HPMC adalah polimer semi-sintetik yang berasal dari selulosa. Karena sifat pengental, penstabil, dan pembentuk lapisannya yang sangat baik, bahan ini banyak digunakan dalam bidang kedokteran, makanan, kosmetik, dan industri lainnya. Mempelajari perilaku viskositasnya sangat penting untuk mengoptimalkan kinerjanya dalam berbagai aplikasi.
1. Pengukuran viskositas:
Viskometer Rotasi: Viskometer rotasi mengukur torsi yang diperlukan untuk memutar spindel pada kecepatan konstan saat direndam dalam sampel. Dengan memvariasikan geometri dan kecepatan putaran spindel, viskositas pada berbagai laju geser dapat ditentukan. Metode ini memungkinkan karakterisasi viskositas HPMC dalam kondisi berbeda.
Viskometer Kapiler: Viskometer kapiler mengukur aliran cairan melalui tabung kapiler di bawah pengaruh gravitasi atau tekanan. Larutan HPMC dipaksa melalui tabung kapiler dan viskositas dihitung berdasarkan laju aliran dan penurunan tekanan. Metode ini dapat digunakan untuk mempelajari viskositas HPMC pada laju geser yang lebih rendah.
2. Pengukuran reologi:
Rheometri Geser Dinamis (DSR): DSR mengukur respons material terhadap deformasi geser dinamis. Sampel HPMC dikenakan tegangan geser osilasi dan regangan yang dihasilkan diukur. Perilaku viskoelastik larutan HPMC dapat dikarakterisasi dengan menganalisis viskositas kompleks (η*) serta modulus penyimpanan (G') dan modulus kerugian (G”).
Tes mulur dan pemulihan: Tes ini melibatkan pemberian sampel HPMC pada tegangan atau regangan yang konstan untuk jangka waktu yang lama (fase mulur) dan kemudian memantau pemulihan berikutnya setelah tegangan atau regangan dihilangkan. Perilaku mulur dan pemulihan memberikan wawasan tentang sifat viskoelastik HPMC, termasuk kemampuan deformasi dan pemulihannya.
3. Studi ketergantungan konsentrasi dan suhu:
Pemindaian Konsentrasi: Pengukuran viskositas dilakukan pada rentang konsentrasi HPMC untuk mempelajari hubungan antara viskositas dan konsentrasi polimer. Hal ini membantu untuk memahami efisiensi pengentalan polimer dan perilakunya yang bergantung pada konsentrasi.
Pemindaian suhu: Pengukuran viskositas dilakukan pada suhu yang berbeda untuk mempelajari pengaruh suhu terhadap viskositas HPMC. Memahami ketergantungan suhu sangat penting untuk aplikasi dimana HPMC mengalami perubahan suhu, seperti formulasi farmasi.
4. Analisis berat molekul:
Kromatografi Pengecualian Ukuran (SEC): SEC memisahkan molekul polimer berdasarkan ukurannya dalam larutan. Dengan menganalisis profil elusi, distribusi berat molekul sampel HPMC dapat ditentukan. Memahami hubungan antara berat molekul dan viskositas sangat penting untuk memprediksi perilaku reologi HPMC.
5. Pemodelan dan Simulasi:
Model teoretis: Berbagai model teoretis, seperti model Carreau-Yasuda, model Cross, atau model hukum pangkat, dapat digunakan untuk menggambarkan perilaku viskositas HPMC dalam kondisi geser yang berbeda. Model ini menggabungkan parameter seperti laju geser, konsentrasi, dan berat molekul untuk memprediksi viskositas secara akurat.
Simulasi Komputasi: Simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) memberikan wawasan tentang perilaku aliran solusi HPMC dalam geometri kompleks. Dengan menyelesaikan persamaan aliran fluida secara numerik, simulasi CFD dapat memprediksi distribusi viskositas dan pola aliran dalam kondisi berbeda.
6. Penelitian in situ dan in vitro:
Pengukuran di tempat: Teknik di tempat melibatkan mempelajari perubahan viskositas secara real-time di lingkungan atau aplikasi tertentu. Misalnya, dalam formulasi farmasi, pengukuran in situ dapat memantau perubahan viskositas selama disintegrasi tablet atau aplikasi gel topikal.
Pengujian in vitro: Pengujian in vitro mensimulasikan kondisi fisiologis untuk mengevaluasi perilaku viskositas formulasi berbasis HPMC yang ditujukan untuk pemberian oral, mata, atau topikal. Pengujian ini memberikan informasi berharga mengenai kinerja dan stabilitas formulasi dalam kondisi biologis yang relevan.
7. Teknologi canggih:
Mikrorheologi: Teknik mikrorheologi, seperti hamburan cahaya dinamis (DLS) atau mikrorheologi pelacakan partikel (PTM), memungkinkan penyelidikan sifat viskoelastik cairan kompleks pada skala mikroskopis. Teknik-teknik ini dapat memberikan wawasan tentang perilaku HPMC pada tingkat molekuler, melengkapi pengukuran reologi makroskopis.
Spektroskopi Resonansi Magnetik Nuklir (NMR): Spektroskopi NMR dapat digunakan untuk mempelajari dinamika molekuler dan interaksi HPMC dalam larutan. Dengan memantau pergeseran kimia dan waktu relaksasi, NMR memberikan informasi berharga mengenai perubahan konformasi HPMC dan interaksi polimer-pelarut yang mempengaruhi viskositas.
Mempelajari perilaku viskositas HPMC memerlukan pendekatan multidisiplin, termasuk teknik eksperimental, pemodelan teoretis, dan metode analisis tingkat lanjut. Dengan menggunakan kombinasi viskometri, reometri, analisis molekuler, pemodelan, dan teknik lanjutan, peneliti dapat memperoleh pemahaman lengkap tentang sifat reologi HPMC dan mengoptimalkan kinerjanya dalam berbagai aplikasi.
Waktu posting: 29 Februari 2024