Гидроксиппил металлурасы (HPMC) сулы ерітіндісінің тұтқырлық сипаттамалары

Гидроксиппил метиллулозасы (HPMC)Әр түрлі қосымшалары бар суда еритін полимер, әсіресе фармацевтика, тамақ және косметикалық өнімдер. Оның қалың, гель тәрізді ерітінділерді қалыптастыру мүмкіндігі оны жан-жақты ингредиентке айналдырады. Kimacell®HPMC шешімдерінің тұтқырлығы олардың әр түрлі тұжырымдардағы жұмысын анықтауда шешуші рөл атқарады. HPMC сулы шешімдерінің тұтқырлық сипаттамаларын түсіну оларды әр түрлі салаларда қолдануды оңтайландыру үшін қажет.

1. Hydroxypropyl метилеллюлозасына кіріспе (HPMC)

HydroxyPropyl метилселуласы - целлюлозаның жартылай синтетикалық туындысы. Ол целлюлозаны гидроксиппил топтары мен метил топтарымен алмастыру арқылы шығарылады. Бұл алмастырғыштардың қатынасы әр түрлі болуы мүмкін, әртүрлі сипаттамалары бар, оның ішінде тұтқырлығы бар HPMC бағаларына әкелуі мүмкін. HPMC типтік құрылымы гидроксипіл және метил топтары бар целлюлоза немесе глюкоза қондырғыларынан тұрады.

HPMC әр түрлі салаларда, оның биологиялық қабілеттілігіне, гельдерді қалыптастыруға және судағы ерігіштігінің жеңілдігіне байланысты қолданылады. Сулы шешімдерде HPMC ерітіндінің реологиялық қасиеттеріне, әсіресе тұтқырлыққа айтарлықтай әсер ететін иондық емес, суда емес полимер ретінде әрекет етеді.

2. HPMC шешімдерінің тұтқырлық сипаттамалары

HPMC шешімдерінің тұтқырлығы бірнеше факторларға, соның ішінде HPMC концентрациясына, полимердің молекулалық салмағының, температураның, және тұздың немесе басқа да ерітінділердің болуына әсер етеді. Төменде HPMC сулы шешімдеріндегі тұтқырлық сипаттамаларын реттейтін негізгі факторлар:

HPMC шоғырлануы: ГРМК концентрациясы жоғарылаған сайын тұтқырлығы артады. Жоғары концентрацияларда HPMC молекулалары бір-бірімен едәуір әсер етеді, ағып кетуге жоғары төзімділікке әкеледі.

HPMC молекулалық салмағы: HPMC шешімдерінің тұтқырлығы полимердің молекулалық салмағымен тығыз байланысты. Жоғары молекулалық салмақ HPMC бағалары тұтқыр шешімдер шығарады. Бұл көп мөлшерде полимерлі молекулалар ағып кету үшін едәуір қарсылық тудырады, олардың үстіне, үйкелісінің жоғарылауына байланысты көбірек қарсылық тудырады.

Температура: Температура жоғарылаған сайын, тұтқырлық әдетте азаяды. Бұл жоғары температура HPMC молекулалары арасындағы интермюслі күштердің азаюына әкеледі, осылайша олардың ағып кету қабілетін төмендетеді.

Ығысу жылдамдығы: HPMC шешімдерінің тұтқырлығы - ығысу жылдамдығы, әсіресе, полимерлі ерітінділерге тән Ньютон емес сұйықтықтарда. Төмен жылжу деңгейлерінде HPMC шешімдері жоғары тұтқырлық көрсетіліп, жоғары ығысу деңгейінде, ал икемді ығысу деңгейінде, тұтқырлық қыңырлаудың арқасында азаяды.

Иондық күштің әсері: Ерітіндідегі электролиттердің (мысалы, тұздар) болуы тұтқырлықты өзгерте алады. Кейбір тұздар полимерлер тізбектерінің арасындағы серпімді күштерді экранға шығарып, олардың жиынтық деңгейінің төмендеуіне әкеледі және нәтижесінде пайда болады.

3. Тұтқырлыққа қарсы және концентрация: тәжірибелік бақылаулар

Эксперименттерде байқалған жалпы үрдіс, HPMC сулы ерітінділерінің тұтқырлығы полимерлі концентрацияның өсіп келе жатқанын арттырады. Тұтқырлық пен концентрацияның арасындағы қарым-қатынасты келесі эмпирикалық теңдеумен сипаттауға болады, ол жиі шоғырланған полимерлі ерітінділер үшін қолданылады:

η = icn \ eta = ac ^ nη = icn

Қайда:

η \ etaη - тұтқырлық

CCC - HPMC концентрациясы

AAA және NNN - бұл HPMC және ерітінді шарттарына тәуелді эмпирикалық тұрақтылар.

Төменгі концентрация үшін байланыс сызықты, бірақ концентрация жоғарылаған сайын, тұтқырлық полимерлер тізбегі арасындағы өзара әрекеттесуді көрсететін тұтқырлық деңгейі жоғарылайды.

4. Тұтқырлық және молекулалық салмақ

Kimacell®HPMC молекулалық салмағы оның тұтқырлығы сипаттамаларында шешуші рөл атқарады. Жоғары молекулалық салмақ HPMC полимерлері төменгі молекулалық салмақ дәрежелерімен салыстырғанда төменгі концентрацияда көбірек тұтқырлықтар қалыптастырады. Жоғары молекулалық салмақтан жасалған ерітінділердің тұтқырлығы төменгі молекулалық салмақтан жасалған ерітінділерден жоғары деңгейге көтерілуі мүмкін.

Мысалы, молекулалық салмағы 100 000 да молекулалық салмағы бар HPMC ерітіндісі бірдей концентрацияда молекулалық салмағы 50 000 да-ға қарағанда жоғары тұтқырлықты көрсетеді.

5. Тұтқырлыққа әсері

Температура HPMC шешімдерінің тұтқырлығына айтарлықтай әсер етеді. Температураның ұлғаюы ерітіндінің тұтқырлығының төмендеуіне әкеледі. Бұл, ең алдымен, полимерлі тізбектердің жылу қозғалысына байланысты, бұл олардың еркін жүруіне, олардың ағынға төзімділігін азайтуға мәжбүр етеді. Температураның тұтқырлығы бойынша әсері көбінесе Аррениус типті теңдеуді қолданып есептеледі:

η (t) = η0eart \ η0eart \ ita (t) = \ eta_0 e ^ {\ \ \ {\ frac {e_a} {rt}} η (t) = ηη0 ertea

Қайда:

η (t) \ eta (t) η (t) η (t) TTT температурасындағы тұтқырлық

η0 \ eta_0η0 - бұл экспоненциалды фактор (шексіз температурадағы тұтқырлық)

Eae_aea - бұл белсендіру энергиясы

RRR - бұл газ тұрақты

ТТТ - бұл абсолютті температура

6. Реологиялық мінез-құлық

HPMC сулы ерітінділерінің реологиясы көбінесе Ньютон емес деп сипатталады, бұл ерітіндінің тұтқырлығы тұрақты емес, бірақ қолданбалы ығысу деңгейіне байланысты өзгереді. Төмен жылжу деңгейлерінде HPMC шешімдері полимерлі тізбектердің түсуіне байланысты салыстырмалы түрде жоғары тұтқырлықты көрсетеді. Алайда, ығысу ставкасы жоғарылағандықтан, тұтқырлық азаяды - феноменнің жұқаруы бар құбылыс.

Бұл ығысу-жұқа мінез-құлық көптеген полимерлі ерітінділерге, соның ішінде HPMC-ге тән. Тұтқырлық деңгейінің тәуелділігі Қуат заң моделін қолдану арқылы сипаттауға болады:

η (γ˙) = kγ˙n-1 \ eta (\ нүкте {\ гамма} = k \ dot {\ гамма} ^ {n-1} η (γ˙) = kγ˙ n-1

Қайда:

γ˙ \ dot {\ гамма} γ˙ - бұл ығысу жылдамдығы

KKK - бірізділік индексі

NNN - бұл ағынның мінез-құлқы индексі (N <1n <1n <1n <1n <1n <1 <1 <1 <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1 <1 <1 <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1 <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1 <1n <1n <1n <1n <1 <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1n <1)

7. HPMC шешімдерінің тұтқырлығы: жиынтық кесте

Төменде HPMC сулы ерітінділерінің әртүрлі жағдайда тұтқырлық сипаттамаларын қорытындылау бар:

Тұтқырлық сипаттамаларыПерпусСулы ерітінділерге бірнеше факторлар, соның ішінде шоғырлану, молекулалық салмақ, температура және жылжу деңгейі әсер етеді. HPMC - бұл өте жан-жақты материал, және оның реологиялық қасиеттеріне осы параметрлерді реттеу арқылы белгілі бір қосымшалар үшін бейімделуі мүмкін. Осы факторларды түсіну, фармацевтикалық препараттардан тамақ және косметикаларға дейін әртүрлі салаларда Kimacell®HPMC-ді оңтайлы пайдалануға мүмкіндік береді. HPMC еріген шарттарды айла-шарғы жасау арқылы өндірушілер белгілі бір қажеттіліктері үшін қажетті тұтқырлық пен ағымның қасиеттеріне қол жеткізе алады.