Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir modificēts celulozes ēteris, ko plaši izmanto farmaceitiskajos preparātos, pārtikas piedevās, būvmateriālos, kosmētikā un citās jomās. HPMC piemīt sabiezēšanas, plēves veidošanas, adhēzijas un citas īpašības. Attiecībai starp tā ūdens šķīduma viskozitāti un koncentrāciju ir liela nozīme dažādiem lietojumiem.
HPMC ūdens šķīduma viskozitātes raksturlielumi
Pamatīpašības
HPMC pēc izšķīdināšanas ūdenī veido caurspīdīgu vai caurspīdīgu viskozu šķīdumu. Tās viskozitāti ietekmē ne tikai HPMC koncentrācija, bet arī tādi faktori kā molekulmasa, aizvietotāja veids un šķīduma temperatūra.
Molekulmasa: jo lielāka ir HPMC molekulmasa, jo augstāka ir šķīduma viskozitāte. Tas ir tāpēc, ka makromolekulas šķīdumā veido sarežģītāku sapinušo struktūru, kas palielina berzi starp molekulām.
Aizvietotāja veids: Metoksi un hidroksipropoksi aizvietotāju attiecība ietekmē HPMC šķīdību un viskozitāti. Parasti, ja metoksi saturs ir lielāks, HPMC šķīdība ir labāka un arī šķīduma viskozitāte ir augstāka.
Koncentrācijas un viskozitātes saistība
Atšķaidītā šķīduma stadija:
Ja HPMC koncentrācija ir zema, mijiedarbība starp molekulām ir vāja un šķīdumam piemīt Ņūtona šķidruma īpašības, tas ir, viskozitāte būtībā nav atkarīga no bīdes ātruma.
Šajā posmā šķīduma viskozitāte lineāri palielinās, palielinoties koncentrācijai. Šo lineāro sakarību var izteikt ar vienkāršu viskozitātes vienādojumu:
| Koncentrācija (%) | Viskozitāte (mPa·s) |
| 0.5 | 100 |
| 1.0 | 300 |
| 2.0 | 1000 |
| 5.0 | 5000 |
| 10.0 | 20 000 |
No datiem var redzēt, ka HPMC ūdens šķīduma viskozitāte palielinās eksponenciāli, palielinoties koncentrācijai. Šis pieaugums grafikā parādīsies kā strauji augoša līkne, īpaši apgabalos ar augstu koncentrāciju.
Ietekmējošie faktori
Temperatūras ietekme
Temperatūrai ir būtiska ietekme uz HPMC šķīduma viskozitāti. Vispārīgi runājot, temperatūras paaugstināšanās samazina šķīduma viskozitāti. Tas ir tāpēc, ka paaugstināta temperatūra izraisa palielinātu molekulu kustību un vājina mijiedarbību starp molekulārajām ķēdēm, tādējādi samazinot viskozitāti.
Bīdes ātruma ietekme
Augstas koncentrācijas HPMC šķīdumiem viskozitāti ietekmē arī bīdes ātrums. Pie lieliem bīdes ātrumiem molekulāro ķēžu orientācija kļūst konsekventāka un iekšējā berze samazinās, kā rezultātā samazinās šķīduma šķietamā viskozitāte. Šo parādību sauc par bīdes retināšanu.
Lietojumprogrammas
Farmaceitiskajos preparātos HPMC parasti izmanto tablešu apvalkos, ilgstošas darbības zāļu formās un biezinātājos. Izpratne par to, kā HPMC ūdens šķīdumu viskozitāte mainās atkarībā no koncentrācijas, ir ļoti svarīga, lai izstrādātu atbilstošus zāļu formulējumus. Piemēram, planšetdatora pārklājumā atbilstoša HPMC koncentrācija var nodrošināt, ka pārklājuma šķidrumam ir pietiekama viskozitāte, lai nosegtu tabletes virsmu, taču tas nav pārāk augsts, lai to būtu grūti apstrādāt.
Pārtikas rūpniecībā HPMC izmanto kā biezinātāju un stabilizatoru. Izpratne par saistību starp koncentrāciju un viskozitāti var palīdzēt noteikt optimālo koncentrāciju, lai nodrošinātu ēdiena garšu un tekstūru.
HPMC ūdens šķīduma viskozitātei ir nozīmīga pozitīva korelācija ar koncentrāciju. Tas parāda lineāru pieaugumu atšķaidītā šķīduma stadijā un eksponenciālu augstas koncentrācijas pieaugumu. Šis viskozitātes raksturlielums ir ļoti svarīgs dažādos rūpnieciskos lietojumos, un HPMC viskozitātes izmaiņu izpratnei un kontrolei ir liela nozīme procesa optimizācijā un produktu kvalitātes uzlabošanā.
Publicēšanas laiks: 08.07.2024