Seigjueinkenni hýdroxýprópýlmetýlsellulósa (HPMC) vatnslausn

Hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC)er mikið notað vatnsleysanleg fjölliða með margvíslegum forritum, sérstaklega í lyfjum, matvælum og snyrtivörum. Geta þess til að mynda þykkar, hlaupalíkar lausnir þegar blandað er með vatni gerir það að fjölhæfu innihaldsefni. Seigja Kimacell®HPMC lausna gegnir lykilhlutverki við að ákvarða árangur þeirra í mismunandi lyfjaformum. Að skilja seigjueinkenni HPMC vatnslausna er nauðsynleg til að hámarka notkun þeirra í ýmsum atvinnugreinum.

1. Kynning á hýdroxýprópýlmetýlsellulósa (HPMC)

Hýdroxýprópýlmetýlsellulósa er hálf til samstillt afleiða sellulósa. Það er framleitt með því að skipta um sellulósa með hýdroxýprópýlhópum og metýlhópum. Hlutfall þessara skipana getur verið breytilegt, sem leiðir til mismunandi stigs HPMC með mismunandi einkenni, þar með talið seigju. Dæmigerð uppbygging HPMC samanstendur af sellulósa burðarás með hýdroxýprópýl og metýlhópum sem eru festir við glúkósaeiningarnar.

HPMC er notað í ýmsum atvinnugreinum vegna lífsamrýmanleika, getu til að mynda gel og auðvelda leysni í vatni. Í vatnslausnum hegðar sér HPMC sem ójónandi, vatnsleysanleg fjölliða sem hefur veruleg áhrif á gigtfræðilega eiginleika lausnarinnar, sérstaklega seigju.

2. Seigjueinkenni HPMC lausna

Seigja HPMC lausna hefur áhrif á nokkra þætti, þar með talið styrk HPMC, mólmassa fjölliðunnar, hitastigið og nærveru sölt eða annarra leysanna. Hér að neðan eru meginþættirnir sem stjórna seigjueinkennum HPMC í vatnslausnum:

Styrkur HPMC: Seigjan eykst þegar styrkur HPMC eykst. Við hærri styrk hafa HPMC sameindir meira samskipti sín á milli, sem leiðir til hærri viðnáms fyrir rennsli.

Mólmassa HPMC: Seigja HPMC lausna er sterklega í tengslum við mólmassa fjölliðunnar. Hærri mólmassa HPMC -einkunn hefur tilhneigingu til að framleiða seigfljótandi lausnir. Þetta er vegna þess að stærri fjölliða sameindir skapa meira viðnám gegn flæði vegna aukinnar flækju og núnings.

Hitastig: Seigja minnkar venjulega þegar hitastig eykst. Þetta er vegna þess að hærra hitastig leiðir til minnkunar á millistriki milli HPMC sameindanna og dregur þannig úr getu þeirra til að standast flæði.

Klippahraði: Seigja HPMC lausna er háð klippingarhraða, sérstaklega í vökva sem ekki eru Newton, sem er dæmigert fyrir fjölliða lausnir. Við lágan klippingu sýna HPMC lausnir mikla seigju, en á háu klippuhraða minnkar seigjan vegna þynningarhegðunar.

Áhrif jónastyrks: Tilvist raflausna (svo sem sölt) í lausninni getur breytt seigju. Sum sölt geta skimað fráhrindandi krafta milli fjölliða keðjanna, valdið því að þær safnast saman og leiða til lækkunar á seigju.

3. Seigja samanborið við styrkur: Tilraunaathuganir

Almenn þróun sem fram kom í tilraunum er að seigja HPMC vatnslausna eykst veldishraða með auknum styrk fjölliða. Hægt er að lýsa tengslum milli seigju og styrks með eftirfarandi reynslusögu, sem oft er notað fyrir einbeittar fjölliða lausnir:

η = acn \ eta = ac^nη = acn

Hvar:

η \ etaota er seigjan

CCC er styrkur HPMC

AAA og NNN eru reynslan sem er háð sérstökum tegundum HPMC og skilyrðum lausnarinnar.

Fyrir lægri styrk er sambandið línulegt, en þegar styrkur eykst eykst seigjan bratt og endurspeglar aukið samspil fjölliða keðja.

4. Seigja vs mólmassa

Mólmassa Kimacell®HPMC gegnir lykilhlutverki í seigjueinkennum þess. Hærri mólmassa HPMC fjölliður hefur tilhneigingu til að mynda meira seigfljótandi lausnir við lægri styrk samanborið við lægri mólmassa. Seigja lausna sem gerðar eru úr HPMC með mikla mólþunga getur verið allt að nokkrum stærðargráðum hærri en lausnir úr lægri mólþunga HPMC.

Til dæmis mun lausn af HPMC með mólmassa 100.000 DA sýna meiri seigju en ein með mólmassa 50.000 da í sama styrk.

5. Hitastigáhrif á seigju

Hitastig hefur veruleg áhrif á seigju HPMC lausna. Hækkun hitastigs leiðir til minnkunar á seigju lausnarinnar. Þetta er fyrst og fremst vegna hitauppstreymis fjölliða keðjanna, sem veldur því að þær hreyfa sig frjálsari og draga úr viðnám þeirra gegn rennsli. Áhrif hitastigs á seigju eru oft magngreind með því að nota arrhenius gerð jöfnu:

η (t) = η0eeart \ eta (t) = \ eta_0 e^{\ frac {e_a} {rt}} η (t) = η0 ertea

Hvar:

η (t) \ eta (t) η (t) er seigja við hitastig TTT

η0 \ eta_0η0 er for-veldisþátturinn (seigja við óendanlegan hitastig)

Eae_aea er virkjunarorkan

RRR er gas stöðugt

TTT er alger hitastig

6. Rheological hegðun

Rheology HPMC vatnslausna er oft lýst sem ekki Newtonian, sem þýðir að seigja lausnarinnar er ekki stöðug en er mismunandi eftir beittu klippahraða. Við lágan klippingu sýna HPMC lausnir tiltölulega mikla seigju vegna flækju fjölliða keðjanna. Þegar klippihraði eykst, minnkar seigjan - fyrirbæri þekkt sem þynning á klippingu.

Þessi klippaþynnandi hegðun er dæmigerð fyrir margar fjölliða lausnir, þar á meðal HPMC. Hægt er að lýsa rauðhraða seigju með því að nota valdalögslíkanið:

η (γ˙) = ky˙n-1 \ eta (\ dot {\ gamma}) = k \ dot {\ gamma}^{n-1} η (γ˙) = ky˙ n-1

Hvar:

γ˙ \ dot {\ gamma} γ˙ er klippihraði

KKK er samkvæmisvísitalan

NNN er vísitala flæðishegðunarinnar (með n <1n <1n <1 til að þynna klippa)

7. Seigja HPMC lausna: Yfirlit töflu

Hér að neðan er tafla sem dregur saman seigjueinkenni HPMC vatnslausna við ýmsar aðstæður:

SeigjueinkenniHPMCVatnslausnir hafa áhrif á nokkra þætti, þar með talið styrkur, mólmassa, hitastig og klippihraði. HPMC er mjög fjölhæft efni og hægt er að sníða gigtfræðilega eiginleika þess fyrir sérstök forrit með því að stilla þessar breytur. Að skilja þessa þætti gerir ráð fyrir bestu notkun Kimacell®HPMC í ýmsum atvinnugreinum, frá lyfjum til matvæla og snyrtivörur. Með því að sýsla með skilyrðin sem HPMC er leyst upp geta framleiðendur náð tilætluðum seigju og flæðiseiginleikum fyrir sérstakar þarfir þeirra.