epi li se youn nan tanperati ki pi enpòtan nan polymère.

Lè w analize pwopriyete tèmomekanik dinamik polymère yo, yo ka obsève viskoelastisite polymère yo, epi yo ka jwenn paramèt enpòtan ki detèmine pèfòmans polymère yo, pou yo ka pi byen aplike nan anviwònman itilizasyon aktyèl la. Anplis de sa, analiz thermomechanical dinamik trè sansib a tranzisyon an vè, separasyon faz, kwa-linking, kristalizasyon ak mouvman molekilè nan tout nivo segman molekilè, epi li ka jwenn anpil enfòmasyon sou estrikti a ak pwopriyete polymères. Li se souvan itilize yo etidye molekil yo nan polymère. konpòtman mouvman. Sèvi ak mòd bale tanperati a nan DMA a, ensidan an nan tranzisyon faz tankou tranzisyon an vè ka teste. Konpare ak DSC, DMA gen pi wo sansiblite epi li pi apwopriye pou analiz materyèl ki similye itilizasyon aktyèl la.

3.2.4.2 Metòd tès la

Chwazi echantiyon pwòp, inifòm, plat ak ki pa domaje, epi koupe yo an bann rektangilè 10mm × 20mm. Echantiyon yo te teste nan mòd tensile lè l sèvi avèk Pydris Diamond analizè dinamik thermomechanical soti nan PerkinElmer, USA. Ranje tanperati tès la te 25 ~ 150 °C, to chofaj la te 2 °C / min, frekans lan te 1 Hz, epi tès la te repete de fwa pou chak echantiyon. Pandan eksperyans lan, yo te anrejistre modil depo (E') ak modil pèt (E”) echantiyon an, epi rapò modil pèt ak modil depo a, se sa ki, ang tanjant tan δ, ta ka kalkile tou.

3.2.5 Estabilite tèmik fim konpoze HPMC / HPS manjab

3.2.5.1 Prensip analiz thermogravimetric

Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) ka mezire chanjman mas yon echantiyon ak tanperati oswa tan nan yon tanperati pwograme, epi li ka itilize pou etidye posib evaporasyon, k ap fonn, sublimasyon, dezidratasyon, dekonpozisyon ak oksidasyon sibstans pandan pwosesis chofaj la. . ak lòt fenomèn fizik ak chimik. Koub relasyon ant mas matyè a ak tanperati (oswa tan) jwenn dirèkteman apre yo fin teste echantiyon an rele thermogravimetric (TGA koub). pèdi pwa ak lòt enfòmasyon. Koub Derivasyon Thermogravimetric (DTG koub) ka jwenn apre derivasyon an premye lòd nan koub TGA a, ki reflete chanjman nan to pèdi pwa echantiyon an teste ak tanperati oswa tan, ak pwen an pik se pwen maksimòm nan konstan an. to.

3.2.5.2 Metòd tès la

Chwazi fim manjab la ak epesè inifòm, koupe l nan yon sèk ki gen menm dyamèt ak disk tès analizeur thermogravimetric, epi mete l plat sou disk tès la, epi teste li nan yon atmosfè nitwojèn ak yon pousantaj koule 20 mL / min. . Ranje tanperati a te 30-700 °C, to chofaj la te 10 °C / min, epi yo te teste chak echantiyon de fwa.

3.2.6.1 Prensip analiz pwopriyete tensile

3.2.6 Pwopriyete tensile fim konpoze HPMC / HPS manjab

Tèster pwopriyete mekanik la ka aplike yon chaj estatik tensile sou spline la sou aks longitudinal la anba kondisyon espesifik tanperati, imidite ak vitès jiskaske spline la kase. Pandan tès la, chaj la aplike nan spline a ak kantite lajan deformation li yo te anrejistre pa tèsteur pwopriyete mekanik la, epi yo te trase koub estrès-souch la pandan deformation nan tansyon nan spline la. Soti nan koub estrès-souch la, yo ka kalkile fòs rupture (ζt), elongasyon nan kraze (εb) ak modil elastik (E) pou evalye pwopriyete rupture fim nan.

Relasyon estrès-souch nan materyèl yo ka jeneralman divize an de pati: rejyon deformation elastik ak rejyon deformation plastik. Nan zòn nan deformation elastik, estrès la ak souch nan materyèl la gen yon relasyon lineyè, ak deformation la nan moman sa a ka konplètman refè, ki se nan liy ak lwa Cook a; nan zòn nan deformation plastik, estrès la ak souch nan materyèl la yo pa lineyè ankò, ak deformation ki rive nan moman sa a se irevokabl, evantyèlman kase materyèl la.

Fòmil kalkil fòs rupture:

Ki kote: se fòs rupture, MPa;

p se chaj maksimòm oswa chaj kraze, N;

b se lajè echantiyon an, mm;

d se epesè echantiyon an, mm.

Fòmil pou kalkile elongasyon nan repo:

Ki kote: εb se elongasyon nan kraze, %;

L se distans ki genyen ant liy ki make lè echantiyon an kraze, mm;

L0 se longè kalib orijinal echantiyon an, mm.

Fòmil kalkil modil elastik:

Pami yo: E se modil elastik la, MPa;

ζ se estrès, MPa;

ε se souch la.

3.2.6.2 Metòd tès la

Chwazi echantiyon pwòp, inifòm, plat ak ki pa domaje, al gade nan estanda nasyonal GB13022-91, epi koupe yo an splines ki gen fòm altèr ak yon longè total de 120mm, yon distans inisyal ant enstalasyon nan 86mm, yon distans ant mak nan 40mm, ak yon lajè 10mm. Splines yo te mete nan 75% ak 57% (nan yon atmosfè nan klori sodyòm satire ak solisyon bromur sodyòm) imidite, ak ekilibre pou plis pase 3 jou anvan mezire. Nan eksperyans sa a, ASTM D638, 5566 tèsteur pwopriyete mekanik Instron Corporation nan Etazini ak kranpon pneumatik 2712-003 li yo itilize pou fè tès. Vitès la tensile te 10 mm / min, epi echantiyon an te repete 7 fwa, epi yo te kalkile valè mwayèn.

3.2.7 Pèmeyabilite oksijèn nan fim konpoze HPMC / HPS manjab

3.2.7.1 Prensip analiz pèmeyabilite oksijèn

Apre yo fin enstale echantiyon tès la, kavite tès la divize an de pati, A ak B; se yon koule oksijèn ki wo pite ak yon to koule sèten pase nan kavite A a, epi yon koule nitwojèn ak yon to koule sèten pase nan kavite B la; pandan pwosesis tès la, kavite A Oksijèn an pénétrer nan echantiyon an nan kavite B la, epi koule azòt la pote oksijèn ki enfiltre nan kavite B la epi kite kavite B pou rive nan Capteur oksijèn an. Capteur oksijèn an mezire kontni oksijèn nan koule nitwojèn ak pwodiksyon yon siyal elektrik korespondan, kidonk kalkile echantiyon oksijèn an. transmisyon.

3.2.7.2 Metòd tès la

Chwazi fim konpoze manjab ki pa domaje, koupe yo an echantiyon 10.16 x 10.16 cm ki gen fòm dyaman, kouvri sifas kwen kranpon yo ak grès vakyòm, epi kole echantiyon yo nan blòk tès la. Teste dapre ASTM D-3985, chak echantiyon gen yon zòn tès 50 cm2.

3.3 Rezilta ak Diskisyon

3.3.1 Mikwostrikti analiz fim konpoze manjab

Entèraksyon ki genyen ant konpozan likid ki fòme fim nan ak kondisyon siye yo detèmine estrikti final la nan fim nan epi afekte seryezman divès kalite pwopriyete fizik ak chimik fim nan [330, 331]. Pwopriyete jèl nannan yo ak rapò konpoze chak eleman ka afekte mòfoloji konpoze an, ki plis afekte estrikti sifas la ak pwopriyete final manbràn [301, 332]. Se poutèt sa, analiz mikwostriktirèl fim yo ka bay enfòmasyon ki enpòtan sou reranje molekilè chak eleman, ki an vire ka ede nou pi byen konprann pwopriyete yo baryè, pwopriyete mekanik, ak pwopriyete optik nan fim yo.

Figi 3-1 montre mikwoskòp mikwoskòp elèktron sifas nan fim manjab HPS/HPMC ak rapò diferan. Jan yo ka wè nan Figi 3-1, kèk echantiyon yo te montre mikwo-fant sou sifas la, ki ka koze pa rediksyon nan imidite nan echantiyon an pandan tès la, oswa pa atak la nan gwo bout bwa a elèktron nan kavite mikwoskòp la [122 , 139]. Nan figi a, pi bon kalite manbràn HPS ak pi HPMC. Manbràn yo te montre sifas mikwoskopik relativman lis, ak mikwostrikti pi bon kalite manbràn HPS te pi omojèn ak pi dous pase manbràn HPMC pi, ki ka sitou akòz makromolekil lanmidon (molekil amiloz ak molekil amilopektin) pandan pwosesis refwadisman an.) reyalize pi bon aranjman molekilè. nan solisyon akeuz. Anpil etid yo te montre ke sistèm amiloz-amylopectin-dlo nan pwosesis la refwadisman

Ka gen yon mekanis konpetitif ant fòmasyon jèl ak separasyon faz. Si pousantaj separasyon faz la pi ba pase pousantaj fòmasyon jèl, separasyon faz pa pral rive nan sistèm nan, otreman, separasyon faz ap fèt nan sistèm nan [333, 334]. Anplis, lè kontni amiloz la depase 25%, jelatinizasyon amiloz ak estrikti rezo amiloz kontinyèl ka siyifikativman anpeche aparans separasyon faz [334]. Kontni amiloz nan HPS yo itilize nan papye sa a se 80%, pi wo pase 25%, kidonk pi byen ilistre fenomèn ki pi bon kalite manbràn HPS yo pi omojèn ak pi dous pase manbràn HPMC pi bon kalite.

Li ka wè nan konparezon an nan figi yo ke sifas yo nan tout fim yo konpoze yo relativman ki graj, ak kèk monte desann iregilye yo gaye, ki endike ke gen yon sèten degre nan immiscibility ant HPMC ak HPS. Anplis, manbràn konpoze yo ak kontni segondè HPMC ekspoze yon estrikti ki pi omojèn pase sa yo ki gen kontni segondè HPS. Kondansasyon ki baze sou HPS nan 37 °C tanperati fòmasyon fim

Baze sou pwopriyete jèl yo, HPS prezante yon eta jèl gluan; pandan y ap baze sou pwopriyete jèl tèmik HPMC, HPMC prezante yon eta solisyon dlo ki sanble. Nan manbràn konpoze ak kontni segondè HPS (7:3 HPS/HPMC), HPS gluan se faz kontinyèl, ak HPMC ki tankou dlo gaye nan faz kontinyèl HPS wo viskozite kòm faz dispèse, ki pa fezab. nan distribisyon an inifòm nan faz la dispèse; Nan fim nan konpoze ak kontni segondè HPMC (3: 7 HPS / HPMC), HPMC ki ba-viskozite transfòme nan faz kontinyèl la, epi HPS gluan an gaye nan faz HPMC ki ba-viskozite kòm faz dispèse, ki se fezab pou fòmasyon nan yon faz omojèn. sistèm konpoze.

Li ka wè nan figi a ke byenke tout fim konpoze montre estrikti sifas ki graj ak inomojèn, pa gen okenn koòdone faz evidan yo jwenn, ki endike ke HPMC ak HPS gen bon konpatibilite. Fim konpoze HPMC / lanmidon san plastifyan tankou PEG te montre evidan faz separasyon [301], konsa ki endike ke tou de modifikasyon an hydroxypropyl nan lanmidon ak plastifyan PEG ka amelyore konpatibilite nan sistèm nan konpoze.

3.3.2 Analiz pwopriyete optik fim konpoze manjab

Pwopriyete transmisyon limyè fim konpoze manjab HPMC/HPS ak rapò diferan yo te teste pa UV-vis spectrophotometer, ak spectre UV yo montre nan Figi 3-2. Pi gwo valè transmisyon limyè a, plis inifòm ak transparan fim nan se; okontrè, pi piti valè a transmisyon limyè, plis inegal ak opak fim nan se. Li ka wè nan Figi 3-2 (a) ke tout fim yo konpoze montre yon tandans menm jan ak ogmantasyon nan longèdonn nan optik nan seri a plen longèdonn optik, ak transmissions limyè a ogmante piti piti ak ogmantasyon nan longèdonn la. Nan 350nm, koub yo gen tandans plato.

Chwazi transmisyon nan longèdonn 500nm pou konparezon, jan yo montre nan Figi 3-2 (b), transmisyon nan fim HPS pi bon kalite pi ba pase sa yo ki nan fim HPMC pi bon kalite, ak ogmantasyon nan kontni HPMC, transmissions la diminye an premye, ak Lè sa a, ogmante apre yo fin rive nan valè minimòm lan. Lè kontni HPMC ogmante a 70%, transmisyon limyè fim konpoze an te pi gran pase HPS pi bon kalite. Li se byen li te ye ke yon sistèm omojèn pral montre pi bon transmisyon limyè, ak valè UV-mezire transmisyon li yo jeneralman pi wo; materyèl inhomogeneous yo jeneralman plis-opak epi yo gen pi ba valè UV transmittance. Valè transmisyon fim konpoze yo (7:3, 5:5) te pi ba pase fim HPS ak HPMC pi, sa ki endike ke te gen yon sèten degre separasyon faz ant de eleman HPS ak HPMC.

Fig. 3-2 spectre UV nan tout longèdonn (a), ak nan 500 nm (b), pou fim melanj HPS/HPMC. Ba a reprezante mwayèn ± devyasyon estanda. AC: diferan lèt yo siyifikativman diferan ak divès rapò melanj (p <0.05), aplike nan tèz la konplè

3.3.3 Dinamik analiz thermomechanical fim konpoze manjab

Figi 3-3 montre pwopriyete thermomechanical dinamik fim manjab HPMC/HPS ak fòmilasyon diferan. Li ka wè nan Fig. 3-3 (a) ke modil la depo (E') diminye ak ogmantasyon nan kontni HPMC. Anplis de sa, modil la depo nan tout echantiyon diminye piti piti ak ogmante tanperati, eksepte ke modil la depo nan fim HPS pi (10:0) ogmante yon ti kras apre tanperati a te ogmante a 70 °C. Nan tanperati ki wo, pou fim nan konpoze ak kontni segondè HPMC, modil la depo nan fim nan konpoze gen yon tandans evidan ak ogmantasyon nan tanperati; pandan ke pou echantiyon an ak kontni HPS segondè, modil la depo sèlman diminye yon ti kras ak ogmantasyon nan tanperati.

Fig. 3-3 Modil depo (E′) (a) ak tanjant pèt (tan δ) (b) fim melanj HPS/HPMC

Li ka wè nan Figi 3-3 (b) ke echantiyon yo ak kontni HPMC ki pi wo pase 30% (5:5, 3:7, 0:10) tout montre yon pik tranzisyon an vè, epi ak ogmantasyon nan kontni HPMC, tranzisyon an vè tanperati tranzisyon an deplase nan tanperati ki wo, ki endike ke fleksibilite nan chèn nan polymère HPMC diminye. Nan lòt men an, manbràn HPS pi bon kalite montre yon gwo pik anvlòp alantou 67 °C, pandan y ap manbràn nan konpoze ak 70% kontni HPS pa gen okenn tranzisyon vè evidan. Sa a ka paske gen yon sèten degre nan entèraksyon ant HPMC ak HPS, kidonk mete restriksyon sou mouvman an nan segman yo molekilè nan HPMC ak HPS.

3.3.4 Analiz estabilite tèmik fim konpoze manjab

Fig. 3-4 Koub TGA (a) ak koub derive yo (DTG) (b) nan fim melanj HPS/HPMC

Estabilite tèmik fim konpoze manjab HPMC/HPS te teste pa analizeur thermogravimetric. Figi 3-4 montre koub tèrmogravimetrik (TGA) ak koub to pèdi pwa li (DTG) nan fim konpoze an. Soti nan koub la TGA nan Figi 3-4 (a), li ka wè ke echantiyon yo manbràn konpoze ak rapò diferan montre de etap evidan chanjman thermogravimetric ak ogmantasyon nan tanperati. Volatilizasyon dlo ki adsorbe pa makromolekil polisakarid la lakòz yon ti faz pèdi pwa nan 30-180 °C anvan degradasyon tèmik aktyèl la rive. Imedyatman, gen yon pi gwo faz nan pèdi pwa nan 300 ~ 450 °C, isit la faz nan degradasyon tèmik nan HPMC ak HPS.

Soti nan koub DTG yo nan Figi 3-4 (b), li ka wè ke tanperati pik degradasyon tèmik HPS pi ak HPMC pi yo se 338 °C ak 400 °C, respektivman, ak tanperati pik degradasyon tèmik HPMC pi yo se. pi wo pase HPS, ki endike ke HPMC Pi bon estabilite tèmik pase HPS. Lè kontni HPMC te 30% (7:3), yon sèl pik parèt nan 347 °C, ki koresponn ak pik karakteristik HPS, men tanperati a te pi wo pase pik degradasyon tèmik HPS; lè kontni HPMC te 70% (3:7), sèlman pik karakteristik HPMC parèt nan 400 °C; lè kontni HPMC te 50%, de pik degradasyon tèmik parèt sou koub DTG a, 345 °C ak 396 °C, respektivman. Pik yo koresponn ak pik karakteristik HPS ak HPMC, respektivman, men pik degradasyon tèmik ki koresponn ak HPS pi piti, ak tou de pik yo gen yon chanjman sèten. Li ka wè ke pi fò nan manbràn yo konpoze sèlman montre yon pik karakteristik sèl ki koresponn ak yon sèten eleman, epi yo konpanse konpare ak manbràn nan eleman pi bon kalite, ki endike ke gen yon sèten diferans ant eleman yo HPMC ak HPS. degre konpatibilite. Tanperati pik degradasyon tèmik nan manbràn konpoze an te pi wo pase HPS pi, sa ki endike ke HPMC te kapab amelyore estabilite tèmik manbràn HPS nan yon sèten limit.

3.3.5 Pwopriyete mekanik analiz fim konpoze manjab

Pwopriyete tensile fim konpoze HPMC/HPS ak rapò diferan yo te mezire pa analyser pwopriyete mekanik nan 25 °C, imidite relatif 57% ak 75%. Figi 3-5 montre modil elastik (a), elongasyon nan kraze (b) ak fòs rupture (c) fim konpoze HPMC / HPS ak rapò diferan anba imidite relatif diferan. Li ka wè nan figi a ke lè imidite relatif la se 57%, modil elastik la ak fòs rupture nan fim HPS pi bon kalite yo se pi gwo a, ak HPMC pi a pi piti a. Avèk ogmantasyon kontni HPS, modil elastik ak fòs rupture fim konpoze yo ogmante kontinyèlman. Pwolonjman an nan kraze nan manbràn HPMC pi bon kalite se pi gwo pase sa yo ki nan manbràn HPS pi bon kalite, ak tou de yo pi gran pase sa yo ki nan manbràn konpoze.

Lè imidite relatif la te pi wo (75%) konpare ak 57% imidite relatif, modil elastik la ak fòs rupture nan tout echantiyon diminye, pandan y ap elongasyon an nan repo ogmante siyifikativman. Sa a se sitou paske dlo, kòm yon plastifyan jeneralize, ka delye HPMC ak HPS matris, diminye fòs ki genyen ant chenn polymère, ak amelyore mobilite nan segman polymère. Nan imidite relatif segondè, modil elastik la ak fòs rupture nan fim HPMC pi yo te pi wo pase sa yo ki nan fim HPS pi, men elongasyon an nan repo a te pi ba, yon rezilta ki te konplètman diferan de rezilta yo nan imidite ki ba. Li se vo anyen ke varyasyon nan pwopriyete yo mekanik nan fim yo konpoze ak rapò eleman nan yon imidite segondè nan 75% se konplètman opoze ak sa ki nan yon imidite ki ba konpare ak ka a nan yon imidite relatif nan 57%. Anba imidite segondè, kontni an imidite nan fim nan ogmante, ak dlo pa sèlman gen yon efè plastifyan sèten sou matris la polymère, men tou, ankouraje rkristalizasyon nan lanmidon. Konpare ak HPMC, HPS gen yon tandans pi fò pou rekristalize, kidonk efè imidite relatif sou HPS pi gran pase sa ki HPMC.

Fig. 3-5 Pwopriyete tensile fim HPS/HPMC ak diferan rapò HPS/HPMC ekilibre anba diferan kondisyon imilite relatif (RH). *: diferan lèt nimewo yo siyifikativman diferan ak divès kalite RH, aplike nan tèz la konplè

3.3.6 Analiz de pèmeyabilite oksijèn nan fim konpoze manjab

Se fim konpoze manjab yo itilize kòm materyèl anbalaj manje pou yon ekstansyon pou lavi etajè manje a, ak pèfòmans baryè oksijèn li yo se youn nan endikatè enpòtan yo. Se poutèt sa, pousantaj transmisyon oksijèn fim manjab ak diferan rapò HPMC/HPS yo te mezire nan yon tanperati 23 °C, ak rezilta yo montre nan Figi 3-6. Li ka wè nan figi a ke pèmeyabilite oksijèn nan manbràn HPS pi bon kalite se siyifikativman pi ba pase sa yo ki nan manbràn HPMC pi, ki endike ke manbràn HPS gen pi bon pwopriyete baryè oksijèn pase manbràn HPMC. Akòz viskozite ki ba a ak egzistans rejyon amorphe, HPMC fasil pou fòme yon estrikti rezo relativman lach ba-dansite nan fim nan; konpare ak HPS, li gen yon pi gwo tandans pou rekristalize, epi li fasil pou fòme yon estrikti dans nan fim nan. Anpil etid yo montre ke fim lanmidon gen bon pwopriyete baryè oksijèn konpare ak lòt polymères [139, 301, 335, 336].

Fig. 3-6 Pèmeyabilite oksijèn fim melanj HPS/HPMC

Anplis de sa nan HPS ka siyifikativman diminye pèmeyabilite oksijèn nan manbràn HPMC, ak pèmeyabilite oksijèn nan manbràn konpoze diminye sevè ak ogmantasyon nan kontni HPS. Anplis de sa nan HPS oksijèn ki enpèmeyab la ka ogmante tortuosity nan kanal oksijèn nan manbràn konpoze an, ki an vire mennen nan yon diminisyon nan pousantaj la permeation oksijèn epi finalman pi ba pèmeyabilite oksijèn. Rezilta menm jan yo te rapòte pou lòt lanmidon natif natal [139,301].

3.4 Rezime chapit sa a

Nan chapit sa a, lè l sèvi avèk HPMC ak HPS kòm prensipal matyè premyè, epi ajoute polyethylene glycol kòm yon plastifyan, fim yo manjab konpoze HPMC / HPS ak rapò diferan yo te prepare pa metòd la Distribisyon. Enfliyans nan pwopriyete yo nannan nan eleman yo ak rapò a konpoze sou mòfoloji a mikwoskopik nan manbràn konpoze an te etidye pa optik mikwoskòp elèktron; pwopriyete mekanik manbràn konpoze an te etidye pa tèsteur pwopriyete mekanik la. Enfliyans nan pwopriyete yo nannan nan eleman yo ak rapò a konpoze sou pwopriyete yo baryè oksijèn ak transmisyon limyè nan fim nan konpoze te etidye pa tèsteur transmisyon oksijèn ak UV-vis spectrophotometer. Yo te itilize mikwoskospi elektwonik, analiz thermogravimetric ak dinamik tèmik. Yo te itilize analiz mekanik ak lòt metòd analyse pou etidye konpatibilite ak separasyon faz nan sistèm konpoze jèl frèt-cho. Konklizyon prensipal yo se jan sa a:

1. Konpare ak HPMC pi, HPS pi pi fasil pou fòme yon mòfoloji sifas mikwoskopik omojèn ak lis. Sa a se sitou akòz pi bon rearanjman molekilè nan makromolekil lanmidon (molekil amiloz ak molekil amilopektin) nan solisyon an akeuz lanmidon pandan pwosesis refwadisman an.
2. Konpoze ak kontni segondè HPMC yo gen plis chans yo fòme estrikti manbràn omojèn. Sa a se sitou ki baze sou pwopriyete yo jèl nan HPMC ak HPS. Nan tanperati a fòme fim, HPMC ak HPS montre yon eta solisyon ba-viskozite ak yon eta jèl segondè-viskozite, respektivman. Se faz ki wo-viskozite gaye gaye nan faz kontinyèl ki ba-viskozite. , li pi fasil pou fòme yon sistèm omojèn.
3. Imidite relatif gen yon efè enpòtan sou pwopriyete mekanik HPMC / HPS fim konpoze, ak degre nan efè li ogmante ak ogmantasyon nan kontni HPS. Nan pi ba imidite relatif, tou de modil elastik ak fòs rupture fim konpoze yo ogmante ak ogmantasyon kontni HPS, ak elongasyon nan kraze fim konpoze yo te siyifikativman pi ba pase fim eleman pi bon kalite yo. Avèk ogmantasyon imidite relatif la, modil elastik la ak fòs rupture fim konpoze an diminye, ak elongasyon nan repo a ogmante anpil, ak relasyon ki genyen ant pwopriyete mekanik fim konpoze ak rapò a konpoze te montre yon modèl chanjman konplètman opoze anba diferan. imidite relatif. Pwopriyete mekanik yo nan manbràn konpoze ak diferan rapò konpoze montre yon entèseksyon anba diferan kondisyon imidite relatif, ki bay posibilite pou optimize pèfòmans pwodwi selon kondisyon aplikasyon diferan.
4. Anplis de sa nan HPS siyifikativman amelyore pwopriyete yo baryè oksijèn nan manbràn konpoze an. Pèmeyabilite oksijèn nan manbràn konpoze an diminye sevè ak ogmantasyon nan kontni HPS.
5. Nan sistèm konpoze HPMC/HPS frèt ak cho jèl, gen yon sèten konpatibilite ant de eleman yo. Pa gen okenn koòdone evidan de-faz yo te jwenn nan imaj yo SEM nan tout fim yo konpoze, pi fò nan fim yo konpoze te gen sèlman yon pwen tranzisyon vè nan rezilta yo DMA, ak sèlman yon sèl pik degradasyon tèmik parèt nan koub yo DTG nan pi fò nan konpoze an. fim. Li montre ke gen yon sèten deskripsyon ant HPMC ak HPS.

Rezilta eksperimantal ki anwo yo montre ke konpoze HPS ak HPMC pa sèlman ka diminye pri pwodiksyon HPMC fim manjab, men tou, amelyore pèfòmans li yo. Pwopriyete mekanik, pwopriyete baryè oksijèn ak pwopriyete optik fim konpoze manjab yo ka reyalize pa ajiste rapò konpoze de eleman yo ak imidite relatif anviwònman ekstèn lan.

Chapit 4 Relasyon ant mikromòfoloji ak pwopriyete mekanik HPMC/HPS Compound System

Konpare ak entropi a melanje ki pi wo pandan melanje metal alyaj, entropi a melanje pandan polymère konpoze anjeneral piti anpil, ak chalè a nan konpoze pandan konpoze anjeneral pozitif, sa ki lakòz pwosesis polymère konpoze. Chanjman enèji lib Gibbs la pozitif (���>), Se poutèt sa, fòmilasyon polymère yo gen tandans fòme sistèm de-faz ki separe faz, ak fòmilasyon polymère konplètman konpatib yo trè ra [242].

Sistèm konpoze Miscible ka anjeneral reyalize miscibility nan nivo molekilè nan tèmodinamik ak fòme konpoze omojèn, kidonk pifò sistèm konpoze polymère yo imisib. Sepandan, anpil sistèm konpoze polymère ka rive nan yon eta konpatib nan sèten kondisyon epi yo vin sistèm konpoze ak sèten konpatibilite [257].

Pwopriyete makwoskopik yo tankou pwopriyete mekanik nan sistèm konpoze polymère depann nan yon gwo limit sou entèraksyon an ak mòfoloji faz nan eleman yo, espesyalman konpatibilite ki genyen ant eleman ak konpozisyon an nan faz kontinyèl ak dispèse [301]. Se poutèt sa, li se nan gwo siyifikasyon etidye mòfoloji a mikwoskopik ak pwopriyete makwoskopik nan sistèm nan konpoze ak etabli relasyon ki genyen ant yo, ki se nan gwo siyifikasyon kontwole pwopriyete yo nan materyèl konpoze pa kontwole estrikti nan faz ak konpatibilite nan sistèm nan konpoze.

Nan pwosesis pou etidye mòfoloji ak dyagram faz nan sistèm konplèks la, li trè enpòtan pou chwazi mwayen apwopriye pou distenge eleman diferan. Sepandan, distenksyon ki genyen ant HPMC ak HPS se byen difisil, paske tou de gen bon transparans ak endèks refraktif menm jan an, kidonk li difisil yo fè distenksyon ant de eleman yo pa mikwoskòp optik; nplis de sa, paske tou de se materyèl òganik kabòn ki baze sou, kidonk de yo gen absòpsyon enèji menm jan an, kidonk li se tou difisil pou optik mikwoskòp elèktron avèk presizyon distenge pè a nan eleman. Fourier transfòme espektroskopi enfrawouj ka reflete chanjman ki fèt nan mòfoloji ak dyagram faz nan sistèm konplèks pwoteyin lanmidon pa rapò zòn nan gwoup polisakarid la nan 1180-953 cm-1 ak gwoup la amid nan 1750-1483 cm-1 [52, 337], men teknik sa a trè konplèks epi anjeneral mande pou radyasyon synchrotron Fourier transfòme teknik enfrawouj pou jenere ase kontras pou sistèm ibrid HPMC/HPS. Genyen tou teknik pou reyalize separasyon konpozan sa yo, tankou mikwoskòp elèktron transmisyon ak dispèsyon radyografi ti-ang, men teknik sa yo anjeneral konplèks [338]. Nan sijè sa a, yo itilize metòd analiz mikwoskòp optik dyeing senp yòd la, epi prensip ke gwoup fen estrikti amiloz la ka reyaji ak yòd pou fòme konplèks enklizyon yo itilize pou lank sistèm konpoze HPMC/HPS pa yòd DYEING, kidonk ke HPS Konpozan yo te distenge ak eleman HPMC yo pa koulè diferan yo anba mikwoskòp limyè a. Se poutèt sa, metòd analiz mikwoskòp optik dyeing yòd se yon metòd rechèch senp epi efikas pou mòfoloji ak dyagram faz nan sistèm konplèks ki baze sou lanmidon.

Nan chapit sa a, yo te etidye mòfoloji mikwoskopik, distribisyon faz, tranzisyon faz ak lòt mikwostrikti sistèm konpoze HPMC / HPS pa mwayen analiz mikwoskòp optik dyeing yòd; ak pwopriyete mekanik ak lòt pwopriyete makwoskopik; ak nan analiz korelasyon nan mòfoloji mikwoskopik ak pwopriyete makwoskopik nan konsantrasyon solisyon diferan ak rapò konpoze, yo te etabli relasyon ki genyen ant mikwostrikti ak pwopriyete makroskopik nan sistèm konpoze HPMC / HPS la, yo nan lòd yo kontwole HPMC / HPS la. Bay baz pou pwopriyete yo nan materyèl konpoze.

4.1 Materyèl ak Ekipman

4.1.1 Materyèl eksperimantal prensipal yo

4.2 Metòd eksperimantal

4.2.1 Preparasyon solisyon konpoze HPMC/HPS

Prepare solisyon HPMC ak solisyon HPS nan 3%, 5%, 7% ak 9% konsantrasyon, gade 2.2.1 pou metòd preparasyon. Melanje solisyon HPMC ak solisyon HPS dapre 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: Yo te melanje 100 rapò diferan nan yon vitès 250 rmp / min nan 21 °C pou 30 min, epi yo te jwenn solisyon melanje ak konsantrasyon diferan ak rapò diferan.

4.2.2 Preparasyon manbràn konpoze HPMC/HPS

Gade 3.2.1.

4.2.3 Preparasyon kapsil konpoze HPMC/HPS

Al gade nan solisyon an prepare pa metòd la nan 2.2.1, sèvi ak yon mwazi asye pur pou tranpe, epi sèk li nan 37 °C. Rale kapsil yo sèk, koupe depase an, epi mete yo ansanm pou fòme yon pè.

4.2.4 HPMC/HPS fim konpoze mikwoskòp optik

4.2.4.1 Prensip Optik Mikwoskopi Analiz

Mikwoskòp optik la sèvi ak prensip optik loup D 'pa yon lantiy konvèks, epi li sèvi ak de lantiy konvèjan pou elaji ang ouvèti ti sibstans ki tou pre yo nan je yo, epi elaji gwosè ti sibstans yo ki pa ka disène pa je imen an. jiskaske gwosè sibstans yo ka disène pa je imen an.

4.2.4.2 Metòd tès la

Solisyon konpoze HPMC/HPS nan diferan konsantrasyon ak rapò konpoze yo te retire nan 21 °C, tonbe sou yon glise an vè, jete nan yon kouch mens, epi seche nan menm tanperati a. Fim yo te tache ak 1% solisyon yòd (1 g nan yòd ak 10 g nan yòd potasyòm yo te mete nan yon flakon volumetrik 100-mL, epi yo fonn nan etanòl), mete yo nan jaden an nan mikwoskòp limyè pou obsèvasyon ak foto.

4.2.5 Transmisyon limyè nan fim konpoze HPMC / HPS

4.2.5.1 Prensip analiz UV-vis spectrophotometry

Menm jan ak 3.2.3.1.

4.2.5.1 Metòd tès la

Gade 3.2.3.2.

4.2.6 Pwopriyete tensile fim konpoze HPMC/HPS

4.2.6.1 Prensip analiz pwopriyete tensile

Menm jan ak 3.2.3.1.

4.2.6.1 Metòd tès la

Yo te teste echantiyon yo apre yo fin balanse nan 73% imidite pou 48 èdtan. Gade 3.2.3.2 pou metòd tès la.

4.3 Rezilta ak Diskisyon

4.3.1 Obsèvasyon transparans pwodwi

Figi 4-1 montre fim manjab ak kapsil ki prepare pa konpoze HPMC ak HPS nan yon rapò konpoze 70:30. Kòm ka wè nan figi a, pwodwi yo gen bon transparans, ki endike ke HPMC ak HPS gen menm endis refraktif, epi yo ka jwenn yon konpoze omojèn apre yo fin konpoze de la.

4.3.2 Imaj mikwoskòp optik konplèks HPMC/HPS anvan ak apre tach

Figi 4-2 montre mòfoloji tipik anvan ak apre dyeing nan konplèks HPMC / HPS ak diferan rapò konpoze obsève anba yon mikwoskòp optik. Kòm ka wè nan figi a, li difisil pou distenge faz HPMC ak faz HPS nan figi san tach la; Dye HPMC pi bon kalite ak HPS pi bon kalite montre pwòp koulè inik yo, ki se paske reyaksyon an nan HPS ak yòd nan tach yòd Koulè li vin pi fonse. Se poutèt sa, de faz yo nan sistèm konpoze HPMC/HPS yo tou senpleman ak klèman distenge, ki plis pwouve ke HPMC ak HPS yo pa miscible epi yo pa ka fòme yon konpoze omojèn. Kòm ka wè nan figi a, kòm kontni an HPS ogmante, zòn nan nan zòn nan fè nwa (faz HPS) nan figi a kontinye ap ogmante jan yo espere, konsa konfime ke de-faz reyajman fèt pandan pwosesis sa a. Lè kontni HPMC pi wo pase 40%, HPMC prezante eta faz kontinyèl, epi HPS gaye nan faz kontinyèl HPMC kòm faz dispèse. Kontrèman, lè kontni HPMC pi ba pase 40%, HPS prezante yon eta faz kontinyèl, epi HPMC gaye nan faz kontinyèl HPS kòm yon faz dispèse. Se poutèt sa, nan solisyon an 5% HPMC / HPS konpoze, ak kontni an HPS ogmante, opoze a te rive lè rapò a konpoze te HPMC / HPS 40:60. Faz kontinyèl la chanje soti nan faz HPMC inisyal la nan faz HPS pita. Lè w obsève fòm faz la, li ka wè ke faz HPMC nan matris HPS se esferik apre dispèsyon, pandan y ap fòm dispèse faz HPS nan matris HPMC se pi iregilye.

Anplis, lè w kalkile rapò zòn nan zòn ki gen koulè pal limyè (HPMC) ak zòn ki gen koulè nwa (HPS) nan konplèks HPMC/HPS apre kolore (san yo pa konsidere sitiyasyon an mesophase), li te jwenn ke zòn nan nan HPMC (koulè limyè)/HPS (koulè nwa) nan figi a Rapò a toujou pi gran pase rapò aktyèl HPMC/HPS konpoze. Pou egzanp, nan dyagram nan tach nan HPMC / HPS konpoze ak yon rapò konpoze nan 50:50, zòn nan HPS nan zòn nan entèfaz pa kalkile, ak rapò a nan zòn limyè / fè nwa se 71/29. Rezilta sa a konfime egzistans yon gwo kantite mesophases nan sistèm konpoze HPMC/HPS.

Li se byen li te ye ke konplètman konpatib polymère konpoze sistèm yo byen ra paske pandan pwosesis la polymère konpoze, chalè a nan konpoze se nòmalman pozitif ak entropi a nan konpoze anjeneral chanje ti kras, kidonk sa ki lakòz enèji gratis pandan chanjman konpoze nan yon valè pozitif. Sepandan, nan sistèm konpoze HPMC/HPS, HPMC ak HPS yo toujou pwomèt pou montre yon pi gwo degre konpatibilite, paske HPMC ak HPS yo tou de se polisakarid idrofil, gen menm inite estriktirèl la - glikoz, epi yo pase menm gwoup fonksyonèl modifye ak idroksipropil. Fenomèn nan plizyè mesophases nan sistèm HPMC / HPS konpoze tou endike ke HPMC ak HPS nan konpoze an gen yon sèten degre nan konpatibilite, ak yon fenomèn menm jan an rive nan sistèm nan melanj lanmidon-polyvinyl alkòl ak plastifyan te ajoute. parèt tou [339].

4.3.3 Relasyon ki genyen ant mòfoloji mikwoskopik ak pwopriyete makwoskopik sistèm konpoze an

Relasyon ki genyen ant mòfoloji, fenomèn separasyon faz, transparans ak pwopriyete mekanik sistèm konpoze HPMC/HPS te etidye an detay. Figi 4-3 montre efè kontni HPS sou pwopriyete makwoskopik tankou transparans ak modil tensil nan sistèm konpoze HPMC/HPS. Li ka wè nan figi a ke transparans nan HPMC pi bon kalite pi wo pase sa yo ki nan HPS pi, sitou paske rkristalizasyon nan lanmidon diminye transparans nan HPS, ak modifikasyon an hydroxypropyl nan lanmidon se tou yon rezon enpòtan pou rediksyon nan transparans nan. HPS [340, 341]. Li ka jwenn nan figi a ke transmisyon nan sistèm nan konpoze HPMC / HPS pral gen yon valè minimòm ak diferans lan nan kontni an HPS. Transmisyon nan sistèm nan konpoze, nan seri a nan kontni HPS pi ba pase 70%, ogmante akit diminye ak ogmantasyon nan kontni HPS; lè kontni HPS la depase 70%, li ogmante ak ogmantasyon kontni HPS. Fenomèn sa a vle di ke sistèm nan konpoze HPMC / HPS se immiscible, paske fenomèn nan separasyon faz nan sistèm nan mennen nan diminisyon nan transmissions limyè. Okontrè, modil Young nan sistèm konpoze an parèt tou yon pwen minimòm ak pwopòsyon diferan, ak modil Young la kontinye diminye ak ogmantasyon kontni HPS, e li te rive nan pwen ki pi ba a lè kontni HPS te 60%. Modil la kontinye ogmante, ak modil la ogmante yon ti kras. Modil Young nan sistèm konpoze HPMC/HPS la te montre yon valè minimòm, ki te endike tou ke sistèm konpoze an se te yon sistèm imisibl. Pwen ki pi ba nan transmisyon limyè nan sistèm HPMC/HPS konpoze ki konsistan avèk pwen tranzisyon faz HPMC faz kontinyèl nan faz dispèse ak pwen ki pi ba nan valè modil Young nan Figi 4-2.

4.3.4 Efè konsantrasyon solisyon sou mòfoloji mikwoskopik sistèm konpoze an

Figi 4-4 montre efè konsantrasyon solisyon sou mòfoloji ak tranzisyon faz sistèm konpoze HPMC/HPS. Kòm yo ka wè nan figi a, konsantrasyon ki ba nan 3% HPMC / HPS sistèm konpoze, nan rapò a konpoze nan HPMC / HPS se 40:60, aparans nan estrikti ko-kontinyèl ka obsève; pandan ke yo nan gwo konsantrasyon nan solisyon 7%, estrikti sa a ko-kontinyèl obsève nan figi a ak yon rapò konpoze nan 50:50. Rezilta sa a montre ke pwen tranzisyon faz nan sistèm konpoze HPMC/HPS gen yon sèten depandans konsantrasyon, ak rapò konpoze HPMC/HPS nan tranzisyon faz la ogmante ak ogmantasyon konsantrasyon solisyon konpoze an, ak HPS gen tandans fòme yon faz kontinyèl. . . Anplis de sa, domèn HPS yo gaye nan faz kontinyèl HPMC te montre fòm ak mòfoloji menm jan ak chanjman konsantrasyon an; pandan y ap faz yo gaye HPMC gaye nan faz kontinyèl HPS te montre diferan fòm ak mòfoloji nan konsantrasyon diferan. ak ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon, zòn dispèsyon HPMC te vin pi plis ak plis iregilye. Rezon prensipal ki fè fenomèn sa a se ke viskozite solisyon HPS la pi wo pase solisyon HPMC nan tanperati chanm, epi tandans faz HPMC pou fòme yon eta pwòp esferik siprime akòz tansyon sifas la.

4.3.5 Efè konsantrasyon solisyon sou pwopriyete mekanik sistèm konpoze

Korespondan ak mòfoloji Figi 4-4, Figi 4-5 montre pwopriyete tensile fim konpoze ki fòme anba solisyon konsantrasyon diferan. Li ka wè nan figi a ke modil Young la ak elongasyon nan kraze nan sistèm nan konpoze HPMC/HPS yo gen tandans diminye ak ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon, ki se ki konsistan avèk transfòmasyon nan gradyèl nan HPMC soti nan faz kontinyèl nan faz dispèse nan Figi 4. -4. Mòfoloji mikwoskopik la konsistan. Piske modil Young nan omopolymer HPMC pi wo pase sa ki HPS, li prevwa ke modil Young nan HPMC/HPS sistèm konpoze yo pral amelyore lè HPMC se faz kontinyèl la.

4.4 Rezime chapit sa a

Nan chapit sa a, solisyon konpoze HPMC/HPS ak fim konpoze manjab ak diferan konsantrasyon ak rapò konpoze yo te prepare, epi yo te obsève mòfoloji mikwoskopik ak tranzisyon faz nan sistèm konpoze HPMC/HPS nan analiz mikwoskòp optik nan tach yòd pou distenge faz lanmidon. Transmisyon limyè a ak pwopriyete mekanik nan fim nan konpoze manjab nan HPMC / HPS yo te etidye pa UV-vis espektrofotomèt ak tèsteur pwopriyete mekanik, ak efè yo nan konsantrasyon diferan ak rapò konpoze sou pwopriyete yo optik ak pwopriyete mekanik nan sistèm nan konpoze yo te etidye. Relasyon ki genyen ant mikwostrikti ak pwopriyete makwoskopik nan sistèm konpoze HPMC/HPS te etabli pa konbine mikwostrikti sistèm konpoze an, tankou mikwostrikti, tranzisyon faz ak separasyon faz, ak pwopriyete makwoskopik tankou pwopriyete optik ak pwopriyete mekanik. Konklizyon prensipal yo se jan sa a:

1. Metòd analiz mikwoskòp optik pou distenge faz lanmidon pa tach yòd se metòd ki pi senp, dirèk ak efikas pou etidye mòfoloji ak tranzisyon faz nan sistèm konpoze ki baze sou lanmidon. Avèk tach yòd, faz lanmidon parèt pi fonse ak pi fonse anba mikwoskopi limyè, pandan y ap HPMC pa tache ak Se poutèt sa parèt pi lejè nan koulè.
2. Sistèm konpoze HPMC / HPS la pa miscible, epi gen yon pwen tranzisyon faz nan sistèm konpoze an, ak pwen tranzisyon faz sa a gen yon sèten depandans rapò konpoze ak depandans konsantrasyon solisyon.
3. Sistèm konpoze HPMC/HPS la gen bon konpatibilite, ak yon gwo kantite mesophases yo prezan nan sistèm konpoze an. Nan faz entèmedyè a, faz kontinyèl la gaye nan faz la gaye nan eta a nan patikil.
4. Faz dispèse HPS nan matris HPMC te montre menm fòm esferik nan diferan konsantrasyon; HPMC te montre mòfoloji iregilye nan matris HPS, ak iregilarite mòfoloji a ogmante ak ogmantasyon nan konsantrasyon.
5. Relasyon ki genyen ant mikwostrikti, tranzisyon faz, transparans ak pwopriyete mekanik sistèm konpoze HPMC/HPS te etabli. a. Pwen ki pi ba transparans nan sistèm konpoze an ki konsistan avèk pwen tranzisyon faz HPMC soti nan faz kontinyèl nan faz dispèse ak pwen minimòm diminisyon modil tensile. b. Modil Young la ak elongasyon nan repo diminye ak ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon, ki se kozatif ki gen rapò ak chanjman mòfolojik HPMC soti nan faz kontinyèl nan faz dispèse nan sistèm nan konpoze.

An rezime, pwopriyete makwoskopik sistèm konpoze HPMC/HPS yo gen rapò ak estrikti mòfolojik mikwoskopik li yo, tranzisyon faz, separasyon faz ak lòt fenomèn, epi pwopriyete konpoze yo ka kontwole pa kontwole estrikti faz ak konpatibilite konpoze an. sistèm.

Chapit 5 Enfliyans degre sibstitisyon HPS Hydroxypropyl sou pwopriyete reolojik sistèm konpoze HPMC/HPS

Li se byen li te ye ke ti chanjman nan estrikti nan chimik nan lanmidon ka mennen nan chanjman dramatik nan pwopriyete reolojik li yo. Se poutèt sa, modifikasyon chimik ofri posiblite pou amelyore ak kontwole pwopriyete reolojik pwodwi ki baze sou lanmidon [342]. Nan vire, metrize enfliyans nan estrikti chimik lanmidon sou pwopriyete reolojik li yo ka pi byen konprann pwopriyete yo estriktirèl nan pwodwi ki baze sou lanmidon, epi bay yon baz pou konsepsyon an nan lanmidon modifye ak amelyore pwopriyete fonksyonèl lanmidon [235]. Hydroxypropyl lanmidon se yon lanmidon modifye pwofesyonèl lajman ki itilize nan jaden an nan manje ak medikaman. Li se anjeneral prepare pa reyaksyon an eterifikasyon nan lanmidon natif natal ak oksid pwopilèn nan kondisyon alkalin. Hydroxypropyl se yon gwoup idrofil. Entwodiksyon gwoup sa yo nan chèn molekilè lanmidon an ka kraze oswa febli lyezon idwojèn intramolekilè ki kenbe estrikti granule lanmidon an. Se poutèt sa, pwopriyete yo fizikochimik nan lanmidon idroksipropil yo gen rapò ak degre nan sibstitisyon nan gwoup idroksipropil sou chèn molekilè li yo [233, 235, 343, 344].

Anpil etid yo te envestige efè hydroxypropyl sibstitisyon degre sou pwopriyete fizik yo nan lanmidon hydroxypropyl. Han et al. etidye efè hydroxypropyl sir lanmidon ak hydroxypropyl cornstarch sou estrikti a ak karakteristik retrogradasyon nan gato diri glutinous Koreyen. Etid la te jwenn ke hydroxypropylation ka diminye tanperati jelatinizasyon lanmidon ak amelyore kapasite dlo a nan lanmidon. pèfòmans, ak siyifikativman inibit fenomèn nan aje nan lanmidon nan gato Kore diri glutinous [345]. Kaur et al. etidye efè sibstitisyon hydroxypropyl sou pwopriyete fizikochimik diferan varyete lanmidon pòmdetè, epi li te jwenn ke degre sibstitisyon hydroxypropyl nan lanmidon pòmdetè varye ak diferan varyete, ak efè li sou pwopriyete lanmidon ak gwosè patikil gwo Plis enpòtan; reyaksyon hydroxypropylation a lakòz anpil fragman ak genyen siyon sou sifas granules lanmidon; Hydroxypropyl ranplasman ka siyifikativman amelyore pwopriyete yo anfle, solubility dlo ak solubility nan lanmidon nan sulfoksid dimethyl, ak amelyore lanmidon transparans nan keratin [346]. Lawal et al. etidye efè sibstitisyon hydroxypropyl sou pwopriyete yo nan lanmidon pòmdetè dous. Etid la te montre ke apre modifikasyon hydroxypropyl, kapasite anfle gratis ak solubility dlo nan lanmidon yo te amelyore; rkristalizasyon ak retrogradasyon nan lanmidon natif natal yo te anpeche; Dijèstibilite amelyore [347]. Schmitz et al. prepare lanmidon idroksipropil tapioka epi li te jwenn li gen pi gwo kapasite anfle ak viskozite, pi ba to aje, ak pi gwo estabilite friz-degel [344].

Sepandan, gen kèk etid sou pwopriyete reolojik nan lanmidon hydroxypropyl, ak efè modifikasyon idroksipropil sou pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm konpoze ki baze sou lanmidon yo te raman rapòte twò lwen. Chun et al. etidye reoloji nan ba-konsantrasyon (5%) hydroxypropyl diri lanmidon solisyon. Rezilta yo te montre ke efè modifikasyon hydroxypropyl sou viscoelastisite fiks ak dinamik solisyon lanmidon an te gen rapò ak degre sibstitisyon, ak yon ti kantite sibstitisyon hydroxypropyl Propyl ka siyifikativman chanje pwopriyete reolojik solisyon anmidonnen; koyefisyan viskozite nan solisyon lanmidon diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon, ak depandans tanperati a nan pwopriyete reolojik li yo ogmante ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl. Kantite lajan an diminye ak ogmante degre nan sibstitisyon [342]. Lee et al. etidye efè sibstitisyon hydroxypropyl sou pwopriyete fizik yo ak pwopriyete reolojik nan lanmidon pòmdetè dous, ak rezilta yo te montre ke kapasite nan anfle ak solubility dlo nan lanmidon ogmante ak ogmantasyon nan degre nan sibstitisyon hydroxypropyl; Valè entalpi a diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl; koyefisyan viskozite a, viskozite konplèks, estrès sede, viskozite konplèks ak modil dinamik solisyon lanmidon tout diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl, endèks likid ak faktè pèt Li ogmante ak degre sibstitisyon hydroxypropyl; fòs jèl nan lakòl lanmidon diminye, estabilite friz-dekonjle ogmante, ak efè syneresis diminye [235].

Nan chapit sa a, efè HPS hydroxypropyl sibstitisyon degre sou pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl HPMC/HPS frèt ak cho jèl konpoze sistèm te etidye. Sitiyasyon tranzisyon an gen gwo siyifikasyon pou konpreyansyon pwofondè nan relasyon ki genyen ant fòmasyon estrikti ak pwopriyete reolojik. Anplis de sa, yo te diskite mekanis jelasyon HPMC/HPS sistèm refwadisman ranvèse a, pou yo ka bay kèk konsèy teyorik pou lòt sistèm jèl refwadisman inverse ki sanble.

5.1 Materyèl ak Ekipman

5.1.1 Materyèl eksperimantal prensipal yo

5.1.2 Enstriman prensipal ak ekipman

5.2 Metòd eksperimantal

5.2.1 Preparasyon solisyon konpoze

15% HPMC/HPS solisyon konpoze ak diferan rapò konpoze (100/0, 50/50, 0/100) ak HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl (G80, A939, A1081) yo te prepare. Metòd preparasyon A1081, A939, HPMC ak solisyon konpoze yo montre nan 2.2.1. G80 ak solisyon konpoze li yo ak HPMC yo jelatinize pa brase anba kondisyon yo nan 1500psi ak 110 ° C nan yon otoklav, paske G80 lanmidon natif natal se gwo amiloz (80%), ak tanperati jelatinizasyon li yo pi wo pase 100 ° C, ki pa ka. rive jwenn pa metòd orijinal jelatinizasyon nan beny dlo [348].

5.2.2 Pwopriyete reolojik solisyon konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

5.2.2.1 Prensip analiz reolojik

Menm jan ak 2.2.2.1

5.2.2.2 Metòd tès mòd koule

Yo te itilize yon kranpon plak paralèl ak yon dyamèt 60 mm, epi espas plak la te mete sou 1 mm.

1. Gen yon metòd tès koule pre-chea ak yon tixotropi twa etap. Menm jan ak 2.2.2.2.
2. Metòd tès koule san pre-chea ak thixotropic bag thixotropic. Tanperati tès la se 25 °C, a. Taye nan ogmante vitès, ranje pousantaj taye 0-1000 s-1, tan taye 1 min; b. Konstan taye taye, to taye 1000 s-1, taye tan 1 min; c. Redwi vitès taye lenn, ranje pousantaj taye se 1000-0s-1, ak tan an taye lenn se 1 min.

5.2.2.3 Metòd tès mòd osilasyon

Yo te itilize yon aparèy plak paralèl ak yon dyamèt 60 mm, epi espas plak la te mete sou 1 mm.

1. Deformation varyab bale. Tanperati tès 25 °C, frekans 1 Hz, deformation 0.01-100%.
2. Tanperati eskanè. Frekans 1 Hz, deformation 0.1%, a. Pwosesis chofaj, tanperati 5-85 °C, to chofaj 2 °C / min; b. Pwosesis refwadisman, tanperati 85-5 °C, pousantaj refwadisman 2 °C/min. Yo itilize yon sele lwil oliv silikon alantou echantiyon an pou fè pou evite pèt imidite pandan tès la.
3. Bale frekans. Varyasyon 0.1%, frekans 1-100 rad/s. Tès yo te pote soti nan 5 °C ak 85 °C, respektivman, ak ekilibre nan tanperati tès la pou 5 minit anvan tès la.

Relasyon ki genyen ant modil depo G′ ak modil pèt G″ solisyon polymère a ak frekans angilè ω swiv yon lwa pouvwa:

kote n′ ak n″ se pant log G′-log ω ak log G″-log ω, respektivman;

G0′ ak G0″ se entèsepte log G′-log ω ak log G″-log ω, respektivman.

5.2.3 Mikwoskòp optik

5.2.3.1 Prensip enstriman

Menm jan ak 4.2.3.1

5.2.3.2 Metòd tès la

Solisyon konpoze 3% 5:5 HPMC/HPS te pran nan diferan tanperati 25 °C, 45 °C, ak 85 °C, tonbe sou yon glise vè kenbe nan menm tanperati a, epi jete nan yon fim mens. kouch solisyon ak seche nan menm tanperati a. Fim yo te tache ak 1% solisyon yòd, mete yo nan jaden an nan mikwoskòp limyè pou obsèvasyon ak foto.

5.3 Rezilta ak Diskisyon

5.3.1 Viskozite ak analiz modèl koule

5.3.1.1 Metòd tès koule san pre-chea ak thixotropic bag thixotropic

Sèvi ak metòd tès koule san yo pa pre-taye ak bag thixotropic metòd thixotropic, viskozite solisyon HPMC / HPS konpoze ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS te etidye. Rezilta yo montre nan Figi 5-1. Li ka wè nan figi a ke viskozite a nan tout echantiyon yo montre yon tandans diminye ak ogmantasyon nan pousantaj taye anba aksyon an nan fòs taye, ki montre yon sèten degre nan fenomèn eklèsi taye. Pifò solisyon polymère ki gen gwo konsantrasyon oswa fonn sibi gwo dekonklizyon ak reranje molekilè anba taye, kidonk montre konpòtman likid pseudoplastic [305, 349, 350]. Sepandan, degre yo taye eklèsi nan solisyon HPMC / HPS konpoze nan HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl yo diferan.

Fig. 5-1 Viskozite ak pousantaj taye nan solisyon HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon idropropil HPS (san yo pa taye pre-taye, senbòl solid ak kre prezante ogmantasyon pousantaj ak diminye pwosesis pousantaj, respektivman)

Li ka wè nan figi a ke Viskozite ak Chea degre eklèsi nan echantiyon an pi bon kalite HPS yo pi wo pase sa yo ki nan echantiyon an konpoze HPMC / HPS, pandan y ap Shea eklèsi degre nan solisyon an HPMC se pi ba a, sitou paske viskozite a nan HPS. nan tanperati ki ba se siyifikativman pi wo pase sa yo ki nan HPMC. Anplis de sa, pou solisyon konpoze HPMC/HPS ak menm rapò konpoze, viskozite a ogmante ak degre sibstitisyon idroksipropil HPS la. Sa a ka paske adisyon a nan gwoup idroksipropil nan molekil lanmidon kraze lyezon idwojèn entèmolekilè yo epi konsa mennen nan dezentegrasyon nan granules lanmidon. Hydroxypropylation siyifikativman redwi fenomèn nan taye eklèsi nan lanmidon, ak taye fenomèn nan eklèsi nan lanmidon natif natal te pi evidan an. Avèk ogmantasyon kontinyèl degre sibstitisyon hydroxypropyl, degre chea eklèsi HPS piti piti diminye.

Tout echantiyon yo genyen bag thixotropic sou koub la to estrès taye taye, ki endike ke tout echantiyon yo gen yon sèten degre nan thixotropi. Fòs la thixotropic reprezante pa gwosè a nan zòn nan bag thixotropic. Plis tixotropik echantiyon an se [351]. Endèks koule n ak koyefisyan viskozite K nan solisyon echantiyon an ka kalkile pa lwa pouvwa Ostwald-de Waele (gade ekwasyon (2-1)).

Tablo 5-1 Endèks konpòtman koule (n) ak endèks konsistans likid (K) pandan pwosesis ogmantasyon pousantaj ak diminye pousantaj ak zòn bouk thixotropy nan solisyon HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon idropropil HPS nan 25 °C.

Tablo 5-1 montre endèks koule n, koyefisyan viskozite K ak zòn bag thixotropic nan solisyon konpoze HPMC / HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS nan pwosesis pou ogmante taye ak diminye taye. Li ka wè nan tablo a ke endèks koule n nan tout echantiyon yo mwens pase 1, ki endike ke tout solisyon echantiyon yo se likid pseudoplastic. Pou sistèm konpoze HPMC/HPS ak menm degre sibstitisyon idroksipropil HPS, endèks koule n ogmante ak ogmantasyon kontni HPMC, ki endike ke adisyon HPMC fè solisyon konpoze an montre pi fò karakteristik likid Newtonyen. Sepandan, ak ogmantasyon nan kontni HPMC, koyefisyan viskozite K a diminye kontinyèlman, ki endike ke adisyon HPMC redwi viskozite solisyon konpoze an, paske koyefisyan viskozite K a te pwopòsyonèl ak viskozite a. Valè n ak valè K nan HPS pi bon kalite ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl nan etap taye taye k ap monte tou de diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl, ki endike ke modifikasyon hydroxypropylation ka amelyore pseudoplasticity nan lanmidon epi redwi Viskozite solisyon anmidonnen. Okontrè, valè n ogmante ak ogmantasyon degre sibstitisyon nan diminye etap taye, ki endike ke hydroxypropylation a amelyore konpòtman likid Newtonian solisyon an apre gwo vitès taye. Valè n ak valè K nan sistèm konpoze HPMC/HPS yo te afekte tou de HPS hydroxypropylation ak HPMC, ki te rezilta aksyon konbine yo. Konpare ak etap taye taye ogmante, valè n nan tout echantiyon yo nan etap taye taye diminye te vin pi gwo, pandan y ap valè K yo te vin pi piti, ki endike ke viskozite nan solisyon an konpoze te redwi apre taye taye gwo vitès, ak la. Yo te amelyore konpòtman likid Newtonyen nan solisyon konpoze an. .

Zòn nan bag thixotropic diminye ak ogmantasyon nan kontni HPMC, ki endike ke adisyon a nan HPMC redwi thixotropi a nan solisyon an konpoze ak amelyore estabilite li yo. Pou solisyon an HPMC / HPS konpoze ak menm rapò konpoze an, zòn nan nan bag thixotropic diminye ak ogmantasyon nan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon, ki endike ke hydroxypropylation amelyore estabilite nan HPS.

5.3.1.2 Metòd taye ak metòd pre-koupe ak twa etap thixotropic

Metòd taye ak pre-chea te itilize pou etidye chanjman viskozite HPMC/HPS solisyon konpoze ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS ak pousantaj taye. Rezilta yo montre nan Figi 5-2. Li ka wè nan figi a ke solisyon an HPMC montre prèske pa gen okenn eklèsi taye, pandan y ap lòt echantiyon yo montre eklèsi taye. Sa a se ki konsistan avèk rezilta yo jwenn ak metòd la taye san pre-taye. Li ka wè tou nan figi a ke nan pousantaj taye ki ba, echantiyon an trè hydroxypropyl ranplase montre yon rejyon plato.

Fig. 5-2 Viskozite ak pousantaj taye nan solisyon HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon idropropil HPS (ak pre-taye)

Viskozite zewo-chea (h0), endèks koule (n) ak koyefisyan viskozite (K) ki te jwenn nan Fitting yo montre nan Tablo 5-2. Soti nan tablo a, nou ka wè ke pou echantiyon pi HPS yo, n valè yo jwenn nan tou de metòd yo ogmante ak degre nan sibstitisyon, ki endike ke konpòtman an solid ki sanble nan solisyon an lanmidon diminye kòm degre nan sibstitisyon ogmante. Avèk ogmantasyon nan kontni HPMC, valè n yo tout te montre yon tandans anba, ki endike ke HPMC redwi konpòtman an solid ki sanble nan solisyon an. Sa montre ke rezilta analiz kalitatif de metòd yo konsistan.

Konpare done yo jwenn pou menm echantiyon an anba metòd tès diferan, li jwenn ke valè n jwenn apre pre-taye toujou pi gran pase sa yo jwenn nan metòd la san yo pa pre-taye, ki endike ke sistèm nan konpoze te jwenn pa pre a. -shearing metòd se yon solid-tankou konpòtman an se pi ba pase sa ki mezire pa metòd la san pre-taye. Sa a se paske rezilta final la jwenn nan tès la san yo pa taye pre-chea se aktyèlman rezilta a nan aksyon an konbine nan to taye taye ak tan taye taye, pandan y ap metòd la tès ak pre-taye taye premye elimine efè a thixotropic pa taye taye segondè pou yon sèten peryòd de tan. Se poutèt sa, metòd sa a ka pi byen detèmine fenomèn nan eklèsi taye ak karakteristik koule nan sistèm nan konpoze.

Soti nan tablo a, nou ka wè tou ke pou menm rapò a konpoze (5:5), valè n nan sistèm nan konpoze se tou pre 1, ak pre-taye n a ogmante ak degre nan sibstitisyon idroksipropil Li montre ke HPMC se yon faz kontinyèl nan sistèm nan konpoze, ak HPMC gen yon efè pi fò sou echantiyon lanmidon ak ba degre sibstitisyon hydroxypropyl, ki se ki konsistan avèk rezilta a ke n valè a ogmante ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon san pre-taye okontrè. Valè K nan sistèm konpoze yo ak diferan degre sibstitisyon nan de metòd yo sanble, epi pa gen okenn tandans patikilyèman evidan, pandan y ap zewo-shear viskozite a montre yon tandans klè anba, paske zewo-shear viskozite a endepandan de taye a. to. Viskozite nan intrinsèques ka byen reflete pwopriyete yo nan sibstans nan tèt li.

Fig. 5-3 Twa entèval tixotropi solisyon melanj HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon idropropil HPS.

Metòd twa-etap thixotropic te itilize pou etidye efè diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl hydroxypropyl lanmidon sou pwopriyete thixotropic sistèm konpoze an. Li ka wè nan Figi 5-3 ke nan etap la taye ki ba, viskozite solisyon an diminye ak ogmantasyon nan kontni HPMC, ak diminye ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon, ki se ki konsistan avèk lwa a nan zewo viskozite taye.

Degre rekiperasyon estriktirèl apre diferan tan nan etap rekiperasyon an eksprime pa DSR vitès rekiperasyon viskozite a, epi yo montre metòd kalkil la nan 2.3.2. Li ka wè nan Tablo 5-2 ki nan menm tan rekiperasyon an, DSR HPS pi bon kalite pi ba anpil pase HPMC pi, ki se sitou paske molekil HPMC se yon chèn rijid, ak tan detant li yo kout, ak estrikti a ka refè nan yon ti tan. refè. Pandan ke HPS se yon chèn fleksib, tan detant li yo long, ak rekiperasyon an estrikti pran yon tan long. Avèk ogmantasyon degre sibstitisyon, DSR HPS pi bon kalite diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon, sa ki endike ke hydroxypropylation amelyore fleksibilite chèn molekilè lanmidon epi fè tan detant HPS pi long. DSR solisyon konpoze an pi ba pase echantiyon HPS pi bon kalite ak echantiyon HPMC pi, men ak ogmantasyon degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl, DSR echantiyon konpoze an ogmante, sa ki endike ke tixotropi sistèm konpoze an ogmante ak la. ogmantasyon nan sibstitisyon hydroxypropyl HPS. Li diminye ak ogmante degre nan sibstitisyon radikal, ki se ki konsistan avèk rezilta yo san yo pa pre-taye.

Tablo 5-2 Viskozite taye zewo (h0), endèks konpòtman koule (n), endèks konsistans likid (K) pandan ogmantasyon pousantaj ak degre rekiperasyon estrikti (DSR) apre yon sèten tan rekiperasyon pou solisyon HPS/HPMC ak diferan idropropil. degre ranplasman HPS nan 25 °C

An rezime, tès la fiks san yo pa taye pre-taye ak tès la thixotropic bag thixotropic ka analize kalitatif echantiyon ak gwo diferans pèfòmans, men pou konpoze yo ak diferan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon ak ti diferans pèfòmans Rezilta rechèch solisyon an yo kontrè ak rezilta reyèl yo, paske done yo mezire yo se rezilta yo konplè nan enfliyans nan pousantaj taye ak tan taye, epi yo pa ka vrèman reflete enfliyans nan yon sèl varyab.

5.3.2 Rejyon lineyè viscoelastic

Li se byen li te ye ke pou idrogel, modil la depo G′ detèmine pa dite, fòs ak kantite chèn molekilè efikas, ak modil pèt G′′ detèmine pa migrasyon, mouvman ak friksyon ti molekil ak gwoup fonksyonèl. . Li detèmine pa konsomasyon enèji friksyon tankou Vibration ak wotasyon. Egzistans siy entèseksyon modil depo G′ ak modil pèt G″ (sa vle di tan δ = 1). Tranzisyon soti nan solisyon an jèl yo rele pwen jèl la. Modil depo G′ ak modil pèt G″ yo souvan itilize pou etidye konpòtman jelasyon, pousantaj fòmasyon ak pwopriyete estriktirèl estrikti rezo jèl [352]. Yo kapab tou reflete devlopman estrikti entèn ak estrikti molekilè pandan fòmasyon estrikti rezo jèl la. entèraksyon [353].

Figi 5-4 montre koub bale souch solisyon konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS nan yon frekans 1 Hz ak yon seri souch 0.01%-100%. Li ka wè nan figi a ke nan zòn ki pi ba deformation (0.01-1%), tout echantiyon eksepte HPMC yo G′> G″, ki montre yon eta jèl. Pou HPMC, G′ se nan fòm antye Ranje a varyab toujou mwens pase G”, ki endike ke HPMC se nan eta solisyon. Anplis de sa, depandans deformation viscoelasticity diferan echantiyon diferan. Pou echantiyon G80 a, depandans frekans viscoelasticity pi evidan: lè deformation a pi gran pase 0.3%, li ka wè ke G' piti piti diminye, akonpaye pa yon ogmantasyon siyifikatif nan G". ogmante, osi byen ke yon ogmantasyon siyifikatif nan tan δ; ak kwaze lè kantite lajan an deformation se 1.7%, ki endike ke estrikti nan rezo jèl nan G80 se grav domaj apre kantite lajan an deformation depase 1.7%, epi li se nan yon eta solisyon.

Fig. 5-4 Modil depo (G′) ak modil pèt (G″) kont souch pou melanj HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon idroypropil HPS (senbòl solid ak kre prezante G′ ak G″, respektivman)

Fig. 5-5 tan δ vs souch pou solisyon melanj HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon idropropil HPS.

Li ka wè nan figi a ke rejyon an lineyè viscoelastic nan HPS pi bon kalite se evidamman flèch ak diminisyon nan degre sibstitisyon hydroxypropyl. Nan lòt mo, kòm degre HPS hydroxypropyl nan sibstitisyon ogmante, chanjman enpòtan yo nan koub tan δ yo gen tandans parèt nan seri a kantite lajan deformation ki pi wo. An patikilye, rejyon lineyè viscoelastic G80 se pi etwat nan tout echantiyon yo. Se poutèt sa, rejyon lineyè viscoelastic G80 yo itilize pou detèmine

Kritè pou detèmine valè varyab deformation nan seri tès sa yo. Pou sistèm konpoze HPMC/HPS ak menm rapò konpoze an, rejyon viscoelastik lineyè a tou réduit ak diminisyon degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS, men efè rediksyon degre sibstitisyon hydroxypropyl sou rejyon viscoelastic lineyè a pa tèlman evidan.

5.3.3 Pwopriyete viskoelastik pandan chofaj ak refwadisman

Pwopriyete viscoelastic dinamik solisyon konpoze HPMC/HPS HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl yo montre nan Figi 5-6. Jan ou ka wè nan figi a, HPMC montre kat etap pandan pwosesis chofaj la: yon rejyon plato inisyal, de etap ki fòme estrikti, ak yon rejyon plato final. Nan premye etap plato a, G′ <G″, valè G′ ak G″ yo piti, epi yo gen tandans diminye yon ti kras ak ogmantasyon nan tanperati, ki montre konpòtman an viscoelastic likid komen. Jèl tèmik HPMC gen de etap diferan nan fòmasyon estrikti ki limite pa entèseksyon G′ ak G″ (ki se, pwen tranzisyon solisyon-jèl, anviwon 49 °C), ki konsistan avèk rapò anvan yo. Konsistan [160, 354]. Nan tanperati ki wo, akòz asosyasyon idrofob ak asosyasyon idrofil, HPMC piti piti fòme yon estrikti kwa-rezo [344, 355, 356]. Nan rejyon plato a nan ke a, valè G′ ak G″ yo wo, ki endike ke estrikti rezo HPMC jèl la konplètman fòme.

Kat etap sa yo nan HPMC parèt sekans nan lòd ranvèse kòm tanperati a diminye. Entèseksyon G′ ak G″ chanje nan rejyon tanperati ki ba a nan apeprè 32 °C pandan etap refwadisman an, ki ka akòz isterèz [208] oswa efè kondansasyon chèn lan nan tanperati ki ba [355]. Menm jan ak HPMC, lòt echantiyon pandan pwosesis chofaj la Genyen tou kat etap nan, ak fenomèn revèsib la rive pandan pwosesis refwadisman an. Sepandan, li ka wè nan figi a ke G80 ak A939 montre yon pwosesis senplifye ki pa gen okenn entèseksyon ant G' ak G ", ak koub la nan G80 pa menm parèt. Zòn platfòm nan dèyè a.

Pou HPS pi bon kalite, yon pi wo degre nan sibstitisyon hydroxypropyl ka chanje tou de tanperati inisyal ak final fòmasyon jèl, espesyalman tanperati inisyal la, ki se 61 °C pou G80, A939, ak A1081, respektivman. , 62 °C ak 54 °C. Anplis de sa, pou echantiyon HPMC / HPS ak menm rapò konpoze, kòm degre nan sibstitisyon ogmante, valè yo nan G′ ak G″ tou de gen tandans diminye, ki se ki konsistan avèk rezilta yo nan etid anvan yo [357, 358]. Kòm degre nan sibstitisyon ogmante, teksti jèl la vin mou. Se poutèt sa, idroksipropilasyon an kraze estrikti òdone lanmidon natif natal ak amelyore idrofilisite li yo [343].

Pou echantiyon konpoze HPMC/HPS, tou de G′ ak G″ diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS, ki te konsistan avèk rezilta HPS pi. Anplis, ak adisyon HPMC, degre sibstitisyon an te gen yon efè enpòtan sou G′ Efè a ak G” vin mwens pwononse.

Koub viscoelastic tout echantiyon konpoze HPMC/HPS te montre menm tandans, ki te koresponn ak HPS nan tanperati ki ba ak HPMC nan tanperati ki wo. Nan lòt mo, nan tanperati ki ba, HPS domine pwopriyete yo viscoelastic nan sistèm nan konpoze, pandan y ap nan tanperati ki wo HPMC detèmine pwopriyete yo viscoelastic nan sistèm nan konpoze. Rezilta sa a se sitou atribiye a HPMC. An patikilye, HPS se yon jèl frèt, ki chanje soti nan yon eta jèl nan yon eta solisyon lè chofe; okontrè, HPMC se yon jèl cho, ki piti piti fòme yon jèl ak ogmante estrikti rezo tanperati. Pou sistèm konpoze HPMC/HPS, nan tanperati ki ba, pwopriyete jèl nan sistèm konpoze an sitou kontribye pa jèl frèt HPS, ak nan tanperati ki wo, nan tanperati cho, jelasyon HPMC domine nan sistèm konpoze an.

Fig. 5-6 Modil depo (G′), modil pèt (G″) ak tan δ kont tanperati pou solisyon melanj HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon hydroypropyl HPS.

Modil sistèm konpoze HPMC/HPS, jan yo espere, se ant modil HPMC pi ak HPS pi. Anplis, sistèm konplèks la montre G′> G″ nan tout seri tanperati eskanè, ki endike ke tou de HPMC ak HPS ka fòme lyezon idwojèn entèmolekilè ak molekil dlo, respektivman, epi yo ka fòme lyezon idwojèn intermolekilè youn ak lòt. Anplis de sa, Sou koub la faktè pèt, tout sistèm konplèks gen yon pik tan δ nan apeprè 45 °C, ki endike ke tranzisyon an faz kontinyèl te fèt nan sistèm nan konplèks. Tranzisyon faz sa a pral diskite nan pwochen 5.3.6. kontinye diskisyon an.

5.3.4 Efè tanperati sou viskozite konpoze

Konprann efè tanperati a sou pwopriyete reolojik materyèl yo enpòtan paske nan pakèt tanperati ki ka rive pandan pwosesis ak depo [359, 360]. Nan seri a nan 5 °C - 85 °C, efè tanperati a sou viskozite konplèks nan solisyon konpoze HPMC / HPS ak diferan degre nan sibstitisyon hydroxypropyl HPS yo montre nan Figi 5-7. Soti nan Figi 5-7 (a), li ka wè ke viskozite konplèks nan HPS pi bon kalite diminye anpil ak ogmantasyon nan tanperati; Viskozite HPMC pi bon kalite diminye yon ti kras soti nan inisyal la a 45 °C ak ogmantasyon nan tanperati. amelyore.

Koub viskozite yo nan tout echantiyon konpoze yo te montre tandans ki sanble ak tanperati a, premye diminye ak ogmante tanperati ak Lè sa a, ogmante ak ogmante tanperati. Anplis de sa, viskozite echantiyon konpoze yo pi pre sa HPS nan tanperati ki ba ak pi pre sa yo ki nan HPMC nan tanperati ki wo. Rezilta sa a tou gen rapò ak konpòtman jelasyon spesifik tou de HPMC ak HPS. Koub viskozite echantiyon konpoze an te montre yon tranzisyon rapid nan 45 °C, pwobableman akòz yon tranzisyon faz nan sistèm HPMC/HPS konpoze. Sepandan, li se vo anyen ke viskozite nan G80/HPMC 5:5 echantiyon konpoze nan tanperati ki wo pi wo pase sa yo ki nan pi HPMC, ki se sitou akòz pi wo viskozite intrinsèque nan G80 nan tanperati ki wo [361]. Anba menm rapò konpoze an, viskozite konpoze sistèm konpoze an diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS la. Se poutèt sa, entwodiksyon gwoup hydroxypropyl nan molekil lanmidon ka mennen nan kraze lyezon idwojèn entramolekilè nan molekil lanmidon.

Fig. 5-7 Viskozite konplèks ak tanperati pou melanj HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon hydroypropyl HPS.

Efè tanperati a sou viskozite konplèks nan sistèm konpoze HPMC/HPS konfòm ak relasyon Arrhenius nan yon seri tanperati sèten, ak viskozite konplèks la gen yon relasyon eksponansyèl ak tanperati. Ekwasyon Arrhenius la se jan sa a:

Pami yo, η* se viskozite konplèks la, Pa s;

A se yon konstan, Pa s;

T se tanperati absoli, K;

R se konstan gaz la, 8.3144 J·mol–1·K–1;

E se enèji aktivasyon an, J·mol–1.

Ekipe dapre fòmil (5-3), koub viskozite-tanperati nan sistèm konpoze an ka divize an de pati dapre tan δ pik la nan 45 °C; sistèm konpoze an nan 5 °C – 45 °C ak 45 °C – 85 ° Valè enèji deklanchman E ak konstan A yo jwenn nan mete nan seri C yo montre nan Tablo 5-3. Valè yo kalkile enèji aktivasyon E yo ant -174 kJ·mol-1 ak 124 kJ·mol-1, ak valè konstan A yo ant 6.24×10-11 Pa·s ak 1.99×1028 Pa·s. Nan seri a sere, koyefisyan korelasyon ekipe yo te pi wo (R2 = 0.9071 -0.9892) eksepte pou echantiyon G80/HPMC. Echantiyon G80/HPMC a gen yon koyefisyan korelasyon ki pi ba (R2 = 0.4435) nan seri tanperati 45 °C - 85 °C, ki ka akòz dite natirèlman pi wo nan G80 ak pwa pi vit li yo konpare ak lòt pousantaj kristalizasyon HPS [ 362]. Pwopriyete sa a nan G80 fè li plis chans yo fòme konpoze ki pa omojèn lè konpoze ak HPMC.

Nan seri tanperati 5 °C - 45 °C, valè E echantiyon konpoze HPMC/HPS la se yon ti kras pi ba pase HPS pi bon kalite, ki ka akòz entèraksyon ki genyen ant HPS ak HPMC. Diminye depandans tanperati a nan viskozite. Valè E HPMC pi wo pase lòt echantiyon yo genyen. Enèji aktivasyon pou tout echantiyon ki gen lanmidon yo te ba valè pozitif, ki endike ke nan pi ba tanperati, diminisyon nan viskozite ak tanperati a te mwens pwononse ak fòmilasyon yo te ekspoze yon teksti ki sanble ak lanmidon.

Tablo 5-3 Paramèt ekwasyon Arrhenius (E: enèji aktivasyon; A: konstan; R 2: koyefisyan detèminasyon) ki soti nan Eq.(1) pou melanj HPS/HPMC ak diferan degre idroksipropilasyon HPS.

Sepandan, nan ranje tanperati ki pi wo nan 45 °C - 85 °C, valè E a chanje kalitatif ant pi HPS ak echantiyon HPMC / HPS konpoze, ak valè E nan HPSs pi yo te 45.6 kJ·mol-1 - Nan seri a nan 124 kJ·mol−1, valè E nan konplèks yo nan seri a nan -3.77 kJ·mol−1– -72.2 kJ·mol−1 . Chanjman sa a demontre efè fò HPMC sou enèji aktivasyon sistèm konplèks la, paske valè E HPMC pi bon kalite se -174 kJ mol-1. Valè E HPMC pi bon kalite ak sistèm konpoze an negatif, sa ki endike ke nan tanperati ki pi wo, viskozite a ogmante ak ogmante tanperati a, ak konpoze an montre teksti konpòtman ki tankou HPMC.

Efè HPMC ak HPS sou viskozite konplèks sistèm konpoze HPMC/HPS nan tanperati ki wo ak tanperati ki ba yo konsistan avèk pwopriyete viscoelastic yo diskite.

5.3.5 Pwopriyete mekanik dinamik

Figi 5-8 montre koub bale frekans yo nan 5 °C nan solisyon konpoze HPMC/HPS HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl. Li ka wè nan figi a ki pi bon kalite HPS montre yon konpòtman ki sanble solid (G′> G″), pandan y ap HPMC se yon konpòtman ki sanble ak likid (G′ <G″). Tout fòmilasyon HPMC/HPS te montre yon konpòtman solid. Pou pifò nan echantiyon yo, tou de G′ ak G″ ogmante ak ogmante frekans, ki endike ke konpòtman an solid ki tankou nan materyèl la se fò.

Pi HPMC montre yon depandans frekans klè ki difisil pou wè nan echantiyon HPS pi. Kòm espere, sistèm konplèks HPMC/HPS te montre yon sèten degre depandans frekans. Pou tout echantiyon ki genyen HPS, n′ toujou pi ba pase n″, ak G″ montre yon depandans frekans pi fò pase G′, ki endike echantiyon sa yo pi elastik pase gluan [352, 359, 363]. Se poutèt sa, pèfòmans nan echantiyon konpoze yo sitou detèmine pa HPS, ki se sitou paske HPMC prezante yon eta solisyon viskozite pi ba nan tanperati ki ba.

Tablo 5-4 n′, n″, G0′ ak G0″ pou HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon idropropil HPS nan 5 °C jan yo detèmine nan Eqs. (5-1) ak (5-2)

Fig. 5-8 Modil depo (G′) ak modil pèt (G″) kont frekans pou melanj HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon hydroypropyl HPS nan 5 °C.

Pi HPMC montre yon depandans frekans klè ki difisil pou wè nan echantiyon HPS pi. Kòm espere pou konplèks HPMC/HPS, sistèm ligand la te montre yon sèten degre depandans frekans. Pou tout echantiyon ki genyen HPS, n′ toujou pi ba pase n″, ak G″ montre yon depandans frekans pi fò pase G′, ki endike echantiyon sa yo pi elastik pase gluan [352, 359, 363]. Se poutèt sa, pèfòmans nan echantiyon konpoze yo sitou detèmine pa HPS, ki se sitou paske HPMC prezante yon eta solisyon viskozite pi ba nan tanperati ki ba.

Figi 5-9 montre koub bale frekans solisyon konpoze HPMC/HPS HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl nan 85°C. Jan yo ka wè nan figi a, tout lòt echantiyon HPS eksepte A1081 te montre yon konpòtman ki sanble ak solid. Pou A1081, valè G' ak G" yo trè pre, ak G' se yon ti kras pi piti pase G", ki endike ke A1081 konpòte li kòm yon likid.

Sa a ka paske A1081 se yon jèl frèt epi li sibi yon tranzisyon jèl-a-solisyon nan tanperati ki wo. Nan lòt men an, pou echantiyon ki gen menm rapò konpoze an, valè n′, n″, G0′ ak G0″ (Tablo 5-5) tout diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl, ki endike ke idroksipropilasyon diminye solid-. tankou konpòtman lanmidon nan tanperati ki wo (85 ° C). An patikilye, n′ ak n″ G80 yo pre 0, ki montre yon konpòtman solid ki sanble ak solid; Kontrèman, n′ ak n″ valè A1081 yo pre 1, ki montre yon bon konpòtman likid. Valè n' ak n" sa yo konsistan avèk done pou G' ak G". Anplis de sa, jan yo ka wè nan figi 5-9, degre nan sibstitisyon hydroxypropyl ka siyifikativman amelyore depandans frekans nan HPS nan tanperati ki wo.

Fig. 5-9 Modil depo (G′) ak modil pèt (G″) kont frekans pou melanj HPS/HPMC ak diferan degre sibstitisyon hydroypropyl HPS nan 85 °C.

Figi 5-9 montre ke HPMC montre yon konpòtman ki sanble solid (G′> G″) nan 85 ° C, ki se sitou atribiye a pwopriyete tèrmogel li yo. Anplis de sa, G′ ak G″ nan HPMC varye ak frekans Ogmantasyon an pa t chanje anpil, ki endike ke li pa gen yon depandans frekans klè.

Pou sistèm konpoze HPMC/HPS, valè n′ ak n″ tou de pre 0, epi G0′ siyifikativman pi wo pase G0 (Tablo″ 5-5), ki konfime konpòtman solid li yo. Nan lòt men an, pi wo sibstitisyon idroksipropil ka chanje HPS soti nan konpòtman solid tankou likid, yon fenomèn ki pa rive nan solisyon yo konpoze. Anplis de sa, pou sistèm nan konpoze te ajoute ak HPMC, ak ogmantasyon nan frekans, tou de G' ak G" rete relativman estab, ak valè yo nan n 'ak n" te tou pre sa yo ki nan HPMC. Tout rezilta sa yo sijere ke HPMC domine viskoelastisite nan sistèm konpoze an nan tanperati ki wo nan 85 ° C.

Tablo 5-5 n′, n″, G0′ ak G0″ pou HPS/HPMC ak diferan sibstitisyon idropropil HPS nan 85 °C jan yo detèmine nan Eqs. (5-1) ak (5-2)

5.3.6 Mòfoloji sistèm konpoze HPMC/HPS

Tranzisyon faz nan sistèm konpoze HPMC / HPS te etidye pa mikwoskòp optik tach yòd. Sistèm konpoze HPMC/HPS ak yon rapò konpoze de 5:5 te teste nan 25 °C, 45 °C ak 85 °C. Imaj mikwoskòp limyè tache ki anba yo montre nan Figi 5-10. Li ka wè nan figi a ke apre yo fin kolore ak yòd, faz HPS lan kolore nan yon koulè pi fonse, ak faz HPMC montre yon koulè pi lejè paske li pa ka kolore ak yòd. Se poutèt sa, de faz HPMC/HPS yo ka byen distenge. Nan pi wo tanperati, zòn nan rejyon nwa (faz HPS) ogmante ak zòn nan nan rejyon klere (faz HPMC) diminye. An patikilye, nan 25 °C, HPMC (koulè klere) se faz kontinyèl nan sistèm HPMC / HPS konpoze, ak ti faz HPS esferik (koulè nwa) gaye nan faz kontinyèl HPMC. Kontrèman, nan 85 °C, HPMC te vin tounen yon faz dispèse trè piti ak iregilyèman ki te gaye nan faz kontinyèl HPS la.

Fig. 5-8 Mòfoloji melanj HPMC/HPS 1:1 kolore nan 25 °C, 45 °C ak 85 °C.

Avèk ogmantasyon tanperati a, ta dwe gen yon pwen tranzisyon nan mòfoloji faz faz kontinyèl soti nan HPMC a HPS nan sistèm konpoze HPMC/HPS. Nan teyori, li ta dwe rive lè viskozite HPMC ak HPS yo menm oswa trè menm jan an. Jan yo ka wè nan mikrografi 45 °C yo nan Figi 5-10, dyagram nan faz tipik "lanmè-zile" pa parèt, men yo obsève yon faz ko-kontinyèl. Obsèvasyon sa a konfime tou lefèt ke yon tranzisyon faz nan faz kontinyèl la ka te fèt nan pik tan δ nan koub dissipation faktè-tanperati diskite nan 5.3.3.

Li ka wè tou nan figi a ke nan tanperati ki ba (25 °C), kèk pati nan faz nan nwa HPS dispèse montre yon sèten degre nan koulè klere, ki ka paske yon pati nan faz HPMC egziste nan faz HPS nan la. fòm yon faz dispèse. mitan. Azar, nan tanperati ki wo (85 °C), kèk ti patikil nwa yo distribye nan faz ki gen koulè pal HPMC dispèse, ak ti patikil nwa sa yo se HPS kontinyèl faz la. Obsèvasyon sa yo sijere ke yon sèten degre mezofaz egziste nan sistèm konpoze HPMC-HPS, kidonk tou ki endike ke HPMC gen yon sèten konpatibilite ak HPS.

5.3.7 Dyagram chematik tranzisyon faz sistèm konpoze HPMC/HPS

Ki baze sou konpòtman reolojik klasik solisyon polymère ak pwen jèl konpoze [216, 232] ak konparezon ak konplèks yo diskite nan papye a, yo pwopoze yon modèl prensip pou transfòmasyon estriktirèl HPMC / HPS konplèks ak tanperati, jan yo montre nan Figi. 5-11.

Fig. 5-11 Estrikti chematik tranzisyon sol-jèl HPMC (a); HPS (b); ak HPMC/HPS (c)

Konpòtman jèl HPMC ak mekanis tranzisyon solisyon-jèl li yo te etidye anpil [159, 160, 207, 208]. Youn nan moun ki lajman aksepte se ke chèn HPMC yo egziste nan solisyon nan fòm lan nan pakèt total. Gwoup sa yo entèkonekte lè yo vlope kèk estrikti seluloz ki pa ranplase oswa ki pa ka fonn, epi yo konekte ak rejyon ki ranplase yo pa aggregasyon idrofob nan gwoup methyl ak gwoup idroksil. Nan tanperati ki ba, molekil dlo fòme estrikti ki sanble ak kaj deyò gwoup idrofob methyl ak estrikti koki dlo deyò gwoup idrofil tankou gwoup idroksil, anpeche HPMC soti nan fòme lyezon idwojèn interchain nan tanperati ki ba. Kòm tanperati a ogmante, HPMC absòbe enèji ak kalòj dlo ak estrikti koki dlo sa yo kase, ki se sinetik tranzisyon solisyon-jèl la. Eklatman nan kaj dlo a ak koki dlo ekspoze gwoup yo methyl ak idroksipropil nan anviwònman an akeuz, sa ki lakòz yon ogmantasyon siyifikatif nan volim gratis. Nan tanperati ki pi wo, akòz asosyasyon idrofob gwoup idrofob ak asosyasyon idrofil gwoup idrofil, estrikti rezo ki genyen twa dimansyon nan jèl la finalman fòme, jan yo montre nan Figi 5-11 (a).

Apre jelatinizasyon lanmidon, amiloz fonn nan granules lanmidon pou fòme yon estrikti hélicoïdal yon sèl kre, ki se kontinyèlman blese epi finalman prezante yon eta nan bobin o aza. Estrikti sèl-helix sa a fòme yon kavite idrofob sou andedan an ak yon sifas idrofil sou deyò. Estrikti dans lanmidon sa a bay li pi bon estabilite [230-232]. Se poutèt sa, HPS egziste nan fòm lan nan bobin varyab o aza ak kèk lonje soti segman helical nan solisyon akeuz nan tanperati ki wo. Kòm tanperati a diminye, lyezon idwojèn ki genyen ant HPS ak molekil dlo yo kase epi dlo ki mare yo pèdi. Finalman, yon estrikti rezo ki genyen twa dimansyon fòme akòz fòmasyon lyezon idwojèn ant chèn molekilè, epi yo fòme yon jèl, jan yo montre nan Figi 5-11 (b).

Anjeneral, lè de konpozan ak viskozite trè diferan yo konpoze, eleman nan gwo viskozite gen tandans fòme yon faz dispèse epi yo gaye nan faz kontinyèl nan eleman nan viskozite ki ba. Nan tanperati ki ba, viskozite HPMC siyifikativman pi ba pase HPS. Se poutèt sa, HPMC fòme yon faz kontinyèl ki antoure faz jèl HPS ki wo viskozite. Nan bor yo nan de faz yo, gwoup idroksil yo sou chèn HPMC yo pèdi yon pati nan dlo a mare epi fòme lyezon idwojèn entèmolekilè ak chèn molekilè HPS yo. Pandan pwosesis chofaj la, chèn molekilè HPS yo deplase akòz absòbe ase enèji ak fòme lyezon idwojèn ak molekil dlo, sa ki lakòz rupture estrikti jèl la. An menm tan an, estrikti dlo-kaj la ak estrikti dlo-koki sou chèn HPMC la te detwi ak piti piti kraze pou ekspoze gwoup idrofil ak grap idrofob. Nan tanperati ki wo, HPMC fòme yon estrikti rezo jèl akòz lyezon idwojèn entèmolekilè ak asosyasyon idrofob, epi konsa vin tounen yon faz dispèse segondè-viskozite gaye nan faz kontinyèl HPS nan bobin o aza, jan yo montre nan Figi 5-11 (c). Se poutèt sa, HPS ak HPMC domine pwopriyete reolojik, pwopriyete jèl ak mòfoloji faz nan jèl konpoze yo nan tanperati ki ba ak segondè, respektivman.

Entwodiksyon de gwoup idroksipropil nan molekil lanmidon kraze estrikti lyezon idwojèn intramolekilè ki òdone entèn li yo, se konsa ke molekil amiloz jelatinize yo nan yon eta anfle ak lonje, ki ogmante volim idratasyon efikas nan molekil yo epi anpeche tandans molekil lanmidon yo mele owaza. nan solisyon akeuz [362]. Se poutèt sa, pwopriyete yo ankonbran ak idrofil nan idroksipropil fè rekonbinasyon an nan chèn molekilè amiloz ak fòmasyon nan rejyon kwaze difisil [233]. Se poutèt sa, ak diminisyon nan tanperati, konpare ak lanmidon natif natal, HPS gen tandans fòme yon estrikti rezo jèl ki pi lach ak douser.

Avèk ogmantasyon degre sibstitisyon idroksipropil la, gen plis fragman helical lonje nan solisyon HPS la, ki ka fòme plis lyezon idwojèn entèmolekilè ak chèn molekilè HPMC nan fwontyè de faz yo, konsa fòme yon estrikti ki pi inifòm. Anplis de sa, hydroxypropylation diminye viskozite lanmidon an, ki diminye diferans viskozite ant HPMC ak HPS nan fòmilasyon an. Se poutèt sa, pwen tranzisyon faz nan sistèm konplèks HPMC / HPS chanjman nan tanperati ki ba ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon idroksipropil HPS. Sa a ka konfime pa chanjman an brid sou kou nan viskozite ak tanperati nan echantiyon yo rekonstitye nan 5.3.4.

5.4 Rezime Chapit

Nan chapit sa a, solisyon konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl yo te prepare, epi efè HPS hydroxypropyl sibstitisyon degre sou pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm HPMC/HPS frèt ak cho jèl konpoze te envestige pa rheometer. Distribisyon faz HPMC / HPS frèt ak cho jèl konpoze sistèm te etidye pa yòd tach analiz mikwoskòp optik. Konklizyon prensipal yo se jan sa a:

1. Nan tanperati chanm nan, viskozite a ak chea eklèsi nan solisyon konpoze HPMC / HPS diminye ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl. Sa a se sitou paske entwodiksyon gwoup hydroxypropyl nan molekil lanmidon detwi estrikti lyezon idwojèn intramolekilè li yo ak amelyore idrofilisite lanmidon an.
2. Nan tanperati chanm, viskozite zewo-chea h0, endèks koule n, ak viskozite koyefisyan K nan solisyon konpoze HPMC/HPS yo afekte pa tou de HPMC ak hydroxypropylation. Avèk ogmantasyon kontni HPMC, viskozite taye zewo h0 diminye, endèks koule n ogmante, ak koyefisyan viskozite K diminye; Viskozite taye zewo h0 a, endèks koule n ak koyefisyan viskozite K nan HPS pi bon kalite tout ogmante ak idroksil la Avèk ogmantasyon degre nan sibstitisyon pwopil, li vin pi piti; men pou sistèm nan konpoze, zewo viskozite taye h0 a diminye ak ogmantasyon degre nan sibstitisyon, pandan y ap endèks la koule n ak konstan viskozite K a ogmante ak ogmantasyon nan degre nan sibstitisyon.
3. Metòd taye lenn ak pre-taye ak twa etap thixotropy ka reflete plis presizyon viskozite, pwopriyete koule ak tixotropi solisyon konpoze an.
4. Rejyon lineyè viscoelastic sistèm konpoze HPMC/HPS la diminye ak diminisyon degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS.
5. Nan sistèm konpoze jèl frèt-cho sa a, HPMC ak HPS ka fòme faz kontinyèl nan tanperati ki ba ak segondè, respektivman. Chanjman estrikti faz sa a ka siyifikativman afekte viskozite konplèks, pwopriyete viscoelastic, depandans frekans ak pwopriyete jèl nan jèl konplèks la.
6. Kòm faz dispèse, HPMC ak HPS ka detèmine pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm konpoze HPMC / HPS nan tanperati ki wo ak ba, respektivman. Koub viscoelastic echantiyon konpoze HPMC/HPS yo te konsistan avèk HPS nan tanperati ki ba ak HPMC nan tanperati ki wo.
7. Diferan degre nan modifikasyon chimik nan estrikti lanmidon tou te gen yon efè enpòtan sou pwopriyete yo jèl. Rezilta yo montre ke viskozite konplèks la, modil depo, ak modil pèt tout diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon idroksipropil HPS. Se poutèt sa, hydroxypropylation nan lanmidon natif natal ka deranje estrikti òdone li yo ak ogmante idrofilisite nan lanmidon, sa ki lakòz yon teksti jèl mou.
8. Hydroxypropylation ka diminye konpòtman solid ki tankou solisyon lanmidon nan tanperati ki ba ak konpòtman likid ki tankou nan tanperati ki wo. Nan tanperati ki ba, valè n′ ak n″ te vin pi gwo ak ogmantasyon degre sibstitisyon idroksipropil HPS; nan tanperati ki wo, n′ ak n″ valè te vin pi piti ak ogmantasyon nan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon.
9. Relasyon ki genyen ant mikrostruktur, pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm konpoze HPMC / HPS te etabli. Tou de chanjman an brid sou koub viskozite nan sistèm konpoze an ak tan δ pik la nan koub la faktè pèt parèt nan 45 °C, ki se ki konsistan avèk fenomèn nan faz ko-kontinyèl obsève nan mikrograf la (nan 45 °C).

An rezime, HPMC/HPS frèt-cho jèl konpoze sistèm ekspozisyon espesyal tanperati-kontwole faz mòfoloji ak pwopriyete. Atravè divès kalite modifikasyon chimik nan lanmidon ak seluloz, HPMC/HPS sistèm frèt ak cho jèl konpoze ka itilize pou devlopman ak aplikasyon materyèl entelijan ki gen anpil valè.

Chapit 6 Efè degre sibstitisyon HPS sou pwopriyete ak konpatibilite sistèm HPMC/HPS manbràn konpoze

Li ka wè nan Chapit 5 ke chanjman an nan estrikti chimik eleman yo nan sistèm konpoze an detèmine diferans ki genyen nan pwopriyete yo reolojik, pwopriyete jèl ak lòt pwopriyete pwosesis nan sistèm nan konpoze. Pèfòmans an jeneral gen yon enpak siyifikatif.

Chapit sa a konsantre sou enfliyans nan estrikti chimik eleman yo sou mikwostrikti ak pwopriyete makwoskopik manbràn konpoze HPMC/HPS. Konbine ak enfliyans nan chapit 5 sou pwopriyete reolojik sistèm konpoze an, pwopriyete reolojik sistèm konpoze HPMC/HPS yo etabli-relasyon ant pwopriyete fim.

6.1 Materyèl ak Ekipman

6.1.1 Materyèl eksperimantal prensipal yo

6.1.2 Enstriman prensipal ak ekipman

6.2 Metòd eksperimantal

6.2.1 Preparasyon manbràn konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS

Konsantrasyon total solisyon konpoze an se 8% (w/w), rapò konpoze HPMC/HPS se 10:0, 5:5, 0:10, plastifyan an se 2.4% (w/w) polyethylene glycol, manjab la. fim konpoze HPMC/HPS te prepare pa metòd Distribisyon. Pou metòd preparasyon espesifik la, gade 3.2.1.

6.2.2 Mikwodomèn estrikti manbràn konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS

6.2.2.1 Prensip la nan analiz mikrostruktur nan radyasyon synchrotron ti-ang gaye radyografi

Ti Angel X-ray Scattering (SAXS) refere a fenomèn nan gaye ki te koze pa gwo bout bwa a X-ray irradiation echantiyon an anba tès nan yon ti ang fèmen nan gwo bout bwa a X-ray. Ki baze sou diferans nan dansite elèktron nanokal ant dispèsyon an ak mwayen ki antoure a, se ti-ang gaye radyografi souvan itilize nan etid la nan materyèl solid, koloidal, ak likid polymère nan seri nan nanokal. Konpare ak teknoloji difraksyon radyografi lajè ang, SAXS ka jwenn enfòmasyon estriktirèl sou yon pi gwo echèl, ki ka itilize pou analize konfòmasyon chèn molekilè polymère, estrikti ki dire lontan, ak estrikti faz ak distribisyon faz nan sistèm konplèks polymère. . Synchrotron X-ray sous limyè se yon nouvo kalite sous limyè segondè-pèfòmans, ki gen avantaj ki genyen nan pite segondè, segondè polarizasyon, batman kè etwat, segondè klète, ak kolimasyon segondè, kidonk li ka jwenn enfòmasyon estriktirèl nanokal nan materyèl pi vit. ak presizyon. Analize spectre SAXS nan sibstans la mezire kalitativman jwenn inifòmite nan dansite nwaj elèktron, inifòmite nan dansite nwaj elèktron sèl-faz (devyasyon pozitif nan Porod oswa teyorèm Debye a), ak klè nan koòdone de-faz (devyasyon negatif soti nan Porod). oswa teyorèm Debye a). ), disperseur oto-resanblans (si li gen karakteristik fraktal), dispersity dispersity (monodispersity oswa polydispersity detèmine pa Guinier) ak lòt enfòmasyon, ak dimansyon nan fraktal epapiye, reyon gyration, ak kouch mwayèn nan repete inite kapab tou jwenn quantitatively. Epesè, gwosè mwayèn, fraksyon volim epapiye, sifas espesifik ak lòt paramèt.

6.2.2.2 Metòd tès la

Nan Sant Radyasyon Synchrotron Ostralyen an (Clayton, Victoria, Ostrali), yo te itilize sous radyasyon senkrotron avanse twazyèm jenerasyon mond lan (flux 1013 foton/s, longèdonn 1.47 Å) pou detèmine estrikti mikwo-domèn ak lòt enfòmasyon ki gen rapò ak konpoze an. fim. Detektè Pilatus 1M te kolekte modèl simaye ki genyen de dimansyon echantiyon tès la (169 × 172 μm zòn, 172 × 172 μm pixel gwosè), ak echantiyon an mezire te nan seri a nan 0.015 < q < 0.15 Å−1 ( q se vektè dispèsyon) Yo jwenn koub dispèsyon radyografi ti-ang ki genyen yon dimansyon anndan an nan modèl simaye ki genyen de dimansyon pa lojisyèl ScatterBrain, epi vektè dispèsyon q ak ang gaye 2 yo konvèti pa fòmil i / , kote se longèdonn radyografi a. Tout done yo te pre-normalize anvan analiz done yo.

6.2.3 Analiz tèmogravimetrik manbràn konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

6.2.3.1 Prensip analiz thermogravimetric

Menm jan ak 3.2.5.1

6.2.3.2 Metòd tès la

Gade 3.2.5.2

6.2.4 Pwopriyete tensile fim konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

6.2.4.1 Prensip analiz pwopriyete tensile

Menm jan ak 3.2.6.1

6.2.4.2 Metòd tès la

Gade 3.2.6.2

Sèvi ak estanda ISO37, li koupe an splines ki gen fòm altèr, ak yon longè total de 35mm, yon distans ant liy yo make nan 12mm, ak yon lajè nan 2mm. Tout echantiyon tès yo te ekilibre nan 75% imidite pou plis pase 3 d.

6.2.5 Pèmeyabilite oksijèn HPMC/HPS manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl

6.2.5.1 Prensip analiz pèmeyabilite oksijèn

Menm jan ak 3.2.7.1

6.2.5.2 Metòd tès la

Gade 3.2.7.2

6.3 Rezilta ak Diskisyon

6.3.1 Analiz estrikti kristal fim konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

Figi 6-1 montre ti ang X-ray gaye spectre fim konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS. Li ka wè nan figi a ke nan seri relativman gwo-echèl q > 0.3 Å (2θ > 40), pik karakteristik evidan parèt nan tout echantiyon manbràn. Soti nan modèl la gaye radyografi fim nan pi bon kalite eleman (figi 6-1a), HPMC pi gen yon gwo pik karakteristik gaye radyografi nan 0.569 Å, ki endike ke HPMC gen yon pik gaye radyografi nan ang lajè a. rejyon 7.70 (2θ > 50). Crystal pik karakteristik, ki endike ke HPMC gen yon sèten estrikti cristalline isit la. Tou de echantiyon fim A939 ak A1081 pi bon kalite lanmidon montre yon pik distenk X-ray gaye nan 0.397 Å, ki endike ke HPS gen yon pik karakteristik cristalline nan rejyon an lajè-ang nan 5.30, ki koresponn ak pik nan kristal B-kalite nan lanmidon. Li ka byen klè nan figi a ke A939 ak sibstitisyon ki ba idroksipropil gen yon zòn pik pi gwo pase A1081 ak sibstitisyon segondè. Sa a se sitou paske entwodiksyon gwoup hydroxypropyl nan chèn molekilè lanmidon kraze estrikti orijinal òdone molekil lanmidon, ogmante difikilte pou reyaji ak kwaze ant chèn molekilè lanmidon, epi redwi degre rekristalizasyon lanmidon. Ak ogmantasyon degre sibstitisyon gwoup hydroxypropyl, efè inhibition gwoup hydroxypropyl sou rkristalizasyon lanmidon pi evidan.

Li ka wè nan ti-ang X-ray gaye spectre nan echantiyon konpoze yo (figi 6-1b) ke fim yo HPMC-HPS yo tout te montre evidan pik karakteristik nan 0.569 Å ak 0.397 Å, ki koresponn ak 7.70 HPMC kristal la. pik karakteristik, respektivman. Zòn nan pik nan kristalizasyon HPS nan fim konpoze HPMC / A939 se siyifikativman pi gwo pase sa yo ki nan fim konpoze HPMC / A1081. Se reranje a siprime, ki se ki konsistan avèk varyasyon nan zòn nan pik kristalizasyon HPS ak degre nan sibstitisyon idroksipropil nan fim eleman pi bon kalite. Zòn nan pik cristalline ki koresponn ak HPMC nan 7.70 pou manbràn yo konpoze ak diferan degre nan sibstitisyon HPS hydroxypropyl pa t 'chanje anpil. Konpare ak spectre echantiyon pi bon kalite eleman (figi 5-1a), zòn nan pik kristalizasyon HPMC ak pik kristalizasyon HPS nan echantiyon konpoze yo diminye, sa ki endike ke atravè konbinezon de la, tou de HPMC ak HPS ta ka efikas pou lòt gwoup la. Fenomèn nan rkristalizasyon nan materyèl la separasyon fim jwe yon sèten wòl inhibition.

Fig. 6-1 SAXS spectre nan fim melanj HPMC/HPS ak divès degre sibstitisyon idroksipropil HPS

An konklizyon, ogmantasyon nan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon ak konpoze de eleman yo ka anpeche fenomèn nan rkristalizasyon nan manbràn konpoze HPMC / HPS nan yon sèten limit. Ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS sitou anpeche rkristalizasyon HPS nan manbràn konpoze an, pandan y ap konpoze de eleman an te jwe yon sèten wòl inhibitor nan rkristalizasyon HPS ak HPMC nan manbràn konpoze an.

6.3.2 Analiz estrikti fraktal pwòp tèt ou menm jan an nan manbràn konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS

Longè chèn an mwayèn (R) nan molekil polisakarid tankou molekil lanmidon ak molekil seluloz se nan seri a nan 1000-1500 nm, ak q se nan seri a nan 0.01-0.1 Å-1, ak qR >> 1. Dapre la Fòmil porod, echantiyon fim polisakarid yo ka wè Relasyon ki genyen ant entansite ti ang gaye radyografi ak ang gaye se:

Pami sa a, mwen (q) se entansite dispèsyon radyografi ti-ang lan;

q se ang gaye a;

α se pant Porod la.

Pant Porod α a gen rapò ak estrikti fraktal la. Si α < 3, li endike ke estrikti materyèl la relativman lach, sifas epapiye a lis, epi li se yon fraktal mas, ak dimansyon fraktal li D = α; si 3 < α <4, li endike ke estrikti materyèl la se dans ak epapiye a se sifas la ki graj, ki se yon fraktal sifas, ak dimansyon fraktal li D = 6 - α.

Figi 6-2 montre trase lnI(q)-lnq manbràn konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS. Li ka wè nan figi a ke tout echantiyon yo prezante yon estrikti fraktal pwòp tèt ou ki sanble nan yon seri sèten, ak pant la Porod α se mwens pase 3, ki endike ke fim nan konpoze prezante fraktal mas, ak sifas la nan fim nan konpoze se relativman. lis. Dimansyon fractal mas HPMC/HPS manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS yo montre nan Tablo 6-1.

Tablo 6-1 montre dimansyon fraktal HPMC/HPS manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS. Li ka wè nan tablo a ke pou echantiyon HPS pi bon kalite, dimansyon fraktal A939 ranplase ak ba hydroxypropyl pi wo pase sa ki nan A1081 ranplase ak segondè hydroxypropyl, ki endike ke ak ogmantasyon nan degre nan sibstitisyon hydroxypropyl, nan manbràn la. Dansite estrikti pwòp tèt ou menm jan an redwi siyifikativman. Sa a se paske entwodiksyon de gwoup idroksipropil sou chèn molekilè lanmidon an siyifikativman anpeche lyezon mityèl nan segman HPS, sa ki lakòz yon diminisyon nan dansite estrikti pwòp tèt ou ki sanble nan fim nan. Gwoup idroksipropil idrofil ka fòme lyezon idwojèn entèmolekilè ak molekil dlo, sa ki diminye entèraksyon ant segman molekilè; pi gwo gwoup hydroxypropyl limite recombinaison ak cross-linking ant segman molekilè lanmidon, se konsa ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl, HPS fòme yon estrikti ki pi lach pwòp tèt ou menm jan an.

Pou sistèm konpoze HPMC/A939, dimansyon fractal HPS pi wo pase HPMC, ki se paske lanmidon an rekristalize, epi li fòme yon estrikti plis òdone ant chèn molekilè yo, ki mennen nan estrikti pwòp tèt ou ki sanble nan manbràn la. . Segondè dansite. Dimansyon fractal echantiyon konpoze an pi ba pase de konpozan pi bon kalite yo, paske atravè konpoze an, se youn ak lòt ki anpeche lyezon mityèl nan segman molekilè de eleman yo, sa ki lakòz dansite estrikti pwòp tèt ou ki sanble diminye. Kontrèman, nan sistèm konpoze HPMC/A1081, dimansyon fractal HPS pi ba anpil pase HPMC. Sa a se paske entwodiksyon de gwoup hydroxypropyl nan molekil lanmidon siyifikativman anpeche rkristalizasyon nan lanmidon. Estrikti pwòp tèt ou menm jan an nan bwa a se plis ki lach. An menm tan an, dimansyon fraktal echantiyon konpoze HPMC/A1081 pi wo pase HPS pi, ki se tou siyifikativman diferan de sistèm konpoze HPMC/A939. Estrikti pwòp tèt ou ki sanble, molekil HPMC ki tankou chèn yo ka antre nan kavite estrikti ki lach li yo, kidonk amelyore dansite estrikti pwòp tèt ou ki sanble nan HPS, ki tou endike ke HPS ak sibstitisyon segondè idroksipropil ka fòme yon konplèks ki pi inifòm apre konpoze. ak HPMC. engredyan. Soti nan done yo nan pwopriyete reolojik, li ka wè ke hydroxypropylation ka diminye viskozite nan lanmidon, kidonk pandan pwosesis la konpoze, diferans lan viskozite ant de eleman yo nan sistèm nan konpoze redwi, ki se pi plis fezab nan fòmasyon nan yon omojèn. konpoze.

Fig. 6-2 Modèl lnI(q)-lnq ak koub anfòm li yo pou fim melanj HPMC/HPS ak divès degre sibstitisyon idroksipropil HPS.

Tablo 6-1 Paramèt estrikti fraktal fim melanj HPS/HPMC ak divès degre sibstitisyon idroksipropil HPS

Pou manbràn konpoze yo ak menm rapò konpoze an, dimansyon fraktal la tou diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon gwoup hydroxypropyl. Entwodiksyon idroksipropil nan molekil HPS ka diminye lyezon mityèl nan segman polymère nan sistèm konpoze an, kidonk diminye dansite manbràn konpoze an; HPS ak sibstitisyon segondè hydroxypropyl gen pi bon konpatibilite ak HPMC, pi fasil yo fòme konpoze inifòm ak dans. Se poutèt sa, dansite estrikti pwòp tèt ou menm jan an nan manbràn konpoze an diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon HPS, ki se rezilta enfliyans nan jwenti degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl ak konpatibilite de eleman yo nan konpoze an. sistèm.

6.3.3 Analiz estabilite tèmik fim konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS

Yo te itilize analizeur thermogravimetric pou teste estabilite tèmik fim konpoze HPMC/HPS manjab ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl. Figi 6-3 montre koub thermogravimetric (TGA) ak koub to pèdi pwa li (DTG) fim konpoze ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS. Li ka wè nan koub TGA nan Figi 6-3 (a) ki echantiyon manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS. Gen de etap chanjman evidan tèmogravimetrik ak ogmantasyon tanperati a. Premyèman, gen yon ti etap pèdi pwa nan 30 ~ 180 °C, ki se sitou ki te koze pa volatilizasyon nan dlo a adsorbed pa makromolekil la polisakarid. Gen yon gwo faz pèdi pwa nan 300 ~ 450 °C, ki se faz reyèl degradasyon tèmik, sitou ki te koze pa degradasyon tèmik HPMC ak HPS. Li ka wè tou nan figi a ke koub yo pèdi pwa nan HPS ak diferan degre nan sibstitisyon hydroxypropyl yo sanble ak siyifikativman diferan de sa yo ki nan HPMC. Ant de kalite koub pèdi pwa pou pi HPMC ak echantiyon HPS pi.

Soti nan koub DTG yo nan Figi 6-3(b), li ka wè ke tanperati degradasyon tèmik HPS pi bon kalite ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil yo trè pre, ak tanperati pik degradasyon tèmik echantiyon A939 ak A081 yo se 310 °C. ak 305 °C, respektivman Tanperati pik degradasyon tèmik echantiyon HPMC pi wo anpil pase HPS, ak tanperati pik li se 365 °C; Fim konpoze HPMC / HPS gen de pik degradasyon tèmik sou koub DTG a, ki koresponn ak degradasyon tèmik HPS ak HPMC, respektivman. Pik karakteristik, ki endike ke gen yon sèten degre nan separasyon faz nan sistèm nan konpoze ak yon rapò konpoze de 5:5, ki se ki konsistan avèk rezilta yo degradasyon tèmik nan fim nan konpoze ak yon rapò konpoze de 5:5 nan Chapit 3. Tanperati pik degradasyon tèmik echantiyon fim konpoze HPMC/A939 yo te 302 °C ak 363 °C, respektivman; tanperati pik degradasyon tèmik nan echantiyon fim konpoze HPMC/A1081 yo te 306 °C ak 363 °C, respektivman. Tanperati pik nan echantiyon fim konpoze yo te deplase nan pi ba tanperati pase echantiyon yo pi bon kalite eleman, ki endike ke estabilite nan tèmik nan echantiyon yo konpoze te redwi. Pou echantiyon yo genyen ak menm rapò konpoze, tanperati pik degradasyon tèmik la diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon idroksipropil la, ki endike ke estabilite tèmik fim konpoze an diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon idroksipropil la. Sa a se paske entwodiksyon de gwoup idroksipropil nan molekil lanmidon diminye entèraksyon ki genyen ant segman molekilè ak inibit rearanjman nan lòd nan molekil. Li konsistan avèk rezilta yo ke dansite nan estrikti pwòp tèt ou ki sanble diminye ak ogmantasyon nan degre nan sibstitisyon idroksipropil.

Fig. 6-3 Koub TGA (a) ak koub derive yo (DTG) (b) nan fim melanj HPMC/HPS ak divès degre sibstitisyon idroksipropil HPS.

6.3.4 Analiz pwopriyete mekanik HPMC/HPS manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

Fig. 6-5 Pwopriyete tensile fim HPMC/HPS ak divès degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

Pwopriyete tensile fim konpoze HPMC/HPS ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS yo te teste pa analyser pwopriyete mekanik nan 25 °C ak 75% imidite relatif. Figi 6-5 montre modil elastik (a), elongasyon nan kraze (b) ak fòs rupture (c) fim konpoze ak diferan degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl. Li ka wè nan figi a ke pou sistèm nan konpoze HPMC / A1081, ak ogmantasyon nan kontni HPS, modil la elastik ak fòs rupture nan fim nan konpoze piti piti diminye, ak elongasyon an nan repo ogmante siyifikativman, ki te konsistan avèk 3.3. 5 mwayen ak segondè imidite. Rezilta yo nan manbràn yo konpoze ak diferan rapò konpoze yo te konsistan.

Pou manbràn HPS pi, tou de modil elastik la ak fòs rupture ogmante ak diminye degre sibstitisyon idroksipropil HPS, sijere ke hydroxypropylation diminye rèd manbràn konpoze an ak amelyore fleksibilite li yo. Sa a se sitou paske ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon hydroxypropyl, idrofilisite nan HPS ogmante, ak estrikti nan manbràn vin pi plis ki lach, ki se ki konsistan avèk rezilta a ke dimansyon nan fractal diminye ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon nan ti ang X- tès gaye reyon. Sepandan, elongasyon an nan repo diminye ak diminisyon nan degre nan sibstitisyon nan gwoup HPS hydroxypropyl, ki se sitou paske entwodiksyon an nan gwoup hydroxypropyl nan molekil lanmidon ka anpeche rkristalizasyon nan lanmidon. Rezilta yo konsistan avèk ogmantasyon ak diminisyon.

Pou manbràn konpoze HPMC/HPS ak menm rapò konpoze, modil elastik materyèl manbràn ogmante ak diminisyon degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl, ak fòs rupture ak elongasyon nan kraze tou de diminye ak diminisyon degre sibstitisyon an. Li se vo anyen ke pwopriyete yo mekanik nan manbràn konpoze yo varye konplètman ak rapò a konpoze ak degre yo diferan nan HPS hydroxypropyl sibstitisyon. Sa a se sitou paske pwopriyete yo mekanik nan manbràn konpoze yo pa sèlman afekte pa degre nan sibstitisyon HPS sou estrikti nan manbràn, men tou, pa konpatibilite ki genyen ant eleman yo nan sistèm nan konpoze. Viskozite HPS diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl, li pi favorab pou fòme yon konpoze inifòm pa konpoze.

6.3.5 Analiz pèmeyabilite oksijèn HPMC/HPS manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

Oksidasyon ki te koze pa oksijèn se premye etap nan plizyè fason pou lakòz gate manje, kidonk fim konpoze manjab ak sèten pwopriyete baryè oksijèn ka amelyore kalite manje ak pwolonje lavi etajè manje [108, 364]. Se poutèt sa, pousantaj transmisyon oksijèn HPMC / HPS manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS yo te mezire, ak rezilta yo montre nan Figi 5-6. Li ka wè nan figi a ke pèmeyabilite oksijèn nan tout manbràn HPS pi pi ba anpil pase sa yo ki nan manbràn HPMC pi, ki endike ke manbràn HPS gen pi bon pwopriyete baryè oksijèn pase manbràn HPMC, ki se ki konsistan avèk rezilta yo anvan yo. Pou manbràn HPS pi bon kalite ak diferan degre nan sibstitisyon hydroxypropyl, pousantaj transmisyon oksijèn ogmante ak ogmantasyon degre nan sibstitisyon, ki endike ke zòn nan kote oksijèn pénétrer nan materyèl la manbràn ogmante. Sa a se ki konsistan avèk analiz la mikwostrikti nan ti ang X-ray gaye ki estrikti nan manbràn la vin pi lach ak ogmantasyon nan degre nan sibstitisyon idroksipropil, kidonk kanal la pèmeyasyon nan oksijèn nan manbràn an vin pi gwo, ak oksijèn nan manbràn la. pénétrer Lè zòn nan ogmante, pousantaj transmisyon oksijèn tou ogmante piti piti.

Fig. 6-6 Pèmeyabilite oksijèn fim HPS/HPMC ak divès degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS

Pou manbràn konpoze yo ak diferan degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS, pousantaj transmisyon oksijèn diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl. Sa a se sitou paske nan sistèm nan konpoze 5: 5, HPS egziste nan fòm lan nan faz dispèse nan faz kontinyèl HPMC ki ba-viskozite, ak viskozite nan HPS diminye ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon hydroxypropyl. Pi piti diferans nan viskozite, plis fezab nan fòmasyon an nan yon konpoze omojèn, plis tortuous kanal la permeation oksijèn nan materyèl la manbràn, ak pi piti a to transmisyon oksijèn.

6.4 Rezime Chapit

Nan chapit sa a, fim konpoze HPMC/HPS manjab yo te prepare lè yo depoze HPS ak HPMC ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil, epi ajoute glikol polyethylene kòm yon plastifyan. Efè diferan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon sou estrikti kristal ak estrikti microdomain nan manbràn konpoze an te etidye pa radyasyon synchrotron ti-ang X-ray gaye teknoloji. Efè diferan HPS hydroxypropyl degre sibstitisyon sou estabilite tèmik, pwopriyete mekanik ak pèmeyabilite oksijèn nan manbràn konpoze ak lwa yo te etidye pa analizeur thermogravimetric, tèsteur pwopriyete mekanik ak tèsteur pèmeyabilite oksijèn. Konklizyon prensipal yo se jan sa a:

1. Pou manbràn konpoze HPMC/HPS ak menm rapò konpoze an, ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl, zòn pik kristalizasyon ki koresponn ak HPS nan 5.30 diminye, pandan y ap zòn pik kristalizasyon ki koresponn ak HPMC nan 7.70 pa chanje anpil, sa ki endike ke a. hydroxypropylation nan lanmidon ka anpeche rkristalizasyon nan lanmidon nan fim nan konpoze.
2. Konpare ak manbràn eleman pi bon kalite HPMC ak HPS, zòn pik kristalizasyon HPS (5.30) ak HPMC (7.70) nan manbràn konpoze yo redwi, ki endike ke atravè konbinezon de la, tou de HPMC ak HPS ka efikas nan manbràn konpoze yo. Rekristalizasyon nan yon lòt eleman jwe yon sèten wòl inhibiteur.
3. Tout manbràn konpoze HPMC / HPS te montre estrikti fraktal mas pwòp tèt ou menm jan an. Pou manbràn konpoze ak menm rapò konpoze, dansite materyèl la manbràn diminye anpil ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl; ba HPS hydroxypropyl sibstitisyon Dansite materyèl manbràn konpoze an siyifikativman pi ba pase materyèl de-pi konpozan, pandan y ap dansite materyèl manbràn konpoze ak degre sibstitisyon segondè HPS hydroxypropyl pi wo pase manbràn HPS pi, ki se pi wo. sitou paske dansite a nan materyèl la manbràn konpoze afekte an menm tan an. Efè HPS hydroxypropylation sou rediksyon nan segman polymère obligatwa ak konpatibilite ki genyen ant de eleman yo nan sistèm nan konpoze.
4. Hydroxypropylation nan HPS ka diminye estabilite tèmik nan fim konpoze HPMC / HPS, ak tanperati pik degradasyon tèmik nan fim konpoze orè nan rejyon an tanperati ki ba ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon hydroxypropyl, ki se paske gwoup la idroksipropil nan molekil lanmidon. Entwodiksyon an diminye entèraksyon ki genyen ant segman molekilè ak inibit reranje lòd nan molekil.
5. Modil elastik la ak fòs rupture nan manbràn HPS pi bon kalite diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon HPS hydroxypropyl, pandan y ap elongasyon an nan repo ogmante. Sa a se sitou paske hydroxypropylation a inibit rekristalizasyon nan lanmidon epi fè fim nan konpoze fòme yon estrikti ki pi lach.
6. Modil elastik fim konpoze HPMC/HPS diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon idroksipropil HPS, men fòs rupture ak elongasyon nan kraze ogmante, paske pwopriyete mekanik fim konpoze pa te afekte pa degre sibstitisyon idroksipropil HPS. Anplis de sa nan enfliyans nan, li se tou afekte pa konpatibilite nan de eleman yo nan sistèm nan konpoze.
7. Pèmeyabilite oksijèn nan HPS pi bon kalite ogmante ak ogmantasyon nan degre sibstitisyon hydroxypropyl, paske hydroxypropylation diminye dansite nan rejyon amorphe HPS ak ogmante zòn nan pèmeyasyon oksijèn nan manbràn an; HPMC/HPS manbràn konpoze pèmeyabilite oksijèn la diminye ak ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl la, ki se sitou paske HPS hyperhydroxypropylated la gen pi bon konpatibilite ak HPMC, ki mennen nan ogmante tortuosity nan chanèl la pèmeyasyon oksijèn nan manbràn konpoze an. Diminye pèmeyabilite oksijèn.

Rezilta eksperimantal ki anwo yo montre ke pwopriyete makwoskopik yo tankou pwopriyete mekanik, estabilite tèmik ak pèmeyabilite oksijèn nan manbràn konpoze HPMC / HPS yo se pre relasyon ak estrikti entèn cristalline yo ak estrikti rejyon amorphe yo, ki pa sèlman afekte pa sibstitisyon hydroxypropyl HPS, men. tou pa konplèks la. Enfliyans konpatibilite de-konpozan nan sistèm ligand.

Konklizyon ak pespektiv

1. Konklizyon

Nan papye sa a, HPMC jèl tèmik ak HPS jèl frèt yo konpoze, epi HPMC/HPS sistèm konpoze jèl ranvèse frèt ak cho konstwi. Konsantrasyon solisyon an, rapò konpoze ak efè taye sou sistèm konpoze an yo etidye sistematikman enfliyans nan pwopriyete reolojik tankou viskozite, endèks koule ak tixotropi, konbine avèk pwopriyete mekanik, pwopriyete thermomechanical dinamik, pèmeyabilite oksijèn, pwopriyete transmisyon limyè ak estabilite tèmik nan. fim konpoze prepare pa metòd Distribisyon. Pwopriyete konplè, ak yòd diven DYEING konpatibilite a, tranzisyon faz ak mòfoloji faz nan sistèm nan konpoze yo te etidye pa mikwoskòp optik, ak relasyon ki genyen ant mikwostrikti ak pwopriyete makroskopik nan HPMC / HPS te etabli. Yo nan lòd yo kontwole pwopriyete yo nan konpoze yo pa kontwole estrikti nan faz ak konpatibilite nan sistèm nan konpoze HPMC / HPS dapre relasyon ki genyen ant pwopriyete yo makroskopik ak estrikti nan mikromorfolojik nan sistèm nan HPMC / HPS konpoze. Lè w etidye efè HPS chimikman modifye ak diferan degre sou pwopriyete reolojik, pwopriyete jèl, mikwostrikti ak pwopriyete makroskopik manbràn, yo te envestige relasyon ki genyen ant mikwostrikti ak pwopriyete makwoskopik nan sistèm HPMC/HPS frèt ak cho jèl envès. Relasyon ki genyen ant de la, ak yon modèl fizik te etabli pou klarifye mekanis jelasyon an ak faktè enfliyanman li yo ak lwa nan jèl la frèt ak cho nan sistèm nan konpoze. Etid ki enpòtan yo te trase konklizyon sa yo.

1. Chanje rapò konpoze HPMC/HPS sistèm konpoze ka siyifikativman amelyore pwopriyete reolojik yo tankou viskozite, likidite ak tixotropi HPMC nan tanperati ki ba. Relasyon ki genyen ant pwopriyete reolojik yo ak mikrostruktur sistèm konpoze an te plis etidye. Rezilta espesifik yo se jan sa a:

(1) Nan tanperati ki ba, sistèm konpoze an se yon faz kontinyèl faz-dispèse "lanmè-zile" estrikti, ak tranzisyon faz kontinyèl la rive nan 4:6 ak diminisyon nan rapò a HPMC / HPS konpoze. Lè rapò a konpoze wo (plis kontni HPMC), HPMC ak viskozite ki ba se faz kontinyèl la, ak HPS se faz la dispèse. Pou sistèm konpoze HPMC/HPS, lè eleman ki ba-viskozite a se faz kontinyèl ak eleman ki wo-viskozite a se faz kontinyèl, kontribisyon nan viskozite faz kontinyèl nan viskozite nan sistèm nan konpoze se siyifikativman diferan. Lè HPMC ki ba-viskozite a se faz kontinyèl, viskozite a nan sistèm nan konpoze sitou reflete kontribisyon nan viskozite a kontinyèl-faz; lè HPS segondè-viskozite a se faz kontinyèl la, HPMC kòm faz la dispèse ap diminye viskozite nan wo-viskozite HPS la. efè. Avèk ogmantasyon nan kontni HPS ak konsantrasyon solisyon nan sistèm konpoze an, fenomèn viskozite ak taye eklèsi nan sistèm konpoze an ogmante piti piti, likidite a diminye, epi konpòtman solid ki tankou sistèm konpoze an te amelyore. Viskozite ak tixotropi HPMC yo balanse pa fòmilasyon ak HPS.

(2) Pou yon sistèm konpoze 5:5, HPMC ak HPS ka fòme faz kontinyèl nan tanperati ki ba ak segondè, respektivman. Chanjman estrikti faz sa a ka siyifikativman afekte viskozite konplèks, pwopriyete viscoelastic, depandans frekans ak pwopriyete jèl nan jèl konplèks la. Kòm faz dispèse, HPMC ak HPS ka detèmine pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm konpoze HPMC / HPS nan tanperati ki wo ak ba, respektivman. Koub viscoelastic echantiyon konpoze HPMC/HPS yo te konsistan avèk HPS nan tanperati ki ba ak HPMC nan tanperati ki wo.

(3) Yo te etabli relasyon ant mikrostruktur, pwopriyete reolojik ak pwopriyete jèl nan sistèm konpoze HPMC/HPS. Tou de chanjman an brid sou koub viskozite nan sistèm konpoze an ak tan an delta pik nan koub la faktè pèt parèt nan 45 °C, ki se ki konsistan avèk fenomèn nan faz ko-kontinyèl obsève nan mikrograf la (nan 45 °C).

1. Lè w etidye mikwostrikti ak pwopriyete mekanik, pwopriyete dinamik tèmomekanik, transmisyon limyè, pèmeyabilite oksijèn ak estabilite tèmik manbràn konpoze yo prepare anba diferan rapò konpoze ak konsantrasyon solisyon, konbine avèk teknoloji mikwoskospi optik dyeing yòd, rechèch mòfoloji faz, tranzisyon faz ak konpatibilite. nan konplèks yo te envestige, ak relasyon ki genyen ant mikwostrikti a ak pwopriyete yo makroskopik nan konplèks yo te etabli. Rezilta espesifik yo se jan sa a:

(1) Pa gen okenn koòdone evidan de-faz nan imaj SEM fim konpoze yo ak diferan rapò konpoze. Pifò nan fim konpoze yo gen sèlman yon pwen tranzisyon vè nan rezilta DMA yo, ak pi fò nan fim konpoze yo gen sèlman yon pik degradasyon tèmik nan koub DTG la. Sa yo ansanm endike ke HPMC gen yon sèten konpatibilite ak HPS.

(2) Imidite relatif gen yon efè enpòtan sou pwopriyete mekanik HPMC / HPS fim konpoze, ak degre nan efè li ogmante ak ogmantasyon nan kontni HPS. Nan pi ba imidite relatif, tou de modil elastik ak fòs rupture fim konpoze yo ogmante ak ogmantasyon kontni HPS, ak elongasyon nan kraze fim konpoze yo te siyifikativman pi ba pase fim eleman pi bon kalite yo. Avèk ogmantasyon imidite relatif la, modil elastik la ak fòs rupture fim konpoze an diminye, ak elongasyon nan repo a ogmante anpil, ak relasyon ki genyen ant pwopriyete mekanik fim konpoze ak rapò a konpoze te montre yon modèl chanjman konplètman opoze anba diferan. imidite relatif. Pwopriyete mekanik yo nan manbràn konpoze ak diferan rapò konpoze montre yon entèseksyon anba diferan kondisyon imidite relatif, ki bay posibilite pou optimize pèfòmans pwodwi selon kondisyon aplikasyon diferan.

(3) Yo te etabli relasyon ant mikrostruktur, tranzisyon faz, transparans ak pwopriyete mekanik sistèm konpoze HPMC/HPS. a. Pwen ki pi ba transparans nan sistèm konpoze an ki konsistan avèk pwen tranzisyon faz HPMC soti nan faz kontinyèl nan faz dispèse ak pwen minimòm diminisyon modil tensile. b. Modil Young la ak elongasyon nan repo diminye ak ogmantasyon nan konsantrasyon solisyon, ki se kozatif ki gen rapò ak chanjman mòfolojik HPMC soti nan faz kontinyèl nan faz dispèse nan sistèm nan konpoze.

(4) Anplis de sa nan HPS ogmante tortuosity nan kanal la permeation oksijèn nan manbràn konpoze an, siyifikativman diminye pèmeyabilite oksijèn nan manbràn nan, ak amelyore pèfòmans nan baryè oksijèn nan manbràn HPMC la.

1. Yo te etidye efè modifikasyon chimik HPS sou pwopriyete reolojik sistèm konpoze an ak pwopriyete konplè manbràn konpoze an tankou estrikti kristal, estrikti rejyon amorphe, pwopriyete mekanik, pèmeyabilite oksijèn ak estabilite tèmik. Rezilta espesifik yo se jan sa a:

(1) Hydroxypropylation HPS ka diminye viskozite sistèm konpoze an nan tanperati ki ba, amelyore likidite solisyon konpoze an, epi redwi fenomèn chea mens; hydroxypropylation nan HPS ka etwat rejyon an viscoelastic lineyè nan sistèm nan konpoze, diminye tanperati a tranzisyon faz nan sistèm nan HPMC / HPS konpoze, ak amelyore konpòtman an solid ki tankou nan sistèm nan konpoze nan tanperati ki ba ak likidite a nan tanperati ki wo.

(2) Hydroxypropylation HPS ak amelyorasyon konpatibilite de eleman yo ka siyifikativman anpeche rekristalizasyon lanmidon nan manbràn lan, epi ankouraje fòmasyon yon estrikti ki pi lach nan manbràn konpoze an. Entwodiksyon de gwoup idroksipropil ki ankonbran sou chèn molekilè lanmidon an limite lyezon mityèl ak òdone reyaji segman molekilè HPS, sa ki lakòz fòmasyon yon estrikti pwòp tèt ou ki sanble HPS ki pi lach. Pou sistèm nan konplèks, ogmantasyon nan degre nan sibstitisyon idroksipropil pèmèt molekil HPMC chèn-tankou antre nan rejyon an kavite ki lach nan HPS, ki amelyore konpatibilite nan sistèm nan konplèks ak amelyore dansite nan estrikti nan pwòp tèt ou-sanble HPS. Konpatibilite a nan sistèm nan konpoze ogmante ak ogmantasyon nan degre nan sibstitisyon nan gwoup idroksipropil, ki se ki konsistan avèk rezilta yo nan pwopriyete reolojik.

(3) Pwopriyete makwoskopik yo tankou pwopriyete mekanik, estabilite tèmik ak pèmeyabilite oksijèn HPMC/HPS manbràn konpoze yo gen rapò ak estrikti entèn cristalline li yo ak estrikti rejyon amorphe li yo. Efè a konbine nan de efè yo nan konpatibilite a nan de eleman yo.

1. Lè w etidye efè konsantrasyon solisyon, tanperati ak modifikasyon chimik HPS sou pwopriyete reolojik sistèm konpoze an, yo te diskite mekanis jelasyon HPMC/HPS frèt-chalè envès jèl sistèm konpoze. Rezilta espesifik yo se jan sa a:

(1) Gen yon konsantrasyon kritik (8%) nan sistèm konpoze an, anba konsantrasyon kritik la, HPMC ak HPS egziste nan chenn molekilè endepandan ak rejyon faz; lè konsantrasyon kritik la rive, faz HPS fòme nan solisyon an kòm yon kondansasyon. Sant jèl la se yon estrikti mikwojèl ki konekte ak chenn molekilè HPMC; pi wo pase konsantrasyon kritik la, entèraksyon an pi konplèks ak entèraksyon an pi fò, ak solisyon an montre yon konpòtman ki sanble ak sa yo ki nan yon fonn polymère.

(2) Sistèm konplèks la gen yon pwen tranzisyon nan faz kontinyèl ak chanjman tanperati a, ki gen rapò ak konpòtman jèl HPMC ak HPS nan sistèm konplèks la. Nan tanperati ki ba, viskozite HPMC siyifikativman pi ba pase HPS, kidonk HPMC fòme yon faz kontinyèl ki antoure faz jèl HPS ki wo viskozite. Nan bor yo nan de faz yo, gwoup idroksil yo sou chèn HPMC a pèdi yon pati nan dlo obligatwa yo epi yo fòme lyezon idwojèn entèmolekilè ak chèn molekilè HPS la. Pandan pwosesis chofaj la, chèn molekilè HPS yo deplase akòz absòbe ase enèji ak fòme lyezon idwojèn ak molekil dlo, sa ki lakòz rupture estrikti jèl la. An menm tan an, estrikti dlo-kaj ak dlo-koki sou chèn HPMC yo te detwi, epi piti piti kraze pou ekspoze gwoup idrofil ak grap idrofob. Nan tanperati ki wo, HPMC fòme yon estrikti rezo jèl akòz lyezon idwojèn entèmolekilè ak asosyasyon idrofob, epi konsa vin tounen yon faz dispèse segondè-viskozite gaye nan faz kontinyèl HPS nan bobin o aza.

(3) Avèk ogmantasyon degre sibstitisyon hydroxypropyl HPS, konpatibilite sistèm konpoze HPMC/HPS la amelyore, epi tanperati tranzisyon faz nan sistèm konpoze an ap deplase nan tanperati ki ba. Avèk ogmantasyon degre sibstitisyon idroksipropil la, gen plis fragman helical lonje nan solisyon HPS la, ki ka fòme plis lyezon idwojèn entèmolekilè ak chèn molekilè HPMC nan fwontyè de faz yo, konsa fòme yon estrikti ki pi inifòm. Hydroxypropylation diminye viskozite nan lanmidon, se konsa ke diferans lan viskozite ant HPMC ak HPS nan konpoze an diminye, ki se fezab nan fòmasyon an nan yon konpoze ki pi omojèn, ak valè minimòm nan diferans nan viskozite ant de eleman yo deplase nan ba a. rejyon tanperati.

2. Pwen inovasyon

1. Konsepsyon ak konstwi HPMC / HPS frèt ak cho ranvèse-faz jèl konpoze sistèm, epi sistematik etidye pwopriyete inik reolojik nan sistèm sa a, espesyalman konsantrasyon nan solisyon konpoze, rapò konpoze, tanperati ak modifikasyon chimik nan eleman. Lwa enfliyans nan pwopriyete yo reolojik, pwopriyete jèl ak konpatibilite nan sistèm nan konpoze yo te plis etidye, ak mòfoloji a faz ak tranzisyon faz nan sistèm nan konpoze yo te plis etidye konbine avèk obsèvasyon an nan mikwoskòp optik dyeing yòd la, ak mikwo-mòfolojik la. estrikti nan sistèm nan konpoze te etabli- pwopriyete reolojik-pwopriyete jèl relasyon. Pou la pwemye fwa, modèl Arrhenius la te itilize pou anfòm lwa fòmasyon jèl jèl konpoze frèt ak cho nan diferan tanperati.

2. Yo te obsève distribisyon faz, tranzisyon faz ak konpatibilite HPMC / HPS sistèm konpoze ak teknoloji analiz optik mikwoskòp dyeing, ak pwopriyete transparans-mekanik yo te etabli pa konbine pwopriyete optik ak pwopriyete mekanik fim konpoze. Relasyon ki genyen ant mikwostrikti ak pwopriyete makwoskopik tankou pwopriyete-faz mòfoloji ak konsantrasyon-mekanik pwopriyete-faz mòfoloji. Li se premye fwa dirèkteman obsève lwa chanjman nan mòfoloji faz nan sistèm konpoze sa a ak rapò konpoze, tanperati ak konsantrasyon, espesyalman kondisyon yo nan tranzisyon faz ak efè a nan tranzisyon faz sou pwopriyete yo nan sistèm nan konpoze.

3. SAXS te etidye estrikti kristalin ak estrikti amorphe nan manbràn konpoze ak diferan degre sibstitisyon idroksipropil HPS, epi mekanis jelasyon ak enfliyans jèl konpoze yo te diskite an konbinezon ak rezilta reolojik ak pwopriyete makwoskopik tankou pèmeyabilite oksijèn nan manbràn konpoze. Faktè ak lwa, li te jwenn la pou premye fwa ke viskozite sistèm konpoze an gen rapò ak dansite estrikti pwòp tèt ou menm jan an nan manbràn konpoze an, epi dirèkteman detèmine pwopriyete makwoskopik tankou pèmeyabilite oksijèn ak pwopriyete mekanik konpoze an. manbràn, ak etabli reolojik pwopriyete-mikwostrikti-manbràn relasyon ant pwopriyete materyèl.

3. pespektiv

Nan dènye ane yo, devlopman nan materyèl anbalaj manje ki an sekirite ak manjab lè l sèvi avèk renouvlab polymère natirèl kòm matyè premyè te vin tounen yon otspo rechèch nan jaden an nan anbalaj manje. Nan papye sa a, yo itilize polisakarid natirèl kòm materyèl prensipal la anvan tout koreksyon. Pa konpoze HPMC ak HPS, pri a nan matyè premyè redwi, pèfòmans nan pwosesis nan HPMC nan tanperati ki ba amelyore, ak pèfòmans nan baryè oksijèn nan manbràn konpoze amelyore. Atravè konbinezon analiz reolojik, analiz mikwoskòp optik dyeing yòd ak mikrostruktur fim konpoze ak analiz pèfòmans konplè, mòfoloji faz, tranzisyon faz, separasyon faz ak konpatibilite sistèm konpoze jèl frèt-cho ranvèse-faz la te etidye. Relasyon ki genyen ant mikwostrikti ak pwopriyete makwoskopik sistèm konpoze an te etabli. Dapre relasyon ki genyen ant pwopriyete makwoskopik ak estrikti mikromorfolojik sistèm konpoze HPMC/HPS, estrikti faz ak konpatibilite sistèm konpoze an ka kontwole pou kontwole materyèl konpoze an. Rechèch la nan papye sa a gen enpòtans enpòtan gid pou pwosesis pwodiksyon aktyèl la; mekanis fòmasyon an, enfliyanse faktè ak lwa nan jèl frèt ak cho envès konpoze yo diskite, ki se yon sistèm konpoze ki sanble nan jèl frèt ak cho envès. Rechèch papye sa a bay yon modèl teyorik pou bay konsèy teyorik pou devlopman ak aplikasyon materyèl entelijan espesyal ki kontwole tanperati. Rezilta rechèch yo nan papye sa a gen bon valè teyorik. Rechèch papye sa a enplike nan entèseksyon manje, materyèl, jèl ak konpoze ak lòt disiplin. Akòz limit tan ak metòd rechèch, rechèch sijè sa a toujou gen anpil pwen ki pa fini, ki ka apwofondi ak amelyore nan aspè sa yo. elaji:

Aspè teyorik:

1. Pou eksplore efè diferan rapò branch chèn, pwa molekilè ak varyete HPS sou pwopriyete reolojik, pwopriyete manbràn, mòfoloji faz, ak konpatibilite sistèm konpoze an, epi eksplore lwa enfliyans li sou mekanis fòmasyon jèl konpoze an. sistèm.
2. Envestige efè degre sibstitisyon idroksipropil HPMC, degre sibstitisyon methoxyl, pwa molekilè ak sous sou pwopriyete reolojik, pwopriyete jèl, pwopriyete manbràn ak konpatibilite sistèm nan sistèm konpoze an, epi analize efè modifikasyon chimik HPMC sou kondansasyon konpoze. Enfliyans règ nan mekanis fòmasyon jèl.
3. Enfliyans sèl, pH, plastifyan, ajan kwaze, ajan anti-bakteri ak lòt sistèm konpoze sou pwopriyete reolojik, pwopriyete jèl, estrikti manbràn ak pwopriyete yo ak lwa yo te etidye.

Aplikasyon:

1. Optimize fòmil la pou aplikasyon anbalaj pake séchage, pake legim ak soup solid, epi etidye efè prezèvasyon kondiman, legim ak soup pandan peryòd depo a, pwopriyete mekanik materyèl yo, ak chanjman nan pèfòmans pwodwi lè yo sibi fòs ekstèn. , ak solubilite dlo ak endèks ijyenik nan materyèl la. Li kapab tou aplike nan manje granules tankou kafe ak te lèt, osi byen ke anbalaj manjab nan gato, fwomaj, desè ak lòt manje.
2. Optimize konsepsyon fòmil la pou aplikasyon kapsil plant medsin botanik, plis etidye kondisyon pwosesis yo ak seleksyon optimal ajan oksilyè, epi prepare pwodwi kapsil kre. Endikatè fizik ak chimik tankou friabilite, tan dezentegrasyon, kontni metal lou, ak kontni mikwòb yo te teste.
3. Pou aplikasyon an fre-kenbe nan fwi ak legim, pwodwi vyann, elatriye, dapre metòd yo pwosesis diferan nan flite, tranpe, ak penti, chwazi fòmil ki apwopriye a, epi etidye pousantaj la fwi pouri, pèt imidite, konsomasyon eleman nitritif, dite. nan legim apre anbalaj pandan peryòd depo a, enteprete ak gou ak lòt endikatè; koulè, pH, valè TVB-N, asid thiobarbituric ak kantite mikwo-òganis nan pwodwi vyann apre anbalaj.