Гидроксипропил метилцеллюлоза (HPMC) - кең таралған өнеркәсіптік қолданбалы, әсіресе фармацевтика, тамақ, құрылыс материалдары және косметика салаларында кең таралған полимерлі қосылыс. Оның суда ерігіштігі мен қоюландырғыш қасиеттері оны тамаша қоюлатқыш, тұрақтандырғыш және пленка түзуші етеді. Бұл мақалада HPMC судағы еріту және ісіну процесі, сондай-ақ оның әртүрлі қолданбалардағы маңыздылығы егжей-тегжейлі талқыланады.
1. HPMC құрылымы мен қасиеттері
HPMC – целлюлозаның химиялық модификациясы нәтижесінде түзілетін иондық емес целлюлоза эфирі. Оның химиялық құрылымында метил және гидроксипропил алмастырғыштары бар, олар целлюлозаның молекулалық тізбегіндегі кейбір гидроксил топтарының орнын басады, бұл табиғи целлюлозадан өзгеше HPMC қасиеттерін береді. Бірегей құрылымының арқасында HPMC келесі негізгі қасиеттерге ие:
Суда ерігіштігі: HPMC суық және ыстық суда ерітілуі мүмкін және күшті қоюландыратын қасиеттерге ие.
Тұрақтылық: HPMC рН мәндеріне кең бейімділікке ие және қышқыл және сілтілі жағдайларда тұрақты болып қала алады.
Термиялық гельдену: HPMC термиялық гельдену сипаттамаларына ие. Температура көтерілгенде, HPMC су ерітіндісі гель түзеді және температура төмендеген кезде ериді.
2. HPMC судағы кеңею механизмі
HPMC сумен байланыста болғанда, оның молекулалық тізбегіндегі гидрофильді топтар (мысалы, гидроксил және гидроксипропил) сутегі байланыстарын құру үшін су молекулаларымен әрекеттеседі. Бұл процесс HPMC молекулалық тізбегін суды біртіндеп сіңіріп, кеңейтеді. HPMC кеңейту процесін келесі кезеңдерге бөлуге болады:
2.1 Суды сіңірудің бастапқы кезеңі
HPMC бөлшектері сумен алғаш рет байланыста болған кезде, су молекулалары бөлшектердің бетіне тез еніп, бөлшектердің бетін кеңейтеді. Бұл процесс негізінен HPMC молекулаларындағы гидрофильді топтар мен су молекулалары арасындағы күшті әсерлесумен байланысты. HPMC өзі иондық емес болғандықтан, ол иондық полимерлер сияқты тез ерімейді, бірақ алдымен суды сіңіріп, кеңейеді.
2.2 Ішкі кеңею кезеңі
Уақыт өте келе, су молекулалары бөлшектердің ішкі бөлігіне біртіндеп еніп, бөлшектердің ішіндегі целлюлоза тізбектері кеңейе бастайды. HPMC бөлшектерінің кеңею жылдамдығы осы кезеңде баяулайды, өйткені су молекулаларының енуі HPMC ішіндегі молекулалық тізбектердің тығыз орналасуын жеңу керек.
2.3 Толық еріту кезеңі
Ұзақ уақыт өткеннен кейін HPMC бөлшектері біркелкі тұтқыр ерітіндіні қалыптастыру үшін суда толығымен ериді. Бұл кезде HPMC молекулалық тізбектері суда ретсіз бұралған, ал ерітінді молекулааралық әрекеттесу арқылы қалыңдатылған. HPMC ерітіндісінің тұтқырлығы оның молекулалық салмағына, ерітінді концентрациясына және еру температурасына тығыз байланысты.
3. HPMC кеңеюіне және еруіне әсер ететін факторлар
3.1 Температура
HPMC еріту әрекеті су температурасымен тығыз байланысты. Әдетте, HPMC суық суда және ыстық суда ерітілуі мүмкін, бірақ еріту процесі әртүрлі температурада басқаша әрекет етеді. Суық суда HPMC әдетте суды сіңіреді және алдымен ісінеді, содан кейін баяу ериді; ыстық суда HPMC белгілі бір температурада термиялық гельденеді, яғни ол жоғары температурада ерітінді емес, гель түзеді.
3.2 Концентрация
HPMC ерітіндісінің концентрациясы неғұрлым жоғары болса, бөлшектердің кеңею жылдамдығы соғұрлым баяу болады, өйткені жоғары концентрациялы ерітіндідегі HPMC молекулалық тізбектерімен біріктіру үшін пайдалануға болатын су молекулаларының саны шектеулі. Сонымен қатар, ерітіндінің тұтқырлығы концентрацияның жоғарылауымен айтарлықтай артады.
3.3 Бөлшектердің мөлшері
HPMC бөлшектерінің өлшемі оның кеңеюі мен еру жылдамдығына да әсер етеді. Кішкентай бөлшектер суды сіңіреді және олардың үлкен үлестік ауданына байланысты салыстырмалы түрде тез ісінеді, ал үлкен бөлшектер суды баяу сіңіреді және толық еріту үшін ұзағырақ уақыт қажет.
3,4 рН мәні
HPMC рН өзгерістеріне күшті бейімделгенімен, оның ісінуі және еру әрекеті өте қышқылдық немесе сілтілі жағдайларда әсер етуі мүмкін. Бейтараптан әлсіз қышқылға дейін және әлсіз сілтілі жағдайларда HPMC ісіну және еріту процесі салыстырмалы түрде тұрақты.
4. Әртүрлі қолданбалардағы HPMC рөлі
4.1 Фармацевтика өнеркәсібі
Фармацевтика өнеркәсібінде HPMC фармацевтикалық таблеткаларда байланыстырушы және ыдыратушы ретінде кеңінен қолданылады. HPMC суда ісініп, гель түзетіндіктен, бұл препараттың шығарылу жылдамдығын бәсеңдетуге көмектеседі, осылайша бақыланатын босату әсеріне қол жеткізеді. Сонымен қатар, HPMC препараттың тұрақтылығын арттыру үшін дәрілік пленка жабынының негізгі компоненті ретінде де пайдаланылуы мүмкін.
4.2 Құрылыс материалдары
HPMC сонымен қатар құрылыс материалдарында маңызды рөл атқарады, әсіресе цемент ерітіндісі мен гипс үшін қоюландырғыш және суды ұстағыш ретінде. Бұл материалдардағы HPMC ісіну қасиеті жоғары температурада немесе құрғақ ортада ылғалды сақтауға мүмкіндік береді, осылайша жарықтардың пайда болуына жол бермейді және материалдың жабысу беріктігін арттырады.
4.3 Тамақ өнеркәсібі
Тамақ өнеркәсібінде HPMC қоюландырғыш, эмульгатор және тұрақтандырғыш ретінде қолданылады. Мысалы, нан өнімдерінде HPMC қамырдың тұрақтылығын жақсартып, өнімнің құрылымы мен дәмін жақсарта алады. Сонымен қатар, HPMC ісіну қасиеттерін олардың қанықтылығы мен тұрақтылығын арттыру үшін майы аз немесе майсыз тағамдарды өндіру үшін де пайдалануға болады.
4.4 Косметика
Косметикада HPMC тері күтімі өнімдерінде, сусабындар мен кондиционерлерде қалыңдатқыш және тұрақтандырғыш ретінде кеңінен қолданылады. Суда HPMC кеңеюінен пайда болған гель өнімнің құрылымын жақсартуға көмектеседі және теріні ылғалдандыру үшін теріде қорғаныс қабықшасын қалыптастырады.
5. Түйіндеме
HPMC судағы ісіну қасиеті оны кеңінен қолданудың негізі болып табылады. HPMC тұтқырлығы бар ерітінді немесе гель түзу үшін суды сіңіру арқылы кеңейеді. Бұл қасиет оны фармацевтика, құрылыс, тамақ және косметика сияқты көптеген салаларда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
Хабарлама уақыты: 09 қазан 2024 ж