HPMC/HPSKomplekss

Atslēgas vārdi: hidroksipropilmetilceluloze; hidroksipropila cieti; reoloģiskās īpašības; saderība; Ķīmiskā modifikācija.

Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir polisaharīdu polimērs, ko parasti izmanto ēdamo plēvju sagatavošanā. To plaši izmanto pārtikas un medicīnas jomā. Filmai ir laba caurspīdīgums, mehāniskās īpašības un eļļas barjeras īpašības. Tomēr HPMC ir termiski izraisīts želeja, kas noved pie tā sliktās apstrādes veiktspējas zemā temperatūrā un augsta enerģijas patēriņa ražošanā; Turklāt tā dārgā izejvielu cena ierobežo tā plašo pielietojumu, ieskaitot farmaceitisko lauku. Hidroksipropila cieti (HPS) ir ēdams materiāls, ko plaši izmanto pārtikas un medicīnas jomā. Tam ir plašs avotu klāsts un zema cena. Tas ir ideāls materiāls, lai samazinātu HPMC izmaksas. Turklāt HPS aukstā gēla īpašības var līdzsvarot HPMC viskozitāti un citas reoloģiskās īpašības. , lai uzlabotu tā apstrādes veiktspēju zemā temperatūrā. Turklāt HPS ēdamajai plēvei ir lieliskas skābekļa barjeras īpašības, tāpēc tā var ievērojami uzlabot HPMC ēdamās plēves skābekļa barjeras īpašības.

HPS pievienoja HPMC salikšanai, un tika izveidota HPMC/HPS aukstā un karstā apgrieztā fāzes gēla savienojuma sistēma. Tika apspriests īpašību likums, mijiedarbības mehānisms starp HPS un HPMC šķīdumā, tika apspriesta savienojuma sistēmas savietojamība un fāžu pāreja un tika nodibināta saistība starp savienojuma sistēmas reoloģiskajām īpašībām un struktūru. Rezultāti rāda, ka savienojuma sistēmai ir kritiska koncentrācija (8%), zem kritiskās koncentrācijas, HPMC un HPS pastāv neatkarīgās molekulārajās ķēdēs un fāžu reģionos; Virs kritiskās koncentrācijas HPS fāze veidojas šķīdumā kā gēla centrs, mikrogēla struktūra, kas ir saistīta ar HPMC molekulāro ķēžu savstarpējo saistību, uzvedība ir līdzīga polimēra kausējuma uzvedībai. Saliktā sistēmas reoloģiskās īpašības un savienojuma attiecība atbilst logaritmiskās summas noteikumam un parāda noteiktu pozitīvas un negatīvas novirzes pakāpi, norādot, ka abām sastāvdaļām ir laba saderība. Saliktā sistēma ir nepārtraukta fāzu izdalīta fāzes “jūras salu” struktūra zemā temperatūrā, un nepārtrauktas fāzes pāreja notiek 4: 6, samazinoties HPMC/HPS savienojuma attiecībai.

Pārtikas iepakojums kā svarīgs pārtikas preču sastāvdaļa var novērst pārtikas sabojāšanu un piesārņošanu ar ārējiem faktoriem aprites un uzglabāšanas procesā, tādējādi pagarinot pārtikas laiku un uzglabāšanas periodu. Kā jauna veida pārtikas iepakojuma materiāls, kas ir drošs un ēdams, un tam pat ir noteikta uzturvērtība, ēdamajai filmai ir plašas lietošanas iespējas pārtikas iepakojumā un saglabāšanā, ātrās ēdināšanas un farmaceitiskās kapsulās, un tā ir kļuvusi par pētniecības punktu pašreizējā ēdiena laikā Ar iepakojumu saistītie lauki.

HPMC/HPS kompozītmateriāla membrāna tika sagatavota, izmantojot liešanas metodi. Kompozītā sistēmas savietojamība un fāžu atdalīšana tika tālāk izpētīta, skenējot elektronu mikroskopiju, dinamisko termomehānisko īpašību analīzi un termogravimetrisko analīzi, kā arī kompozītmateriāla membrānas mehāniskās īpašības. un skābekļa caurlaidība un citas membrānas īpašības. Rezultāti rāda, ka visu salikto plēvju SEM attēlos nav atrodama acīmredzama divfāžu interfeiss, lielākajā daļā salikto plēvju DMA rezultātos ir tikai viens stikla pārejas punkts, un DTG līknēs parādās tikai viena termiskā sadalīšanās virsotne lielākā daļa salikto filmu. HPMC ir noteikta savietojamība ar HPS. HPS pievienošana HPMC ievērojami uzlabo kompozītmateriāla membrānas skābekļa barjeras īpašības. Kompozītā membrānas mehāniskās īpašības ievērojami atšķiras atkarībā no salikšanas koeficienta un vides relatīvā mitruma un uzrāda krustojuma punktu, kas var sniegt atsauci produkta optimizēšanai dažādām lietošanas prasībām.

HPMC/HPS savienojuma sistēmas mikroskopiskā morfoloģija, fāžu sadalījums, fāžu pāreja un citas mikrostruktūras tika pētītas ar vienkāršu joda krāsošanu optiskā mikroskopa analīzi, un savienojuma sistēmas caurspīdīguma un mehāniskās īpašības tika pētītas ar ultravioletā spektrofotometra un mehāniskās īpašības testera. Tika nodibināta saistība starp mikroskopisko morfoloģisko struktūru un HPMC/HPS savienojuma sistēmas makroskopisko visaptverošo veiktspēju. Rezultāti rāda, ka saliktā sistēmā ir liels skaits mezofāžu, kurai ir laba saderība. Savienojuma sistēmā ir fāzes pārejas punkts, un šim fāzes pārejas punktam ir noteikta savienojuma attiecība un šķīduma koncentrācijas atkarība. Zemākais savienojuma sistēmas caurspīdīguma punkts atbilst HPMC fāzes pārejas punktam no nepārtrauktas fāzes uz izkliedētu fāzi un stiepes moduļa minimālo punktu. Jauniešu modulis un pagarinājums pārtraukumā samazinājās, palielinoties šķīduma koncentrācijai, kurai bija cēloņsakarība ar HPMC pāreju no nepārtrauktas fāzes uz izkliedēto fāzi.

HPS ķīmiskās modifikācijas ietekmi uz HPMC/HPS aukstās un karstās fāzes gēla savienojuma sistēmas reoloģiskajām īpašībām un želejas īpašībām tika izmantots reometrs. Tika pētītas spējas un fāžu pārejas, un tika nodibināta saistība starp mikrostruktūru un reoloģiskajām un gēla īpašībām. Pētījuma rezultāti rāda, ka HP hidroksipropilācija var samazināt savienojuma sistēmas viskozitāti zemā temperatūrā, uzlabot savienojuma šķīduma plūstamību un samazināt bīdes retināšanas fenomenu; the hydroxypropylation of HPS can narrow the linear viscosity of the compound system. Elastīgajā reģionā tiek samazināta HPMC/HPS savienojuma sistēmas fāzes pārejas temperatūra, un savienojuma sistēmas cietajai izturībai zemā temperatūrā un plūstamību augstā temperatūrā. HPMC and HPS form continuous phases at low and high temperatures, respectively, and as dispersed phases determine the rheological properties and gel properties of the composite system at high and low temperatures. Gan pēkšņās savienotās sistēmas viskozitātes līknes izmaiņas, gan Tan Delta maksimums zaudējumu faktora līknē parādās 45 ° C temperatūrā, kas atkārto kopīgi nepārtrauktas fāzes parādību, kas novērota joda krāsotos mikrogrāfos 45 ° C temperatūrā.

HPS ķīmiskās modifikācijas ietekme uz kompozītmateriāla plēves kristālisko struktūru un mikro-divīziju struktūru tika pētīta ar sinhrotrona starojuma maza leņķa rentgenstaru izkliedes tehnoloģiju, un kompozītmateriāla mehāniskās īpašības, skābekļa barjeras īpašības un termiskā stabilitāte bija kompozītmateriāla plēves termiskā stabilitāte. Sistemātiski izpētīta salikto komponentu ķīmiskās struktūras izmaiņu ietekme uz salikto sistēmu mikrostruktūru un makroskopiskajām īpašībām. Sinhrotrona starojuma rezultāti parādīja, ka HPS hidroksipropilācija un divu komponentu savietojamības uzlabošana varētu ievērojami kavēt cietes pārkristalizāciju membrānā un veicināt atslābākas pašizmērītas struktūras veidošanos saliktajā membrānā. Makroskopiskās īpašības, piemēram, mehāniskās īpašības, HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānas termiskā stabilitāte un skābekļa caurlaidība, ir cieši saistītas ar tās iekšējo kristālisko struktūru un amorfo reģiona struktūru. Abu efektu kopējais efekts.

Pirmās nodaļas ievads

Pārtikas iepakojuma materiāli kā svarīga pārtikas preču sastāvdaļa var aizsargāt pārtiku no fizikāliem, ķīmiskiem un bioloģiskiem bojājumiem un piesārņojuma cirkulācijas un uzglabāšanas laikā, uzturēt pašas pārtikas kvalitāti, atvieglot pārtikas patēriņu un nodrošināt pārtiku. Ilgtermiņa uzglabāšana un saglabāšana, kā arī nodrošina pārtikas izskatu, lai piesaistītu patēriņu un iegūtu vērtību, kas pārsniedz materiālu izmaksas [1-4]. Kā jauna veida pārtikas iepakojuma materiāls, kas ir drošs un ēdams, un tam pat ir noteikta uzturvērtība, ēdamajai filmai ir plašas lietošanas iespējas pārtikas iepakojumā un saglabāšanā, ātrās ēdināšanas un farmaceitiskās kapsulās, un tā ir kļuvusi par pētniecības punktu pašreizējā ēdiena laikā Ar iepakojumu saistītie lauki.

Pārtikas filmas ir filmas ar porainu tīkla struktūru, ko parasti iegūst, apstrādājot dabiskos ēdamos polimērus. Daudziem dabiskiem polimēriem, kas pastāv dabā, ir želejas īpašības, un to ūdens šķīdumi noteiktos apstākļos var veidot hidrogēlus, piemēram, daži dabiski polisaharīdi, olbaltumvielas, lipīdi utt. Dabiski strukturālie polisaharīdi, piemēram, cieti un celulozi, to īpašās molekulārās struktūras dēļ ar garu ķēžu spirāli un stabilām ķīmiskām īpašībām var būt piemērotas ilgtermiņa un dažādām uzglabāšanas vidēm, un tie ir plaši pētīti kā ēdami plēvju veidošanas materiāli. Ēdamām filmām, kas izgatavotas no viena polisaharīda, bieži vien ir noteikti ierobežojumi. Therefore, in order to eliminate the limitations of single polysaccharide edible films, obtain special properties or develop new functions, reduce product prices, and expand their applications, usually two kinds of polysaccharides are used. Vai iepriekš minētie dabiskie polisaharīdi ir papildināti, lai sasniegtu papildinošo īpašību iedarbību. However, due to the difference in molecular structure between different polymers, there is a certain conformational entropy, and most polymer complexes are partially compatible or incompatible . Polimēru kompleksa fāzes morfoloģija un savietojamība noteiks kompozītmateriāla īpašības. Deformācijas un plūsmas vēsture apstrādes laikā ievērojami ietekmē struktūru. Tāpēc tiek pētītas makroskopiskās īpašības, piemēram, polimēru kompleksa sistēmas reoloģiskās īpašības. Mikroskopisko morfoloģisko struktūru, piemēram, fāzes morfoloģijas un savietojamības, savstarpējo saistību ir svarīga, lai regulētu kompozītmateriālu, apstrādes tehnoloģijas veiktspēju, analīzi un modifikāciju, apstrādes tehnoloģijas, veidošanas formulas projektēšanas un apstrādes mašīnu projektēšanu un ražošanas novērtēšanu. Produkta apstrādes veiktspēja un jaunu polimēru materiālu izstrāde un pielietošana ir ļoti svarīga.

In this chapter, the research status and application progress of edible film materials are reviewed in detail; dabisko hidrogelu pētniecības situācija; the purpose and method of polymer compounding and the research progress of polysaccharide compounding; the rheological research method of compounding system; Tiek analizētas un apspriestas aukstās un karstās reversās gēla sistēmas reoloģiskās īpašības un modeļa uzbūve, kā arī šī darba satura pētniecības nozīme, pētniecības mērķis un izpēte.

1.1 ēdama filma

Ēdamā plēve attiecas uz plastifikatoru un šķērssavienojuma līdzekļu pievienošanu, pamatojoties uz dabiskām ēdamām vielām (piemēram, strukturāliem polisaharīdiem, lipīdiem, olbaltumvielām), izmantojot dažādas starpmolekulāras mijiedarbības, izmantojot apvienošanu, sildīšanu, pārklāšanu, žāvēšanu utt. Ārstēšanas veidotā struktūra. Tas var nodrošināt dažādas funkcijas, piemēram, izvēlēties barjeru īpašības gāzei, mitrumam, saturam un ārējām kaitīgām vielām, lai uzlabotu pārtikas kvalitāti un iekšējo struktūru, kā arī pagarinātu pārtikas produktu glabāšanas periodu vai glabāšanas laiku.

1.1.1. Ēdamo plēvju attīstības vēsture

Ēdamas filmas attīstību var izsekot 12. un 13. gadsimtā. Tajā laikā ķīnieši citrusaugļu un citrusaugļu pārklāšanai izmantoja vienkāršu vaskošanas metodi, kas efektīvi samazināja ūdens zudumu augļos un dārzeņos, lai augļi un dārzeņi saglabātu sākotnējo spīdumu, tādējādi pagarinot augļu un augļu glabāšanas laiku un pagarinot augļu un glabāšanas laiku, un tā derīguma termiņš ir augļu un glabāšanas darbības laiks, un tā glabāšanas laiks ir augļu un glabāšanas laiks augļu un glabāšanas laiku, un to glabāšanas kalpošanas laiks ir augļu un glabāšanas ilgums augļu un glabāšanas ilgums augļu un glabāšanas ilgums augļu un glabāšanas ilgums. Dārzeņi, bet pārmērīgi kavē augļu un dārzeņu aerobo elpošanu, izraisot augļu fermentācijas pasliktināšanos. 15. gadsimtā aziāti jau bija sākuši gatavot ēdamu plēvi no sojas piena un izmantojuši to, lai aizsargātu pārtiku un palielinātu pārtikas izskatu [20]. 16. gadsimtā briti izmantoja taukus, lai pārklātu pārtikas virsmas, lai samazinātu pārtikas mitruma zaudēšanu. 19. gadsimtā saharoze vispirms tika izmantota kā ēdams pārklājums uz riekstiem, mandelēm un lazdu riekstiem, lai novērstu oksidāciju un saspringumu uzglabāšanas laikā. 1830. gados augļi, piemēram, āboli un bumbieri, parādījās komerciālas karstā kausējuma parafīna filmas. 19. gadsimta beigās želatīna plēves tiek izsmidzinātas uz gaļas produktu un citu pārtikas produktu virsmas pārtikas saglabāšanai. In the early 1950s, carnauba wax, etc., had been made into oil-in-water emulsions for coating and preservation of fresh fruits and vegetables . Piecdesmito gadu beigās sāka attīstīties pētījumi par ēdamām filmām, kas tika piemērotas gaļas produktiem, un visplašākais un veiksmīgākais piemērs ir klizmu produkti, kas no dzīvnieku tievām zarnām apstrādāti apvalkos.

Kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem var teikt, ka ēdamās filmas jēdziens ir tikai ierosināts. Kopš tā laika daudzi pētnieki ir attīstījuši lielu interesi par ēdamām filmām. 1991. gadā Nisperes pielietoja karboksimetil celulozi (CMC) banānu un citu augļu pārklāšanai un saglabāšanai, augļu elpošana tika samazināta, un hlorofila zudums tika aizkavēts. Park et al. 1994. gadā ziņoja par Zein olbaltumvielu plēves efektīvajām barjeras īpašībām līdz O2 un CO2, kas uzlaboja tomātu ūdens zudumu, vītošanu un krāsas maiņu. 1995. gadā Lourdin cietes ārstēšanai izmantoja atšķaidītu sārmainu šķīdumu un pievienoja glicerīnu, lai pārklātu zemenes svaigumam, kas samazināja zemeņu ūdens zudumu līmeni un aizkavētu sabojāšanu. Baberjee uzlaboja ēdamās plēves īpašības 1996. gadā, veicot mikro-likvapakciju un plēves veidojošā šķidruma ultraskaņas apstrādi, tāpēc plēves veidojošā šķidruma daļiņu lielums bija ievērojami samazināts un tika uzlabota emulsijas viendabīgā stabilitāte. 1998. gadā Padett et al. Pievienots lizocīms vai nisīns sojas pupu olbaltumvielu ēdamajai plēvei un izmantoja to, lai iesaiņotu pārtiku, un atklāja, ka pienskābes baktēriju augšana pārtikā ir efektīvi kavēta [30]. 1999. gadā Yin Qinghong et al. Izmantots bišu vasks, lai izveidotu plēves pārklājuma līdzekli ābolu un citu augļu saglabāšanai un glabāšanai, kas varētu kavēt elpošanu, novērst saraušanos un svara zudumu un kavēt mikrobu invāziju.

Daudzus gadus kukurūzas cepšanas vārglāzes saldējuma iepakojumam, glutinous rīsu papīrs konfekšu iepakojumam un tofu ādas gaļas ēdieniem ir raksturīgs ēdams iepakojums. Bet ēdamo filmu komerciālie pielietojumi 1967. gadā praktiski nebija, un pat ar vaskiem pārklātu augļu saglabāšanu bija ļoti ierobežota komerciāla izmantošana. Līdz 1986. gadam daži uzņēmumi sāka piedāvāt ēdamus filmu produktus, un līdz 1996. gadam ēdamo filmu kompāniju skaits bija pieaudzis līdz vairāk nekā 600. Pašlaik ir palielinājies ēdamās filmas piemērošana pārtikas iepakojuma saglabāšanā un ir sasniegusi to Gada ieņēmumi vairāk nekā 100 miljonu ASV dolāru vērtībā.

1.1.2. Pārtikas filmu raksturlielumi un veidi

Saskaņā ar attiecīgajiem pētījumiem ēdamajai filmai ir šādas izcilas priekšrocības: ēdama filma var novērst pārtikas kvalitātes samazināšanos un pasliktināšanos, ko izraisa dažādu pārtikas vielu savstarpēja migrācija; Dažiem ēdamām filmu komponentiem ir īpaša uzturvērtība un veselības aprūpes funkcija; Pārtikas filmai ir izvēles barjeru īpašības CO2, O2 un citām gāzēm; Ēdamo plēvi var izmantot mikroviļņu, cepšanas, ceptu ēdienu un medicīnas filmai un pārklāšanai; Ēdamo plēvi var izmantot kā antioksidantus un konservantus un citus pārvadātājus, tādējādi pagarinot pārtikas glabāšanas laiku; Ēdamo plēvi var izmantot kā krāsainu un uztura stiprinājumu nesēju utt., Lai uzlabotu pārtikas kvalitāti un uzlabotu pārtikas maņu īpašības; Ēdama filma ir droša un ēdama, un to var patērēt kopā ar pārtiku; Ēdamas iepakojuma plēves var izmantot nelielu daudzumu vai pārtikas vienību iesaiņošanai, kā arī veidot daudzslāņu kompozītmateriālu iepakojumu ar tradicionāliem iepakojuma materiāliem, kas uzlabo kopējo barjeru veiktspēju iepakojuma materiālos.

Iemesls, kāpēc ēdamām iepakojuma filmām ir iepriekšminētās funkcionālās īpašības, galvenokārt ir balstīts uz noteiktu trīsdimensiju tīkla struktūras veidošanos tajās, tādējādi parādot noteiktas stiprības un barjeras īpašības. Ēdamā iepakojuma plēves funkcionālās īpašības būtiski ietekmē tās komponentu īpašības, un iekšējā polimēru šķērssavienojuma pakāpe, tīkla struktūras vienveidību un blīvumu ietekmē arī dažādi plēvju veidošanas procesi. Veiktspēja ir acīmredzama atšķirība [15, 35]. Ēdamām filmām ir arī dažas citas īpašības, piemēram, šķīdība, krāsa, caurspīdīgums utt. Piemērotus ēdamās plēves iepakojuma materiālus var izvēlēties atbilstoši dažādās lietošanas vidēm un atšķirībām, kas saistītas ar iesaiņojamo produktu objektiem.

Saskaņā ar ēdamās filmas veidošanas metodi to var iedalīt filmās un pārklājumos: (1) iepriekš sagatavotās neatkarīgās filmas parasti sauc par filmām. (2) Plāno slāni, kas veidojas uz pārtikas virsmas, izmantojot pārklājumu, iegremdēšanu un izsmidzināšanu, sauc par pārklājumu. Filmas galvenokārt tiek izmantotas pārtikas produktiem ar dažādām sastāvdaļām, kuras ir jāiesaiņo individuāli (piemēram, garšvielu paciņas un eļļas paciņas ēdienos), pārtikas produkti ar tādu pašu sastāvdaļu, bet tām jābūt iesaiņotām atsevišķi (piemēram, mazi kafijas iepakojumi, piena pulveris. utt.), un zāles vai veselības aprūpes produkti. Capsule material; Pārklājumu galvenokārt izmanto svaigas pārtikas, piemēram, augļu un dārzeņu, gaļas produktu, narkotiku pārklājumu, un kontrolētas atbrīvošanas mikrokapsulu montāžu saglabāšanai.

Saskaņā ar filmas veidojošajiem ēdamās iepakojuma plēves materiāliem to var iedalīt: Polysaharīdu ēdamā plēve, olbaltumvielu ēdamā plēve, lipīdu ēdamā plēve, mikrobu ēdamo plēve un saliktā ēdamā plēve.

1.1.3 ēdamas filmas pielietojums

Kā jauna veida pārtikas iepakojuma materiālu, kas ir drošs un ēdams, un tam pat ir noteikta uzturvērtība, ēdamo plēvi plaši izmanto pārtikas iepakojuma nozarē, farmaceitiskajā jomā, augļu un dārzeņu glabāšanā un saglabāšanā, pārstrādes un saglabāšanā uzglabāšanā un saglabāšanā, apstrādei un saglabāšanai gaļas un ūdens produktu, ātrās ēdināšanas ražošanu un eļļas ražošanu. Tam ir plašas piemērošanas iespējas, saglabājot tādus pārtikas produktus kā ceptas ceptas konfektes.

1.1.3.1. Lietošana pārtikas iepakojumā

Filmu veidojošais šķīdums ir pārklāts ar ēdienu, kas jāfilgē, izsmidzinot, mazgājot, iegremdējot utt. ; ievērojami samazināt pārtikas ārējo slāni, plastmasas iepakojuma komponentu sarežģītība atvieglo tā pārstrādi un apstrādi un samazina vides piesārņojumu; Tas tiek piemērots dažu daudzkomponentu kompleksu pārtikas produktu komponentu atsevišķam iepakojumam, lai samazinātu savstarpējo migrāciju starp dažādiem komponentiem, tādējādi samazinot piesārņojumu videi. Samaziniet pārtikas sabojāšanos vai pārtikas kvalitātes samazināšanos. Ēdamā filma tiek tieši apstrādāta iepakojuma papīrā vai iepakojuma maisiņos pārtikas iepakojumam, kas ne tikai sasniedz drošību, tīrību un ērtības, bet arī samazina baltā piesārņojuma spiedienu uz vidi.

Izmantojot kukurūzu, sojas pupas un kviešus kā galvenās izejvielas, papīram līdzīgas graudaugu plēves var pagatavot un izmantot desu un citu ēdienu iesaiņošanai. Pēc lietošanas, pat ja tie tiek izmesti dabiskajā vidē, tie ir bioloģiski noārdāmi un tos var pārvērst augsnes mēslošanas līdzekļos, lai uzlabotu augsni. . Izmantojot cietes, hitozāna un pupiņu dregus kā galvenos materiālus, ēdamo iesaiņojošo papīru var sagatavot ātrās ēdināšanas iesaiņošanai, piemēram, ātrās ēdināšanas nūdeles un frī kartupeļiem, kas ir ērti, droši un ļoti populāri; used for seasoning packets, solid soups The packaging of convenience foods such as raw materials, which can be directly cooked in the pot when used, can prevent food contamination, increase food nutrition, and facilitate cleaning . Dried avocado, potatoes, and broken rice are fermented and converted into polysaccharides, which can be used to prepare new edible inner packaging materials that are colorless and transparent, have good oxygen barrier properties and mechanical properties, and are used for the packaging of milk powder , salātu eļļa un citi produkti [19]. For military food, after the product is used, the traditional plastic packaging material is discarded in the environment and becomes a marker for enemy tracking, which is easy to reveal the whereabouts. In multi-component special foods such as pizza, pastry, ketchup, ice cream, yogurt, cakes and desserts, plastic packaging materials cannot be directly added to use, and edible packaging film shows its unique advantages, which can reduce the number of groups Fractional Aromāta vielu migrācija uzlabo produktu kvalitāti un estētiku [21]. Ēdamu iepakojuma plēvi var izmantot mīklas sistēmas mikroviļņu pārstrādē ar mikroviļņu krāsni. Gaļas izstrādājumus, dārzeņus, sieru un augļus ir iesaiņoti, izsmidzinot, iegremdējot vai mazgājot utt., Saldēti un uzglabāti, un tie ir jāuzsver tikai mikroviļņu krāsnī.

Lai arī ir pieejami daži komerciāli ēdamie iepakojuma dokumenti un somas, daudzi patenti ir reģistrēti par potenciālo ēdamo iepakojuma materiālu formulēšanu un piemērošanu. Francijas pārtikas pārvaldes iestādes ir apstiprinājušas industrializētu ēdamo iepakojuma maisiņu ar nosaukumu “Solupan”, kas sastāv no hidroksipropilmetilcelulozes, cietes un nātrija sorbāta un ir komerciāli pieejama.

1.1.3.2. Pielietojums medicīnā

Želatīnu, celulozes atvasinājumus, cieti un ēdamo smaganu var izmantot, lai sagatavotu zāļu un veselības produktu mīksto un cieto kapsulu čaumalas, kas var efektīvi nodrošināt zāļu un veselības produktu efektivitāti un ir droši un ēdami; Dažām zālēm ir raksturīga rūgta garša, kuru pacienti ir grūti lietojami. Pieņemtas, ēdamas plēves var izmantot kā šādu narkotiku garšas maskējošiem pārklājumiem; Daži zarnu virsotnes polimēru polimēri neizšķīst kuņģa (pH 1,2) vidē, bet šķīst zarnu (pH 6,8) vidē un tos var izmantot zarnu ilgstošas ​​darbības narkotiku pārklājumā; Var izmantot arī kā mērķa narkotiku nesēju.

Blanco-Fernandez et al. Sagatavoja hitozāna acetilētu monoglicerīdu kompozītmateriālu un izmantoja to E vitamīna antioksidantu aktivitātes ilgstošai atbrīvošanai, un efekts bija ievērojams. Ilgtermiņa antioksidantu iepakojuma materiāli. Džans et al. Jaukta cieti ar želatīnu, pievienots polietilēnglikola plastifikators un izmantots tradicionālais. Dobās cietās kapsulas tika sagatavotas ar saliktās plēves iegremdēšanas procesu, un tika pētīta kompozītmateriāla plēves caurspīdīgums, mehāniskās īpašības, hidrofilās īpašības un fāzes morfoloģija. Labs kapsulas materiāls [52]. Lal et al. padarīja Kafirīnu paracetamola kapsulu zarnējuma pārklājumam ēdamo pārklājumu un izpētīja ēdamās plēves mehāniskās īpašības, termiskās īpašības, barjeru īpašības un zāļu izdalīšanās īpašības. Rezultāti parādīja, ka sorgo pārklājums dažādas gliadīna plēves cietās kapsulas netika salauztas kuņģī, bet narkotikas izlaida zarnās pie pH 6,8. Paik et al. Sagatavotas HPMC ftalāta daļiņas, kas pārklātas ar indometacīnu, un uz zāļu daļiņu virsmas izsmidzināja HPMC ēdamo plēvju veidojošo šķidrumu un pētīja zāļu ieslodzījuma ātrumu, vidējais narkotiku daļiņu daļiņu lielums, ēdama plēve Rezultāti parādīja, ka ar HPMCN pārklātu pārklāts ar HPMCN pārklāts Indometacīna perorālās zāles varētu sasniegt mērķi maskēt narkotiku rūgto garšu un mērķēt uz narkotikām. Oladzadabbasabadi et al. Sajauktas modificētas sāgo cietes ar karageranānu, lai sagatavotu ēdamu kompozītmateriālu kā tradicionālo želatīna kapsulu aizstājēju, un izpētīja tās žāvēšanas kinētiku, termomehāniskās īpašības, fizikāli ķīmiskās īpašības un barjeras īpašības, rezultāti rāda, ka saliktajai ēdamajai filmai ir līdzīgas īpašības ar želatīnu un var želatīniem un var un var želatīna un var un var un var želatīna un var un var želatīna un var želatīna un var būt līdzīgas īpašības un želatīnam un var. jāizmanto farmaceitisko kapsulu ražošanā.

1.1.3.3. Uzklāšana augļu un dārzeņu saglabāšanā

In fresh fruits and vegetables after picking, biochemical reactions and respiration are still vigorously going on, which will accelerate the tissue damage of fruits and vegetables, and it is easy to cause the loss of moisture in fruits and vegetables at room temperature, resulting in the Augļu un dārzeņu iekšējo audu un maņu īpašību kvalitāte. samazināšanās. Tāpēc saglabāšana ir kļuvusi par vissvarīgāko problēmu augļu un dārzeņu glabāšanā un pārvadāšanā; Tradicionālajām saglabāšanas metodēm ir slikts saglabāšanas efekts un augstas izmaksas. Augļu un dārzeņu pārklājuma saglabāšana pašlaik ir visefektīvākā metode istabas temperatūras saglabāšanā. Pārtikas plēvju veidojošais šķidrums ir pārklāts uz augļu un dārzeņu virsmas, kas var efektīvi novērst mikroorganismu iebrukumu, samazināt augļu un dārzeņu elpošanu, ūdens zudumu un barības vielu zudumu, aizkavē augļu un dārzeņu fizioloģisko novecošanos, Un augļu un dārzeņu audus saglabājiet oriģinālo briest un gludu. Spīdīgs izskats, lai sasniegtu mērķi saglabāt svaigu un pagarināt uzglabāšanas periodu. Americans use acetyl monoglyceride and cheese extracted from vegetable oil as the main raw materials to prepare edible film, and use it to cut fruits and vegetables to keep fresh, prevent dehydration, browning and the invasion of microorganisms, so that it can be maintained for a ilgu laiku. Svaigs stāvoklis. Japāna izmanto Silk kā izejvielu atkritumu izejvielu, lai pagatavotu kartupeļu svaigu glabāšanas filmu, kas var sasniegt svaigas uzturēšanas efektu, kas ir salīdzināms ar aukstās uzglabāšanu. Amerikāņi kā galvenās izejvielas izmanto augu eļļu un augļus, lai padarītu pārklājuma šķidrumu, kā arī saglabāt sagrieztus augļus svaigus, un atklāja, ka saglabāšanas efekts ir labs.

Marquez et al. Lietotās sūkalu olbaltumvielas un pektīns kā izejvielas un pievienota glutamināze krusteniskai saitei, lai sagatavotu saliktu ēdamo plēvi, kuru izmantoja svaigu grieztu ābolu, tomātu un burkānu pārklāšanai, kas var ievērojami samazināt svara zaudēšanas ātrumu. , kavē mikroorganismu augšanu uz svaigi sagrieztu augļu un dārzeņu virsmas un pagariniet glabāšanas laiku uz priekšnoteikuma, lai saglabātu svaigu sagrieztu augļu un dārzeņu garšu un aromātu. Shi Lei et al. Pārklātas sarkanās globusa vīnogas ar hitozāna ēdamo plēvi, kas varētu samazināt vīnogu svara zudumu un puves ātrumu, saglabāt vīnogu krāsu un spilgtumu un aizkavēt šķīstošo cietvielu sadalīšanos. Izmantojot hitozānu, nātrija alginātu, nātrija karboksimetilcelulozi un poliakrilātu kā izejvielas, Liu et al. Sagatavotas ēdamās filmas ar daudzslāņu pārklājumu augļu un dārzeņu svaigai glabāšanai un pētīja to morfoloģiju, šķīdību ūdenī utt. Rezultāti parādīja, ka nātrija karboksimetilelulozes-hitozāna-glicerīna kompozītmateriāla plēvei ir vislabākais saglabāšanas efekts. Sun Qingshen et al. Pētīja sojas pupu olbaltumvielu izolāta salikto plēvi, ko izmanto zemeņu saglabāšanai, kas var ievērojami samazināt zemeņu transpirāciju, kavēt to elpošanu un samazināt sapuvušo augļu ātrumu. Ferreira et al. Izmantots augļu un dārzeņu atlikumu pulveris un kartupeļu mizas pulveris, lai pagatavotu kompozītmateriālu ēdamo plēvi, pētīja saliktās plēves šķīdību ūdenī un mehāniskās īpašības un izmantota pārklājuma metode vilkābeles saglabāšanai. Rezultāti parādīja, ka vilkābeles glabāšanas laiks tika pagarināts. 50%, svara zaudēšanas līmenis samazinājās par 30-57%, un organiskā skābe un mitrums būtiski nemainījās. Fu Xiaowei et al. Pētīja hitozāna ēdamās filmas svaigu papriku saglabāšanu, un rezultāti parādīja, ka tas varētu ievērojami samazināt svaigu papriku elpošanas intensitāti glabāšanas laikā un aizkavēt piparu novecošanos. Navarro-Tarazaga et al. Izmantota bišu vaska modificēta HPMC ēdamā plēve, lai saglabātu plūmes. Rezultāti parādīja, ka bišu vasks varētu uzlabot skābekļa un mitruma barjeras īpašības un HPMC plēvju mehāniskās īpašības. Plūmju svara zaudēšanas ātrums tika ievērojami samazināts, augļu mīkstināšana un asiņošana uzglabāšanas laikā tika uzlabota un plūmju pagarināšana tika pagarināta. Tang Liying et al. lietots šellaka sārmu šķīdums cietes modifikācijā, sagatavota ēdama iepakojuma plēve un izpētīta tās filmas īpašības; Tajā pašā laikā tā plēves veidojošā šķidruma izmantošana, lai mapē mango svaigumam, var efektīvi samazināt elpošanu, tas var novērst brūnēšanas parādību uzglabāšanas laikā, samazināt svara zaudēšanas ātrumu un pagarināt uzglabāšanas periodu.

1.1.3.4. Pielietojums gaļas produktu apstrādē un saglabāšanā

Gaļas produktus ar bagātīgām barības vielām un augstas ūdens aktivitāti mikroorganismi viegli iebruka pārstrādes, transportēšanas, uzglabāšanas un patēriņa procesā, kā rezultātā rodas krāsu un tauku oksidācijas un citas sabojāšanas aptumšošana. Lai pagarinātu gaļas produktu uzglabāšanas periodu un glabāšanas laiku, ir jācenšas kavēt fermentu aktivitāti gaļas produktos un invāziju mikroorganismos uz virsmas un novērst krāsu un smaržas pasliktināšanos, ko izraisa tauku oksidācija. Pašlaik ēdamās filmas saglabāšana ir viena no izplatītajām metodēm, ko plaši izmanto gaļas saglabāšanā mājās un ārzemēs. Salīdzinot to ar tradicionālo metodi, tiek konstatēts, ka ārējo mikroorganismu iebrukums, tauku oksidatīvā sasmagums un sulas zaudēšana ir ievērojami uzlabojusies gaļas produktos, kas iesaiņoti ēdamā plēvē, un gaļas produktu kvalitāte ir ievērojami uzlabota. Derīgošanas laiks tiek pagarināts.

Pētījums par gaļas produktu ēdamo filmu sākās 1950. gadu beigās, un veiksmīgākais lietojumprogrammu gadījums bija kolagēna ēdamā filma, kas plaši izmantota desu ražošanā un apstrādē. Emiroglu et al. Pievienota sezama eļļa sojas pupu olbaltumvielu ēdamajai plēvei, lai izveidotu antibakteriālu plēvi, un pētīja tās antibakteriālo iedarbību uz saldētu liellopu gaļu. Rezultāti parādīja, ka antibakteriālā plēve var ievērojami kavēt Staphylococcus aureus reprodukciju un augšanu. Wook et al. Sagatavoja proantocianidīna ēdamo plēvi un izmantoja to, lai svaigumam pārklātu cūkgaļu. Pēc 14 dienām tika pētīta krāsa, pH, tvb-n vērtība, tiobarbitūrskābe un cūkgaļas karbonādes mikrobu skaits. The results showed that the edible film of proanthocyanidins can effectively reduce the formation of thiobarbituric acid, prevent fatty acid spoilage, reduce the invasion and reproduction of microorganisms on the surface of meat products, improve the quality of meat products, and prolong the storage period and glabāšanas laiks. Jiang Shaotong et al. Pievienoti tējas polifenoli un allicīns cietes-sodija alginātu kompozītmateriālu membrānas šķīdumam un izmantoja tos, lai saglabātu atdzesētas cūkgaļas svaigumu, ko vairāk nekā 19 dienas varētu uzglabāt 0-4 ° C temperatūrā. Cartagena et al. Ziņots par kolagēna ēdamās plēves antibakteriālo efektu, kas pievienots ar nisīna antibakteriālo līdzekli, uz cūkgaļas šķēles saglabāšanu, norādot, ka kolagēna ēdamā plēve var samazināt atdzesētu cūkgaļas šķēles mitruma migrāciju, aizkavēt gaļas izstrādājumu sasmakumu un pievienot 2 kolagēna plēvi ar % % no %. nisin had the best preservation effect . Wang Rui et al. Pētīja nātrija algināta, hitozāna un karboksimetil šķiedras izmaiņas, salīdzinot pH, gaistošā bāzes slāpekļa, apsārtuma un kopējo liellopu gaļas kopējo skaitu 16 dienu laikā pēc uzglabāšanas. Atdzesētas liellopu gaļas svaiguma saglabāšanai tika izmantotas trīs nātrija vitamīnu ēdamās plēvju veidi. Rezultāti parādīja, ka nātrija algināta ēdamajai plēvei bija ideāls svaiguma saglabāšanas efekts. Caprioli et al. Iesaiņota vārīta tītara krūtiņa ar nātrija kazeinātu ēdamo plēvi un pēc tam atdzesēja to 4 ° C temperatūrā. Pētījumi liecina, ka nātrija kazeinātu ēdamo plēve saldēšanas laikā var palēnināt tītara gaļu. no sasista.

1.1.3.5. Pielietojums ūdens produktu saglabāšanā

Ūdens produktu kvalitātes samazināšanās galvenokārt izpaužas kā brīva mitruma samazināšana, garšas pasliktināšanās un ūdens faktūras pasliktināšanās. Ūdens produktu sadalīšanās, oksidācija, denaturācija un sausais patēriņš, ko izraisa mikrobu invāzija, ir visi svarīgi faktori, kas ietekmē ūdens produktu glabāšanas laiku. Saldēta uzglabāšana ir izplatīta metode ūdens produktu saglabāšanai, taču šajā procesā būs arī noteikta kvalitātes sadalīšanās pakāpe, kas ir īpaši nopietna saldūdens zivīm.

The edible film preservation of aquatic products began in the late 1970s and has now been widely used. Ēdamā plēve var efektīvi saglabāt saldētus ūdens produktus, samazināt ūdens zudumus, un to var arī kombinēt ar antioksidantiem, lai novērstu tauku oksidāciju, tādējādi sasniedzot glabāšanas laiku un glabāšanas laiku pagarināt. Meenatchisundaram et al. Sagatavoja uz cieti balstītu saliktu ēdamo plēvi, izmantojot cieti kā matricu, un pievienoja tādas garšvielas kā krustnagliņa un kanēlis, un to izmantoja baltu garneļu saglabāšanai. Rezultāti parādīja, ka ēdamā cietes plēve var efektīvi kavēt mikroorganismu augšanu, palēnināt tauku oksidāciju, pagarināt atdzesētu baltu garneļu glabāšanas laiku 10 ° C un 4 ° C temperatūrā bija attiecīgi 14 un 12 dienas. Cheng Yuanyuan un citi pētīja Pullulan šķīduma konservantu un veica saldūdens zivis. Saglabāšana var efektīvi kavēt mikroorganismu augšanu, palēnināt zivju olbaltumvielu un tauku oksidāciju un ar lielisku saglabāšanas efektu. Yunus et al. Pārklāta varavīksnes forele ar želatīna ēdamo plēvi, kurai tika pievienota lauru lapu ēteriskā eļļa, un pētīja atdzesētas saglabāšanas iedarbību 4 ° C temperatūrā. Rezultāti parādīja, ka želatīna ēdamā filma bija efektīva, lai saglabātu varavīksnes foreļu kvalitāti līdz 22 dienām. ilgu laiku. Wang Siwei et al. Lietots nātrija algināts, hitozāns un CMC kā galvenos materiālus pievienoja stearīnskābi, lai pagatavotu ēdamu plēves šķidrumu, un to izmantoja, lai svaigumam pārklātu Penaeus vannamei. Pētījums parādīja, ka CMC un šķidruma chitozāna saliktajai plēvei ir labs saglabāšanas efekts un tā var pagarināt glabāšanas laiku par aptuveni 2 dienām. Yang Shengping un citi izmantoja hitozāna un teas polifenola ēdamo plēvi svaigas matadriekstas atdzesēšanai un saglabāšanai, kas var efektīvi kavēt baktēriju reprodukciju uz hairtail virsmas, aizkavēt gaistošās sālsskābes veido apmēram 12 dienas.

1.1.3.6. Pielietojums ceptā pārtikā

Deep fried food is a widely popular ready-to-eat food with a large output. It is wrapped with polysaccharide and protein edible film, which can prevent the color change of the food during the frying process and reduce the oil consumption. skābekļa un mitruma iekļūšana [80]. Cepta pārtika ar gellan gumiju var samazināt naftas patēriņu par 35%-63%, piemēram, apcepot sashimi, tas var samazināt naftas patēriņu par 63%; Cepot kartupeļu mikroshēmas, tas var samazināt naftas patēriņu par 35%-63%. Samazināts degvielas patēriņš par 60%utt. [81].

Singthong et al. Izgatavotas ēdamās polisaharīdu, piemēram, nātrija algināta, karboksimetilelulozes un pektīna, plēves, kuras tika izmantotas ceptu banānu sloksņu pārklāšanai, un pēc cepšanas pētīja eļļas absorbcijas ātrumu. Rezultāti parādīja, ka pektīns un karboksilceptu banānu sloksnes, kas pārklātas ar metilcelulozi, bija labāka maņu kvalitāte, starp kurām pektīna ēdamajai plēvei bija vislabākā ietekme uz eļļas absorbcijas samazināšanu [82]. Holownia et al. Pārklāts HPMC un MC plēves uz ceptas vistas fileju virsmas, lai izpētītu eļļas patēriņa, brīvo taukskābju satura un krāsu vērtības izmaiņas cepšanas eļļā. Pirms pārklāšana var samazināt eļļas absorbciju un uzlabot eļļas kalpošanas laiku [83]. Sheng Meixiang et al. Izgatavotas CMC, hitozāna un sojas pupu olbaltumvielu izolāta filmas, pārklāti kartupeļu čipsi un cepa tās augstā temperatūrā, lai izpētītu eļļas absorbciju, ūdens saturu, krāsu, akrilamīda saturu un sensoro kvalitāti kartupeļu mikroshēmās. , Rezultāti parādīja, ka sojas pupu olbaltumvielu izolāta ēdamās plēvei ir būtiska ietekme uz ceptu kartupeļu mikroshēmu eļļas patēriņa samazināšanu, un hitozāna ēdamā plēvei labāk ietekmē akrilamīda satura samazināšanu [84]. Salvador et al. Pārklāts ceptu kalmāru gredzenu virsmu ar kviešu cieti, modificētu kukurūzas cieti, dekstrīnu un lipekli, kas varētu uzlabot kalmāru gredzenu kraukšķīgumu un samazināt eļļas absorbcijas ātrumu [85].

1.1.3.7. Pielietojums ceptajās precēs

Ēdamo plēvi var izmantot kā gludu pārklājumu, lai uzlabotu ceptu preču izskatu; Var izmantot kā barjeru mitrumam, skābeklim, taukiem utt. Lai uzlabotu ceptu izstrādājumu glabāšanas laiku, piemēram, hitozāna ēdamo plēvi izmanto maizes pārklāšanai, ko to var izmantot arī kā līmi kraukšķīgām uzkodām un uzkodām, ” Piemēram, grauzdētus zemesriekstus bieži pārklāj ar līmēm, lai pārklātu sāli un garšvielas [87].

Christos et al. Izgatavotas ēdamas nātrija algināta un sūkalu olbaltumvielu plēves un pārklāja tās uz Lactobacillus rhamnosus probiotiskās maizes virsmas. Pētījums parādīja, ka probiotiku izdzīvošanas ātrums ir ievērojami uzlabojies, bet abi maizes veidi parādīja, ka gremošanas mehānismi ir ļoti līdzīgi, tāpēc ēdamās plēves pārklājums nemaina maizes tekstūru, aromātu un termofizikālās īpašības [88]. Panuwat et al. Pievienots Indijas gooseberry ekstrakts metilcelulozes matricā, lai sagatavotu ēdamu kompozītmateriālu plēvi, un izmantoja to, lai saglabātu grauzdētu indijas svaigumu. Rezultāti parādīja, ka saliktā ēdamā plēve varētu efektīvi kavēt grauzdētas indijas glabāšanas laikā. Kvalitāte pasliktinājās un grauzdētu indijas glabāšanas laiks tika pagarināts līdz 90 dienām [89]. Schou et al. Izgatavoja caurspīdīgu un elastīgu ēdamu plēvi ar nātrija kazeinātu un glicerīnu un pētīja tās mehāniskās īpašības, ūdens caurlaidību un iepakojuma iedarbību uz ceptām maizes šķēlēm. Rezultāti parādīja, ka nātrija kazeinātu ietītas maizes ēdamā plēve. Pēc maizes to cietību var samazināt 6 stundu laikā pēc uzglabāšanas istabas temperatūrā [90]. Du et al. used apple-based edible film and tomato-based edible film added with plant essential oils to wrap roast chicken, which not only inhibited the growth of microorganisms before roasting the chicken, but also enhanced the flavor of the chicken after roasting [91]. Javanmard et al. Sagatavoja ēdamu kviešu cietes plēvi un izmantoja to, lai iesaiņotu ceptus pistāciju kodolus. Rezultāti parādīja, ka ēdamās cietes plēve varētu novērst riekstu oksidatīvo saspringumu, uzlabot riekstu kvalitāti un pagarināt to glabāšanas laiku [92]. Majid et al. Izmantotās sūkalu olbaltumvielu ēdamās plēves, lai pārklātu grauzdētus zemesriekstus, kas var palielināt skābekļa barjeru, samazināt zemesriekstu saspringumu, uzlabot grauzdētu zemesriekstu trauslumu un pagarināt tā uzglabāšanas periodu [93].

1.1.3.8. Lietošana konditorejas izstrādājumos

Konfekšu nozarei ir augstas prasības gaistošo komponentu izplatīšanai, tāpēc šokolādei un konfektēm ar pulētām virsmām ir jāizmanto ūdens šķīstošās ēdamās plēves, lai aizstātu pārklājuma šķidrumu, kas satur gaistošos komponentus. The edible packaging film can form a smooth protective film on the surface of the candy to reduce the migration of oxygen and moisture [19]. The application of whey protein edible films in confectionery can significantly reduce the diffusion of its volatile components. When chocolate is used to encapsulate oily foods such as cookies and peanut butter, the oil will migrate to the outer layer of chocolate, making the chocolate sticky and causing a “reverse frost” phenomenon, but the inner material will dry out, resulting in a tās aromāta izmaiņas. Pievienojot ēdamās plēves iepakojuma materiāla slāni ar smērvielas barjeras funkciju, var atrisināt šo problēmu [94].

Nelsons et al. Izmantota metilcelulozes ēdamā plēve, lai pārklātu konfektes, kas satur vairākus lipīdus, un uzrādīja ļoti zemu lipīdu caurlaidību, tādējādi kavējot matēšanas fenomenu šokolādē [95]. Meijers košļājamā gumijā uzklāja hidrogela-wax divslāņu plēvi, kas varētu uzlabot tā saķeri, samazināt ūdens iztvaikošanu un pagarināt tā glabāšanas laiku [21]. Ūdens, ko sagatavojis Fadini et al. Decollagen-cocoa sviesta ēdamā kompozītmateriāla plēve tika pētīta tās mehāniskajām īpašībām un ūdens caurlaidībai, un tā tika izmantota kā pārklājums šokolādes produktiem ar labiem rezultātiem [96].

1.1.4. Celulozes balstītas ēdamās filmas

Celulozes bāzes ēdamā plēve ir sava veida ēdama plēve, kas izgatavota no visbagātākās celulozes un tās atvasinājumiem dabā kā galvenās izejvielas. Celulozes bāzes ēdamā plēve ir bez smaržas un bez garšas, un tai ir laba mehāniskā izturība, eļļas barjeras īpašības, caurspīdīgums, elastība un labas gāzes barjeras īpašības. Tomēr celulozes hidrofilā rakstura dēļ uz celulozes balstītas ēdamās plēves izturība ir ūdens veiktspēja parasti ir salīdzinoši slikta [82, 97-99].

Uz celulozes balstīta ēdamā plēve, kas izgatavota no atkritumu materiāliem pārtikas rūpniecības ražošanā, var iegūt ēdamas iepakojuma filmas ar izcilu sniegumu un var atkārtoti izmantot atkritumu materiālus, lai palielinātu produktu pievienoto vērtību. Ferreira et al. Sajaukts augļu un dārzeņu atlikumu pulveris ar kartupeļu mizas pulveri, lai sagatavotu uz celulozi balstītu ēdamo kompozītmateriālu plēvi, un uzklāja to uz vilkābeles pārklājumu, lai saglabātu svaigumu, un ieguva labus rezultātus [62]. Tan Huizi et al. used the dietary fiber extracted from bean dregs as the base material and added a certain amount of thickener to prepare an edible film of soybean fiber, which has good mechanical properties and barrier properties [100], which is mainly used for packaging Fast food noodle seasoning , ir ērti un barojoši izšķīdināt materiāla paketi tieši karstā ūdenī.

Ūdens šķīstošie celulozes atvasinājumi, piemēram, metilceluloze (MC), karboksimetilceluloze (CMC) un hidroksipropilmetil celuloze (HPMC), var veidot nepārtrauktu matricu, un tos parasti izmanto pārtikas attīstībā un pētniecībā. Xiao Naiyu et al. Izmantoja MC kā galveno plēvju veidojošo substrātu, pievienoja polietilēnglikolu un kalcija hlorīdu un citus papildu materiālus, sagatavoja MC ēdamu plēvi ar liešanas metodi un pielietoja to Olecranon saglabāšanai, kas var pagarināt Olecranon muti. Persiku glabāšanas laiks ir 4,5 dienas [101]. Esmaeili et al. Sagatavota MC Ēdināmā plēve, lādējot, un uzklāja to uz augu ēteriskās eļļas mikrokapsulu pārklājumu. Rezultāti parādīja, ka MC plēvei ir labs eļļas bloķēšanas efekts un to var izmantot pārtikas iepakojumam, lai novērstu taukskābju sabojāšanos [102]. Tian et al. Modificētas MC Ēdināmās plēves ar stearīnskābi un nepiesātinātajām taukskābēm, kas varētu uzlabot MC ēdamo plēvju ūdens bloķēšanas īpašības [103]. Lai fengying et al. pētīja šķīdinātāja veida ietekmi uz MC Ēdīgās plēves filmu veidošanas procesu un barjeras īpašībām un Ēdamās filmas mehāniskajām īpašībām [104].

CMC membrānām ir labas barjeras īpašības O2, CO2 un eļļām, un tās plaši izmanto pārtikas un medicīnas jomā [99]. Bifani et al. Sagatavotas CMC membrānas un pētīja lapu ekstraktu ietekmi uz membrānu ūdens barjeras īpašībām un gāzes barjeras īpašībām. Rezultāti parādīja, ka lapu ekstraktu pievienošana varētu ievērojami uzlabot membrānu mitruma un skābekļa barjeras īpašības, bet ne CO2. Barjeras īpašības ir saistītas ar ekstrakta koncentrāciju [105]. de Moura et al. Sagatavotas hitozāna nanodaļiņas pastiprināja CMC plēves un pētīja kompozītmateriālu plēvju termisko stabilitāti, mehāniskās īpašības un ūdens šķīdību. Rezultāti rāda, ka hitozāna nanodaļiņas var efektīvi uzlabot CMC filmu mehāniskās īpašības un termisko stabilitāti. Sekss [98]. Ghanbarzadeh et al. Sagatavoja CMC ēdamās plēves un pētīja glicerīna un oleīnskābes ietekmi uz CMC filmu fizikāli ķīmiskajām īpašībām. Rezultāti parādīja, ka plēvju barjeras īpašības tika ievērojami uzlabotas, bet mehāniskās īpašības un caurspīdīgums samazinājās [99]. Cheng et al. Sagatavoja karboksimetilelulozes-Konjac glikomannāna ēdamo kompozītmateriālu plēvi un pētīja palmu eļļas ietekmi uz kompozītmateriāla plēves fizikāli ķīmiskajām īpašībām. Rezultāti parādīja, ka mazākas lipīdu mikrosfēras var ievērojami palielināt salikto plēvi. Virsmas hidrofobitāte un ūdens molekulas caurlaidības kanāla izliekums var uzlabot membrānas mitruma barjeras veiktspēju [106].

HPMC ir labas plēvju veidojošas īpašības, un tā plēve ir elastīga, caurspīdīga, bezkrāsaina un bez smaržas, un tai ir labas eļļas barjeru īpašības, taču tās mehāniskās īpašības un ūdens bloķēšanas īpašības ir jāuzlabo. Zuniga et al. parādīja, ka HPMC plēves veidojošā šķīduma sākotnējā mikrostruktūra un stabilitāte var ievērojami ietekmēt plēves virsmu un iekšējo struktūru, un veids, kā eļļas pilieni nonāk plēves struktūras veidošanās laikā filma. Aģenta pievienošana var uzlabot plēves veidojošā šķīduma stabilitāti, kas savukārt ietekmē plēves virsmas struktūru un optiskās īpašības, bet mehāniskās īpašības un gaisa caurlaidība netiek samazinātas [107]. Klangmuang et al. Izmanto organiski modificētu mālu un bišu vasku, lai uzlabotu un modificētu HPMC ēdamo plēvi, lai uzlabotu HPMC plēves mehāniskās īpašības un barjeru īpašības. Pētījums parādīja, ka pēc bišu vaska un māla modifikācijas HPMC ēdamās filmas mehāniskās īpašības bija salīdzināmas ar ēdamās filmas īpašībām. Tika uzlabota mitruma sastāvdaļu veiktspēja [108]. Dogans et al. Sagatavota HPMC ēdamā plēve, un izmantoja mikrokristālisko celulozi, lai uzlabotu un modificētu HPMC plēvi, un izpētītu plēves ūdens caurlaidību un mehāniskās īpašības. Rezultāti parādīja, ka modificētās plēves mitruma barjeras īpašības būtiski nemainījās. , bet tā mehāniskās īpašības ir ievērojami uzlabotas [109]. Choi et al. Pievienota oregano lapu un bergamota ēteriskā eļļa HPMC matricā, lai sagatavotu ēdamu kompozītmateriālu plēvi, un uzklāja to svaigu plūmju pārklājuma saglabāšanai. Pētījums parādīja, ka ēdamā saliktā plēve var efektīvi kavēt plūmju elpošanu, samazinot etilēna ražošanu, samazinot svara zaudēšanas ātrumu un uzlabojot plūmju kvalitāti [110]. Esteghlal et al. Sajaukts HPMC ar želatīnu, lai sagatavotu ēdamas kompozītmateriālu plēves un pētītas ēdamās kompozītmateriālu filmas. HPMC želatīna fizikāli ķīmiskās īpašības, mehāniskās īpašības un savietojamība parādīja, ka HPMC želatīna kompozītmateriālu plēvju stiepes īpašības būtiski nemainījās, ko varēja izmantot zāļu kapsulu sagatavošanā [111]. Villacres et al. pētīja HPMC-Casava cietes Ēdamo kompozītmateriālu plēvju mehāniskās īpašības, gāzes barjeras īpašības un antibakteriālas īpašības. Rezultāti parādīja, ka kompozītmateriālu plēvēm bija labas skābekļa barjeras īpašības un antibakteriālā iedarbība [112]. Byun et al. Sagatavotas Shellac-HPMC kompozītmateriālu membrānas un pētīja emulgatoru un šellaka koncentrācijas veidu ietekmi uz saliktajām membrānām. Emulgators samazināja saliktās membrānas ūdens bloķēšanas īpašības, bet tā mehāniskās īpašības būtiski nesamazinājās; Šellaka pievienošana ievērojami uzlaboja HPMC membrānas termisko stabilitāti, un tās ietekme palielinājās, palielinoties šellaka koncentrācijai [113].

1.1.5 uz cieti balstītas ēdamās filmas

Cietiņa ir dabisks polimērs ēdamo filmu sagatavošanai. Tam ir plaša avota, zemas cenas, bioloģiskās savietojamības un uzturvērtības priekšrocības, un to plaši izmanto pārtikas un farmācijas nozarē [114-117]. Nesen ir parādījušies pētījumi par tīras cietes ēdamām filmām un uz cieti balstītām ēdamām kompozītmateriālu filmām pārtikas uzglabāšanai un saglabāšanai vienu pēc otra [118]. Augsta amilozes ciete un tās hidroksipropilētā modificētā cieti ir galvenie materiāli, kas balstītu uz cieti bāzes ēdamo plēvi [119]. Cietes retrogradācija ir galvenais iemesls tās spējai veidot filmu. Jo augstāks ir amilozes saturs, jo stingrāks ir starpmolekulārais savienojums, jo vieglāk ir ražot retrogradāciju un jo labāk filmu veidojošais īpašums un filmas galīgais stiepes izturība. lielāks. Amiloze var padarīt ūdeni šķīstošas ​​plēves ar zemu skābekļa caurlaidību, un augstās temperatūras vidē, kas var efektīvi aizsargāt iesaiņoto pārtiku, augstā temperatūrā, kas var efektīvi aizsargāt iesaiņoto pārtiku, barjeras īpašības [120].

Cietes ēdamā plēve, bezkrāsaina un bez smaržas, tai ir laba caurspīdīgums, šķīdība ūdenī un gāzes barjeras īpašības, taču tā parāda salīdzinoši spēcīgu hidrofilitāti un sliktas mitruma barjeras īpašības, tāpēc to galvenokārt izmanto pārtikas skābekļa un naftas barjeras iepakojumā [121-123]. Turklāt uz cietes bāzes membrānas ir pakļautas novecošanai un retrogradācijai, un to mehāniskās īpašības ir salīdzinoši sliktas [124]. Lai pārvarētu iepriekšminētos trūkumus, cieti var modificēt ar fizikālām, ķīmiskām, fermātiskām, ģenētiskām un piedevām metodēm, lai uzlabotu cietes ēdamo plēvju īpašības [114].

Zhang Zhengmao et al. Izmantota īpaši smalka cietes ēdamā plēve, lai pārklātu zemenes un atklātu, ka tā var efektīvi samazināt ūdens zudumus, kavēt šķīstošā cukura satura samazināšanu un efektīvi pagarināt zemeņu uzglabāšanas periodu [125]. Garsija et al. Modificēta cieti ar dažādām ķēdes attiecībām, lai iegūtu modificētu cietes plēvi veidojošo šķidrumu, kas tika izmantots svaigas zemeņu pārklājuma plēves saglabāšanai. Likme un sabrukšanas likme bija labāka nekā bez pārklātas grupas [126]. Ghanbarzadeh et al. Modificēta ciete pēc citronskābes krusteniskās saites un iegūta ķīmiski savstarpēji saistīta modificēta cietes plēve. Pētījumi liecina, ka pēc savstarpējas saistīšanas modifikācijas tika uzlabotas cietes plēvju mitruma barjeras īpašības un mehāniskās īpašības [127]. Gao Qunyu et al. Veica cietes fermentatīvo hidrolīzes apstrādi un ieguva cietes ēdamo plēvi, un tās mehāniskās īpašības, piemēram, stiepes izturība, pagarinājums un saliekamās izturība, palielinājās, un mitruma barjeras veiktspēja palielinājās, palielinoties enzīma darbības laika palielināšanai. ievērojami uzlabots [128]. Parra et al. Pievienots savstarpējas saites aģents tapiokas cietei, lai pagatavotu ēdamu plēvi ar labām mehāniskām īpašībām un zemu ūdens tvaiku pārraides ātrumu [129]. Fonseca et al. lietots nātrija hipohlorīts, lai oksidētu kartupeļu cieti un sagatavotu oksidētas cietes ēdamu plēvi. Pētījums parādīja, ka tā ūdens tvaiku pārraides ātrums un šķīdība ūdenī ir ievērojami samazināta, ko var pielietot augstas ūdens aktivitātes pārtikas iepakojumam [130].

Cietes salikšana ar citiem ēdamiem polimēriem un plastifikatoriem ir svarīga metode, lai uzlabotu uz cieti balstītu ēdamo filmu īpašības. Pašlaik parasti izmantotie sarežģītie polimēri lielākoties ir hidrofīli koloīdi, piemēram, pektīns, celuloze, jūras aļģu polisaharīds, hitozāns, karagēns un ksantāna gumija [131].

Maria Rodriguez et al. Kā galvenie materiāli, lai sagatavotu cieti bāzes ēdamās plēvēm, izmantoja kartupeļu cieti un plastifikatorus vai virsmaktīvās vielas, parādot, ka plastifikatori var palielināt plēves elastību un virsmaktīvās vielas var samazināt plēves izstiepumu [132]. Santana et al. Izmantoja nanšķiedras, lai uzlabotu un modificētu Casava Copch Edible Films, un ieguva uz cietes bāzes ēdamās kompozītmateriālu plēves ar uzlabotām mehāniskām īpašībām, barjeru īpašībām un termisko stabilitāti [133]. Azevedo et al. Saliktā sūkalu olbaltumviela ar termoplastisku cieti, lai sagatavotu vienotu plēves materiālu, norādot, ka sūkalu olbaltumvielu un termoplastiskās cietes ir spēcīga saskarnes adhēzija, un sūkalu olbaltumvielas var ievērojami uzlabot cietes pieejamību. Ūdens bloķēšana un ēdamo plēvju mehāniskās īpašības [134]. Edhirej et al. Sagatavoja tapiokas uz cieti balstītu ēdamo plēvi un izpētīja plastifikatora ietekmi uz plēves fizisko un ķīmisko struktūru, mehāniskajām īpašībām un termiskajām īpašībām. Rezultāti rāda, ka plastifikatora veids un koncentrācija var būtiski ietekmēt tapiokas cietes plēvi. Salīdzinot ar citiem plastifikatoriem, piemēram, urīnvielas un trietilēnglikola, pektīnam ir vislabākais plastificējošais efekts, un pektīna-plastmas cietes plēvei ir labas ūdens bloķēšanas īpašības [135]. Saberi et al. Ēdamu kompozītmateriālu plēvju sagatavošanai izmantota zirņu ciete, guāra sveķis un glicerīns. Rezultāti parādīja, ka zirņu cietei bija liela loma plēves biezumā, blīvumā, kohēzijā, ūdens caurlaidībā un stiepes izturībā. Guāra sveķis Tas var ietekmēt membrānas stiepes izturību un elastības moduli, un glicerīns var uzlabot membrānas elastību [136]. Ji et al. Salīdzināta hitozāna un kukurūzas cieti un pievienotas kalcija karbonāta nanodaļiņas, lai sagatavotu uz cieti balstītu antibakteriālo plēvi. The study showed that intermolecular hydrogen bonds were formed between starch and chitosan, and the mechanical properties of the film were and antibacterial properties were enhanced [137]. Meira et al. enhanced and modified corn starch edible antibacterial film with kaolin nanoparticles, and the mechanical and thermal properties of the composite film were improved, and the antibacterial effect was not affected [138]. Ortega-Toro et al. Pievienots HPMC cieti un pievienoja citronskābi, lai sagatavotu ēdamo plēvi. Pētījums parādīja, ka HPMC un citronskābes pievienošana var efektīvi kavēt cietes novecošanos un samazināt ēdamās plēves ūdens caurlaidību, bet skābekļa barjeras īpašības pazeminās [139].

1.2 Polimēru hidrogēli

Hidrogēli ir hidrofilu polimēru klase ar trīsdimensiju tīkla struktūru, kas nešķīst ūdenī, bet var uzbriest ar ūdeni. Makroskopiski hidrogelam ir noteikta forma, nevar plūst un ir cieta viela. Microscopically, water-soluble molecules can be distributed in different shapes and sizes in the hydrogel and diffuse at different diffusion rates, so the hydrogel exhibits the properties of a solution. Hidrogelu iekšējai struktūrai ir ierobežota izturība un tā ir viegli iznīcināma. Tas ir stāvoklī starp cietu un šķidrumu. Tam ir līdzīga elastība kā cieta viela, un tas skaidri atšķiras no reālas cietas vielas.

1.2.1 Polimēru hidrogelu pārskats

1.2.1.1. Polimēru hidrogeļu klasifikācija

Polimēru hidrogels ir trīsdimensiju tīkla struktūra, ko veido fiziska vai ķīmiska šķērssavienojums starp polimēru molekulām [143-146]. Tas absorbē lielu daudzumu ūdens ūdenī, lai uzbriest, un tajā pašā laikā tas var uzturēt trīsdimensiju struktūru un nešķīst ūdenī. ūdens.

Ir daudz veidu, kā klasificēt hidrogēlus. Balstoties uz atšķirībām starp šķērssavienojuma īpašībām, tās var iedalīt fizikālajos želejos un ķīmiskajos želejos. Fizikālās želejas veido salīdzinoši vājas ūdeņraža saites, jonu saites, hidrofobiskas mijiedarbības, van der Waals spēki un fiziskā sapīšanās starp polimēru molekulārajām ķēdēm un citiem fizikālajiem spēkiem, un tos var pārveidot par šķīdumiem dažādās ārējās vidēs. To sauc par atgriezenisku želeju; Ķīmiskais želeja parasti ir pastāvīga trīsdimensiju tīkla struktūra, ko veido ķīmisku saites, piemēram, kovalento saites, savienojot siltuma, gaismas, iniciatora utt Par patiesu kondensātu [147-149]. Fizikālajiem želejiem parasti nav nepieciešama ķīmiska modifikācija, un tiem ir zema toksicitāte, taču to mehāniskās īpašības ir salīdzinoši sliktas, un ir grūti izturēt lielu ārēju stresu; Ķīmiskajiem želejiem parasti ir labāka stabilitāte un mehāniskās īpašības.

Balstoties uz dažādiem avotiem, hidrogēlus var iedalīt sintētiskos polimēru hidrogēlos un dabiskos polimēru hidrogēlos. Sintētiskie polimēru hidrogēli ir hidrogēli, kas veidojas ar sintētisko polimēru ķīmisko polimerizāciju, galvenokārt ieskaitot poliakrilskābi, polivinilacetātu, poliakrilamīdu, polietilēnoksīdu utt.; Dabiskie polimēru hidrogēli ir polimēru hidrogēli, veido dabisko polimēru, piemēram, polisaharīdu un olbaltumvielu savstarpēji saistīti, savienojot dabā, ieskaitot celulozi, alginātu, cieti, agarozi, hialuronskābi, želatīnu un kolagēnu [6, 7, 150], 151]. Dabiskajiem polimēru hidrogeliem parasti ir plaša avota, zemas cenas un zemas toksicitātes īpašības, un sintētiskos polimēru hidrogēlus parasti ir viegli apstrādāt, un tiem ir liela raža.

Balstoties uz dažādām reakcijām uz ārējo vidi, hidrogēlus var sadalīt arī tradicionālajos hidrogēlos un viedajos hidrogēlos. Tradicionālie hidrogēli ir samērā nejutīgi pret izmaiņām ārējā vidē; Viedie hidrogēli var izjust nelielas izmaiņas ārējā vidē un radīt atbilstošas ​​fiziskās struktūras un ķīmisko īpašību izmaiņas [152-156]. Tilpuma jutīgiem hidrogēliem tilpums mainās līdz ar vides temperatūru. Parasti šādi polimēru hidrogēli satur hidrofilas grupas, piemēram, hidroksilgrupu, ētera un amīda vai hidrofobiskas grupas, piemēram, metil, etilgrupa un propil. Ārējās vides temperatūra var ietekmēt hidrofilo vai hidrofobo mijiedarbību starp gēla molekulām, ūdeņraža saiti un mijiedarbību starp ūdens molekulām un polimēru ķēdēm, tādējādi ietekmējot gēla sistēmas līdzsvaru. PH jutīgiem hidrogēliem sistēma parasti satur skābes bāzes modificējošās grupas, piemēram, karboksilgrupas, sulfonskābes grupas vai aminogrupas. Mainīgā pH vidē šīs grupas var absorbēt vai atbrīvot protonus, mainot ūdeņraža saiti želejā un atšķirību starp iekšējo un ārējo jonu koncentrāciju, kā rezultātā gela ir mainīta tilpums. Elektriskajam laukam, magnētiskajam laukam un gaismas jutīgajiem hidrogēliem tie satur attiecīgi funkcionālās grupas, piemēram, polelektrolītus, metāla oksīdus un gaisotnīru grupas. Dažādos ārējos stimulos tiek mainīta sistēmas temperatūra vai jonizācijas pakāpe, un pēc tam gēla tilpumu maina pēc principa, kas līdzīgs temperatūrai vai pH jutīgam hidrogelam.

Balstoties uz dažādu gēla izturēšanos, hidrogēlus var iedalīt auksti izraisītos želejās un termiski izraisītos gēlos [157]. Aukstā želeja, ko īsi dēvē par aukstu želeju, ir makromolekula, kas pastāv nejaušu spoļu veidā augstā temperatūrā. Dzesēšanas procesa laikā, ņemot vērā starpmolekulāro ūdeņraža saites, pakāpeniski veidojas spirālveida fragmenti, tādējādi aizpildot procesu no šķīduma. Pāreja uz želeju [158]; Termo izraisīts želeja, ko dēvē par termisko želeju, ir makromolekula šķīduma stāvoklī zemā temperatūrā. Apkures procesa laikā tiek veidota trīsdimensiju tīkla struktūra, izmantojot hidrofobu mijiedarbību utt., Tādējādi aizpildot želācijas pāreju [159], 160].

Hidrogēlus var iedalīt arī homopolimēros hidrogēlos, kopolimerizētos hidrogēlos un savstarpēji savienojošos tīkla hidrogēlos, pamatojoties uz dažādiem tīkla īpašībām, mikroskopiskiem hidrogeliem un makroskopiskiem hidrogeliem, pamatojoties uz dažādiem želejas izmēriem un bioloģiski nogradāmām īpašībām. Atšķirīgi sadalīts noārdāmos hidrogēlos un nedegradējamos hidrogēlos.

1.2.1.2. Dabisko polimēru hidrogelu pielietošana

Dabiskajiem polimēru hidrogeliem ir labas bioloģiskās savietojamības, augsta elastības, bagātīgu avotu, jutības pret vidi īpašības, augsta ūdens aizture un zema toksicitāte, un tos plaši izmanto biomedicīnā, pārtikas pārstrādē, vides aizsardzībā, lauksaimniecībā un mežsaimniecības ražošanā, un tā ir plaši izplatīta Izmanto rūpniecībā un citās jomās [142, 161-165].

Dabisko polimēru hidrogelu pielietojums ar biomedicīnas saistītos laukos. Dabiskajiem polimēru hidrogeliem ir laba bioloģiskā savietojamība, bioloģiskā noārdīšanās un bez toksiskas blakusparādības, tāpēc tos var izmantot kā brūču pārsēju un tieši saskarties ar cilvēka audiem, kas var efektīvi samazināt mikroorganismu invāziju in vitro, novērst ķermeņa šķidrumu zaudēšanu un ļaut skābeklim skābekli zaudēt skābekli, un ļaut skābekli zaudēt skābekli, un ļaut zaudēt skābekli. iziet cauri. Veicina brūču sadzīšanu; var izmantot, lai sagatavotu kontaktlēcas ar ērtas nēsāšanas priekšrocībām, labu skābekļa caurlaidību un acu slimību palīgdarbību [166, 167]. Dabiskie polimēri ir līdzīgi dzīvu audu struktūrai un var piedalīties cilvēka ķermeņa normālā metabolismā, tāpēc šādus hidrogēlus var izmantot kā audu inženierijas sastatņu materiālus, audu inženierijas skrimšļa atjaunošanu utt. Audu inženierijas sastatnes var klasificēt iepriekš formas un injekcijas palielinātas sastatnes. Iepriekš veidoti stendi izmanto ūdeni. Gēla īpašā trīsdimensiju tīkla struktūra ļauj tai spēlēt zināmu atbalstu bioloģiskajos audos, vienlaikus nodrošinot specifisku un pietiekamu augšanas telpu šūnām, kā arī var izraisīt šūnu augšanu, diferenciāciju un sadalīšanos un Cilvēka ķermeņa absorbcija [168]. Injekcijas veidotie stendi izmanto hidrogeļu fāzes pārejas izturēšanos, lai ātri veidotu želejas pēc ievadīšanas plūstošā šķīduma stāvoklī, kas var samazināt pacientu sāpes [169]. Daži dabiski polimēru hidrogēli ir videi jutīgi, tāpēc tos plaši izmanto kā narkotiku kontrolētus izdalīšanās materiālus, lai tajos ietvertās zāles varētu atbrīvot vajadzīgajās cilvēka ķermeņa daļās noteiktā un kvantitatīvā veidā, samazinot toksisko un sānu sānu Narkotiku ietekme uz cilvēka ķermeni [170].

Dabisko polimēru hidrogelu pielietojums ar pārtiku saistītos laukos. Dabiski polimēru hidrogēli ir svarīga cilvēku trīs ēdienu daļa dienā, piemēram, daži deserti, konfektes, gaļas aizstājēji, jogurts un saldējums. To bieži izmanto kā pārtikas piedevu pārtikas precēs, kas var uzlabot tās fiziskās īpašības un dot tai gludu garšu. Piemēram, tas tiek izmantots kā biezinātājs zupās un mērcēs, kā emulgators sulā un kā suspējošais līdzeklis. Piena dzērienos kā želejošs līdzeklis pudiņos un aspikā kā dzidrinošs līdzeklis un putu stabilizators alus, kā siera inhibitors sierā, kā saistviela desās, jo cietes retrogradācijas inhibitori tiek izmantoti maizē un sviestā [171–174 ]. No pārtikas piedevu rokasgrāmatas var redzēt, ka liels skaits dabisko polimēru hidrogelu tiek apstiprināti kā pārtikas piedevas pārtikas pārstrādei [175]. Dabiskos polimēru hidrogēlus izmanto kā uztura stiprinātājus veselības produktu izstrādē un funkcionālos pārtikas produktos, piemēram, uztura šķiedras, ko izmanto svara zaudēšanas produktos un pretkonstitācijas produktos [176, 177]; Kā prebiotikas tos izmanto resnās zarnas vēža novēršanai resnās zarnas veselības aprūpes produktos un produktos [178]; Dabiskos polimēru hidrogēlus var izgatavot ēdamos vai noārdāmos pārklājumos vai plēvēs, kuras var izmantot pārtikas iepakojuma materiālu, piemēram, augļu un dārzeņu saglabāšanai augļu un dārzeņu un turiet augļus un dārzeņus svaigi un maigi; To var izmantot arī kā iepakojuma materiālus ēdieniem, piemēram, desas un garšvielas, lai atvieglotu tīrīšanu [179, 180].

Dabisko polimēru hidrogelu pielietojums citos laukos. Runājot par ikdienas vajadzībām, to var pievienot krēmveida ādas kopšanai vai kosmētikai, kas var ne tikai novērst produkta izžūšanu uzglabāšanā, bet arī ilgst mitrināšanu un mitrināšanu ādā; To var izmantot veidošanai, mitrināšanai un lēnai aromātu izlaišanai skaistumkopšanas grimā; To var izmantot ikdienas vajadzībās, piemēram, papīra dvieļos un autiņos [181]. Lauksaimniecībā to var izmantot, lai pretotos sausumam un aizsargātu stādus un samazinātu darbaspēka intensitāti; Kā augu sēklu pārklājuma līdzeklis tas var ievērojami palielināt sēklu dīgtspējas ātrumu; Ja to lieto stādu pārstādīšanā, tas var palielināt stādu izdzīvošanas ātrumu; pesticīdi, uzlabot izmantošanu un samazināt piesārņojumu [182, 183]. Vides ziņā to izmanto kā flokulantu un adsorbentu notekūdeņu apstrādei, kas bieži satur smago metālu jonus, aromātiskus savienojumus un krāsvielas, lai aizsargātu ūdens resursus un uzlabotu vidi [184]. Rūpniecībā to izmanto kā dehidrējošu līdzekli, urbšanas smērvielu, kabeļu iesaiņojuma materiālu, blīvēšanas materiālu un aukstās uzglabāšanas aģentu utt. [185].

1.2.2 hidroksipropilmetilcellulozes termogels

Celuloze ir dabisks makromolekulārs savienojums, kas jau agrāk tika pētīts, ir vistuvākās attiecības ar cilvēkiem, un tā ir visizplatītākā rakstura. It is widely present in higher plants, algae and microorganisms [186, 187]. Celuloze ir pakāpeniski piesaistījusi plašu uzmanību tā plašā avota, zemās cenas, atjaunojamās, bioloģiski noārdāmās, drošas, netoksiskas un labas bioloģiskās savietojamības dēļ [188].

1.2.2.1. Celuloze un tās ētera atvasinājumi

Celuloze ir lineārs garās ķēdes polimērs, ko veido D-anhidroglucozes strukturālo vienību savienojums caur β-1,4 glikozīdu saitēm [189-191]. Nešķīst. Izņemot vienu gala grupu katrā molekulārās ķēdes galā, katrā glikozes blokā ir trīs polārās hidroksilgrupas, kas noteiktos apstākļos var veidot lielu skaitu intramolekulāru un starpmolekulāru ūdeņraža saites; un celuloze ir policikliska struktūra, un molekulārā ķēde ir daļēji ripīga. Ķēde, augsta kristalitāte un ļoti regulāra struktūra, tāpēc tai ir augstas polimerizācijas pakāpes, labas molekulārās orientācijas un ķīmiskās stabilitātes pakāpes raksturojums [83, 187]. Tā kā celulozes ķēde satur lielu skaitu hidroksilgrupu, to var ķīmiski modificēt ar dažādām metodēm, piemēram, esterifikāciju, oksidāciju un ēterifikāciju, lai iegūtu celulozes atvasinājumus ar izcilām pielietojuma īpašībām [192, 193].

Celulozes atvasinājumi ir viens no agrākajiem pētītajiem un ražotajiem produktiem polimēru ķīmijas jomā. Tie ir polimēru smalkie ķīmiskie materiāli ar plašu lietojumu klāstu, kas ir ķīmiski modificēti no dabiskā polimēra celulozes. Starp tiem plaši izmanto celulozes ēterus. Tā ir viena no vissvarīgākajām ķīmiskajām izejvielām rūpnieciskos lietojumos [194].

Ir daudzas celulozes ēteru šķirņu, kurām visām parasti ir savas unikālās un lieliskās īpašības, un tās ir plaši izmantotas daudzās jomās, piemēram, pārtikā un medicīnā [195]. MC ir vienkāršākais celulozes ētera veids ar metilgrupu. Palielinoties aizvietošanas pakāpei, to var izšķīdināt atšķaidītā sārmainā šķīdumā, ūdenī, spirtā un aromātiskajā ogļūdeņraža šķīdinātājā, parādot unikālas termiskās želejas īpašības. [196]. CMC ir anjonu celulozes ēteris, kas iegūts no dabiskās celulozes, izmantojot sārmu un paskābināšanu.

Tas ir visplašāk izmantotais un lietots celulozes ēteris, kas šķīst ūdenī [197]. HPC, hidroksialkil celulozes ēterim, kas iegūts, sārmējot un ēterizējot celulozi, ir laba termoplastika, kā arī ar termisko želejas īpašībām, un tā gēla temperatūru ievērojami ietekmē hidroksipropilstitūcijas pakāpe [198]. HPMC, svarīgam jauktam ēterim, ir arī termiskās gēla īpašības, un tā gēla īpašības ir saistītas ar diviem aizvietotājiem un to attiecībām [199].

1.2.2.2 hidroksipropilmetilcellulozes struktūra

Hidroksipropilmetil celuloze (HPMC), molekulārā struktūra ir parādīta 1-3. Metilhlorīda un propilēnoksīda ēterifikācijas reakcija tiek veikta, lai iegūtu [200,201], un ķīmiskās reakcijas vienādojums ir parādīts 1-4. Attēlā.

Vienlaikus HPMC strukturālajā vienībā ir hidroksi-propoxy (-[OCH2CH (CH3)] n OH), metoksi (-och3) un nereaģētas hidroksilgrupas, un tā veiktspēja atspoguļo dažādu grupu kopīgu darbību. [202]. Attiecību starp diviem aizvietotājiem nosaka divu ēterizējošo līdzekļu masas attiecība, nātrija hidroksīda koncentrācija un masa, kā arī ēterificēto līdzekļu masas attiecība uz celulozes masas masu [203]. Hidroksi -propoxy ir aktīva grupa, kuru var vēl vairāk alkilēt un hidroksi alkilēt; Šī grupa ir hidrofīla grupa ar garu sazarotu ķēdi, kurai ir noteikta loma ķēdes iekšpusē plastificēšanai. Metoksi ir gala ierobežojoša grupa, kas pēc reakcijas izraisa šīs reakcijas vietas inaktivāciju; Šī grupa ir hidrofobiska grupa, un tai ir salīdzinoši īsa struktūra [204, 205]. Nereaģētās un nesen ieviestās hidroksilgrupas var turpināt aizstāt, kā rezultātā rodas diezgan sarežģīta galīgā ķīmiskā struktūra, un HPMC īpašības ir atšķirīgas noteiktā diapazonā. HPMC neliels aizstāšanas daudzums var padarīt tās fizikāli ķīmiskās īpašības diezgan atšķirīgas [206], piemēram, augstu metoksi un zemu hidroksipropil HPMC fizikāli ķīmiskās īpašības ir tuvu MC; HPMC veiktspēja ir tuvu HPC veiktspējai.

1.2.2.3 hidroksipropilmetilcelulozes īpašības

(1) HPMC termogelabilitāte

HPMC ķēdei ir unikālas hidratācijas-dehidratācijas īpašības, pateicoties hidrofobu metil un hidrofilo-hidroksipropilgrupu ieviešanai. Pēc karsēšanas pakāpeniski tiek veikta želācijas konvertēšana un pēc atdzesēšanas atgriežas šķīduma stāvoklī. Tas ir, tam ir termiski izraisītas gēla īpašības, un gelācijas parādība ir atgriezenisks, bet ne identisks process.

Attiecībā uz HPMC želācijas mehānismu ir plaši atzīts, ka zemākā temperatūrā (zem želācijas temperatūras) HPMC šķīdumā un polārā ūdens molekulās ir sasietas ar ūdeņraža saitēm, veidojot tā dēvēto “putnu būriem” līdzīgai supramolekulārai struktūrai. Starp hidratētās HPMC molekulārajām ķēdēm ir dažas vienkāršas sapīšanās, izņemot to, ka ir maz citu mijiedarbību. Kad temperatūra paaugstinās, HPMC vispirms absorbē enerģiju, lai sadalītu starpmolekulārās ūdeņraža saites starp ūdens molekulām un HPMC molekulām, iznīcinot būru līdzīgo molekulāro struktūru, pakāpeniski zaudējot saistīto ūdeni uz molekulārās ķēdes un pakļaujot hidroksipropil un metoksīda grupu. As the temperature continues to increase (to reach the gel temperature), HPMC molecules gradually form a three-dimensional network structure through hydrophobic association, HPMC gels eventually form [160, 207, 208].

Neorganisko sāļu pievienošana zināmā mērā ietekmē HPMC gēla temperatūru, daži samazina gēla temperatūru sālīšanas parādības dēļ, bet citi palielina želejas temperatūru sāls izšķīšanas parādības dēļ [209]. Pievienojot tādus sāļus kā NaCl, rodas sālīšanas fenomens un HPMC gēla temperatūra pazeminās [210, 211]. Pēc tam, kad sāļi tiek pievienoti HPMC, ūdens molekulas vairāk sliecas apvienot ar sāls joniem, lai iznīcinātu ūdeņraža saiti starp ūdens molekulām un HPMC, ūdens slānis ap HPMC molekulām tiek patērēts, un HPMC molekulas var ātri atbrīvot hidrofobitāte. Asociācija, gēla veidošanās temperatūra pakāpeniski pazeminās. Gluži pretēji, kad pievieno tādus sāļus kā NASCN, rodas sāls izšķīšanas parādība un palielinās HPMC želejas temperatūra [212]. Anjonu samazinošās ietekmes uz gēla temperatūru secība ir: SO42−> S2O32−> H2PO4−> F−> CL−> BR−> NO3−> i−> CLO4−> SCN−, katjonu secība uz Želejas temperatūras paaugstināšanās ir: li+> na+> k+> mg2+> ca2+> ba2+ [213].

Kad pievieno dažas organiskas mazas molekulas, piemēram, monohidriski spirti, kas satur hidroksilgrupas, gēla temperatūra palielinās, palielinoties pievienošanas daudzumam, parāda maksimālo vērtību un pēc tam samazinās, līdz notiek fāzes atdalīšana [214, 215]. Tas galvenokārt ir saistīts ar tās mazo molekulmasu, kas ir salīdzināma ar ūdens molekulām pēc lieluma, un pēc salikšanas var panākt molekulārā līmeņa sajaukšanos.

(2) HPMC šķīdība

HPMC ir karstā ūdens nešķīstoša un aukstā ūdens šķīstošās īpašības, kas līdzīgas MC, bet tās var iedalīt aukstās izkliedes tipā un karstā izkliedes tipā atbilstoši dažādai šķīdībai ūdenī [203]. Auksti izdalīts HPMC var ātri izkliedēt ūdenī aukstā ūdenī, un tā viskozitāte pēc kāda laika palielinās, un tā ir patiesi izšķīdināta ūdenī; Siltuma izkliedētais HPMC, gluži pretēji, parāda aglomerāciju, pievienojot ūdeni zemākā temperatūrā, bet to ir grūtāk pievienot. Augstas temperatūras ūdenī HPMC var ātri izkliedēt, un viskozitāte palielinās pēc temperatūras pazemināšanās, kļūstot par īstu HPMC ūdens šķīdumu. HPMC šķīdība ūdenī ir saistīta ar metoksi grupu saturu, kas nešķīst karstā ūdenī virs 85 ° C, 65 ° C un 60 ° C no augsta uz zemu. Vispārīgi runājot, HPMC nešķīst organiskos šķīdinātājos, piemēram, acetonā un hloroformā, bet šķīst etanola ūdens šķīdumā un jauktos organiskos šķīdumos.

(3) HPMC sāls tolerance

HPMC nejonu raksturs padara to nevar jonizētu ūdenī, tāpēc tas nereaģēs ar metāla joniem, lai nogulsnētos. Tomēr sāls pievienošana ietekmēs temperatūru, kurā veidojas HPMC gēls. Kad sāls koncentrācija palielinās, HPMC gēla temperatūra pazeminās; Ja sāls koncentrācija ir zemāka par flokulācijas punktu, HPMC šķīduma viskozitāti var palielināt, tāpēc, uzklājot, sabiezēšanas mērķi var sasniegt, pievienojot atbilstošu daudzumu sāls [210, 216].

(4) HPMC skābes un sārmu rezistence

Parasti HPMC ir spēcīga skābes bāzes stabilitāte, un pH 2-12 to neietekmē pH. HPMC parāda izturību pret noteiktu atšķaidītas skābes pakāpi, bet uzrāda tendenci samazināt koncentrētās skābes viskozitāti; Sārmiem tas maz ietekmē to, bet var nedaudz palielināties un pēc tam lēnām samazināt šķīduma viskozitāti [217, 218].

(5) HPMC viskozitātes ietekmes koeficients

HPMC ir pseidoplastisks, tā šķīdums ir stabils istabas temperatūrā, un viskozitāti ietekmē molekulmasa, koncentrācija un temperatūra. At the same concentration, the higher the HPMC molecular weight, the higher the viscosity; for the same molecular weight product, the higher the HPMC concentration, the higher the viscosity; HPMC produkta viskozitāte samazinās, paaugstinoties temperatūrai un sasniedz gēla veidošanās temperatūru, pēkšņi palielinoties viskozitātei želejas dēļ [9, 219, 220].

(6) Citas HPMC īpašības

HPMC ir izteikta izturība pret fermentiem, un tā izturība pret fermentiem palielinās līdz ar aizstāšanas pakāpi. Tāpēc produktam uzglabāšanas laikā ir stabilāka kvalitāte nekā citiem cukura izstrādājumiem [189, 212]. HPMC ir noteiktas emulģējošas īpašības. Hidrofobās metoksi grupas var adsorbēt uz eļļas fāzes virsmas emulsijā, veidojot biezu adsorbcijas slāni, kas var darboties kā aizsargājošs slānis; Ūdens šķīstošās hidroksilgrupas var kombinēt ar ūdeni, lai uzlabotu nepārtraukto fāzi. Viscosity, inhibits the coalescence of the dispersed phase, reduces the surface tension, and stabilizes the emulsion [221]. HPMC var sajaukt ar ūdenī šķīstošiem polimēriem, piemēram, želatīnu, metilcelulozi, siseņu pupiņu gumiju, karaginānu un arābu gumiju, veidojot vienotu un caurspīdīgu šķīdumu, un tos var sajaukt arī ar plastifikatoriem, piemēram, glicerīnu un polietilēnglikolu. [200, 201, 214].

1.2.2.4. Problēmas, kas pastāv hidroksipropilmetilcelulozes piemērošanā

Pirmkārt, augstā cena ierobežo HPMC plašo pielietojumu. Lai gan HPMC filmai ir laba caurspīdīgums, smērēšanās barjeras īpašības un mehāniskās īpašības. Tomēr tā augstā cena (apmēram 100 000/tonnu) ierobežo tās plašo pielietojumu, pat augstākas vērtības farmaceitiskās lietojumprogrammās, piemēram, kapsulās. Iemesls, kāpēc HPMC ir tik dārgs, vispirms ir tāpēc, ka izejvielu celuloze, ko izmanto HPMC sagatavošanai, ir salīdzinoši dārga. Turklāt vienlaikus uz HPMC tiek uzpotētas divas aizvietotāju grupas - hidroksipropilgrupa un metoksi grupas, kas padara tā sagatavošanas procesu ļoti grūtu. Komplekss, tātad HPMC produkti ir dārgāki.

Otrkārt, zemā viskozitāte un zemas HPMC viskozitāte un zemas želejas stiprības īpašības zemā temperatūrā samazina tā apstrādājamību dažādos lietojumos. HPMC ir termiskais želeja, kas pastāv šķīduma stāvoklī ar ļoti zemu viskozitāti zemā temperatūrā un var veidot viskozu cietvielu līdzīgu želeju augstā temperatūrā, tāpēc apstrādes procesi, piemēram, pārklājums, izsmidzināšana un iegremdēšana, jāveic augstā temperatūrā . Pretējā gadījumā šķīdums viegli plūdīs uz leju, kā rezultātā izveidosies nevienmērīgs plēves materiāls, kas ietekmēs produkta kvalitāti un veiktspēju. Šāda augstas temperatūras darbība palielina grūtības darbības koeficientu, kā rezultātā rodas liels ražošanas enerģijas patēriņš un augstas ražošanas izmaksas.

1.2.3 hidroksipropila cietes aukstais gēls

Cietiņa ir dabisks polimēru savienojums, ko sintezē augu fotosintēze dabiskajā vidē. Its constituent polysaccharides are usually stored in the seeds and tubers of plants in the form of granules together with proteins, fibers, oils, sugars and minerals. vai saknē [222]. Cietiņa ir ne tikai galvenais enerģijas patēriņa avots cilvēkiem, bet arī svarīga rūpnieciskā izejviela. Plašā avota, zemās cenas, zaļās, dabiskās un atjaunojamās avota dēļ tas ir plaši izmantots pārtikā un medicīnā, fermentācijā, papīra ražošanā, tekstilizstrādājumos un naftas rūpniecībā [223].

1.2.3.1 ciete un tās atvasinājumi

Cietiņa ir dabisks augsts polimērs, kura strukturālā vienība ir α-D-anhidroglikozes vienība. Dažādas vienības ir savienotas ar glikozīdām saitēm, un to molekulārā formula ir (C6H10O5) n. Molekulārās ķēdes daļu cietes granulās savieno ar α-1,4 glikozīdiskām saitēm, kas ir lineārā amiloze; Vēl viena molekulārās ķēdes daļa ir savienota ar α-1,6 glikozīdiskām saitēm uz šī pamata, kas ir sazarots amilopektīns [224]. Cietes granulās ir kristāliski reģioni, kuros molekulas ir sakārtotas sakārtotā izvietojumā un amorfos reģionos, kuros molekulas ir sakārtotas nesakārtotas. daļēji sastāvs. Starp kristālisko reģionu un amorfo reģionu nav skaidras robežas, un amilopektīna molekulas var iziet cauri vairākiem kristāliskiem reģioniem un amorfiem reģioniem. Balstoties uz cietes sintēzes dabisko raksturu, cietes polisaharīdu struktūra mainās atkarībā no augu sugām un avota vietām [225].

Lai arī ciete ir kļuvusi par vienu no svarīgākajām izejvielām rūpnieciskai ražošanai, ņemot vērā tās plašo avotu un atjaunojamās īpašības, vietējai cietei parasti ir trūkumi, piemēram, slikta ūdens šķīdība un plēvju veidojošās īpašības, zemas emulģēšanas un želejas spējas, kā arī nepietiekama stabilitāte. Lai paplašinātu tā piemērošanas diapazonu, cieti parasti tiek fizikāli modificēta, lai to pielāgotu dažādām lietojumprogrammu prasībām [38, 114]. Katrā glikozes struktūras vienībā cietes molekulās ir trīs brīvas hidroksilgrupas. Šīs hidroksilgrupas ir ļoti aktīvas un apveltītas cietes ar īpašībām, kas līdzīgas polioliem, kas nodrošina cietes denaturācijas reakcijas iespēju.

Pēc modifikācijas lielā mērā ir uzlabotas dažas vietējās cietes īpašības, pārvarot vietējās cietes lietošanas defektus, tāpēc modificētai cietei ir galvenā loma pašreizējā nozarē [226]. Oksidētā cieti ir viena no visplašāk izmantotajām modificētajām cietēm ar salīdzinoši nobriedušu tehnoloģiju. Salīdzinot ar vietējo cieti, oksidētu cieti ir vieglāk želatīnēt. Augstas adhēzijas priekšrocības. Esterificēta ciete ir cietes atvasinājums, ko veido hidroksilgrupu esterifikācija cietes molekulās. Ļoti zema aizstāšanas pakāpe var ievērojami mainīt vietējās cietes īpašības. Cietes pastas caurspīdīguma un plēvju veidojošās īpašības ir acīmredzami uzlabotas. Eterificētā cieti ir hidroksilgrupu ēterifikācijas reakcija cietes molekulās, lai ģenerētu polistarhu, un tās retrogradācija ir novājināta. Spēcīgos sārmainos apstākļos nevar izmantot oksidētu cieti un esterificētu cieti, ētera saite var arī saglabāt salīdzinoši stabilu. nosliece uz hidrolīzi. Skābi modificētu cieti, cieti apstrādā ar skābi, lai palielinātu amilozes saturu, kā rezultātā tiek pastiprināta retrogradācija un cietes pastas. Tas ir samērā caurspīdīgs un atdzesē veido cietu želeju [114].

1.2.3.2 hidroksipropila cietes struktūra

Hidroksipropila cieti (HPS), kuras molekulārā struktūra ir parādīta 1.-4. chemical reaction equation is shown in Figure 1-6.

HPS sintēzes laikā papildus reaģēšanai ar cieti, lai ģenerētu hidroksipropilcopi, propilēnoksīds var arī reaģēt ar ģenerētajām hidroksipropilcophs, lai ģenerētu polioksipropila sānu ķēdes. aizstāšanas pakāpe. Aizvietošanas pakāpe (DS) norāda uz vidējo aizvietoto hidroksilgrupu skaitu vienā glikozilgrupā. Lielākā daļa cietes glikozilgrupu satur 3 hidroksilgrupas, kuras var aizstāt, tāpēc maksimālais DS ir 3. Aizvietošanas molārā pakāpe (MS) attiecas uz vidējo aizvietotāju masu uz glikozila grupas mol [223, 229]. Hidroksipropilācijas reakcijas, cietes granulu morfoloģijas un amilozes un amilopektīna attiecība dabiskajā cietē ietekmē MS lielumu.

1.2.3.3. Hidroksipropila cietes īpašības

(1) HPS auksta želeja

Karstās HPS cietes pastas, it īpaši sistēmas ar augstu amilozes saturu, dzesēšanas procesa laikā amilozes molekulārās ķēdes cietes pastā savstarpēji savienojas, veidojot trīsdimensiju tīkla struktūru, un parāda acīmredzamu cietvielu līdzīgu izturēšanos. Tas kļūst par elastomēru, veido želeju un pēc atkārtotas sildīšanas var atgriezties risinājuma stāvoklī, tas ir, tam ir aukstas želejas īpašības, un šai gēla parādībai ir atgriezeniskas īpašības [228].

Želatinizētā amiloze tiek nepārtraukti satīta, lai veidotu koaksiālu vienas spirāles struktūru. Šīs atsevišķās spirālveida struktūras ārpuse ir hidrofīla grupa, bet iekšpuse ir hidrofobiska dobums. Augstā temperatūrā HPS pastāv ūdens šķīdumā kā nejaušas spoles, no kurām izstiepjas daži atsevišķi spirālveida segmenti. Kad temperatūra tiek pazemināta, tiek sadalītas ūdeņraža saites starp HP un ūdeni, tiek zaudēta strukturālais ūdens, un ūdeņraža saites starp molekulārajām ķēdēm tiek nepārtraukti veidotas, beidzot veidojot trīsdimensiju tīkla gēla struktūru. Cietes gēla tīklā pildīšanas fāze ir cietes granulas vai fragmenti pēc želatinizācijas, un dažu amilopektīna savstarpēji saistīti arī veicina gēla veidošanos [230-232].

(2) HPS hidrofilitāte

Hidrofilo hidroksipropilgrupu ieviešana vājina ūdeņraža saišu stiprumu starp cietes molekulām, veicina cietes molekulu vai segmentu kustību un samazina cietes mikrokristālu kušanas temperatūru; Cietes granulu struktūra tiek mainīta, un cietes granulu virsma ir raupja, paaugstinoties temperatūrai, parādās dažas plaisas vai caurumi, lai ūdens molekulas varētu viegli iekļūt cietes granulu iekšpusē, padarot cieti vieglāk uzbriest un želatīnam,. Tātad cietes želatinizācijas temperatūra pazeminās. Palielinoties aizvietošanas pakāpei, hidroksipropilietes cietes želatinizācijas temperatūra samazinās, un visbeidzot tā var uzbriest aukstā ūdenī. Pēc hidroksipropilācijas tika uzlabota cietes pastas plūstamība, zemas temperatūras stabilitāte, caurspīdīgums, šķīdība un plēvju veidojošās īpašības [233–235].

(3) HPS stabilitāte

HPS ir nejonu cietes ēteris ar augstu stabilitāti. Ķīmisko reakciju, piemēram, hidrolīzes, oksidācijas un šķērssavienojuma, laikā ētera saite netiks salauzta un aizvietotāji nenokritīs. Tāpēc HPS īpašības ir salīdzinoši mazāk ietekmējušas elektrolīti un pH, nodrošinot, ka to var izmantot plašā skābes bāzes pH diapazonā [236-238].

1.2.3.4. HPS pielietojums pārtikas un medicīnas jomā

HPS ir netoksisks un bez garšas, ar labu gremošanas veiktspēju un salīdzinoši zemu hidrolizātu viskozitāti. Tas tiek atzīts par drošu ēdamu modificētu cieti mājās un ārzemēs. Jau pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados Amerikas Savienotās Valstis apstiprināja hidroksipropila cieti tiešai lietošanai pārtikā [223, 229, 238]. HPS ir modificēta cieti, ko plaši izmanto pārtikas laukā, galvenokārt tiek izmantota kā sabiezēšanas līdzeklis, suspingts līdzeklis un stabilizators.

To var izmantot ērtības pārtikas produktos un saldētos pārtikas produktos, piemēram, dzērienos, saldējumā un ievārījumos; Tas var daļēji aizstāt augstas cenas ēdamās smaganas, piemēram, želatīnu; To var padarīt par ēdamām filmām un izmantot kā pārtikas pārklājumus un iesaiņojumu [229, 236].

HPS parasti izmanto zāļu jomā kā pildvielas, saistvielas ārstnieciskām kultūrām, tabletēm sadalās, farmaceitisko mīksto un cieto kapsulu materiāli, narkotiku pārklājumi, pretkondensējoši līdzekļi mākslīgām sarkanām asins šūnām un plazmas sabiezētājiem utt. [239] .

1.3 Polimēru salikšana

Polymer materials are widely used in all aspects of life and are indispensable and important materials. Nepārtraukta zinātnes un tehnoloģijas attīstība padara cilvēku prasības arvien daudzveidīgākas, un parasti vienkomponentu polimēru materiāliem ir grūti izpildīt cilvēku daudzveidīgās lietošanas prasības. Divu vai vairāku polimēru apvienošana ir ekonomiskākā un efektīvākā metode polimēru materiālu iegūšanai ar zemu cenu, lielisku veiktspēju, ērtu apstrādi un plašu pielietojumu, kas ir piesaistījusi daudzu pētnieku uzmanību un ir pievērsta arvien lielāku uzmanību [240-242] .

1.3.1. Polimēru savienošanas mērķis un metode

Polimēru salikšanas galvenais mērķis: (l) optimizēt materiālu visaptverošās īpašības. Dažādi polimēri ir papildināti, tā ka galīgais savienojums saglabā vienas makromolekulas izcilās īpašības, mācās viens no otra stiprajām pusēm un papildina tās vājās puses un optimizē polimēru materiālu visaptverošās īpašības. (2) Samaziniet materiāla izmaksas. Dažiem polimēru materiāliem ir lieliskas īpašības, taču tie ir dārgi. Tāpēc tos var papildināt ar citiem lētiem polimēriem, lai samazinātu izmaksas, neietekmējot izmantošanu. (3) Uzlabot materiālu apstrādes īpašības. Dažiem materiāliem ir lieliskas īpašības, bet tos ir grūti apstrādāt, un, lai uzlabotu to apstrādes īpašības, var pievienot citus polimērus. (4) stiprināt noteiktu materiāla īpašību. Lai uzlabotu materiāla veiktspēju noteiktā aspektā, tā modificēšanai tiek izmantots cits polimērs. (5) Izstrādāt jaunas materiālu funkcijas.

Parastās polimēru salikšanas metodes: (l) kausēšanas salikšana. Saliktā aprīkojuma cirpšanas darbībā dažādi polimēri tiek uzkarsēti līdz virs viskozās plūsmas temperatūras, lai saliktu, un pēc tam pēc salikšanas atdzesē un granulē. (2) risinājumu atjaunošana. The two components are stirred and blended by using a common solvent, or the dissolved different polymer solutions are stirred evenly, and then the solvent is removed to obtain a polymer compound. (3) Emulsijas salikšana. Pēc tāda paša emulgatora tipa dažādu polimēru emulsiju maisīšanas un sajaukšanas, lai iegūtu polimēru, pievieno koagulantu, lai iegūtu polimēru, lai iegūtu polimēra savienojumu. (4) Copolymerization and compounding. Ieskaitot transplantāta kopolimerizāciju, bloku kopolimerizāciju un reaktīvo kopolimerizāciju, salikšanas procesu papildina ķīmiska reakcija. (5) Interpenetrating network [10].

1.3.2 Dabisko polisaharīdu salikšana

Dabiskie polisaharīdi ir parastā polimēru materiālu klase dabā, kas parasti ir ķīmiski modificēti un kuriem ir dažādas izcilas īpašības. Tomēr atsevišķiem polisaharīdu materiāliem bieži ir noteikti veiktspējas ierobežojumi, tāpēc dažādi polisaharīdi bieži tiek apvienoti, lai sasniegtu katra komponenta veiktspējas priekšrocību papildināšanas mērķi un paplašināt pielietojuma jomu. As early as the 1980s, research on the compounding of different natural polysaccharides has increased substantially [243]. Pētījumi par dabisko polisaharīdu savienojuma sistēmu mājās un ārvalstīs galvenokārt ir vērsti uz CURDLAN un CURDLAN salikto sistēmu, kā arī divu veidu polisaharīda savienojuma sistēmu.

Dabiskos polisaharīdus var iedalīt Curdlan un Curdlan atbilstoši to spējai veidot želejas. Daži polisaharīdi paši var veidot želejas, tāpēc tos sauc par Curdlan, piemēram, Carrageenan utt.; Citiem pašiem nav želejas īpašumu, un tos sauc par polisaharīdu, kas nav burisaharīdi, piemēram, Xanthan gumija.

Hidrogēlus var iegūt, izšķīdinot dabisko Curdlan ūdens šķīdumā. Balstoties uz iegūtā gēla termoreverējamību un tā moduļa atkarību no temperatūras, to var sadalīt šādos četros dažādos veidos [244]:

(1) Kriogels, polisaharīdu šķīdums var iegūt gēlu tikai zemā temperatūrā, piemēram, karagināna.

(2) Termiski izraisīts želeja, polisaharīdu šķīdums var iegūt gēlu tikai augstā temperatūrā, piemēram, glikomannānā.

(3) Polisaharīdu šķīdums var ne tikai iegūt gēlu zemākā temperatūrā, bet arī iegūt želeju augstākā temperatūrā, bet arī uzrādīt šķīduma stāvokli vidējā temperatūrā.

(4) Šķīdums var iegūt gēlu tikai noteiktā temperatūrā vidū. Dažādai dabiskajam līkumam ir sava kritiskā (minimālā) koncentrācija, virs kuras var iegūt gēlu. The critical concentration of the gel is related to the continuous length of the polysaccharide molecular chain; Gēla stiprumu lielā mērā ietekmē šķīduma koncentrācija un molekulmasa, un parasti gēla stiprums palielinās, palielinoties koncentrācijai [245].

Salīdzināms ar curdlan ar curdlan parasti uzlabo polisaharīdu želejas stiprumu [246]. Konjac gumijas un karagenāna salikšana uzlabo saliktā gēla tīkla struktūras stabilitāti un gēla elastību un ievērojami uzlabo tā želejas stiprību. Wei Yu et al. Saliktais karagēns un Konjac gumija un apsprieda gēla struktūru pēc salikšanas. Pētījumā atklājās, ka pēc salikšanas karagēnas un Konjac gumijas tika radīts sinerģisks efekts, un tika izveidota tīkla struktūra, kurā dominē karagēni, Konjaka gumija ir izkliedēta tajā, un tā gēla tīkls ir blīvāks nekā tīrs karabē [247]. Kohyama et al. Pētīja karagenāna/Konjac gumijas salikto sistēmu, un rezultāti parādīja, ka, nepārtraukti palielinoties Konjac gumijas molekulmasai, kompozītmateriāla gēla plīsuma spriegums turpināja palielināties; Konjac gumija ar dažādiem molekulmasas svariem uzrādīja līdzīgu gēla veidošanos. temperatūra. Šajā savienojuma sistēmā gēla tīkla veidošanos veic karagenāns, un mijiedarbība starp abām Curdlan molekulām izraisa vāji savstarpēji saistītos reģionus [248]. Nishinari et al. Pētīja Gellan Gum/Konjac smaganu savienojuma sistēmu, un rezultāti parādīja, ka monovalento katjonu ietekme uz salikto želeju ir izteiktāka. Tas var paaugstināt sistēmas moduli un gēla veidošanās temperatūru. Divvērtīgie katjoni zināmā mērā var veicināt salikto želeju veidošanos, bet pārmērīgs daudzums izraisīs fāzes atdalīšanu un samazinās sistēmas moduli [246]. Breneer et al. Izpētījis karagenāna, Locust pupiņu gumijas un Konjac gumijas salikšanu un atklāja, ka karagonāns, lodes pupiņu gumija un Konjac gumija var radīt sinerģiskus efektus, un optimālā attiecība ir sises pupiņu gumija/karagonāns 1: 5.5. , un, kad trīs ir salikti kopā, sinerģiskais efekts ir tāds pats kā karageranas/Konjac gumijas efekts, kas norāda, ka trīs nav īpašu saliktu. mijiedarbība [249].

1.3.2.2. Divas bezbojāta savienojuma sistēmas

Diviem dabiskiem polisaharīdiem, kuriem nav želejas īpašību, var parādīties gēla īpašības, izmantojot salikšanu, kā rezultātā tiek iegūti gēla produkti [250]. Apvienojot Locust Bean Gum ar ksantāna gumiju, rada sinerģisku efektu, kas izraisa jaunu želeju veidošanos [251]. Jaunu gēla produktu var iegūt arī, pievienojot Ksantāna gumiju Konjac Glucomannan, lai to saliktu [252]. Wei Yanxia et al. Pētīja Locust Bean Gum un Xanthan gumijas kompleksa reoloģiskās īpašības. Rezultāti rāda, ka Locust pupiņu gumijas un ksantāna gumijas savienojums rada sinerģisku efektu. Kad savienojuma tilpuma attiecība ir 4: 6, spēcīgākais sinerģiskais efekts [253]. Fitzsimons et al. Savienots Konjac glikomannāns ar ksantāna gumiju istabas temperatūrā un zemē. Rezultāti parādīja, ka visi savienojumi uzrādīja gēla īpašības, atspoguļojot sinerģisko efektu starp abiem. Ksantāna smaganu salikšanas temperatūra un strukturālais stāvoklis neietekmēja abu mijiedarbību [254]. Guo Shoujun un citi pētīja sākotnējo cūku fekāliju pupiņu gumijas un ksantāna gumijas sajaukumu, un rezultāti parādīja, ka cūku fekāliju pupiņu gumija un ksantāna gumija ir spēcīga sinerģiska ietekme. Cūku fekāliju pupiņu gumijas un ksantāna gumijas savienojuma līmes optimālā salikšanas attiecība ir 6/4 (masas). Tas ir 102 reizes lielāks nekā vienīgais sojas gumijas šķīdums, un želeja veidojas, kad savienojuma smaganu koncentrācija sasniedz 0,4%. Saliktajam līmei ir augsta viskozitāte, laba stabilitāte un reoloģiskās īpašības, un tā ir lieliska pārtikas gumija [255].

1.3.3 Polimēru kompozītu savietojamība

△���= △���—T

Starp tiem, △���ir sarežģīta brīvā enerģija, △���ir sarežģīts karstums, ir sarežģīta entropija; ir absolūtā temperatūra; Sarežģītā sistēma ir saderīga sistēma tikai tad, kad mainās brīvā enerģija △���sarežģītā procesa laikā [256].

Melamības jēdziens rodas no fakta, ka ļoti maz sistēmu var sasniegt termodinamisko savietojamību. Melilitāte attiecas uz dažādu komponentu spēju veidot viendabīgus kompleksus, un parasti izmantotais kritērijs ir tāds, ka kompleksiem ir viena stikla pārejas punkts.

Atšķirībā no termodinamiskās savietojamības, vispārināta saderība attiecas uz katra komponenta spēju savienotajā sistēmā, lai pielāgotos viens otram, kas tiek ierosināts no praktiskā viedokļa [257].

Balstoties uz vispārinātu saderību, polimēru savienojumu sistēmas var iedalīt pilnīgi saderīgās, daļēji saderīgās un pilnīgi nesavienojamās sistēmās. Pilnībā saderīga sistēma nozīmē, ka savienojums ir termodinamiski sajaukts molekulārā līmenī; Daļēji saderīga sistēma nozīmē, ka savienojums ir savietojams noteiktā temperatūrā vai kompozīcijas diapazonā; Pilnīgi nesaderīga sistēma nozīmē, ka savienojumu ir molekulārā līmeņa sajukums, ko nevar panākt nevienā temperatūrā vai kompozīcijā.

Sakarā ar noteiktām strukturālām atšķirībām un konformācijas entropiju starp dažādiem polimēriem vairums polimēru kompleksu sistēmu ir daļēji saderīgi vai nesaderīgi [11, 12]. Atkarībā no savienojuma sistēmas fāzes atdalīšanas un sajaukšanas līmeņa daļēji saderīgās sistēmas savietojamība arī ievērojami atšķirsies [11]. Polimēru kompozītu makroskopiskās īpašības ir cieši saistītas ar to iekšējo mikroskopisko morfoloģiju un katra komponenta fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. 240], tāpēc ir ļoti svarīgi izpētīt savienojuma sistēmas mikroskopisko morfoloģiju un savietojamību.

Pētniecības un raksturošanas metodes bināro savienojumu saderībai:

(1) stikla pārejas temperatūra t���Salīdzināšanas metode. Salīdzinot t���savienojuma ar t���no tā komponentiem, ja tikai viens t���Parādās savienojumā, saliktā sistēma ir saderīga sistēma; Ja ir divi t���������Norāda, ka saliktā sistēma ir daļēji saderīga sistēma; Ja ir divi t���, un tie atrodas divu komponentu T pozīcijās���, tas norāda, ka saliktā sistēma ir nesaderīga sistēma.

T���Pārbaudes instrumenti, ko bieži izmanto salīdzināšanas metodē, ir dinamisks termomehāniskais analizators (DMA) un diferenciālā skenēšanas kalorimetrs (DSC). Šī metode var ātri spriest par savienojuma sistēmas saderību, bet, ja T���no diviem komponentiem ir līdzīgi, viens t���parādīsies arī pēc salikšanas, tāpēc šai metodei ir zināmi trūkumi [10].

(2) Morfoloģiskās novērošanas metode. Vispirms ievērojiet savienojuma makroskopisko morfoloģiju. Ja savienojumam ir acīmredzama fāzu atdalīšana, var provizoriski vērtēt, ka savienojuma sistēma ir nesaderīga sistēma. Otrkārt, mikroskopiskā morfoloģija un savienojuma struktūra tiek novērota ar mikroskopu. Divas pilnībā saderīgas sastāvdaļas veidos viendabīgu stāvokli. Tāpēc savienojums ar labu savietojamību var novērot vienmērīgu fāzes sadalījumu un mazu izkliedētu fāzes daļiņu lielumu. un neskaidra saskarne.

Topogrāfijas novērošanas metodē bieži izmantotie testa instrumenti ir optiskais mikroskops un skenēšanas elektronu mikroskops (SEM). Topogrāfijas novērošanas metodi var izmantot kā papildu metodi kombinācijā ar citām raksturošanas metodēm。

(3) Pārredzamības metode. Daļēji saderīgā savienojuma sistēmā abi komponenti var būt saderīgi noteiktā temperatūras un sastāva diapazonā, un fāzes atdalīšana notiks ārpus šī diapazona. Savienojuma sistēmas pārveidošanas procesā no viendabīgas sistēmas uz divfāžu sistēmu tās gaismas caurlaidība mainīsies, tāpēc tās savietojamību var izpētīt, izpētot savienojuma caurspīdīgumu.

Šo metodi var izmantot tikai kā papildu metodi, jo, ja abu polimēru refrakcijas indeksi ir vienādi, savienojums, kas iegūts, apvienojot abus nesaderīgos polimērus, ir arī caurspīdīgs.

(4) Rheological method. Šajā metodē kā fāzu atdalīšanas pazīmi tiek izmantota savienojuma viskoelastisko parametru maiņa, piemēram, fāzes atdalīšanas iezīmēšanai tiek izmantota pēkšņas viskozitātes un temperatūras līknes maiņa, un pēkšņas acīmredzamās izmaiņas mainās Bīdes sprieguma temperatūras līkni izmanto kā fāzes atdalīšanas pazīmi. Salīdzināšanas sistēmai bez fāzes atdalīšanas pēc salikšanas ir laba savietojamība, un tām, kurām ir fāzes atdalīšana, ir nesaderīga vai daļēji saderīga sistēma [258].

(5) Hanas līknes metode. Hana līkne ir lg���'(���) lg G”, if the Han's curve of the compound system has no temperature dependence, and the Han's curve at different temperatures forms a main curve, the compound system is compatible; Ja savienojuma sistēma ir saderīga, Hanas līkne ir atkarīga no temperatūras. If the Han's curve is separated from each other at different temperatures and cannot form a main curve, the compound system is incompatible or partially compatible. Tāpēc saliktā sistēmas saderību var vērtēt atbilstoši Han līknes nodalīšanai.

(6) Risinājuma viskozitātes metode. Šī metode izmanto šķīduma viskozitātes maiņu, lai raksturotu savienojuma sistēmas savietojamību. Dažādās šķīduma koncentrācijās savienojuma viskozitāte ir attēlota pret kompozīciju. Ja tā ir lineāra saistība, tas nozīmē, ka saliktā sistēma ir pilnīgi saderīga; Ja tā ir nelineāra attiecība, tas nozīmē, ka saliktā sistēma ir daļēji saderīga; Ja tā ir S formas līkne, tad tas parāda, ka saliktā sistēma ir pilnīgi nesaderīga [10].

(7) infrasarkanā spektroskopija. Pēc tam, kad abi polimēri ir papildināti, ja savietojamība ir laba, notiks mijiedarbība, piemēram, ūdeņraža saites, un mainīsies katras grupas infrasarkanā spektra raksturīgo grupu joslas pozīcijas uz infrasarkano staru spektru. Kompleksa un katra komponenta raksturīgo grupu joslu kompensācija var spriest par sarežģītās sistēmas saderību.

Turklāt kompleksu savietojamību var arī pētīt ar termogravimetriskiem analizatoriem, rentgenstaru difrakciju, maza leņķa rentgenstaru izkliede, gaismas izkliede, neitronu elektronu izkliede, kodola magnētiskā rezonanse un ultraskaņas paņēmieni [10].

1.3.

1.3.4.1. Hidroksipropilmetilcelulozes un citu vielu apvienošana

HPMC un citu vielu savienojumi galvenokārt tiek izmantoti narkotiku kontrolētās izdalīšanās sistēmās un ēdamos vai noārdāmos plēves iepakojuma materiālos. In the application of drug-controlled release, the polymers often compounded with HPMC include synthetic polymers such as polyvinyl alcohol (PVA), lactic acid-glycolic acid copolymer (PLGA) and polycaprolactone (PCL), as well as proteins, Natural polymers such as polisaharīdi. Abdel-Zaher et al. pētīja strukturālo sastāvu, termisko stabilitāti un to saistību ar HPMC/PVA kompozītu veiktspēju, un rezultāti parādīja, ka abu polimēru klātbūtnē ir zināma sajaukšanās [259]. Zabihi et al. izmantots HPMC/PLGA komplekss, lai sagatavotu mikrokapsulas kontrolētai un ilgstošai insulīna izdalīšanai, kas var sasniegt ilgstošu izdalīšanos kuņģī un zarnās [260]. Javed et al. Saliktais hidrofīlais HPMC un hidrofobiskais PCL un izmantoja HPMC/PCL kompleksus kā mikrokapsulu materiālus narkotiku kontrolētai un ilgstošai atbrīvošanai, ko varētu atbrīvot dažādās cilvēka ķermeņa daļās, pielāgojot salikto attiecību [261]. Ding et al. pētīja tādas reoloģiskās īpašības kā viskozitāte, dinamiskā viskoelastība, šļūdes atveseļošanās un hPMC/kolagēna kompleksu tiksotropija, ko izmanto kontrolētu zāļu izdalīšanās jomā, nodrošinot teorētiskas norādes rūpnieciskām lietojumprogrammām [262]. Arthanari, Cai un Rai et al. ;

Izstrādājot ēdamus vai degradējamus plēves iepakojuma materiālus, polimēri, kas bieži tiek salikti ar HPMC, galvenokārt ir dabiski polimēri, piemēram, lipīdi, olbaltumvielas un polisaharīdi. Karaca, Fagundes un Contreras-Oliva et al. Sagatavotas ēdamās kompozītmateriālu membrānas ar HPMC/lipīdu kompleksiem un izmantoja tās attiecīgi plūmju, ķiršu tomātu un citrusaugļu saglabāšanā. Rezultāti parādīja, ka HPMC/lipīdu kompleksu membrānām bija laba svaigu uzturēšanas antibakteriālā iedarbība [266-268]. Shetty, Rubilar un Ding et al. pētīja attiecīgi mehāniskās īpašības, termisko stabilitāti, mikrostruktūru un mijiedarbību starp ēdamo kompozītmateriālu plēvju komponentiem, kas attiecīgi sagatavoti no HPMC, zīda olbaltumvielām, sūkalu olbaltumvielu izolāta un kolagēna [269-271]. Esteghlal et al. Formulēts HPMC ar želatīnu, lai sagatavotu ēdamas plēves izmantošanai bio bāzes iepakojuma materiālos [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata un Ortega-Toro et al. Sagatavotas HPMC/hitozāna HPMC/Xyloglucan, HPMC/etil celulozes un HPMC/cietes ēdamās kompozītmateriālu plēves un pētīja to termisko stabilitāti, mehāniskās īpašības, mikrostruktūru un antibakteriālas īpašības [139, 272–274]. HPMC/PLA savienojumu var izmantot arī kā iepakojuma materiālu pārtikas precēm, parasti ar ekstrūziju [275].

Izstrādājot ēdamus vai degradējamus plēves iepakojuma materiālus, polimēri, kas bieži tiek salikti ar HPMC, galvenokārt ir dabiski polimēri, piemēram, lipīdi, olbaltumvielas un polisaharīdi. Karaca, Fagundes un Contreras-Oliva et al. Sagatavotas ēdamās kompozītmateriālu membrānas ar HPMC/lipīdu kompleksiem un izmantoja tās attiecīgi plūmju, ķiršu tomātu un citrusaugļu saglabāšanā. Rezultāti parādīja, ka HPMC/lipīdu kompleksu membrānām bija laba svaigu uzturēšanas antibakteriālā iedarbība [266-268]. Shetty, Rubilar un Ding et al. pētīja attiecīgi mehāniskās īpašības, termisko stabilitāti, mikrostruktūru un mijiedarbību starp ēdamo kompozītmateriālu plēvju komponentiem, kas attiecīgi sagatavoti no HPMC, zīda olbaltumvielām, sūkalu olbaltumvielu izolāta un kolagēna [269-271]. Esteghlal et al. Formulēts HPMC ar želatīnu, lai sagatavotu ēdamas plēves izmantošanai bio bāzes iepakojuma materiālos [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata un Ortega-Toro et al. Sagatavotas HPMC/hitozāna HPMC/Xyloglucan, HPMC/etil celulozes un HPMC/cietes ēdamās kompozītmateriālu plēves un pētīja to termisko stabilitāti, mehāniskās īpašības, mikrostruktūru un antibakteriālas īpašības [139, 272–274]. HPMC/PLA savienojumu var izmantot arī kā iepakojuma materiālu pārtikas precēm, parasti ar ekstrūziju [275].

Cietes un citu vielu salikšanas pētījumi, kas sākotnēji bija vērsti uz dažādām hidrofobām alifātiskām poliestera vielām, ieskaitot polilaktīnskābi (PLA), polikaprolaktonu (PCL), polibutēnu sekcīnskābi (PBSA) utt. 276]. Muller et al. pētīja cietes/PLA kompozītu struktūru un īpašības un mijiedarbību starp abiem, un rezultāti parādīja, ka abu mijiedarbība bija vāja un kompozītu mehāniskās īpašības bija slikta [277]. Correa, Komur un Diaz-Gomez et al. pētīja mehāniskās īpašības, reoloģiskās īpašības, gēla īpašības un cietes/PCL kompleksu komponentu savietojamību, kas tika izmantoti bioloģiski noārdāmu materiālu, biomedicīnas materiālu un audu inženiertehnisko sastatņu materiālu izstrādei [278–280]. Ohkika et al. atklāja, ka kukurūzas cietes un PBSA sajaukums ir ļoti daudzsološs. Ja cietes saturs ir 5-30%, cietes granulu satura palielināšana var palielināt moduli un samazināt stiepes stresu un pagarinājumu pārtraukumā [281,282]. Hidrofobiskais alifātiskais poliesters ir termodinamiski nesaderīgs ar hidrofilu cieti, un parasti tiek pievienoti dažādi saderības līdzekļi un piedevas, lai uzlabotu fāzes saskarni starp cieti un poliesteru. Szadkowska, Ferri un Li et al. Pētīja attiecīgi uz silanola bāzes plastifikatoru, maleīnā anhidrīda linsēklu eļļas un funkcionalizēto augu eļļas atvasinājumu ietekmi attiecīgi uz cietes/PLA kompleksu struktūru un īpašībām [283-285]. Ortega-Toro, Yu et al. Izmantoja citronskābes un difenilmetāna diizocianātu, lai attiecīgi saderētu cietes/PCL savienojumu un cietes/PBSA savienojumu, lai uzlabotu materiāla īpašības un stabilitāti [286, 287].

Pēdējos gados ir veikti arvien vairāk pētījumu par cietes salikšanu ar dabīgiem polimēriem, piemēram, olbaltumvielām, polisaharīdiem un lipīdiem. Teklhaimanot, Sahin-Nadeen un Zhang et al. Pētīja attiecīgi cietes/zeīna, cietes/sūkalu olbaltumvielu un cietes/želatīna kompleksu fizikāli ķīmiskās īpašības, un rezultāti ir sasnieguši labus rezultātus, kurus var izmantot pārtikas biomateriāliem un kapsulām [52,; 288, 289]. Lozanno-Navarro, Talon un Ren et al. Pētīja attiecīgi cietes/hitozāna kompozītmateriālu plēvju gaismas caurlaidību, mehāniskās īpašības, antibakteriālās īpašības un hitozāna koncentrāciju un pievienoja dabiskos ekstraktus, tējas polifenolus un citus dabiskus antibakteriālus līdzekļus, lai uzlabotu kompozīta plēves antibakteriālo iedarbību. Pētījuma rezultāti rāda, ka cietes/hitozāna kompozītmateriālu filmai ir liels potenciāls aktīvajā pārtikas un medicīnas iepakojumā [290-292]. Kaushik, Ghanbarzadeh, Arvanitoyannis un Zhang et al. Attiecīgi pētīja cietes/celulozes nanokristālu, cietes/karboksimetilcelulozes, cietes/metilcelulozes un cietes/hidroksipropilmetilcellulozes kompozītmateriālu plēvju īpašības attiecīgi un galveno lietojumu pārtikas/bioloģiski nogradāmos iepakojuma materiālos [293-295]. Dafe, Jumaidin un Lascombes et al. Izpētīti cietes/pārtikas gumiju savienojumi, piemēram, cietes/pektīns, cietes/agara un cietes/karagonāna, ko galvenokārt izmanto pārtikas un pārtikas iepakojuma jomā [296-298]. Tapiokas cietes/kukurūzas eļļas, cietes/lipīdu kompleksu fizikāli ķīmiskās īpašības pētīja Perezs, de et al., Galvenokārt lai vadītu ekstrudētu pārtikas produktu ražošanas procesu [299, 300].

1.3.4.3. Hidroksipropilmetilcelulozes un cietes salikšana

Pašlaik mājās un ārzemēs nav daudz pētījumu par HPMC un cietes salikto sistēmu, un vairums no tiem cietes matricā pievieno nelielu daudzumu HPMC, lai uzlabotu cietes novecojošo fenomenu. Jimenez et al. izmantots HPMC, lai samazinātu vietējās cietes novecošanos, lai uzlabotu cietes membrānu caurlaidību. Rezultāti parādīja, ka HPMC pievienošana samazināja cietes novecošanos un palielināja saliktās membrānas elastīgumu. Kompozītā membrānas skābekļa caurlaidība tika ievērojami palielināta, bet ūdensnecaurlaidīga veiktspēja nebija. Cik daudz ir mainījies [301]. Villacres, Basch et al. Saliktā HPMC un Tapioca ciete, lai sagatavotu HPMC/cietes kompozītmateriālu plēves iepakojuma materiālus, un izpētīja glicerīna plastifikāciju uz salikto plēvi un kālija sorbāta un nisīna ietekmi uz kompozītmateriāla plēves antibakteriālajām īpašībām. Rezultāti parāda, ka, palielinoties HPMC saturam, palielinās kompozītmateriāla plēves elastības modulis un stiepes izturība, samazinājums ir pagarinājums pārtraukumā un ūdens tvaiku caurlaidībai ir maza ietekme; Gan kālija sorbāts, gan nisīns var uzlabot salikto plēvi. Divu antibakteriālo līdzekļu antibakteriālā iedarbība ir labāka, ja to lieto kopā [112, 302]. Ortega-Toro et al. Pētīja HPMC/cietes karsti spiestu kompozītmateriālu membrānu īpašības un pētīja citronskābes ietekmi uz kompozītmateriālu membrānu īpašībām. Rezultāti parādīja, ka HPMC tika izkliedēts cietes nepārtrauktā fāzē, un gan citronskābe, gan HPMC bija ietekme uz cietes novecošanos. uz zināmu inhibīcijas pakāpi [139]. Ayorinde et al. Izmantota HPMC/cietes kompozītmateriāla plēve perorālā amlodipīna pārklāšanai, un rezultāti parādīja, ka saliktās plēves sadalīšanās laiks un izdalīšanās ātrums bija ļoti labs [303].

Zhao Ming et al. pētīja cietes ietekmi uz HPMC filmu ūdens aiztures ātrumu, un rezultāti parādīja, ka cieti un HPMC bija noteikta sinerģiska ietekme, kā rezultātā kopumā palielinājās ūdens aiztures ātrums [304]. Džans et al. Pētīja HPMC/HPS savienojuma filmas īpašības un šķīduma reoloģiskās īpašības. Rezultāti rāda, ka HPMC/HPS savienojuma sistēmai ir noteikta savietojamība, savienojuma membrānas veiktspēja ir laba, un HPS reoloģiskajām īpašībām HPMC ir labs līdzsvarošanas efekts [305, 306]. Ir maz pētījumu par HPMC/cietes savienojuma sistēmu ar augstu HPMC saturu, un vairums no tiem ir sekla veiktspējas pētījumā, un savienojuma sistēmas teorētiskie pētījumi ir salīdzinoši trūkst, it īpaši HPMC/HPS aukstās sadzīves apgrieztā želeja, kas apgriezta ar apgrieztu gēlu, kas apgriezta HPMC/HPS aukstuma un HPS. -fāzes kompozītmateriāla želeja. Mehāniskie pētījumi joprojām ir tukšā stāvoklī.

1.4. Polimēru kompleksu reoloģija

Polimēru materiālu apstrādes procesā neizbēgami notiks plūsma un deformācija, un reoloģija ir zinātne, kas pēta materiālu plūsmas un deformācijas likumus [307]. Plūsma ir šķidru materiālu īpašība, savukārt deformācija ir cietu (kristālisku) materiālu īpašība. Vispārējs šķidruma plūsmas un cietās deformācijas salīdzinājums ir šāds:

Praktiski rūpnieciski lietojot polimēru materiālus, to viskozitāte un viskozoelastība nosaka to apstrādes veiktspēju. Apstrādes un formēšanas procesā, mainot bīdes ātrumu, polimēru materiālu viskozitātei var būt liela daļa vairāku lieluma. Izmaiņas [308]. Reoloģiskās īpašības, piemēram, viskozitāte un bīdes retināšana, tieši ietekmē sūknēšanas, perfūzijas, izkliedes un izsmidzināšanas kontroli polimēru materiālu apstrādes laikā, un tās ir vissvarīgākās polimēru materiālu īpašības.

Zem ārējā spēka polimēra šķidrums var ne tikai plūst, bet arī parāda deformāciju, parādot sava veida “viskozoelastības” veiktspēju, un tā būtība ir “cietā šķidruma divfāžu” līdzāspastāvēšana [309]. Tomēr šī viskoelastība nav lineāra viskoelastība mazās deformācijās, bet gan nelineārā viskoelastība, kurā materiālam ir lielas deformācijas un ilgstošs stress [310].

Dabisko polisaharīdu ūdens šķīdumu sauc arī par hidrosolu. In the dilute solution, the polysaccharide macromolecules are in the form of coils separated from each other. When the concentration increases to a certain value, the macromolecular coils interpenetrate and overlap each other. The value is called the critical concentration [311]. Zem kritiskās koncentrācijas šķīduma viskozitāte ir salīdzinoši zema, un to neietekmē bīdes ātrums, parādot Ņūtona šķidruma izturēšanos; Kad tiek sasniegta kritiskā koncentrācija, makromolekulas, kas sākotnēji pārvietojas izolācijā, sāk ienākt viena ar otru, un šķīduma viskozitāte ievērojami palielinās. palielināt [312]; Kamēr koncentrācija pārsniedz kritisko koncentrāciju, tiek novērota bīdes retināšana un šķīdums, kas nav Ņūtona šķidrums [245].

Daži hidrosoli var veidot želejas noteiktos apstākļos, un to viskoelastīgās īpašības parasti raksturo ar uzglabāšanas moduli g ', zaudējumu moduli g ”un to frekvences atkarība. Uzglabāšanas modulis atbilst sistēmas elastībai, savukārt zaudējumu modulis atbilst sistēmas viskozitātei [311]. Atšķaidītos risinājumos starp molekulām nav sapīšanās, tāpēc plašā frekvenču diapazonā G ′ ir daudz mazāks nekā G ″ un uzrādīja spēcīgu frekvences atkarību. Tā kā G ′ un G ″ ir proporcionāli frekvencei Ω un tā kvadrāte, attiecīgi, kad frekvence ir augstāka, g ′> g ″. Ja koncentrācija ir augstāka par kritisko koncentrāciju, G ′ un G ″ joprojām ir atkarība no frekvences. Kad frekvence ir zemāka, g ′ <g ″ un frekvence pakāpeniski palielinās, abi šķērsos un apgriezti līdz g ′> augstas frekvences reģionā G ”.

Kritisko punktu, kurā dabiskā polisaharīda hidrosols pārveidojas par gēlu, sauc par gēla punktu. Gēla punkta definīcijai ir daudz, un visbiežāk izmantotā ir dinamiskās viskozarastiskuma definīcija reoloģijā. When the storage modulus G′ of the system is equal to the loss modulus G″, it is the gel point, and G′ > G″ Gel formation [312, 313].

Dažas dabiskas polisaharīdu molekulas veido vājas asociācijas, un to gēla struktūra ir viegli iznīcināma, un G 'ir nedaudz lielāks nekā G ”, parādot zemāku frekvences atkarību; Kaut arī dažas dabiskas polisaharīdu molekulas var veidot stabilus šķērssavienojošos reģionus, kuru gēla struktūra ir spēcīgāka, G ′ ir daudz lielāks nekā G ″, un tam nav atkarības no frekvences [311].

1.4.2 Polimēru kompleksu reoloģiskā izturēšanās

Pilnībā saderīga polimēru savienojuma sistēmai savienojums ir viendabīga sistēma, un tās viskozarastība parasti ir viena polimēra īpašību summa, un tā viskozoelastību var aprakstīt ar vienkāršiem empīriskiem noteikumiem [314]. Prakse ir pierādījusi, ka viendabīgā sistēma neveicina tās mehānisko īpašību uzlabošanu. Gluži pretēji, dažām sarežģītām sistēmām ar fāzes atdalītām struktūrām ir lieliska veiktspēja [315].

Daļēji saderīgas savienojuma sistēmas savietojamību ietekmēs tādi faktori kā sistēmas savienojuma attiecība, bīdes ātrums, temperatūra un komponenta struktūra, parādot saderību vai fāzes atdalīšanu, un pāreja no saderības uz fāzu atdalīšanu ir neizbēgama. izraisot ievērojamas izmaiņas sistēmas viskoelastībā [316, 317]. Pēdējos gados ir veikti daudzi pētījumi par daļēji saderīgu polimēru kompleksu sistēmu viskoelastisko izturēšanos. Pētījums rāda, ka savienojuma sistēmas reoloģiskā izturēšanās saderības zonā atspoguļo viendabīgas sistēmas īpašības. Fāzes atdalīšanas zonā reoloģiskā izturēšanās pilnīgi atšķiras no viendabīgās zonas un ārkārtīgi sarežģīta.

Izpratne par apvienošanas sistēmas reoloģiskajām īpašībām dažādās koncentrācijās, komponēšanas koeficienti, bīdes ātrumi, temperatūra utt. Ir ļoti nozīmīga pareizai apstrādes tehnoloģijas izvēlei, formulu racionālai izstrādei, stingrai produkta kvalitātes kontrolei un atbilstošai ražošanas samazināšanai samazinot ražošanu energy consumption. [309]. For example, for temperature-sensitive materials, the viscosity of the material can be changed by adjusting the temperature. Un uzlabot apstrādes veiktspēju; Izprast materiāla bīdes retināšanas zonu, atlasiet atbilstošo bīdes ātrumu, lai kontrolētu materiāla apstrādes veiktspēju un uzlabotu ražošanas efektivitāti.

1.4.3. Faktori, kas ietekmē savienojuma reoloģiskās īpašības

1.4.3.1 kompozīcija

Saliktā sistēmas fizikālās un ķīmiskās īpašības un iekšējā struktūra ir visaptverošs katra komponenta īpašību un mijiedarbības starp komponentu mijiedarbība. Tāpēc katra komponenta fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām ir izšķiroša loma salikšanas sistēmā. Dažādu polimēru savietojamības pakāpe ir ļoti atšķirīga, daži ir ļoti savietojami un daži ir gandrīz pilnīgi nesaderīgi.

1.4.3.2. Saliktā sistēmas attiecība

Polimēru savienojuma sistēmas viskozoelastība un mehāniskās īpašības ievērojami mainīsies, mainot savienojuma koeficientu. Tas notiek tāpēc, ka saliktā attiecība nosaka katra komponenta ieguldījumu savienojuma sistēmā, kā arī ietekmē katru komponentu. mijiedarbība un fāžu sadalījums. Xie Yajie et al. pētīja hitozānu/hidroksipropilcelulozi un atklāja, ka savienojuma viskozitāte ievērojami palielinās, palielinoties hidroksipropilcelulozes saturam [318]. Zhang Yayuan et al. Pētīja ksantāna gumijas un kukurūzas cietes kompleksu un atklāja, ka tad, kad ksantāna gumijas attiecība bija 10%, kompleksa sistēmas konsistences koeficients, ražas spriegums un šķidruma indekss ievērojami palielinājās. Acīmredzot [319].

1.4.3.3 bīdes ātrums

Lielākā daļa polimēru šķidrumu ir pseidoplastiski šķidrumi, kas neatbilst Ņūtona plūsmas likumam. Galvenā iezīme ir tā, ka viskozitāte pamatā nav mainīta zemas bīdes laikā, un viskozitāte strauji samazinās, palielinoties bīdes ātrumam [308, 320]. Polimēra šķidruma plūsmas līkni var aptuveni sadalīt trīs reģionos: zemas bīdes Ņūtona reģionā, bīdes retināšanas reģionā un augstas bīdes stabilitātes reģionā. Kad bīdes ātrumam ir tendence uz nulli, spriegums un celms kļūst lineārs, un šķidruma plūsmas izturēšanās ir līdzīga Ņūtona šķidruma uzvedībai. Šajā laikā viskozitātei ir tendence uz noteiktu vērtību, ko sauc par nulles bīdes viskozitāti η0. η0 atspoguļo maksimālo materiāla relaksācijas laiku un ir svarīgs polimēru materiālu parametrs, kas ir saistīts ar polimēra vidējo molekulmasu un viskozās plūsmas aktivizācijas enerģiju. Bīdes retināšanas zonā viskozitāte pakāpeniski samazinās, palielinoties bīdes ātrumam, un notiek “bīdes retināšanas” parādība. Šī zona ir tipiska plūsmas zona polimēru materiālu apstrādē. Augstas bīdes stabilitātes reģionā, jo bīdes ātrums turpina palielināties, viskozitātei ir tendence uz citu konstanti, bezgalīgo bīdes viskozitāti η∞, taču šo reģionu parasti ir grūti sasniegt.

1.4.3.4 Temperatūra

Temperatūra tieši ietekmē molekulu nejaušas termiskās kustības intensitāti, kas var ievērojami ietekmēt starpmolekulāru mijiedarbību, piemēram, difūziju, molekulāro ķēdes orientāciju un sapīšanos. Kopumā polimēru materiālu plūsmas laikā molekulāro ķēžu kustība tiek veikta segmentos; Palielinoties temperatūrai, palielinās brīvais tilpums un samazinās segmentu plūsmas pretestība, tāpēc viskozitāte samazinās. Tomēr dažiem polimēriem, palielinoties temperatūrai, starp ķēdēm rodas hidrofobiska saistība, tāpēc viskozitāte palielinās.

Dažādiem polimēriem ir atšķirīga jutība pret temperatūru, un vienam un tam pašam augstajam polimēram ir atšķirīga ietekme uz tā mehānisma darbību dažādos temperatūras diapazonos.

1.5. Pētniecības nozīme, pētniecības mērķis un šīs tēmas pētniecības saturs

1.5.1. Pētījuma nozīme

Lai arī HPMC ir drošs un ēdams materiāls, ko plaši izmanto pārtikas un medicīnas jomā, tam ir laba filmu veidošana, izkliedēšana, sabiezēšana un stabilizējoša īpašība. HPMC filmai ir arī laba caurspīdīgums, eļļas barjeras īpašības un mehāniskās īpašības. Tomēr tā augstā cena (apmēram 100 000/tonnu) ierobežo tās plašo pielietojumu, pat augstākas vērtības farmaceitiskās lietojumprogrammās, piemēram, kapsulās. Turklāt HPMC ir termiski izraisīts želeja, kas pastāv šķīduma stāvoklī ar zemu viskozitāti zemā temperatūrā un var veidot viskozu cietām vielām līdzīgu želeju augstā temperatūrā, tāpēc apstrādes procesi, piemēram, pārklājums, izsmidzināšana un iegremdēšana, tas tiek nēsāts augstā temperatūrā, kā rezultātā rodas liels enerģijas patēriņš un augstas ražošanas izmaksas. Īpašības, piemēram, zemāka viskozitāte un HPMC gēla stiprums zemā temperatūrā, daudzos lietojumos samazina HPMC apstrādājamību.

Turpretī HPS ir lēts (apmēram 20 000/tonnas) ēdams materiāls, ko plaši izmanto arī pārtikas un medicīnas jomā. Iemesls, kāpēc HPMC ir tik dārgs, ir tas, ka izejvielu celuloze, ko izmanto HPMC pagatavošanai, ir dārgāka nekā izejvielu cieti, ko izmanto HPS sagatavošanai. Turklāt HPMC ir potēts ar diviem aizvietotājiem - hidroksipropilu un metoksi. Tā rezultātā sagatavošanas process ir ļoti sarežģīts, tāpēc HPMC cena ir daudz augstāka nekā HPS. Šis projekts cer aizstāt dažus no dārgajiem HPMC ar zemām cenām HPS un samazināt produkta cenu, pamatojoties uz līdzīgu funkciju uzturēšanu.

Turklāt HPS ir auksts želeja, kas pastāv viskoelastīgā gēla stāvoklī zemā temperatūrā un veido plūstošu šķīdumu augstā temperatūrā. Tāpēc HPS pievienošana HPMC var samazināt HPMC gēla temperatūru un palielināt tā viskozitāti zemā temperatūrā. un želejas stiprums, uzlabojot tā apstrādājamību zemā temperatūrā. Turklāt HPS ēdamajai plēvei ir labas skābekļa barjeras īpašības, tāpēc HPS pievienošana HPMC var uzlabot ēdamās plēves skābekļa barjeras īpašības.

Rezumējot, HPMC un HPS kombinācija: pirmkārt, tam ir svarīga teorētiskā nozīme. HPMC ir karsts želeja, un HPS ir auksts želeja. Salīdzinot abus, teorētiski ir pārejas punkts starp karstajiem un aukstajiem želejiem. HPMC/HPS aukstā un karstā gēla savienojuma sistēmas un tās mehānisma izpētes izveidošana var sniegt jaunu veidu, kā izpētīt šāda veida aukstus un karstus apgrieztas fāzes gēla savienojuma sistēmas, ， izveidoja teorētiskas norādes. Otrkārt, tas var samazināt ražošanas izmaksas un uzlabot produktu peļņu. Apvienojot HPS un HPMC, ražošanas izmaksas var samazināt izejvielu un ražošanas enerģijas patēriņa ziņā, un produkta peļņu var ievērojami uzlabot. Treškārt, tas var uzlabot apstrādes veiktspēju un paplašināt lietojumprogrammu. HPS pievienošana var palielināt HPMC koncentrāciju un želejas stiprību zemā temperatūrā un uzlabot tā apstrādes veiktspēju zemā temperatūrā. Turklāt produkta veiktspēju var uzlabot. Pievienojot HPS, lai sagatavotu HPMC/HPS ēdamo kompozītmateriālu, var uzlabot ēdamās plēves skābekļa barjeras īpašības.

Polimēru savienojuma sistēmas savietojamība var tieši noteikt savienojuma mikroskopiskās morfoloģijas un visaptverošās īpašības, īpaši mehāniskās īpašības. Tāpēc ir ļoti svarīgi izpētīt HPMC/HPS savienojuma sistēmas saderību. Gan HPMC, gan HPS ir hidrofili polisaharīdi ar tādu pašu strukturālo vienību-glikozi un modificēti ar vienas un tās pašas funkcionālās grupas hidroksipropilu, kas ievērojami uzlabo HPMC/HPS savienojuma sistēmas saderību. Tomēr HPMC ir auksts želeja, un HPS ir karsts želeja, un abu apgrieztā gēla izturēšanās noved pie HPMC/HPS savienojuma sistēmas fāzes atdalīšanas parādības. Rezumējot, HPMC/HPS aukstā karstā gēla kompozītmateriālu sistēmas fāzu morfoloģija un fāzes pāreja ir diezgan sarežģīta, tāpēc šīs sistēmas savietojamība un fāzes atdalīšana būs ļoti interesanta.

Polimēru kompleksu sistēmu morfoloģiskā struktūra un reoloģiskā izturēšanās ir savstarpēji saistīta. No vienas puses, reoloģiskā izturēšanās apstrādes laikā ļoti ietekmēs sistēmas morfoloģisko struktūru; No otras puses, sistēmas reoloģiskā izturēšanās var precīzi atspoguļot sistēmas morfoloģiskās struktūras izmaiņas. Tāpēc ir ļoti svarīgi izpētīt HPMC/HPS savienojuma sistēmas reoloģiskās īpašības ražošanas, apstrādes un kvalitātes kontroles vadīšanai.

Makroskopiskās īpašības, piemēram, morfoloģiskā struktūra, HPMC/HPS aukstā un karstā gēla savienojuma sistēmas savietojamība un reoloģija, ir dinamiskas, un tās ietekmē virkne faktoru, piemēram, šķīduma koncentrācija, savienojošā attiecība, bīdes ātrums un temperatūra. Saistību starp mikroskopisko morfoloģisko struktūru un kompozītmateriāla sistēmas makroskopiskajām īpašībām var regulēt, kontrolējot kompozītu sistēmas morfoloģisko struktūru un savietojamību.

1.5.2 Pētniecības mērķis

Tika konstruēta HPMC/HPS aukstā un karstā apgrieztā fāzes gēla savienojuma sistēma, tika pētīta tās reoloģiskās īpašības un tika izpētīta komponentu fizikālās un ķīmiskās struktūras ietekme, savienojošā attiecība un apstrādes apstākļi uz sistēmas reoloģiskajām īpašībām. Tika sagatavota HPMC/HPS ēdamā kompozītmateriāla plēve, un tika pētītas tādas makroskopiskās īpašības kā mehāniskās īpašības, gaisa caurlaidība un filmas optiskās īpašības, kā arī tika izpētīti ietekmējošie faktori un likumi. Sistemātiski izpētiet HPMC/HPS aukstā un karstā apgrieztā fāzes gēla kompleksa sistēmas fāžu pāreju, savietojamību un fāžu atdalīšanu, izpētiet tā ietekmējošos faktorus un mehānismus un nosaka saistību starp mikroskopisko morfoloģisko struktūru un makroskopiskajām īpašībām. Kompozītā sistēmas morfoloģisko struktūru un savietojamību izmanto, lai kontrolētu kompozītmateriālu īpašības.

1.5.3 Pētniecības saturs

(1) Construct the HPMC/HPS cold and hot reversed-phase gel compound system, and use a rheometer to study the rheological properties of the compound solution, especially the effects of concentration, compounding ratio and shear rate on the viscosity and flow index of saliktā sistēma. The influence and law of rheological properties such as thixotropy and thixotropy were investigated, and the formation mechanism of cold and hot composite gel was preliminarily explored.

(2) Tika sagatavota HPMC/HPS ēdamā kompozītmateriāla plēve, un, lai izpētītu katra komponenta raksturīgo īpašību ietekmi un kompozīcijas attiecību, tika izmantots skenēšanas elektronu mikroskops, un kompozīcijas plēves mikroskopiskās morfoloģijas ietekmi; Mehāniskās īpašības testeris tika izmantots, lai izpētītu katra komponenta raksturīgās īpašības, saliktā plēves sastāvu, ko attiecība un vides relatīvais mitrums ietekmē kompozītmateriāla plēves mehāniskās īpašības; Skābekļa pārraides ātruma testera un UV-VIS spektrofotometra izmantošana, lai izpētītu komponentu raksturīgo īpašību un savienojuma attiecību ietekmi uz kompozītā plēves skābekļa un gaismas pārraides īpašībām. Karstā apgrieztā gēla kompozītmateriālu sistēma tika pētīta ar skenējošu elektronu mikroskopiju, termogravimetrisko analīzi un dinamisko termomehānisko analīzi.

(3) Tika izveidota saistība starp HPMC/HPS aukstā apgrieztā gēla kompozītmateriālu sistēmas mikroskopisko morfoloģiju un mehāniskajām īpašībām. Tika sagatavota HPMC/HPS ēdamā kompozītmateriāla plēve, un savienojuma koncentrācijas un savienojuma attiecības ietekme uz parauga fāzes sadalījumu un fāzes pāreju tika pētīta ar optisko mikroskopu un joda krāsošanas metodi; Tika izveidotas savienojuma koncentrācijas un savienojuma koeficienta ietekme uz paraugu mehāniskajām īpašībām un gaismas pārraides īpašībām. Tika izpētīta saistība starp HPMC/HPS aukstā apgrieztā gēla kompozītmateriālu sistēmas mikrostruktūru un mehāniskajām īpašībām.

(4) HPS aizvietošanas pakāpes ietekme uz HPMC/HPS aukstā karstā apgrieztā fāzes gēla kompozītmateriālu sistēmas reoloģiskajām īpašībām un gēla īpašībām. HPS aizvietošanas pakāpes, bīdes ātruma un temperatūras ietekme uz savienojuma sistēmas viskozitāti un citām reoloģiskajām īpašībām, kā arī gēla pārejas punkta, moduļa frekvences atkarība un citas gēla īpašības un to likumi tika pētīti, izmantojot reometru. Paraugu no temperatūras atkarīgā fāžu sadalījums un fāzes pāreja tika pētīta ar joda krāsošanu, un tika aprakstīta HPMC/HPS aukstā karstā apgrieztā fāzes gela kompleksa sistēmas želācijas mehānisms.

(5) HPS ķīmiskās struktūras modifikācijas ietekme uz makroskopiskajām īpašībām un HPMC/HPS auksti karstā apgrieztā fāzes gēla kompozītmateriālu sistēmas savietojamība. Tika sagatavota HPMC/HPS ēdamā kompozītmateriāla plēve, un HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpes ietekme uz kompozītmateriāla plēves kristāla struktūru un mikro-domēna struktūru tika pētīta ar sinhrotrona starojuma maza leņķa rentgenstaru izkliedes tehnoloģiju. HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpes ietekmi uz kompozītmateriāla membrānas mehāniskajām īpašībām pētīja mehāniskās īpašības testeris; HPS aizvietošanas pakāpes ietekmi uz kompozītmateriāla membrānas skābekļa caurlaidību pētīja ar skābekļa caurlaidības testeri; Grupas aizstāšanas pakāpes HPS hidroksipropila ietekme uz HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju termisko stabilitāti.

2. nodaļa HPMC/HPS savienojuma sistēmas reoloģiskais pētījums

Dabas uz polimēru balstītas ēdamās plēves var sagatavot ar samērā vienkāršu mitru metodi [321]. Pirmkārt, polimērs tiek izšķīdināts vai izkliedēts šķidrā fāzē, lai sagatavotu ēdamu plēvi veidojošu šķidrumu vai plēves veidojošu suspensiju, un pēc tam koncentrējoties, noņemot šķīdinātāju. Šeit operāciju parasti veic, žāvējot nedaudz augstākā temperatūrā. Šo procesu parasti izmanto, lai ražotu fasētas ēdamas plēves vai pārklātu produktu tieši ar plēvju veidojošu šķīdumu, iegremdējot, mazgājot vai izsmidzinot. Ēdamas plēvju apstrādes dizainam ir jāiegūst precīzi plēves veidojošā šķidruma reoloģiski dati, kuriem ir liela nozīme ēdamo iepakojuma filmu un pārklājumu produktu kvalitātes kontrolē [322].

HPMC ir termiska līme, kas veido želeju augstā temperatūrā un atrodas šķīduma stāvoklī zemā temperatūrā. Šī termiskā gēla īpašība padara viskozitāti zemā temperatūrā ļoti zemu, kas neveicina īpašos ražošanas procesus, piemēram, iegremdēšanu, tīrīšanu un iegremdēšanu. darbība, kā rezultātā zemā temperatūrā ir slikta apstrādājama. Turpretī HPS ir auksts želeja, viskoza gēla stāvoklis zemā temperatūrā un augsta temperatūra. Zemas viskozitātes šķīduma stāvoklis. Tāpēc, apvienojot abus, HPMC reoloģiskās īpašības, piemēram, viskozitāte zemā temperatūrā, var zināmā mērā līdzsvarot.

Šajā nodaļā uzmanība tiek pievērsta šķīduma koncentrācijas, salikšanas koeficienta un temperatūras ietekmei uz reoloģiskajām īpašībām, piemēram, nulles bīdes viskozitāti, plūsmas indeksu un tiksotropiju HPMC/HPS aukstā karstā apgrieztā gēla savienojuma sistēmā. The addition rule is used to preliminarily discuss the compatibility of the compound system.

2.2 Eksperimentālā metode

2.2.1. HPMC/HPS savienojuma šķīduma sagatavošana

Vispirms nosver HPMC un HPS sauso pulveri un samaisiet atbilstoši 15% (masas) koncentrācijai un dažādām attiecībām 10: 0, 7: 3, 5: 5, 3: 7, 0:10; Pēc tam pievienojiet 70 ° C C ūdenī, ātri samaisiet 30 minūtes ar ātrumu 120 apgr./min/min, lai pilnībā izkliedētu HPMC; Pēc tam uzkarsē šķīdumu virs 95 ° C, 1 stundu ātri samaisiet ar tādu pašu ātrumu, lai pilnībā želatizētu HPS; Želatinizācija tiek pabeigta pēc tam, šķīduma temperatūra tika ātri samazināta līdz 70 ° C, un HPMC tika pilnībā izšķīdināts, maisot ar lēnu ātrumu 80 apgr./min/min 40 minūtes. (Visi šajā rakstā W/W ir: parauga/kopējā šķīduma masas sausā bāzes masa).

2.2.2. HPMC/HPS savienojuma sistēmas reoloģiskās īpašības

Rotācijas reometrs ir aprīkots ar paralēlu skavu augšu un uz leju pāri, un, izmantojot relatīvo kustību starp skavām, var realizēt vienkāršu bīdes plūsmu. Reometru var pārbaudīt soļa režīmā, plūsmas režīmā un svārstību režīmā: soļa režīmā reometrs paraugam var piemērot pārejošu spriegumu, ko galvenokārt izmanto, lai pārbaudītu pārejošu raksturlielumu un parauga vienmērīga stāvokļa laika. Novērtēšana un viskozoelastiskā reakcija, piemēram, stresa relaksācija, šļūde un atveseļošanās; Plūsmas režīmā reometrs paraugā var piemērot lineāru spriegumu, ko galvenokārt izmanto, lai pārbaudītu parauga viskozitātes atkarību no bīdes ātruma un viskozitātes atkarību no temperatūras un tiksotropijas; Svārstības režīmā reometrs var radīt sinusoidālu mainīgu svārstīgu spriegumu, ko galvenokārt izmanto lineārā viskoelastīgā reģiona noteikšanai, parauga termiskās stabilitātes novērtēšanai un želācijas temperatūrai.

2.2.2.2 Plūsmas režīma testa metode

Tika izmantots paralēla plāksnes armatūra ar diametru 40 mm, un plāksnes atstatums tika iestatīts uz 0,5 mm.

1. Viskozitāte mainās ar laiku. Pārbaudes temperatūra bija 25 ° C, bīdes ātrums bija 800 S-1, un testa laiks bija 2500 s.

2. Viskozitāte mainās atkarībā no bīdes ātruma. Testa temperatūra 25 ° C, pirms bīdes ātrums 800 S-1, pirms bīdes laiks 1000 s; Bīdes ātrums 10²-10³S.

Bīdes spriegums (τ) un bīdes ātrums (γ) seko Ostwald-de Waele Power likumam:

̇Τ = k.γ n (2-1)

kur τ ir bīdes spriegums, PA;

n ir likviditātes indekss;

K ir viskozitātes koeficients, pa · sn.

Attiecības starp viskozitāti (ŋ) no polimēra šķīduma un bīdes ātrumu (γ) var uzstādīt Carren modulis:

Viņu vidū,ŋ0bīdes viskozitāte, PA S;

ŋ∞ir bezgalīga bīdes viskozitāte, pa s;

λi relaksācijas laiks, s;

n ir bīdes retināšanas indekss ；

3. Trīs posmu tiksotropijas testa metode. Pārbaudes temperatūra ir 25 ° C, a. Stacionārā stadija, bīdes ātrums ir 1 S-1, un testa laiks ir 50 s; b. Bīdes posms, bīdes ātrums ir 1000 S-1, un testa laiks ir 20 s; c. Struktūras atgūšanas process, bīdes ātrums ir 1 S-1, un testa laiks ir 250 s.

Struktūras atgūšanas procesā struktūras atgūšanas pakāpi pēc atšķirīga atveseļošanās laika izsaka ar viskozitātes atveseļošanās ātrumu:

Dsr = ŋt ⁄ ŋ╳100%

Viņu vidū,ŋt ir viskozitāte strukturālās atveseļošanās laikā ts, pa s;

hŋir viskozitāte pirmā posma beigās, PA s.

2.3 Rezultāti un diskusija

2.3.1. Bīdes laika ietekme uz savienojuma sistēmas reoloģiskajām īpašībām

Pastāvīgā bīdes ātrumā šķietamā viskozitāte var parādīt atšķirīgas tendences, pieaugot bīdes laikam. 2-1. Attēlā parādīta tipiska viskozitātes līkne salīdzinājumā ar laiku HPMC/HPS savienojuma sistēmā. No figūras var redzēt, ka, pagarinot bīdes laiku, šķietamā viskozitāte nepārtraukti samazinās. Kad cirpšanas laiks sasniedz apmēram 500 s, viskozitāte sasniedz stabilu stāvokli, kas norāda, ka savienojuma sistēmas viskozitātei ātrgaitas bīdes gadījumā ir noteikta vērtība. Laika atkarība, tas ir, tiksotropija tiek parādīta noteiktā laika diapazonā.

Tāpēc, izpētot savienojuma sistēmas viskozitātes variācijas likumu ar bīdes ātrumu, pirms reālā līdzsvara stāvokļa bīdes testa ir nepieciešams noteikts ātrgaitas pirmsapstrādes periods, lai novērstu tiksotropijas ietekmi uz savienojuma sistēmu . Tādējādi tiek iegūts viskozitātes variācijas likums ar bīdes ātrumu kā vienu faktoru. Šajā eksperimentā visu paraugu viskozitāte sasniedza vienmērīgu stāvokli pirms 1000 s ar augstu bīdes ātrumu 800 1/s ar laiku, kas šeit nav attēlots. Tāpēc turpmākajā eksperimentālajā dizainā tika pieņemta pirms bīdes 1000 s ar augstu bīdes ātrumu 800 1/s, lai novērstu visu paraugu tiksotropijas ietekmi.

2.3.2. Koncentrācijas ietekme uz savienojuma sistēmas reoloģiskajām īpašībām

Parasti polimēru šķīdumu viskozitāte palielinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai. 2-2. Attēlā parādīta koncentrācijas ietekme uz HPMC/HPS formulējumu viskozitātes atkarību no bīdes ātruma. No attēla mēs redzam, ka ar tādu pašu bīdes ātrumu savienojuma sistēmas viskozitāte pakāpeniski palielinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai. HPMC/HPS savienojumu šķīdumu viskozitāte ar dažādām koncentrācijām pakāpeniski samazinājās, palielinoties bīdes ātrumam, parādot acīmredzamu bīdes retināšanas parādību, kas norādīja, ka savienojuma šķīdumi ar dažādām koncentrācijām piederēja pseidoplastiskiem šķidrumiem. Tomēr viskozitātes bīdes ātruma atkarība no šķīduma koncentrācijas izmaiņām parādīja atšķirīgu tendenci. Kad šķīduma koncentrācija ir zema, kompozītmateriāla šķīduma bīdes retināšanas parādība ir maza; Palielinoties šķīduma koncentrācijai, kompozītmateriāla šķīduma bīdes retināšanas parādība ir acīmredzamāka.

2.3.2.1. Koncentrācijas ietekme uz saliktu sistēmas nulles bīdes viskozitāti

Carren modelim tika uzstādītas savienojuma sistēmas viskozitātes bīdes ātruma līknes dažādās koncentrācijās, un savienojuma šķīduma nulles bīdes viskozitāte tika ekstrapolēta (0,9960 <r₂ <0,9997). Koncentrācijas ietekmi uz saliktā šķīduma viskozitāti var turpināt pētīt, izpētot saistību starp nulles bīdes viskozitāti un koncentrāciju. No 2-3. Attēla var redzēt, ka saistība starp nulles bīdes viskozitāti un saliktā risinājuma koncentrāciju seko varas likumam:

Divkāršajā logaritmiskajā koordinātā, atkarībā no slīpuma M lieluma, var redzēt, ka atkarība no koncentrācijas rada divas dažādas tendences. Saskaņā ar dio-edward teoriju zemā koncentrācijā slīpums ir augstāks (M = 11,9, R2 = 0,9942), kas pieder atšķaidamam šķīdumam; Lai arī augstā koncentrācijā slīpums ir salīdzinoši zems (M = 2,8, R2 = 0,9822), kas pieder pie subkoncentrēta šķīduma. Tāpēc savienojuma sistēmas kritisko koncentrāciju C* var noteikt, ka šo divu reģionu krustojumā ir 8%. Saskaņā ar kopējo saistību starp dažādiem stāvokļiem un polimēru koncentrāciju šķīdumā tiek piedāvāts HPMC/HPS savienojuma sistēmas molekulārā stāvokļa modelis zemas temperatūras šķīdumā, kā parādīts 2-3. Attēlā.

HPS ir auksts želeja, tas ir gēla stāvoklis zemā temperatūrā, un tas ir šķīduma stāvoklis augstā temperatūrā. Pārbaudes temperatūrā (25 ° C) HPS ir gēla stāvoklis, kā parādīts attēlā zilā tīkla apgabalā; Tieši pretēji, HPMC ir karsts želeja, testa temperatūrā tas atrodas šķīduma stāvoklī, kā parādīts sarkanās līnijas molekulā.

C <C*atšķaidītā šķīdumā HPMC molekulārās ķēdes galvenokārt pastāv kā neatkarīgas ķēdes struktūras, un izslēgtais tilpums padara ķēdes atsevišķi viens no otra; Turklāt HPS gēla fāze mijiedarbojas ar dažām HPMC molekulām, veidojot visu formu, un HPMC neatkarīgas molekulārās ķēdes pastāv atsevišķi viena no otras, kā parādīts 2-2a. Attēlā.

Palielinoties koncentrācijai, attālums starp neatkarīgajām molekulārajām ķēdēm un fāžu reģioniem pakāpeniski samazinājās. When the critical concentration C* is reached, the HPMC molecules interacting with the HPS gel phase gradually increase, and the independent HPMC molecular chains begin to connect with each other, forming the HPS phase as the gel center, and the HPMC molecular chains are intertwined un savienots viens ar otru. Mikrogela stāvoklis ir parādīts 2-2B. Attēlā.

Turpinot koncentrācijas palielināšanos, c> c*, attālums starp HPS gēla fāzēm tiek vēl vairāk samazināts, un sapinušās HPMC polimēru ķēdes un HPS fāzes reģions kļūst sarežģītāks, un mijiedarbība ir intensīvāka, tāpēc šķīdumam uzvedība uzvedībā uzvedībā uzvedībā uzvedībā uzvedībā uzvedībā uzvedība uzvedībai uzvedībā uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedība uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedība uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai uzvedībai. Līdzīgi kā polimēru kūst, kā parādīts 2-2c. Attēlā.

2.3.2.2. Koncentrācijas ietekme uz saliktā sistēmas šķidruma izturēšanos

Ostwald-de Waele Power likumu (sk. Formula (2-1)) tiek izmantots, lai pielāgotu savienojuma sistēmas bīdes sprieguma un bīdes ātruma līknes (nav parādītas tekstā) ar atšķirīgu koncentrāciju, kā arī plūsmas indeksu N un viskozitātes koeficients K var iegūt. , uzstādīšanas rezultāts ir tāds, kā parādīts 2-1. Tabulā.

HPS/HPMC šķīduma ar dažādu koncentrāciju 25 ° C tabulā plūsmas uzvedības indekss (n) un šķidruma konsistences indekss (k) ar dažādu koncentrāciju 25 ° C

Ņūtona šķidruma plūsmas eksponents ir n = 1, pseidoplastiskā šķidruma plūsmas eksponents ir n <1, un tālāks n atšķiras no 1, jo spēcīgāka šķidruma pseidoplastika, un atšķaidītā šķidruma plūsmas eksponents ir n> 1. No 2-1. Tabulas var redzēt, ka savienojumu šķīdumu N vērtības ar dažādām koncentrācijām ir mazākas par 1, norādot, ka salikti šķīdumi ir visi pseidoplastiskie šķidrumi. Zemā koncentrācijā atjaunotā šķīduma N vērtība ir tuvu 0, kas norāda, ka zemas koncentrācijas savienojuma šķīdums ir tuvu Ņūtona šķidrumam, jo ​​zemas koncentrācijas savienojuma šķīdumā polimēru ķēdes pastāv neatkarīgi viens no otra. Palielinoties šķīduma koncentrācijai, savienojuma sistēmas N vērtība pakāpeniski samazinājās, kas norādīja, ka koncentrācijas palielināšanās pastiprina savienojuma šķīduma pseidoplastisko izturēšanos. Mijiedarbība, piemēram, sapīšana, notika starp HPS fāzi un ar to, un tās plūsmas izturēšanās bija tuvāk polimēru kūstai.

Zemā koncentrācijā savienojuma sistēmas viskozitātes koeficients K ir mazs (C <8%, K <1 pa · Sn), un, palielinoties koncentrācijai, savienojuma sistēmas K vērtība pakāpeniski palielinās, norādot, ka viskozitāte viskozitāte Saliktā sistēma samazinājās, kas atbilst nulles bīdes viskozitātes atkarībai no koncentrācijas.

2.3.3. Salīdzināšanas koeficienta ietekme uz salikšanas sistēmas reoloģiskajām īpašībām

2-4. Att. Viskozitāte pret HPMC/HPS šķīduma bīdes ātrumu ar atšķirīgu maisījuma attiecību 25 ° C

2-2. Tabula. HPS/HPMC šķīduma ar dažādu maisījumu attiecību 25 ° plūsmas uzvedības indekss (n) un šķidruma konsistences indekss (k) ar dažādu maisījuma attiecību

2-4. Attēlā parādīta salikšanas koeficienta ietekme uz HPMC/HPS savienojošā šķīduma viskozitātes atkarību no bīdes ātruma. No attēla var redzēt, ka savienojuma sistēmas viskozitāte ar zemu HPS saturu (HPS <20%) būtiski nemainās, palielinoties bīdes ātrumam, galvenokārt tāpēc, ka savienojuma sistēmā ar zemu HPS saturu HPMC šķīduma stāvoklī Zemā temperatūrā ir nepārtraukta fāze; Saliktā sistēmas viskozitāte ar augstu HPS saturu pakāpeniski samazinās, palielinoties bīdes ātrumam, parādot acīmredzamu bīdes retināšanas parādību, kas norāda, ka savienojuma šķīdums ir pseidoplastisks šķidrums. Tajā pašā bīdes ātrumā savienojuma šķīduma viskozitāte palielinās, palielinoties HPS saturam, kas galvenokārt ir tāpēc, ka HPS ir viskozākā gēla stāvoklī zemā temperatūrā.

Izmantojot Ostwald-De Waele Power likumu (sk. Formula (2-1)), lai pielāgotos savienojumu sistēmu bīdes sprieguma bīdes ātruma līknēm (nav parādītas tekstā) ar atšķirīgu savienojuma attiecību, plūsmas eksponentu N un viskozitātes koeficientu K, uzstādīšanas rezultāti ir parādīti 2-2. Tabulā. No tabulas var redzēt, ka 0,9869 <r2 <0,9999, montāžas rezultāts ir labāks. Saliktā sistēmas plūsmas indekss n pakāpeniski samazinās, palielinoties HPS saturam, savukārt viskozitātes koeficients K parāda pakāpeniski pieaugošu tendenci, palielinoties HPS saturam, norādot, ka HPS pievienošana padara savienojuma risinājumu viskozāku un grūti plūstošu . Šī tendence saskan ar Zhang pētījumu rezultātiem, bet tajā pašā salikšanas attiecībā saliktā šķīduma N vērtība N vērtība ir augstāka nekā Zhang rezultāts [305], kas galvenokārt ir tāpēc, ka šajā eksperimentā tika veikta iepriekšēja brīža, lai novērstu tiksotropijas ietekmi tiek izslēgts; Zhang rezultāts ir tiksotropijas un bīdes ātruma kombinētās darbības rezultāts; Šo divu metožu atdalīšana tiks sīki apskatīta 5. nodaļā.

2.3.3.1

Saistība starp viendabīgo polimēru savienojuma sistēmas reoloģiskajām īpašībām un komponentu reoloģiskās īpašības sistēmā atbilst logaritmiskās summēšanas noteikumam. Divkomponentu savienojuma sistēmai sakarību starp savienojuma sistēmu un katru komponentu var izteikt ar šādu vienādojumu:

Starp tiem F ir sarežģītās sistēmas reoloģiskās īpašības parametrs;

F1, F2 ir attiecīgi 1. un 2. komponenta reoloģiskie parametri;

∅1 un ∅2 ir attiecīgi 1. un 2. komponenta masas frakcijas un ∅1 ∅2.

Tāpēc savienojuma sistēmas nulles bīdes viskozitāte pēc savienojuma ar dažādiem salikšanas attiecībām var aprēķināt atbilstoši logaritmiskajai summēšanas principam, lai aprēķinātu atbilstošo paredzamo vērtību. Salikto šķīdumu eksperimentālās vērtības ar dažādām savienojuma attiecībām joprojām tika ekstrapolētas, carren uzstādot viskozitātes bīdes ātruma līkni. HPMC/HPS savienojuma sistēmas nulles bīdes viskozitātes prognozētā vērtība tiek salīdzināta ar eksperimentālo vērtību, kā parādīts 2-5. Attēlā.

Attēlā redzamā līnijas daļa ir savienojuma šķīduma nulles bīdes viskozitātes paredzamā vērtība, kas iegūta ar logaritmiskās summas noteikumu, un punktētās līnijas diagramma ir savienojuma sistēmas eksperimentālā vērtība ar atšķirīgām savienojošām attiecībām. No attēla var redzēt, ka saliktā šķīduma eksperimentālā vērtība uzrāda noteiktu pozitīvu negatīvu izvēli attiecībā pret salikšanas noteikumu, norādot, ka savienojuma sistēma nevar sasniegt termodinamisko savietojamību, un savienojuma sistēma ir nepārtraukta fāzes izzušana pie Zema temperatūra divfāžu sistēmas “jūras salu” struktūra; un, nepārtraukti samazinot HPMC/HPS savienojošo koeficientu, komponēšanas sistēmas nepārtrauktā fāze mainījās pēc salikšanas koeficienta bija 4: 6. Nodaļā sīki apskatīts pētījums.

No attēla var skaidri redzēt, ka tad, kad HPMC/HPS savienojuma attiecība ir liela, savienojuma sistēmai ir negatīva novirze, kas var būt tāpēc, ka augstā viskozitāte HPS ir sadalīta izkliedētā fāzes stāvoklī zemākā viskozitātes HPMC nepārtrauktā fāzes vidējā vidējā līmenī . Palielinoties HPS saturam, saliktā sistēmā ir pozitīva novirze, norādot, ka šajā laikā saliktajā sistēmā notiek nepārtrauktas fāzes pāreja. HP ar augstu viskozitāti kļūst par nepārtrauktu savienojuma sistēmas fāzi, savukārt HPMC ir izkliedēts nepārtrauktā HPS fāzē vienveidīgākā stāvoklī.

2.3.3.2. Salīdzināšanas koeficienta ietekme uz salikšanas sistēmas šķidruma izturēšanos

2-6. Attēlā parādīts saliktās sistēmas plūsmas indekss N kā HPS satura funkcija. Tā kā plūsmas indekss N ir uzstādīts no logaritmiskās koordinātas, n šeit ir lineāra summa. No attēla var redzēt, ka, palielinoties HPS saturam, savienojuma sistēmas plūsmas indekss N pakāpeniski samazinās, norādot, ka HPS samazina savienotā šķīduma Ņūtona šķidruma īpašības un uzlabo tā pseidoplastisko šķidruma izturēšanos. Apakšējā daļa ir želejas stāvoklis ar augstāku viskozitāti. No attēla var arī redzēt, ka saistība starp savienojuma sistēmas plūsmas indeksu un HPS saturs atbilst lineārai attiecībai (R2 ir 0,98062), tas parāda, ka savienojuma sistēmai ir laba saderība.

2.3.3.3. Salīdzināšanas koeficienta ietekme uz savienošanas sistēmas viskozitātes koeficientu

2-7. Attēlā parādīts saliktā šķīduma viskozitātes koeficients K kā HPS satura funkcija. No attēla var redzēt, ka tīra HPMC K vērtība ir ļoti maza, savukārt tīra HP vērtība ir lielākā, kas ir saistīta ar HPMC un HPS gēla īpašībām, kas attiecīgi atrodas šķīdumā un gel zema temperatūra. Ja zemas viskozitātes komponenta saturs ir augsts, tas ir, ja HPS saturs ir zems, saliktā šķīduma viskozitātes koeficients ir tuvu zemas viskozitātes komponenta HPMC; Kamēr augstas viskozitātes komponenta saturs ir augsts, savienojuma šķīduma K vērtība palielinās, ievērojami palielinājās, kas liecināja, ka HPS palielināja HPMC viskozitāti zemā temperatūrā. Tas galvenokārt atspoguļo nepārtrauktās fāzes viskozitātes ieguldījumu savienojuma sistēmas viskozitātē. Dažādos gadījumos, kad zemas viskozitātes komponents ir nepārtrauktā fāze un augstas viskozitātes komponents ir nepārtrauktā fāze, nepārtrauktās fāzes viskozitātes ieguldījums savienojuma sistēmas viskozitātē acīmredzami ir atšķirīgs. Ja zemas viskozitātes HPMC ir nepārtraukta fāze, savienojuma sistēmas viskozitāte galvenokārt atspoguļo nepārtrauktās fāzes viskozitātes ieguldījumu; un, kad augstas viskozitātes HPS ir nepārtraukta fāze, HPMC kā izkliedētā fāze samazinās augstas viskozitātes HPS viskozitāti. efekts.

2.3.4 Tiksotropija

Tiksotropiju var izmantot, lai novērtētu vielu vai vairāku sistēmu stabilitāti, jo tiksotropija var iegūt informāciju par iekšējo struktūru un bojājuma pakāpi bīdes spēka gadījumā [323-325]. Tiksotropiju var korelēt ar laika efektiem un bīdes vēsturi, kas izraisa mikrostrukturālas izmaiņas [324, 326]. Trīspakāpju tiksotropā metode tika izmantota, lai izpētītu dažādu savienojošo koeficientu ietekmi uz salikšanas sistēmas tiksotropajām īpašībām. Kā redzams 2.-5. Attēlā, visiem paraugiem bija dažādas tiksotropijas pakāpes. Pēc zema bīdes ātruma savienojuma šķīduma viskozitāte ievērojami palielinājās, palielinoties HPS saturam, kas saskanēja ar nulles bīdes viskozitātes maiņu ar HPS saturu.

Kompozītā paraugu strukturālās atjaunošanās pakāpi dažādos atjaunošanās laikā aprēķina ar formulu (2-3), kā parādīts 2-1. Tabulā. Ja DSR <1, paraugam ir zema bīdes pretestība, un paraugs ir tiksotropisks; Un otrādi, ja DSR> 1, paraugam ir anti-thixotropy. No galda mēs redzam, ka Pure HPMC DSR vērtība ir ļoti augsta, gandrīz 1, tas notiek tāpēc, ka HPMC molekula ir stingra ķēde, un tās relaksācijas laiks ir īss, un struktūra tiek ātri atgūta ar lielu bīdes spēku. HPS DSR vērtība ir salīdzinoši zema, kas apstiprina tās spēcīgās tiksotropās īpašības, galvenokārt tāpēc, ka HPS ir elastīga ķēde un tās relaksācijas laiks ir ilgs. Pārbaudes laika posmā struktūra pilnībā neatgūstas.

Saliktā šķīduma gadījumā tajā pašā atveseļošanās laikā, kad HPMC saturs ir lielāks par 70%, DSR strauji samazinās, palielinoties HPS saturu, jo HPS molekulārā ķēde ir elastīga ķēde un stingro molekulāro ķēžu skaits Savienojuma sistēmā palielinās, pievienojot HPS. Ja tas ir samazināts, tiek pagarināts savienojuma sistēmas kopējā molekulārā segmenta relaksācijas laiks, un savienojuma sistēmas tiksotropiju nevar ātri atgūt ar lielu bīdes darbību. Ja HPMC saturs ir mazāks par 70%, DSR palielinās, palielinoties HPS saturam, kas norāda, ka savienojuma sistēmā ir mijiedarbība starp HPS un HPMC molekulārajām ķēdēm, kas uzlabo vispārējo molekulārā stingrību Segmenti saliktā sistēmā un saīsina savienojuma sistēmas relaksācijas laiku, un tiksotropija tiek samazināta.

Turklāt saliktās sistēmas DSR vērtība bija ievērojami zemāka nekā tīra HPMC, kas norādīja, ka HPMC tiksotropija ir ievērojami uzlabojusies, apvienojot. Lielākās daļas paraugu DSR vērtības savienojuma sistēmā bija lielākas nekā tīras HPS, norādot, ka HPS stabilitāte zināmā mērā tika uzlabota.

No tabulas var arī redzēt, ka dažādos atkopšanas laikos DSR vērtības visas parāda zemāko punktu, kad HPMC saturs ir 70%un ja cietes saturs ir lielāks par 60%, kompleksa DSR vērtība ir augstāka nekā tīra HPS. DSR vērtības 10 sekundes laikā no visiem paraugiem ir ļoti tuvu galīgajām DSR vērtībām, kas norāda, ka kompozītmateriālu sistēmas struktūra galvenokārt ir pabeigta lielāko daļu struktūras atjaunošanās uzdevumu 10 sekunžu laikā. Ir vērts atzīmēt, ka saliktie paraugi ar augstu HPS saturu parādīja tendenci pieaugt sākumā un pēc tam samazināties, pagarinot atveseļošanās laiku, kas norādīja, ka saliktie paraugi arī parādīja noteiktu tiksotropijas pakāpi zemas bīdes darbībā un darbībā un darbībā un un ar zemu bīdes darbību un darbību un darbību un darbību un darbību un darbību un darbību un darbību un darbību un darbību un un to struktūra ir nestabilāka.

Trīspakāpju tiksotropijas kvalitatīvā analīze atbilst paziņotajiem tiksotropā gredzena testa rezultātiem, bet kvantitatīvās analīzes rezultāti ir pretrunā ar tiksotropā gredzena testa rezultātiem. HPMC/HPS savienojuma sistēmas tiksotropija tika izmērīta ar tiksotropā gredzena metodi, palielinoties HPS saturam [305]. Vispirms deģenerācija samazinājās un pēc tam palielinājās. Tiksotropā gredzena tests var tikai spekulēt par tiksotropās parādības esamību, bet to nevar apstiprināt, jo tiksotropiskais gredzens ir vienlaicīgas bīdes laika un bīdes ātruma darbības rezultāts [325-327].

2.4. Šīs nodaļas kopsavilkums

Šajā nodaļā kā galvenās izejvielas tika izmantotas termiskās gēla HPMC un aukstā gēla HPS, lai izveidotu divfāžu saliktu sistēmu ar auksto un karstu želeju. Reoloģisko īpašību, piemēram, viskozitātes, plūsmas modeļa un tiksotropijas ietekme, ietekme. Saskaņā ar izplatīto saistību starp dažādiem stāvokļiem un polimēru koncentrāciju šķīdumā tiek ierosināts HPMC/HPS savienojuma sistēmas molekulārā stāvokļa modelis zemas temperatūras šķīdumā. Saskaņā ar dažādu komponentu īpašību logaritmiskās summēšanas principu saliktā sistēmā tika pētīta savienojuma sistēmas saderība. Galvenie atklājumi ir šādi:

1. Savienojuma paraugi ar atšķirīgu koncentrāciju parādīja zināmu bīdes retināšanas pakāpi, un bīdes retināšanas pakāpe palielinājās, palielinoties koncentrācijai.
2. Palielinoties koncentrācijai, savienojuma sistēmas plūsmas indekss samazinājās un palielinājās nulles bīdes viskozitātes un viskozitātes koeficients, norādot, ka ir uzlabota savienojuma sistēmas cietvielu līdzīgā izturēšanās.
3. HPMC/HPS savienojuma sistēmā ir kritiska koncentrācija (8%), zem kritiskās koncentrācijas HPMC molekulārās ķēdes un HPS gēla fāzes reģions savienojuma šķīdumā tiek atdalīts viens no otra un pastāv neatkarīgi; Kad tiek sasniegta kritiskā koncentrācija, savienojuma šķīdumā kā HPS fāzi veidojas mikrogela stāvoklis kā gēla centrs, un HPMC molekulārās ķēdes ir savstarpēji savienotas un savienotas viena ar otru; Virs kritiskās koncentrācijas pārpildītās HPMC makromolekulārās ķēdes un to savstarpēji saistīti ar HPS fāzes reģionu ir sarežģītāki, un mijiedarbība ir sarežģītāka. Intensīvāk, tāpēc risinājums uzvedas kā polimēra kausējums.
4. Saliktā attiecība būtiski ietekmē HPMC/HPS savienojuma šķīduma reoloģiskās īpašības. Palielinoties HPS saturam, savienojuma sistēmas bīdes retināšanas parādība ir acīmredzamāka, plūsmas indekss pakāpeniski samazinās, un nulles bīdes viskozitātes un viskozitātes koeficients pakāpeniski palielinās. palielinās, norādot, ka ir ievērojami uzlabota kompleksa cietviela līdzīga izturēšanās.
5. Saliktā sistēmas nulles bīdes viskozitāte uzrāda noteiktu pozitīvu negatīvu izvēli attiecībā pret logaritmisko summēšanas noteikumu. Saliktā sistēma ir divfāžu sistēma ar nepārtrauktu fāzu izdalītu fāzes “jūras salu” struktūru zemā temperatūrā un, tā kā HPMC/HPS savienojuma attiecība samazinājās pēc 4: 6, savienojuma sistēmas nepārtrauktā fāze mainījās.
6. Starp plūsmas indeksu un salikto šķīdumu salikšanas koeficientu ir lineāra saistība ar atšķirīgu savienojošo koeficientu, kas norāda, ka salikšanas sistēmai ir laba savietojamība.
7. HPMC/HPS savienojuma sistēmai, ja zemas viskozitātes komponents ir nepārtrauktā fāze un augstas viskozitātes komponents ir nepārtraukta fāze, nepārtrauktas fāzes viskozitātes ieguldījums savienojuma sistēmas viskozitātē ir ievērojami atšķirīgs. Kad zemas viskozitātes HPMC ir nepārtraukta fāze, savienojuma sistēmas viskozitāte galvenokārt atspoguļo nepārtrauktas fāzes viskozitātes ieguldījumu; Kamēr HPS ar augstu viskozitāti ir nepārtraukta fāze, HPMC kā izkliedes fāze samazinās augstas viskozitātes HPS viskozitāti. efekts.
8. Trīs posmu tiksotropija tika izmantota, lai izpētītu saliktās sistēmas tiksotropiju. Saliktās sistēmas tiksotropija parādīja tendenci vispirms samazināties un pēc tam palielinoties, samazinoties HPMC/HPS salikšanas attiecībai.
9. Iepriekš minētie eksperimentālie rezultāti parāda, ka, saliekot HPMC un HPS, abu komponentu, piemēram, viskozitātes, bīdes retināšanas parādības un tiksotropijas, reoloģiskās īpašības ir zināmā mērā līdzsvaroti.

3. nodaļa HPMC/HPS ēdamo kompozītmateriālu sagatavošana un īpašības

Polimēru salikšana ir visefektīvākais veids, kā sasniegt daudzkomponentu veiktspējas komplementaritāti, izstrādāt jaunus materiālus ar izcilu veiktspēju, samazināt produktu cenas un paplašināt materiālu pielietojuma diapazonu [240-242, 328]. Pēc tam, ņemot vērā noteiktās molekulārās struktūras atšķirības un konformācijas entropiju starp dažādiem polimēriem, vairums polimēru apvienošanas sistēmu ir nesaderīgi vai daļēji savietojami [11, 12]. Polimēru savienojumu sistēmas mehāniskās īpašības un citas makroskopiskās īpašības ir cieši saistītas ar katra komponenta fizikošīmajām īpašībām, katra komponenta savienojošo attiecību, komponentu saderību un iekšējo mikroskopisko struktūru un citiem faktoriem [240, 329].

No ķīmiskās struktūras viedokļa gan HPMC, gan HPS ir hidrofīls curdlan, tiem ir tāda pati struktūras vienība - glikoze, un tie tiek modificēti ar to pašu funkcionālo grupu - hidroksipropilgrupu, tāpēc HPMC un HPS vajadzētu būt labai fāzei. Kapacitāte. Tomēr HPMC ir termiski izraisīts želeja, kas atrodas šķīduma stāvoklī ar ļoti zemu viskozitāti zemā temperatūrā un veido koloīdu augstā temperatūrā; HPS ir auksti izraisīts želeja, kas ir zemas temperatūras želeja un ir šķīduma stāvoklī augstā temperatūrā; Gēla apstākļi un uzvedība ir pilnīgi pretēja. HPMC un HPS salikšana neveicina viendabīgas sistēmas veidošanos ar labu savietojamību. Ņemot vērā gan ķīmisko struktūru, gan termodinamiku, tai ir liela teorētiska nozīme un praktiska vērtība, lai savienotu HPMC ar HPS, lai izveidotu auksti karstu gēla savienojuma sistēmu.

Šajā nodaļā uzmanība tiek pievērsta komponentu raksturīgo īpašību izpētei HPMC/HPS aukstā un karstā gēla savienojuma sistēmā, salikšanas attiecību un vides relatīvo mitrumu uz mikroskopiskām morfoloģiju, saderību un fāzu atdalīšanu, mehāniskām īpašībām, optiskajām īpašībām , un savienojuma sistēmas termiskās pilienu īpašības. Un makroskopisko īpašību, piemēram, skābekļa barjeras īpašību, ietekme.

3.1 Materiāli un aprīkojums

3.1.1. Galvenie eksperimentālie materiāli

3.1.2. Galvenie instrumenti un aprīkojums

3.2 Eksperimentālā metode

3.2.1. HPMC/HPS ēdamās kompozīcijas plēves sagatavošana

15% (masas) sausais HPMC un HPS pulveris tika sajaukts ar 3% (masas). Polietilēnglikola plastifikators tika salikts dejonizētā ūdenī, lai iegūtu salikto plēves veidojošo šķidrumu, un HPMC/HPMC/HPMC ēdamā kompozīta plēvi iegūstam plēvi, un ēdamo kompozītmateriālu plēve/HPMC/HPMC kompozīta plēve HPS tika sagatavots ar liešanas metodi.

Sagatavošanas metode: vispirms nosver HPMC un HPS sauso pulveri un sajauc tos atbilstoši dažādām attiecībām; Pēc tam pievienojiet 70 ° C ūdenī un ātri samaisiet ar ātrumu 120 apgr./min 30 minūtes, lai pilnībā izkliedētu HPMC; Pēc tam uzkarsē šķīdumu līdz 95 ° C, 1 stundu ātri samaisiet ar tādu pašu ātrumu, lai pilnībā želatīnētu HP; Pēc želatinizācijas pabeigšanas šķīduma temperatūra tiek ātri samazināta līdz 70 ° C, un šķīdumu 40 minūtes maisa ar lēnu ātrumu 80 apgr./min/min. Pilnībā izšķīdina HPMC. Ielejiet 20 g jaukta plēves veidojošā šķīduma polistirola Petri traukā ar 15 cm diametru, izmetiet to plakanu un nosusiniet to 37 ° C temperatūrā. Žāvēta filma tiek nomizota no diska, lai iegūtu ēdamu saliktu membrānu.

Ēdamās plēves tika līdzsvarotas ar mitrumu 57% vairāk nekā 3 dienas pirms pārbaudes, un ēdamās plēves porcija, ko izmantoja mehānisko īpašumu pārbaudei, vairāk nekā 3 dienas tika līdzsvarota ar 75% mitrumu.

3.2.2. HPMC/HPS ēdamās kompozītmateriāla mikromorfoloģija

3.2.2.1. Skenējošā elektronu mikroskopa analīzes princips

Elektronu lielgabals skenējošās elektronu mikroskopijas augšpusē (SEM) var izstarot lielu daudzumu elektronu. Pēc samazināšanas un fokusēšanas tas var veidot elektronu staru ar noteiktu enerģiju un intensitāti. Ko veicina skenēšanas spoles magnētiskais lauks, saskaņā ar noteiktu laiku un kosmosa secības parauga virsmu par punktu. Sakarā ar atšķirību virsmas mikroreīzes raksturlielumos, mijiedarbība starp paraugu un elektronu staru radīs sekundārus elektronu signālus ar atšķirīgu intensitāti, ko savāc detektors un pārveidots par elektriskiem signāliem, kurus pastiprina video un ieeja attēla caurules režģī, pēc attēla caurules spilgtuma pielāgošanas var iegūt sekundāru elektronu attēlu, kas var atspoguļot mikroreģiona morfoloģiju un īpašības uz parauga virsmas. Salīdzinot ar tradicionālajiem optiskajiem mikroskopiem, SEM izšķirtspēja ir salīdzinoši augsta, apmēram 3 nm-6nm parauga virsmas slāņa, kas ir vairāk piemērotāks mikro struktūras īpašību novērošanai uz materiālu virsmas.

3.2.2.2. Testa metode

Ēdamā plēve tika ievietota žāvēšanas eksikatorā, un tika izvēlēta atbilstoša ēdamās plēves lielums, ielīmēts uz SEM speciālā parauga skatuves ar vadošu līmi un pēc tam ar zelta pārklājumu ar vakuuma pārklājumu. Pārbaudes laikā paraugs tika ievietots SEM, un parauga mikroskopiskā morfoloģija tika novērota un nofotografēta 300 reizes un 1000 reizes palielināta ar elektronu staru paātrinājuma spriegumu 5 kV.

3.2.3. HPMC/HPS ēdamās kompozīcijas plēves gaismas caurlaidība

3.2.3.1. UV-Vis spektrofotometrijas analīzes princips

The UV-Vis spectrophotometer can emit light with a wavelength of 200~800nm and irradiate it on the object. Daži specifiski gaismas viļņu garumi krītošajā gaismā tiek absorbēti ar materiālu, un notiek molekulārā vibrācijas enerģijas līmeņa pāreja un elektroniskā enerģijas līmeņa pāreja. Tā kā katrai vielai ir atšķirīgas molekulārās, atomu un molekulārās telpiskās struktūras, katrai vielai ir specifiskais absorbcijas spektrs, un vielas saturu var noteikt vai noteikt pēc absorbcijas spektra specifiskiem viļņa garumiem. Therefore, UV-Vis spectrophotometric analysis is one of the effective means to study the composition, structure and interaction of substances.

Kad objekts nonāk gaismas stars, objekts absorbē daļu no krītošās gaismas, un otra krītošās gaismas daļa tiek pārraidīta caur objektu; Pārraidītās gaismas intensitātes attiecība pret krītošo gaismas intensitāti ir caurlaidība.

Saistības starp absorbciju un caurlaidību formula ir:

Starp tiem A ir absorbcija;

T ir caurlaidība, %.

3.2.3.2. Testa metode

Sagatavojiet 5% HPMC un HPS šķīdumus, sajauciet tos atbilstoši dažādiem attiecībām, ielejiet 10 g plēves veidojošā šķīduma polistirola Petri traukā ar 15 cm diametru un nosusiniet tos 37 ° C temperatūrā, veidojot plēvi. Sagrieziet ēdamo plēvi 1 mm × 3 mm taisnstūra sloksnē, ielieciet to kivetē un padariet ēdamo plēvi tuvu kivetes iekšējai sienai. Lai skenētu paraugus ar pilnu viļņa garumu 200–800 nm, tika izmantots WFZ UV-3802 UV-VIS spektrofotometrs, un katrs paraugs tika pārbaudīts 5 reizes.

3.2.4 HPMC/HPS ēdamo kompozītmateriālu plēvju dinamiskās termomehāniskās īpašības

3.2.4.1 dinamiskās termomehāniskās analīzes princips

Dinamiskā termomehāniskā analīze (DMA) ir instruments, kas var izmērīt sakarību starp parauga masu un temperatūru noteiktā trieciena slodzē un ieprogrammētā temperatūrā un var pārbaudīt parauga mehāniskās īpašības, ja tas notiek periodiski mainīgā sprieguma un laika darbībā, temperatūra un temperatūra. biežuma attiecības.

Augstas molekulāros polimērus ir viskoelastīgas īpašības, kas var uzglabāt mehānisko enerģiju kā elastomērs, no vienas puses, un no otras puses, patērēt enerģiju kā gļotas. When the periodic alternating force is applied, the elastic part converts the energy into potential energy and stores it; while the viscous part converts the energy into heat energy and loses it. Polimēru materiāliem parasti ir divi zemas temperatūras stikla stāvokļa stāvokļi un augstas temperatūras gumijas stāvoklis, un pārejas temperatūra starp abiem stāvokļiem ir stikla pārejas temperatūra. Stikla pārejas temperatūra tieši ietekmē materiālu struktūru un īpašības, un tā ir viena no vissvarīgākajām polimēru temperatūrām.

3.2.4.2. Testa metode

Select clean, uniform, flat and undamaged samples, and cut them into 10mm×20mm rectangular strips. The samples were tested in tensile mode using Pydris Diamond dynamic thermomechanical analyzer from PerkinElmer, USA. The test temperature range was 25~150 °C, the heating rate was 2 °C/min, the frequency was 1 Hz, and the test was repeated twice for each sample. Eksperimenta laikā tika reģistrēta parauga uzglabāšanas modulis (E ') un zudumu modulis (E ”), un zudumu moduļa un uzglabāšanas moduļa attiecība, tas ir, pieskares leņķa tan δ, varēja arī aprēķināt.

3.2.5. HPMC/HPS ēdamo kompozītmateriālu plēvju termiskā stabilitāte

3.2.5.1 Termogravimetriskās analīzes princips

Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) can measure the change of the mass of a sample with temperature or time at a programmed temperature, and can be used to study the possible evaporation, melting, sublimation, dehydration, decomposition and oxidation of substances during the heating process . and other physical and chemical phenomena. The relationship curve between the mass of matter and temperature (or time) obtained directly after the sample is tested is called thermogravimetric (TGA curve). weight loss and other information. Derivative Thermogravimetric curve (DTG curve) can be obtained after the first-order derivation of the TGA curve, which reflects the change of the weight loss rate of the tested sample with temperature or time, and the peak point is the maximum point of the constant likme.

3.2.5.2. Testa metode

Izvēlieties ēdamo plēvi ar vienmērīgu biezumu, sagrieziet to aplī ar tādu pašu diametru kā termogravimetriskā analizatora testa disks, un pēc tam nolieciet to uz testa diska un pārbaudiet to slāpekļa atmosfērā ar plūsmas ātrumu 20 ml/min/min . Temperatūras diapazons bija 30–700 ° C, sildīšanas ātrums bija 10 ° C/min, un katru paraugu pārbaudīja divreiz.

3.2.6. HPMC/HPS ēdamās kompozītmateriālu stiepes īpašības

Mehāniskās īpašības testeris var uzklāt statisku stiepes slodzi uz splainas gar garenisko asi noteiktā temperatūrā, mitrumā un ātruma apstākļos, līdz splaine ir salauzta. Pārbaudes laikā tika uzzīmēta slodze uz splainu un tā deformācijas daudzumu reģistrēja mehāniskās īpašības testeris, un stresa deformācijas līkne stiepes deformācijas laikā tika novilkta. No stresa deformācijas līknes var aprēķināt stiepes izturību (ζT), pagarinājumu pārtraukumā (εB) un elastības moduli (E), lai novērtētu plēves stiepes īpašības.

Materiālu stresa un deformācijas saistību parasti var sadalīt divās daļās: elastīgās deformācijas reģionā un plastiskās deformācijas reģionā. Elastīgās deformācijas zonā materiāla spriegumam un spriedzei ir lineāra attiecība, un deformāciju šajā laikā var pilnībā atgūt, kas atbilst Kuka likumam; Plastiskās deformācijas zonā materiāla spriegums un celms vairs nav lineārs, un deformācija, kas notiek šajā laikā, ir neatgriezeniski, galu galā materiāls sabojājas.

Stiepes izturības aprēķina formula ：

Kur: ir stiepes izturība, MPA;

P ir maksimālā slodze vai pārrāvuma slodze, n;

B ir parauga platums, mm;

D ir parauga biezums, mm.

Pagarināšanas aprēķināšanas formula pārtraukumā:

Kur: εb ir pagarinājums pārtraukumā, %;

L ir attālums starp marķēšanas līnijām, kad paraugs sabojājas, mm;

L0 ir parauga sākotnējais mērierīces garums, mm.

Elastiskā moduļa aprēķina formula:

Starp tiem: e ir elastības modulis, MPA;

ζ ir stress, MPA;

3.2.6.2. Testa metode

Select clean, uniform, flat and undamaged samples, refer to the national standard GB13022-91, and cut them into dumbbell-shaped splines with a total length of 120mm, an initial distance between fixtures of 86mm, a distance between marks of 40mm, and platums 10 mm. Splines tika novietotas 75% un 57% (piesātināta nātrija hlorīda un nātrija bromīda šķīduma atmosfērā), un pirms mērīšanas ir līdzsvarotas vairāk nekā 3 dienas. Šajā eksperimentā testēšanai tiek izmantoti ASTM D638, 5566 Mehāniskā īpašuma testētājs Amerikas Savienoto Valstu instalācijas korporācijas un tās 2712-003 pneimatiskajā skavā. Stiepes ātrums bija 10 mm/min, un paraugu atkārtoja 7 reizes, un vidējā vērtība tika aprēķināta.

3.2.7.1. Skābekļa caurlaidības analīzes princips

Pēc testa parauga uzstādīšanas testa dobums tiek sadalīts divās daļās - a un b; Augstas tīrības līmeņa skābekļa plūsma ar noteiktu plūsmas ātrumu tiek nodota A dobumā, un slāpekļa plūsma ar noteiktu plūsmas ātrumu tiek nodota B dobumā; Pārbaudes procesa laikā A dobumu skābeklis caur paraugu caurstrāvo B dobumā, un skābekļa iefiltrēto skābekli pārvadā slāpekļa plūsma un atstāj B dobumu, lai sasniegtu skābekļa sensoru. Skābekļa sensors mēra skābekļa saturu slāpekļa plūsmā un izvada atbilstošu elektrisko signālu, tādējādi aprēķinot parauga skābekli. caurlaidība.

3.2.7.2. Testa metode

Izvēlieties nesabojātas ēdamas kompozītmateriālu plēves, sagrieziet tās 10,16 x 10,16 cm dimanta formas paraugos, pārklājiet skavu malas ar vakuuma taukiem un paraugus piestipriniet testa blokā. Pārbaudīts saskaņā ar ASTM D-3985, katra parauga testa laukums ir 50 cm2.

3.3 Rezultāti un diskusija

3.3.1. Pārtikas kompozītmateriālu plēvju mikrostruktūras analīze

Mijiedarbība starp plēves veidojošā šķidruma sastāvdaļām un žāvēšanas apstākļiem nosaka plēves galīgo struktūru un nopietni ietekmē dažādas filmas fizikālās un ķīmiskās īpašības [330, 331]. Katra komponenta raksturīgās gēla īpašības un salikšanas attiecība var ietekmēt savienojuma morfoloģiju, kas vēl vairāk ietekmē membrānas virsmas struktūru un galīgās īpašības [301, 332]. Tāpēc filmu mikrostrukturālā analīze var sniegt būtisku informāciju par katra komponenta molekulāro pārkārtojumu, kas savukārt var mums palīdzēt labāk izprast filmu īpašības, mehāniskās īpašības un optiskās īpašības.

HPS/HPMC ēdamo plēvju ar dažādu attiecību virsmas skenējošo elektronu mikroskopa mikrogrāfiju mikrogrāfi ir parādīti 3-1. Attēlā. Kā redzams no 3-1. Attēla, dažiem paraugiem uz virsmas parādījās mikrokrekcijas, ko var izraisīt mitruma samazināšana paraugā testa laikā, vai arī elektronu staru uzbrukums mikroskopa dobumā [122 , 139]. Attēlā tīra HPS membrāna un tīra HPMC. Membrānām bija salīdzinoši gludas mikroskopiskas virsmas, un tīro HPS membrānu mikrostruktūra bija viendabīgāka un gludāka nekā tīras HPMC membrānas, kas galvenokārt var būt cietes makromolekulas (amilozes molekulas un amilopektīna molekulas) laikā). Ūdens šķīdumā. Daudzi pētījumi parādīja, ka amilozes-amilopektīna-ūdens sistēma dzesēšanas procesā

There may be a competitive mechanism between gel formation and phase separation. Ja fāzu atdalīšanas ātrums ir zemāks par gēla veidošanās ātrumu, sistēmā nenotiks fāzes atdalīšana, pretējā gadījumā fāzes atdalīšana notiks sistēmā [333, 334]. Turklāt, ja amilozes saturs pārsniedz 25%, amilozes un nepārtrauktā amilozes tīkla struktūras želatinizācija var ievērojami kavēt fāzu atdalīšanas parādīšanos [334]. Šajā dokumentā izmantotais amilozes saturs ir 80%, daudz lielāks par 25%, tādējādi labāk parādot parādību, ka tīras HPS membrānas ir viendabīgākas un vienmērīgākas nekā tīras HPMC membrānas.

To var redzēt, salīdzinot figūras, ka visu salikto plēvju virsmas ir salīdzinoši raupjas, un daži neregulāri izciļņi ir izkaisīti, norādot, ka starp HPMC un HPS pastāv zināma pakāpe. Turklāt saliktajām membrānām ar augstu HPMC saturu bija viendabīgāka struktūra nekā tām, kurām ir augsts HPS saturs. HPS balstīta kondensācija 37 ° C plēves veidošanās temperatūrā

Balstoties uz gēla īpašībām, HPS parādīja viskozu gēla stāvokli; Balstoties uz HPMC termiskās želejas īpašībām, HPMC parādīja ūdenim līdzīgu šķīduma stāvokli. Kompozītajā membrānā ar augstu HPS saturu (7: 3 HP/HPMC) viskozie HP ir nepārtraukta fāze, un ūdenim līdzīgais HPMC tiek izkliedēts augstas viskozitātes HPS nepārtrauktā fāzē kā izkliedētā fāze, kas neveicina uz vienotu izkliedētās fāzes sadalījumu; In the composite film with high HPMC content (3:7 HPS/HPMC), the low-viscosity HPMC transforms into the continuous phase, and the viscous HPS is dispersed in the low-viscosity HPMC phase as the dispersed phase, which is conducive to viendabīgas fāzes veidošanās. Saliktā sistēma.

No attēla var redzēt, ka, lai arī visās saliktajās plēvēs ir raupjas un nehomogēnas virsmas struktūras, acīmredzama fāzes saskarne netiek atrasta, norādot, ka HPMC un HPS ir laba saderība. HPMC/cietes kompozītmateriālu plēves bez plastifikatoriem, piemēram, PEG, uzrādīja acīmredzamu fāzes atdalīšanu [301], tādējādi norādot, ka gan cietes, gan mieta plastifikatoru hidroksipropila modifikācija var uzlabot kompozītu -sistēmas saderību.

3.3.2. Pārtikas kompozītmateriālu plēvju optisko īpašību analīze

HPMC/HPS ēdamo kompozīto plēvju gaismas transmisijas īpašības tika pārbaudītas ar UV-Vis spektrofotometru, un UV spektri ir parādīti 3-2. Attēlā. Jo lielāka ir gaismas caurlaidības vērtība, jo vienveidīgāka un caurspīdīgāka ir filma; Un otrādi, jo mazāka ir gaismas caurlaidības vērtība, jo nevienmērīgāka un necaurspīdīgāka ir filma. No 3-2. Attēla (a) var redzēt, ka visās saliktajās filmās ir līdzīga tendence, palielinoties skenējošā viļņa garumam pilna viļņa garuma skenēšanas diapazonā, un gaismas caurlaidība pakāpeniski palielinās, palielinoties viļņa garumam. Pie 350 nm līknēm ir tendence uz plato.

Salīdzinājumam atlasiet caurlaidību 500 nm viļņa garumā, kā parādīts 3-2. Attēlā (b), tīras HPS plēves caurlaidība ir zemāka nekā tīrā HPMC plēve, un, palielinoties HPMC saturam, caurlaidība vispirms samazinās. un pēc tam palielinājās pēc minimālās vērtības sasniegšanas. Kad HPMC saturs palielinājās līdz 70%, saliktās plēves gaismas caurlaidība bija lielāka nekā Pure HPS. Ir labi zināms, ka viendabīgai sistēmai būs labāka gaismas caurlaidība, un tās UV izmērītā caurlaidības vērtība parasti ir augstāka; Nehomogēnie materiāli parasti ir vairāk optikai, un tiem ir zemākas UV caurlaidības vērtības. Kompozīto plēvju (7: 3, 5: 5) caurlaidības vērtības bija zemākas nekā tīras HPS un HPMC plēvēm, kas norāda, ka starp diviem HPS un HPMC komponentiem ir noteikta fāzu atdalīšana.

Fig. 3-2 UV spectra at all wavelengths (a), and at 500 nm (b), for HPS/HPMC blend films. Josla apzīmē vidējās ± standartnovirzes. ac: different letters are significantly different with various blend ratio (p < 0.05), applied in the full dissertation

3.3.3 ēdamo kompozītmateriālu plēvju dinamiskā termomehāniskā analīze

3-3. Attēlā parādītas HPMC/HPS ēdamo plēvju dinamiskās termomehāniskās īpašības ar dažādām zāļu formām. No 3-3. Att. (A) var redzēt, ka uzglabāšanas modulis (E ') samazinās, palielinoties HPMC saturam. Turklāt visu paraugu uzglabāšanas modulis pakāpeniski samazinājās, palielinoties temperatūrai, izņemot to, ka tīra HPS (10: 0) uzglabāšanas modulis nedaudz palielinājās pēc temperatūras paaugstināšanas līdz 70 ° C. Augstā temperatūrā kompozītmateriāla plēve ar augstu HPMC saturu kompozītmateriāla plēves uzglabāšanas modulim ir acīmredzama lejupejoša tendence, paaugstinoties temperatūrai; Kaut arī paraugam ar augstu HPS saturu, uzglabāšanas modulis tikai nedaudz samazinās, paaugstinoties temperatūrai.

3-3. Att.

No 3-3. Attēla (b) var redzēt, ka paraugi ar HPMC saturu, kas pārsniedz 30% (5: 5, 3: 7, 0:10), visi uzrāda stikla pārejas virsotni un palielinoties HPMC saturam, Stikla pāreja Pārejas temperatūra mainījās uz augstu temperatūru, norādot, ka HPMC polimēru ķēdes elastība samazinās. No otras puses, tīrai HPS membrānai ir liela aploksnes virsotne ap 67 ° C, savukārt saliktajai membrānai ar 70% HPS saturu nav acīmredzamas stikla pārejas. Tas var būt tāpēc, ka starp HPMC un HP ir zināma mijiedarbības pakāpe, tādējādi ierobežojot HPMC un HPS molekulāro segmentu kustību.

3.3.4. Pārtikas kompozītmateriālu plēvju termiskās stabilitātes analīze

3-4. att. HPS/HPMC maisījuma plēvju TGA līknes (a) un to atvasinājumu (DTG) līknes (b)

HPMC/HPS ēdamās kompozīcijas plēves termisko stabilitāti pārbaudīja ar termogravimetrisko analizatoru. 3-4. Attēlā parādīta saliktā plēves termogravimetriskā līkne (TGA) un tās svara zaudēšanas ātruma līkne (DTG). No TGA līknes 3-4. Attēlā (a) var redzēt, ka kompozītmateriālu membrānas paraugi ar atšķirīgām attiecībām parāda divus acīmredzamus termogravimetriskus izmaiņu posmus, paaugstinoties temperatūrai. Polisaharīdu makromolekulas adsorbētā ūdens iznīcināšana izraisa nelielu svara zuduma fāzi 30–180 ° C temperatūrā, pirms notiek faktiskā termiskā sadalīšanās. Pēc tam ir lielāks svara zuduma fāze 300 ~ 450 ° C, šeit HPMC un HP termiskās sadalīšanās fāze.

No DTG līknēm 3-4. Attēlā (b) var redzēt, ka tīrā HP un tīra HPMC termiskā sadalīšanās maksimālā temperatūra ir attiecīgi 338 ° C un 400 ° C, un termiskās sadalīšanās maksimālā temperatūra tīra HPMC ir tāda, ka tā ir tīra HPMC temperatūra, kas ir termiskā sadalīšanās maksimālā temperatūra, kas ir tīra HPMC temperatūra, termiskā sadalīšanās maksimālā temperatūra ir tīra HPMC temperatūra, termiskā sadalīšanās maksimālā temperatūra ir tīra HPMC temperatūra. augstāks nekā HPS, norādot, ka HPMC ir labāka termiskā stabilitāte nekā HPS. Kad HPMC saturs bija 30% (7: 3), 347 ° C temperatūrā parādījās viena virsotne, kas atbilst raksturīgajai HPS virsotnei, bet temperatūra bija augstāka par HPS termiskās sadalīšanās virsotni; Kad HPMC saturs bija 70% (3: 7), 400 ° C temperatūrā parādījās tikai raksturīgais HPMC virsotne; Kad HPMC saturs bija 50%, DTG līknē parādījās divas termiskās sadalīšanās virsotnes attiecīgi 345 ° C un 396 ° C. Pīķi atbilst attiecīgi HPS un HPMC raksturīgajām virsotnēm, bet HPS atbilstošā termiskā sadalīšanās virsotne ir mazāka, un abām virsotnēm ir noteikta nobīde. Var redzēt, ka lielākajai daļai salikto membrānu ir tikai raksturīgs atsevišķs virsotne, kas atbilst noteiktam komponentam, un tās ir nobīdītas, salīdzinot ar tīro komponentu membrānu, kas norāda, ka starp HPMC un HPS komponentiem ir zināma atšķirība. Savietojamības pakāpe. Kompozītā membrānas termiskās noārdīšanās maksimālā temperatūra bija augstāka nekā tīrā HPS, norādot, ka HPMC zināmā mērā varētu uzlabot HPS membrānas termisko stabilitāti.

3.3.5. Pārtikas kompozītmateriāla plēves mehānisko īpašību analīze

HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju ar atšķirīgu attiecību stiepes īpašības tika izmērītas ar mehānisko īpašību analizatoru 25 ° C temperatūrā, relatīvais mitrums 57% un 75%. 3-5. Attēlā parādīts HPMC/HPS kompozītmateriālu plēves ar atšķirīgu koeficientu ar atšķirīgu attiecību ar atšķirīgu relatīvo mitrumu (B) elastīgais modulis (A), pagarinājums pārtraukumā (B) un stiepes izturība (C). No skaitļa var redzēt, ka tad, kad relatīvais mitrums ir 57%, vislielākā ir tīras HPS plēves elastības modulis un stiepes izturība, un tīrs HPMC ir mazākais. Palielinoties HPS saturam, kompozītmateriālu plēvju elastības modulis un stiepes izturība nepārtraukti palielinājās. Tīras HPMC membrānas pārtraukuma pagarinājums ir daudz lielāks nekā Pure HPS membrāna, un abas ir lielākas nekā saliktā membrānā.

Kad relatīvais mitrums bija augstāks (75%), salīdzinot ar 57% relatīvā mitruma, visu paraugu elastības modulis un stiepes izturība samazinājās, kamēr pagarinājums pārtraukumā ievērojami palielinājās. Tas ir galvenokārt tāpēc, ka ūdens kā vispārējs plastifikators var atšķaidīt HPMC un HPS matricu, samazināt spēku starp polimēru ķēdēm un uzlabot polimēru segmentu mobilitāti. Augstā relatīvā mitrumā tīro HPMC plēvju elastības modulis un stiepes izturība bija augstāka nekā Pure HPS filmās, taču pagarinājums pārtraukumā bija zemāks, rezultāts, kas pilnīgi atšķīrās no rezultātiem zemā mitrumā. Ir vērts atzīmēt, ka kompozītmateriālu plēvju ar komponentu attiecību mehānisko īpašību variācijas ar augstu mitrumu 75% ir pilnīgi pretēja zemam mitrumam, salīdzinot ar gadījumu ar relatīvo mitrumu 57%. Augsta mitruma apstākļos palielinās plēves mitruma saturs, un ūdenim ir ne tikai noteikta plastiskā ietekme uz polimēru matricu, bet arī veicina cietes pārkristalizāciju. Salīdzinot ar HPMC, HPS ir spēcīgāka tendence pārkristalizēt, tāpēc relatīvā mitruma ietekme uz HPS ir daudz lielāka nekā HPMC.

3-5. Att. HPS/HPMC plēvju stiepes īpašības ar dažādiem HPS/HPMC attiecībām, kas līdzsvarotas dažādos relatīvās pazemības (RH) apstākļos. *: Dažādi skaitļu burti ir ievērojami atšķirīgi ar dažādiem RH, uzklāti pilnā disertācijā

3.3.6. Edablu kompozītmateriālu plēvju skābekļa caurlaidības analīze

Ēdama kompozītmateriāla plēve tiek izmantota kā pārtikas iepakojuma materiāls, lai pagarinātu pārtikas glabāšanas laiku, un tās skābekļa barjeras veiktspēja ir viens no svarīgākajiem rādītājiem. Tāpēc ēdamo plēvju skābekļa pārraides ātrumi ar atšķirīgu HPMC/HP attiecību tika izmērīti 23 ° C temperatūrā, un rezultāti ir parādīti 3-6. Attēlā. No attēla var redzēt, ka tīras HPS membrānas skābekļa caurlaidība ir ievērojami zemāka nekā tīras HPMC membrānas, kas norāda, ka HPS membrānai ir labākas skābekļa barjeras īpašības nekā HPMC membrānai. Sakarā ar zemo viskozitāti un amorfo reģionu esamību, HPMC ir viegli veidot relatīvi vaļīgu zema blīvuma tīkla struktūru filmā; Salīdzinot ar HPS, tam ir augstāka tendence pārkristalizēt, un filmā ir viegli izveidot blīvu struktūru. Daudzi pētījumi parādīja, ka cietes plēvēm ir labas skābekļa barjeras īpašības, salīdzinot ar citiem polimēriem [139, 301, 335, 336].

HPS pievienošana var ievērojami samazināt HPMC membrānu skābekļa caurlaidību, un kompozītmateriālu membrānu skābekļa caurlaidība strauji samazinās, palielinoties HPS saturam. Ar skābekli neiespējamu HPS pievienošana var palielināt skābekļa kanāla tortuositāti kompozītajā membrānā, kas savukārt izraisa skābekļa caurlaidības ātruma samazināšanos un galu galā zemāku skābekļa caurlaidību. Ir ziņots par līdzīgiem rezultātiem par citām vietējām cietēm [139 301].

3.4. Šīs nodaļas kopsavilkums

Šajā nodaļā, izmantojot galvenās izejvielas HPMC un HPS, un pievienojot polietilēnglikolu kā plastifikatoru, ar liešanas metodi tika sagatavotas HPMC/HPS ēdamās kompozītmateriālu plēves ar dažādām attiecībām. Komponentu raksturīgo īpašību ietekme un salikšanas attiecība uz kompozītmateriāla membrānas mikroskopisko morfoloģiju tika pētīta ar skenējošu elektronu mikroskopiju; Kompozītā membrānas mehāniskās īpašības tika pētītas ar mehānisko properāciju testeri. Komponentu raksturīgo īpašību ietekme un salikšanas koeficients uz kompozītmateriāla plēves skābekļa barjeras īpašībām un vieglo caurlaidību pētīja ar skābekļa caurlaidības testeri un UV-Vis spektrofotometru. Tika izmantota skenējoša elektronu mikroskopija, termogravimetriskā analīze un dinamiskā termiskā analīze. Mehāniskā analīze un citas analītiskās metodes tika izmantotas, lai izpētītu auksti karstā gēla savienojuma sistēmas savietojamību un fāžu atdalīšanu. The main findings are as follows:

1. Salīdzinot ar tīru HPMC, Pure HPS ir vieglāk veidot viendabīgu un gludu mikroskopisku virsmas morfoloģiju. Tas galvenokārt ir saistīts ar labāku cietes makromolekulu (amilozes molekulu un amilopektīna molekulu) molekulāro pārkārtojumu cietes ūdens šķīdumā dzesēšanas procesā.
2. Savienojumi ar augstu HPMC saturu, visticamāk, veido viendabīgas membrānas struktūras. Tas galvenokārt balstās uz HPMC un HPS gēla īpašībām. Filmu veidojošās temperatūrā HPMC un HPS parāda attiecīgi zemas viskozitātes šķīduma stāvokli un augstas viskozitātes gēla stāvokli. Augstas viskozitātes izkliedētā fāze ir izkliedēta nepārtrauktā fāzē ar zemu viskozitāti. , ir vieglāk izveidot viendabīgu sistēmu.
3. Relatīvajam mitrumam ir būtiska ietekme uz HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju mehāniskajām īpašībām, un tā ietekmes pakāpe palielinās, palielinoties HPS saturam. Zemākā relatīvajā mitrumā gan kompozītmateriālu plēvju elastības modulis, gan stiepes izturība palielinājās, palielinoties HPS saturam, un pagarinājums saliktu plēvju pārtraukumā bija ievērojami zemāks nekā tīro komponentu plēvēm. Palielinoties relatīvajam mitrumam, kompozītmateriāla plēves elastības modulis un stiepes izturība samazinājās, un pagarinājums pārtraukumā ievērojami palielinājās, un sakarība starp kompozītmateriāla plēves mehāniskajām īpašībām un salikšanas attiecība parādīja pilnīgi pretēju izmaiņu modeli dažādās daļās dažādās izmaiņu modelī dažādās izmaiņu modelī, atšķirīgi pārmaiņu modelī un salikšanas attiecībā relatīvais mitrums. Kompozīto membrānu mehāniskās īpašības ar dažādām salikšanas attiecībām parāda krustojumu dažādos relatīvā mitruma apstākļos, kas nodrošina iespēju optimizēt produkta veiktspēju atbilstoši dažādām lietojumprogrammu prasībām.
4. HPS pievienošana ievērojami uzlaboja kompozītmateriāla membrānas skābekļa barjeras īpašības. Kompozītā membrānas skābekļa caurlaidība strauji samazinājās, palielinoties HPS saturam.
5. HPMC/HPS aukstā un karstā gēla savienojuma sistēmā starp abiem komponentiem ir zināma savietojamība. Visu salikto plēvju SEM attēlos netika atrasta acīmredzama divfāžu saskarne, lielākajā daļā salikto plēvju DMA rezultātos bija tikai viens stikla pārejas punkts, un lielākajā daļā kompozītmateriāla DTG līknēs parādījās tikai viena termiskā sadalīšanās virsotne DTG līknēs DTG līknēs. filmas. Tas parāda, ka starp HPMC un HPS pastāv zināma apraksta.

Iepriekš minētie eksperimentālie rezultāti rāda, ka HPS un HPMC salikšana var ne tikai samazināt HPMC ēdamās filmas ražošanas izmaksas, bet arī uzlabot tās veiktspēju. Pārtikas kompozītmateriāla plēves mehāniskās īpašības, skābekļa barjeras īpašības un optiskās īpašības var sasniegt, pielāgojot abu komponentu salikšanas koeficientu un ārējās vides relatīvo mitrumu.

4. nodaļa Saikne starp mikromorfoloģiju un HPMC/HPS savienojuma sistēmas mehāniskajām īpašībām

Salīdzinot ar augstāku sajaukšanas entropiju metāla sakausējuma sajaukšanas laikā, sajaukšanas entropija polimēru komponēšanas laikā parasti ir ļoti maza, un salikšanas karstums salikšanas laikā parasti ir pozitīvs, kā rezultātā rodas polimēru savienošanas procesi. Gibsa brīvās enerģijas izmaiņas ir pozitīvas (���>) tāpēc polimēru formulējumi mēdz veidot fāzes atdalītas divfāžu sistēmas, un pilnībā saderīgi polimēru formulējumi ir ļoti reti [242].

Saslimtas savienojumu sistēmas parasti var sasniegt molekulārā līmeņa sajaukšanos termodinamikā un veidot viendabīgus savienojumus, tāpēc lielākā daļa polimēru savienojumu sistēmu ir nesajaucamas. Tomēr daudzas polimēru savienojumu sistēmas noteiktos apstākļos var sasniegt saderīgu stāvokli un kļūt par saliktām sistēmām ar noteiktu savietojamību [257].

Makroskopiskās īpašības, piemēram, polimēru kompozītmateriālu sistēmu mehāniskās īpašības, lielā mērā ir atkarīgas no to komponentu mijiedarbības un fāzes morfoloģijas, jo īpaši ar komponentu savietojamību un nepārtraukto un izkliedēto fāžu sastāvu [301]. Tāpēc ir ļoti svarīgi izpētīt saliktās sistēmas mikroskopiskās morfoloģijas un makroskopiskās īpašības un izveidot saistību starp tām, kurai ir liela nozīme, lai kontrolētu kompozītmateriālu īpašības, kontrolējot fāzes struktūru un kompozītmateriāla sistēmas saderību.

In the process of studying the morphology and phase diagram of the complex system, it is very important to choose appropriate means to distinguish different components. However, the distinction between HPMC and HPS is quite difficult, because both have good transparency and similar refractive index, so it is difficult to distinguish the two components by optical microscopy; in addition, because both are organic carbon-based material, so the two have similar energy absorption, so it is also difficult for scanning electron microscopy to accurately distinguish the pair of components. Furjē transformācijas infrasarkanā spektroskopija var atspoguļot olbaltumvielu-Sartiha kompleksa sistēmas morfoloģijas un fāzes diagrammas izmaiņas ar polisaharīdu joslas laukuma attiecību pie 1180-953 cm-1 un amīda joslu pie 1750-1483 cm-1 [52, 337], bet šī metode ir ļoti sarežģīta un parasti nepieciešama sinhrotrona starojuma Furjē transformācijas infrasarkano staru metodes, lai radītu pietiekamu kontrastu HPMC/HPS hibrīdu sistēmām. Ir arī paņēmieni, kā sasniegt šo komponentu atdalīšanu, piemēram, transmisijas elektronu mikroskopiju un maza leņķa rentgenstaru izkliedi, taču šie paņēmieni parasti ir sarežģīti [338]. Šajā tēmā tiek izmantota vienkāršā joda krāsošanas optiskā mikroskopa analīzes metode, un princips, ka amilozes spirāles struktūras gala grupa var reaģēt ar jodu, veidojot iekļaušanas kompleksus ka komponentus no HPMC komponentiem atšķīra ar dažādām krāsām zem gaismas mikroskopa. Tāpēc joda krāsošanas optiskā mikroskopa analīzes metode ir vienkārša un efektīva pētījumu metode uz cieti balstītu sarežģītu sistēmu morfoloģijas un fāzes diagrammu.

Šajā nodaļā tika pētīta mikroskopiskā morfoloģija, fāžu sadalījums, fāžu pāreja un citas HPMC/HPS savienojuma sistēmas mikrostruktūras, izmantojot joda krāsošanas optiskā mikroskopa analīzi; un mehāniskās īpašības un citas makroskopiskas īpašības; un, izmantojot korelācijas analīzi par dažādu šķīdumu koncentrācijas un salikto attiecību mikroskopiskajām īpašībām, un saliktu attiecību makroskopiskās īpašības, tika izveidota saistība starp HPMC/HPS savienojuma sistēmas mikroskopiskajām īpašībām, lai kontrolētu HPMC/HPS. Nodrošiniet pamatu kompozītmateriālu īpašībām.

4.1 Materiāli un aprīkojums

4.1.1 Galvenie eksperimentālie materiāli

4.2 Eksperimentālā metode

4.2.1. HPMC/HPS savienojuma šķīduma sagatavošana

Sagatavojiet HPMC šķīdumu un HPS šķīdumu 3%, 5%, 7% un 9% koncentrācijā, sagatavošanas metodi skatīt 2.2.1. Sajauciet HPMC šķīdumu un HPS risinājumu atbilstoši 100: 0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: 100 dažādas attiecības tika sajauktas ar ātrumu 250 RMP/min 31 ° C temperatūrā 30 minūtes, un tika iegūti sajaukti šķīdumi ar dažādām koncentrācijām un dažādas attiecības.

4.2.2. HPMC/HPS kompozītmateriāla membrānas sagatavošana

Skatīt 3.2.1.

4.2.3. HPMC/HPS kompozītmateriālu kapsulu sagatavošana

Refer to the solution prepared by the method in 2.2.1, use a stainless-steel mold for dipping, and dry it at 37 °C. Izvelciet žāvētās kapsulas, nogrieziet lieko daudzumu un salieciet tās kopā, lai izveidotu pāri.

4.2.4 HPMC/HPS kompozīta plēves optiskais mikroskops

4.2.4.1 Optiskās mikroskopijas analīzes principi

Optiskajā mikroskopā tiek izmantots izliekta objektīva palielināma attēlveidošanas optiskais princips, un izmanto divas saplūstošas ​​lēcas, lai paplašinātu tuvējo mazo vielu atveres leņķi acīm un palielinātu sīko vielu izmēru, kuras cilvēka acs nevar pamanīt izmēru līdz brīdim, kad vielu lielumu var pamanīt cilvēka acs.

4.2.4.2. Testa metode

Dažādu koncentrāciju un salikšanas koeficientu HPMC/HPS savienojumu šķīdumi tika izņemti 21 ° C temperatūrā, nomesti uz stikla priekšmetstikliņa, izmestu plānā slānī un žāvēti tajā pašā temperatūrā. Filmas tika iekrāsotas ar 1% joda šķīdumu (1 g joda un 10 g kālija jodīda tika novietotas 100 ml tilpuma kolbā un izšķīdinātas etanolā), novietotas gaismas mikroskopa laukā novērošanai un nofotografētas.

4.2.5. HPMC/HPS saliktā plēves gaismas caurlaidība

4.2.5.1. UV-Vis spektrofotometrijas analīzes princips

Tas pats, kas 3.2.3.1.

Skatīt 3.2.3.2.

4.2.6. HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju stiepes īpašības

4.2.6.1. Stiepes īpašuma analīzes princips

Tas pats, kas 3.2.3.1.

4.2.6.1. Testa metode

Paraugi tika pārbaudīti pēc līdzsvarošanas ar mitrumu 73% 48 stundas. Pārbaudes metodi skatīt 3.2.3.2.

4.3 Rezultāti un diskusija

4.3.1. Produkta caurspīdīguma novērošana

4-1. Attēlā parādītas ēdamās plēves un kapsulas, kas sagatavotas, apvienojot HPMC un HPS 70:30 salikšanas proporcijā. Kā redzams no attēla, produktiem ir laba caurspīdīgums, kas norāda, ka HPMC un HP ir līdzīgi refrakcijas indeksi, un pēc abu salikšanas var iegūt viendabīgu savienojumu.

4.3.2 HPMC/HPS kompleksu optiskais mikroskopa attēli pirms un pēc krāsošanas

4-2. Attēlā parādīta tipiskā morfoloģija pirms un pēc HPMC/HPS kompleksu krāsošanas ar dažādām salikšanas attiecībām, kas novērotas optiskā mikroskopā. Kā redzams no figūras, ir grūti atšķirt HPMC fāzi un HPS fāzi nesalīdzinātā figūrā; Krāsotais tīrs HPMC un Pure HPS parāda savas unikālās krāsas, kas notiek tāpēc, ka HPS un joda reakcija caur jodu krāso tās krāsu kļūst tumšāka. Tāpēc abas HPMC/HPS savienojuma sistēmas fāzes ir vienkārši un skaidri atšķirtas, kas vēl vairāk pierāda, ka HPMC un HPS nav sajaukti un nevar veidot viendabīgu savienojumu. Kā redzams no attēla, jo HPS saturs palielinās, tumšās zonas laukums (HPS fāze) attēlā palielinās, kā paredzēts, tādējādi apstiprinot, ka šajā procesā notiek divfāžu pārkārtošanās. Ja HPMC saturs ir lielāks par 40%, HPMC parāda nepārtrauktas fāzes stāvokli, un HPS tiek izkliedēts nepārtrauktā HPMC fāzē kā izkliedēto fāzi. Turpretī, ja HPMC saturs ir mazāks par 40%, HPS ir nepārtrauktas fāzes stāvoklis, un HPMC tiek izkliedēts nepārtrauktā HPS fāzē kā izkliedētu fāzi. Tāpēc 5% HPMC/HPS savienojuma šķīdumā ar pieaugošo HPS saturu notika pretējais, kad savienojuma attiecība bija HPMC/HPS 40:60. Nepārtrauktā fāze mainās no sākotnējās HPMC fāzes uz vēlāko HPS fāzi. Novērojot fāzes formu, var redzēt, ka HPS matricā HPMC fāze ir sfēriska pēc izkliedes, savukārt HPS fāzes izkliedētā forma HPMC matricā ir neregulārāka.

Turklāt, aprēķinot gaišās krāsas laukuma (HPMC) un tumšās krāsas zonas (HP) attiecību HPMC/HPS kompleksā pēc krāsošanas (neapsverot mezofāzes situāciju), tika konstatēts, ka tika atklāts, ka laukums ir laukums HPMC (gaiša krāsa)/HPS (tumša krāsa) attēlā, attiecība vienmēr ir lielāka nekā faktiskā HPMC/HPS savienojuma attiecība. Piemēram, HPMC/HPS savienojuma krāsošanas diagrammā ar salikšanas attiecību 50:50 HPS laukums starpfāzes apgabalā netiek aprēķināts, un gaismas/tumšās zonas attiecība ir 71/29. Šis rezultāts apstiprina lielu skaitu mezofāžu esamību HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmā.

Ir labi zināms, ka pilnībā saderīgas polimēru savienošanas sistēmas ir diezgan reti sastopamas, jo polimēru savienošanas procesa laikā salikšanas siltums parasti ir pozitīvs, un salikšanas entropija parasti maz mainās, tādējādi izraisot brīvu enerģiju, kas savieno pārmaiņas līdz pozitīvai vērtībai. Tomēr HPMC/HPS savienojuma sistēmā HPMC un HPS joprojām sola parādīt lielāku savietojamības pakāpi, jo HPMC un HPS ir abi hidrofilie polisaharīdi, tiem ir tāda pati strukturālā vienība - glikoze, un tā pati funkcionālā grupa tiek modificēta ar hidroksipropils. Vairāku mezofāžu parādība HPMC/HPS savienojuma sistēmā arī norāda, ka HPMC un HPS savienojumā ir zināma saderības pakāpe, un līdzīga parādība notiek cietes-polivinilspirta maisījuma sistēmā ar pievienotu plastifikatoru. parādījās arī [339].

4.3.3. Saikne starp mikroskopisko morfoloģiju un saliktās sistēmas makroskopiskajām īpašībām

Detalizēti tika pētīta saistība starp morfoloģiju, fāžu atdalīšanas fenomenu, HPMC/HPS kompozītmateriāla sistēmas caurspīdīgumu un mehāniskajām īpašībām. 4-3. Attēlā parādīta HPS satura ietekme uz makroskopiskajām īpašībām, piemēram, HPMC/HPS savienojuma sistēmas caurspīdīgumu un stiepes moduli. No attēla var redzēt, ka tīra HPMC caurspīdīgums ir augstāks nekā Pure HPS, galvenokārt tāpēc, ka cietes pārkristalizācija samazina HPS caurspīdīgumu, un cietes hidroksipropil modifikācija ir arī svarīgs iemesls, lai samazinātu caurs HPS [340, 341]. No attēla var atrast, ka HPMC/HPS savienojuma sistēmas caurlaidībai būs minimālā vērtība ar HPS satura starpību. Savienojuma sistēmas caurlaidība HPS satura diapazonā zem 70%palielinās līdz arit samazinās, palielinoties HPS saturam; Kad HPS saturs pārsniedz 70%, tas palielinās, palielinoties HPS saturam. Šī parādība nozīmē, ka HPMC/HPS savienojuma sistēma ir nesajaukta, jo sistēmas fāzes atdalīšanas parādība noved pie gaismas caurlaidības samazināšanās. Gluži pretēji, jaunieša savienojuma sistēmas modulis arī parādījās minimālais punkts ar dažādām proporcijām, un Younga modulis turpināja samazināties, palielinoties HPS saturam, un sasniedza zemāko punktu, kad HPS saturs bija 60%. Modulis turpināja pieaugt, un modulis nedaudz palielinājās. Jauniešu HPMC/HPS savienojuma sistēmas modulis parādīja minimālo vērtību, kas arī norādīja, ka savienojuma sistēma ir nesajaukta sistēma. Zemākais HPMC/HPS savienojuma sistēmas gaismas caurlaidības punkts atbilst HPMC nepārtrauktas fāzes fāzes pārejas punktam līdz izkliedētai fāzei un jaunā moduļa vērtības zemākajam punktam 4-2. Attēlā.

4.3.4. Šķīduma koncentrācijas ietekme uz savienojuma sistēmas mikroskopisko morfoloģiju

4-4. Attēlā parādīta šķīduma koncentrācijas ietekme uz HPMC/HPS savienojuma sistēmas morfoloģiju un fāžu pāreju. Kā redzams no šī attēla, zemā 3% HPMC/HPS savienojuma sistēmas koncentrācija HPMC/HPS savienojuma attiecībā ir 40:60, var novērot kopīgi pastāvīgas struktūras parādīšanos; Kaut arī augstā 7% šķīduma koncentrācijā šī kopīgi nepārtrauktā struktūra tiek novērota attēlā ar salikšanas koeficientu 50:50. Šis rezultāts parāda, ka HPMC/HPS savienojuma sistēmas fāzes pārejas punktam ir noteikta atkarība no koncentrācijas, un fāzes pārejas HPMC/HPS savienojuma attiecība palielinās, palielinoties savienojuma šķīduma koncentrācijai, un HPS parasti veido nepārtrauktu fāzi . . Turklāt HPS domēni, kas izkliedēti HPMC nepārtrauktā fāzē, parādīja līdzīgas formas un morfoloģijas ar koncentrācijas izmaiņām; Kamēr HPMC izkliedētās fāzes, kas izkliedētas HPS nepārtrauktā fāzē, dažādās koncentrācijās parādīja dažādas formas un morfoloģijas. un palielinoties šķīduma koncentrācijai, HPMC izkliedes laukums kļuva arvien neregulārāks. Šīs parādības galvenais iemesls ir tas, ka HPS šķīduma viskozitāte ir daudz augstāka nekā HPMC šķīdumā istabas temperatūrā, un HPMC fāzes tendence veidot glītu sfērisku stāvokli tiek nomākta virsmas spraiguma dēļ.

4.3.5. Šķīduma koncentrācijas ietekme uz savienojuma sistēmas mehāniskajām īpašībām

Atbilstoši 4-4. Attēla morfoloģijām, 4-5. No attēla var redzēt, ka Younga modulis un pagarinājums HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmas pārtraukumā mēdz samazināties, palielinoties šķīduma koncentrācijai, kas atbilst HPMC pakāpeniskai pārveidošanai no nepārtrauktas fāzes uz izkliedētu fāzi 4. attēlā. -4. Mikroskopiskā morfoloģija ir konsekventa. Tā kā Younga HPMC homopolimēra modulis ir augstāks nekā HPS, tiek prognozēts, ka, ja HPMC ir nepārtraukta fāze, tiks uzlabota Younga HPMC/HPS kompozītmateriāla sistēmas modulis.

4.4. Šīs nodaļas kopsavilkums

Šajā nodaļā tika sagatavoti HPMC/HPS savienojumu šķīdumi un ēdamās kompozītmateriālu plēves ar dažādām koncentrācijām un salikšanas koeficientiem, un HPMC/HPS savienojuma sistēmas mikroskopiskā morfoloģija un fāzes pāreja tika novērota ar joda krāsošanas optisko mikroskopa analīzi, lai atšķirtu cietes fāzes. HPMC/HPS ēdamās kompozītmateriāla gaismas caurlaidības un mehāniskās īpašības tika pētītas ar UV-VIS spektrofotometru un mehānisko īpašību testeri, un tika pētīta dažādu koncentrāciju un salikšanas koeficientu ietekme uz optiskajām īpašībām un mehāniskajām īpašībām savienošanas sistēmā. Saistība starp HPMC/HPS savienojuma sistēmas mikroskopiskajām īpašībām tika noteikta, apvienojot kompozītmateriāla sistēmas mikrostruktūru, piemēram, mikrostruktūru, fāzes pāreju un fāzes atdalīšanu, kā arī makroskopiskās īpašības, piemēram, optiskās īpašības un mehāniskās īpašības. Galvenie atklājumi ir šādi:

1. Optiskā mikroskopa analīzes metode cietes fāžu atšķiršanai ar joda krāsošanu ir visvienkāršākā, tiešākā un efektīvākā metode, lai izpētītu uz cieti balstītu savienojumu sistēmu morfoloģiju un fāzi. Ar joda krāsošanu cietes fāze šķiet tumšāka un tumšāka gaismas mikroskopijā, savukārt HPMC nav iekrāsots un tāpēc šķiet gaišāks krāsā.
2. HPMC/HPS savienojuma sistēma nav sajaukta, un savienojuma sistēmā ir fāzes pārejas punkts, un šim fāzes pārejas punktam ir noteikta savienojuma attiecība atkarība un šķīduma koncentrācijas atkarība.
3. HPMC/HPS savienojuma sistēmai ir laba savietojamība, un savienojuma sistēmā ir liels skaits mezofāžu. Vidējā fāzē nepārtrauktā fāze tiek izkliedēta izkliedētā fāzē daļiņu stāvoklī.
4. HPS izkliedētā fāze HPMC matricā parādīja līdzīgu sfērisku formu dažādās koncentrācijās; HPMC parādīja neregulāru morfoloģiju HPS matricā, un morfoloģijas pārkāpums palielinājās, palielinoties koncentrācijai.
5. Tika nodibināta saistība starp HPMC/HPS kompozītmateriāla sistēmas mikrostruktūru, fāžu pāreju, caurspīdīgumu un mehāniskajām īpašībām. a. Zemākais savienojuma sistēmas caurspīdīguma punkts atbilst HPMC fāzes pārejas punktam no nepārtrauktas fāzes uz izkliedēto fāzi un minimālo punktu stiepes moduļa samazināšanai. b. Jauniešu modulis un pagarinājums pārtraukumā samazinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai, kas ir cēloņsakarīgi saistīta ar HPMC morfoloģiskām izmaiņām no nepārtrauktas fāzes uz izkliedētu fāzi savienojuma sistēmā.

Rezumējot, HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmas makroskopiskās īpašības ir cieši saistītas ar tā mikroskopisko morfoloģisko struktūru, fāzes pāreju, fāzu atdalīšanu un citām parādībām, un kompozītmateriālu īpašības var regulēt, kontrolējot fāzes struktūru un kompozīcijas saderību un saderību Sistēma

5. nodaļa HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpes ietekme uz HPMC/HPS savienojuma sistēmas reoloģiskajām īpašībām

Ir labi zināms, ka nelielas izmaiņas cietes ķīmiskajā struktūrā var izraisīt dramatiskas izmaiņas tās reoloģiskajās īpašībās. Tāpēc ķīmiskā modifikācija piedāvā iespēju uzlabot un kontrolēt cietes produktu reoloģiskās īpašības [342]. Savukārt, apgūstot cietes ķīmiskās struktūras ietekmi uz tās reoloģiskajām īpašībām, var labāk izprast cietes produktu strukturālās īpašības un nodrošināt pamatu modificētu cietes projektēšanai ar uzlabotām cietes funkcionālajām īpašībām [235]. Hydroxypropyl cietiņa ir profesionāla modificēta ciete, ko plaši izmanto pārtikas un medicīnas jomā. To parasti sagatavo ar dabiskās cietes ar propilēnoksīdu ēterifikācijas reakciju sārmainos apstākļos. Hidroksipropils ir hidrofīla grupa. Šo grupu ieviešana cietes molekulārajā ķēdē var sabojāt vai vājināt intramolekulārās ūdeņraža saites, kas uztur cietes granulu struktūru. Tāpēc hidroksipropila cietes fizikāli ķīmiskās īpašības ir saistītas ar hidroksipropilgrupu aizstāšanas pakāpi tās molekulārajā ķēdē [233, 235, 343, 344].

Daudzos pētījumos ir izpētīta hidroksipropila aizvietošanas pakāpes ietekme uz hidroksipropilcophemiskajām īpašībām. Han et al. Pētīja hidroksipropila vaska cietes un hidroksipropila kukurūzas cietes ietekmi uz korejiešu glutinous rīsu kūku struktūru un retrogradācijas īpašībām. Pētījumā atklājās, ka hidroksipropilācija var samazināt cietes želatinizācijas temperatūru un uzlabot cietes ūdens noturības spēju. veiktspēja un ievērojami kavēja cietes novecojošo fenomenu korejiešu glutinous rīsu kūkās [345]. Kaur et al. Pētīja hidroksipropila aizvietošanas ietekmi uz dažādu kartupātu cietes šķirņu fizikāli ķīmiskajām īpašībām, un atklāja, ka kartupeļu cietes hidroksipropila aizvietošanas pakāpe mainījās ar dažādām šķirnēm, un tā ietekme uz cietes lielas daļiņu izmēru īpašībām; Hidroksipropilācijas reakcija izraisa daudzus fragmentus un rievas uz cietes granulu virsmas; Hidroksipropila aizvietošana var ievērojami uzlabot cietes pietūkuma īpašības, ūdens šķīdību un šķīdību dimetilsulfoksīdā un uzlabot cieti pastas caurspīdīgumu [346]. Lawal et al. pētīja hidroksipropila aizstāšanas ietekmi uz saldo kartupeļu cietes īpašībām. Pētījums parādīja, ka pēc hidroksipropila modifikācijas tika uzlabota cietes brīvā pietūkuma spēja un ūdens šķīdība; Tika kavēta vietējās cietes pārkristalizācija un retrogradācija; Tiek uzlabota sagremojamība [347]. Schmitz et al. Sagatavota hidroksipropila tapiokas ciete un atklāja, ka tai ir lielāka pietūkuma spēja un viskozitāte, zemāks novecošanās ātrums un lielāka sasalšanas un atkausēšanas stabilitāte [344].

Tomēr ir maz pētījumu par hidroksipropila cietes reoloģiskajām īpašībām un hidroksipropila modifikācijas ietekmi uz cietes balstītu savienojumu sistēmu reoloģiskajām īpašībām un gēla īpašībām, kas līdz šim ir reti. Chun et al. Pētīja zemas koncentrācijas (5%) hidroksipropil rīsu cietes šķīduma reoloģiju. Rezultāti parādīja, ka hidroksipropila modifikācijas ietekme uz cietes šķīduma līdzsvara stāvokļa un dinamiskās viskoelastības stāvokli bija saistīta ar aizvietošanas pakāpi, un neliels daudzums hidroksipropil-propil-aizstāšanas var ievērojami mainīt cietes risinājumu reoloģiskās īpašības; Cietes šķīdumu viskozitātes koeficients samazinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei, un tā reoloģisko īpašību atkarība no temperatūras palielinās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei. Summa samazinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei [342]. Lee et al. pētīja hidroksipropila aizvietošanas ietekmi uz saldo kartupeļu cietes fizikālajām īpašībām un reoloģiskajām īpašībām, un rezultāti parādīja, ka cietes pietūkuma spēja un ūdens šķīdība palielinājās, palielinoties hidroksipropila aizstāšanas pakāpei; Entalpijas vērtība samazinās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei; Viskozitātes koeficients, sarežģīta viskozitāte, ražas stress, sarežģīta viskozitāte un cietes šķīduma dinamiskais modulis samazinās, palielinoties hidroksipropil aizvietošanas pakāpei, šķidruma indeksam un zuduma faktoram, ko tas palielina ar hidroksipropila aizstāšanas pakāpi; Cietes līmes gēla stiprums samazinās, palielinās sasalšanas un atkausēšanas stabilitāte un samazinās sinerēzes efekts [235].

In this chapter, the effect of HPS hydroxypropyl substitution degree on the rheological properties and gel properties of HPMC/HPS cold and hot gel compound system was studied. The transition situation is of great significance for in-depth understanding of the relationship between structure formation and rheological properties. Turklāt HPMC/HPS reversas dzesēšanas savienojuma sistēmas želācijas mehānisms tika provizoriski apspriests, lai sniegtu dažus teorētiskus norādījumus citām līdzīgām reversās sildīšanas gēla sistēmām.

5.1 Materiāli un aprīkojums

5.1.1 Galvenie eksperimentālie materiāli

5.1.2 Galvenie instrumenti un aprīkojums

5.2 Eksperimentālā metode

5.2.1. Salikto risinājumu sagatavošana

Tika sagatavoti 15% HPMC/HPS saliktie šķīdumi ar atšķirīgiem salikšanas attiecībām (100/0, 50/50, 0/100) un HPS ar dažādiem hidroksipropila aizvietošanas grādiem (G80, A939, A1081). A1081, A939, HPMC un to saliktu risinājumu sagatavošanas metodes ir parādītas 2.2.1. G80 un tā saliktos šķīdumus ar HPMC tiek želatinizēti, maisot 1500psi un 110 ° C apstākļos autoklāvā, jo G80 dabiskā ciete ir augsta amiloze (80%), un tā želatinizācijas temperatūra ir augstāka par 100 ° C, kas nevar būt sasniedz ar sākotnējo ūdens vannas želatinizācijas metodi [348].

5.2.2. HPMC/HPS savienojumu šķīdumu reoloģiskās īpašības ar dažādām HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm

5.2.2.1 reoloģiskās analīzes princips

Tas pats, kas 2.2.2.1

5.2.2.2 Plūsmas režīma testa metode

Tika izmantota paralēla plāksnes skava ar 60 mm diametru, un plāksnes atstatums tika iestatīts uz 1 mm.

1. Ir pirms bīdes plūsmas testa metode un trīs posmu tiksotropija. Tas pats, kas 2.2.2.2.
2. Plūsmas testa metode bez pirms brīža un tiksotropiskā gredzena tiksotropijas. Pārbaudes temperatūra ir 25 ° C, a. Bīdes ar pieaugošu ātrumu, bīdes ātruma diapazons 0-1000 S-1, bīdes laiks 1 min; b. Pastāvīga cirpšanas, bīdes ātrums 1000 S-1, bīdes laiks 1 min; c. Samazināts ātruma cirpšana, bīdes ātruma diapazons ir 1000-0S-1, un bīdes laiks ir 1 min.

5.2.2.3. Svārstības režīma testa metode

1. Deformācijas mainīgais slaucīšana. Testa temperatūra 25 ° C, frekvence 1 Hz, deformācija 0,01–100 %.
2. Temperatūras skenēšana. Frekvence 1 Hz, deformācija 0,1 %, a. Sildīšanas process, temperatūra 5-85 ° C, sildīšanas ātrums 2 ° C/min; b. Dzesēšanas process, temperatūra 85–5 ° C, dzesēšanas ātrums 2 ° C/min. Ap paraugu izmanto silikona eļļas blīvējumu, lai pārbaudīšanas laikā izvairītos no mitruma zuduma.
3. Frekvences slaucīšana. Variācija 0,1 %, frekvence 1-100 rad/s. Pārbaudes tika veiktas attiecīgi 5 ° C un 85 ° C temperatūrā un pirms testēšanas 5 minūtes līdzsvaroja testa temperatūrā.

Polimēra šķīduma G ′ un zudumu moduļa G ″ Saikne starp polimēra šķīduma un leņķiskās frekvences ω seko spēka likumam:

kur n ′ un n ″ ir attiecīgi log g′-log ω un log g ″ -log ω;

G0 ′ un G0 ″ ir attiecīgi log g′-log ω un log g ″ -log ω pārtveršana.

5.2.3 Optiskais mikroskops

5.2.3.1 Instrumenta princips

Tas pats, kas 4.2.3.1

5.2.3.2. Testa metode

3% 5: 5 HPMC/HPS savienojuma šķīdumu izņēma dažādās temperatūrās 25 ° C, 45 ° C un 85 ° C, nokrita uz stikla slidkalniņa, kas turēts tajā pašā temperatūrā, un iemeta plānā plēvē. slāņa šķīdums un žāvēts tādā pašā temperatūrā. Filmas tika iekrāsotas ar 1% joda šķīdumu, kas novērošanai novietotas gaismas mikroskopa laukā un nofotografētas.

5.3 Rezultāti un diskusija

5.3.1 viskozitātes un plūsmas modeļa analīze

5.3.1.1. Plūsmas testa metode bez pirms bīdes un tiksotropiskā gredzena tiksotropijas

Izmantojot plūsmas testa metodi bez iepriekšēja brīža un tiksotropā gredzena tiksotropisko metodi, tika pētīta HPMC/HPS savienojuma šķīduma viskozitāte ar dažādām hidroksipropil aizvietošanas pakāpēm HPS. Rezultāti ir parādīti 5-1. Attēlā. No attēla var redzēt, ka visu paraugu viskozitāte parāda samazinošu tendenci, palielinoties bīdes ātrumam bīdes spēka iedarbībā, parādot zināmu bīdes retināšanas parādību. Lielākajai daļai augstas koncentrācijas polimēru šķīdumu vai kūstas ir spēcīga atdalīšanās un molekulārā pārkārtošanās zem bīdes, tādējādi uzrādot pseidoplastisku šķidruma izturēšanos [305, 349, 350]. Tomēr HPS/HPS savienojumu šķīdumu hpmc/HPS savienojumu šķīdumu bīdes retināšanas pakāpe ar dažādiem hidroksipropila aizvietošanas grādiem ir atšķirīga.

5-1. Att. Viskozitātes pret HPS/HPMC šķīduma bīdes ātrumu ar atšķirīgu HPS hidropropila aizvietošanas pakāpi (bez iepriekšējas brīža, attiecīgi cietie un dobie simboli ir pieaugošs ātrums un samazināšanas ātruma process)

No attēla var redzēt, ka tīrā HPS parauga viskozitāte un bīdes retināšanas pakāpe ir augstāka nekā HPMC/HPS savienojuma parauga, savukārt HPMC šķīduma bīdes retināšanas pakāpe ir zemākā, galvenokārt tāpēc Zemā temperatūrā ir ievērojami augstāks nekā HPMC. Turklāt HPMC/HPS savienojuma šķīdumam ar tādu pašu savienojuma koeficientu viskozitāte palielinās līdz ar HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpi. Tas var būt tāpēc, ka hidroksipropilgrupu pievienošana cietes molekulās sabojā starpmolekulārās ūdeņraža saites un tādējādi noved pie cietes granulu sadalīšanās. Hidroksipropilācija ievērojami samazināja cietes bīdes retināšanas parādību, un visredzamākā bija vietējās cietes bīdes retināšanas parādība. Nepārtraukti palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, HP bīdes retināšanas pakāpe pakāpeniski samazinājās.

All samples have thixotropic rings on the shear stress-shear rate curve, indicating that all samples have a certain degree of thixotropy. The thixotropic strength is represented by the size of the thixotropic ring area. Jo vairāk tiksotropa ir paraugs [351]. The flow index n and viscosity coefficient K of the sample solution can be calculated by the Ostwald-de Waele power law (see equation (2-1)).

5-1. Tabula Plūsmas uzvedības indekss (N) un šķidruma konsistences indekss (K) HPS/HPMC šķīduma ar atšķirīgu hidropropila aizvietošanas pakāpi 25 ° C temperatūrā ar atšķirīgu hidropropila aizvietošanas pakāpi 25 ° C temperatūrā 25 ° C temperatūrā ar atšķirīgu hidropropila aizvietošanas pakāpi HPS.

5-1. Tabulā parādīts plūsmas indekss N, viskozitātes koeficients K un tiksotropā gredzena laukums HPMC/HPS savienojumu šķīdumos ar dažādām hidroksipropiltera aizvietošanas pakāpēm HPS, palielinot bīdes un samazinot bīdes. No tabulas var redzēt, ka visu paraugu plūsmas indekss N ir mazāks par 1, norādot, ka visi paraugu šķīdumi ir pseidoplastiski šķidrumi. HPMC/HPS savienojuma sistēmai ar tādu pašu HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpi plūsmas indekss N palielinās, palielinoties HPMC saturam, norādot, ka HPMC pievienošana padara salikto risinājumu ir spēcīgāka Ņūtona šķidruma raksturlielumi. Tomēr, palielinoties HPMC saturam, viskozitātes koeficients K nepārtraukti samazinājās, norādot, ka HPMC pievienošana samazināja savienojuma šķīduma viskozitāti, jo viskozitātes koeficients K bija proporcionāls viskozitātei. Tīrā HP vērtība N vērtība un K vērtība ar atšķirīgu hidroksipropil aizvietošanas grādiem pieaugošajā bīdes stadijā samazinājās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, norādot, ka hidroksipropilācijas modifikācija var uzlabot cietes pseidoplastiskumu un samazināt starču šķīdumu viskozitāti. Gluži pretēji, N vērtība palielinās, palielinoties aizvietošanas pakāpes palielināšanai samazinošajā bīdes stadijā, norādot, ka hidroksipropilācija uzlabo šķidruma šķidruma izturēšanos pēc ātrgaitas cirpšanas. HPMC/HPS savienojuma sistēmas n vērtību un k vērtību ietekmēja gan HPS hidroksipropilācija, gan HPMC, kas bija to apvienotās darbības rezultāts. Salīdzinot ar pieaugošo bīdes posmu, visu paraugu n vērtības samazinošajā cirpšanas posmā kļuva lielākas, bet K vērtības kļuva mazākas, norādot, ka savienojuma šķīduma viskozitāte tika samazināta pēc ātrgaitas cirpšanas, un Tika uzlabota saliktā šķīduma Ņūtona šķidruma izturēšanās. .

Tiksotropā gredzena laukums samazinājās, palielinoties HPMC saturam, norādot, ka HPMC pievienošana samazināja savienojuma šķīduma tiksotropiju un uzlaboja tā stabilitāti. HPMC/HPS savienojuma šķīdumam ar tādu pašu savienojošo koeficientu tiksotropā gredzena laukums samazinās, palielinoties HPS hidroksipropil aizvietošanas pakāpei, norādot, ka hidroksipropilācija uzlabo HP stabilitāti.

5.3.1.2.

Bīdes metode ar pirms bīdes tika izmantota, lai izpētītu HPMC/HPS savienojuma šķīduma viskozitātes maiņu ar dažādām hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm HP ar bīdes ātrumu. Rezultāti ir parādīti 5-2. Attēlā. No attēla var redzēt, ka HPMC šķīdumā gandrīz nav bīdes retināšanas, bet pārējiem paraugiem ir bīdes retināšana. Tas saskan ar rezultātiem, kas iegūti ar cirpšanas metodi bez iepriekšējas brīža. No attēla var redzēt arī to, ka ar zemu bīdes ātrumu ļoti hidroksipropilgrupas paraugam ir plato reģions.

5-2. Att. Viskozitātes pret HPS/HPMC šķīduma bīdes ātrumu ar atšķirīgu HPS hidropropila aizvietošanas pakāpi (ar iepriekšēja bīde

Nulles bīdes viskozitāte (H0), plūsmas indekss (N) un viskozitātes koeficients (k), kas iegūts, ir parādīts 5-2. Tabulā. No tabulas mēs redzam, ka tīriem HPS paraugiem ar abām metodēm iegūtās N vērtības palielinās līdz ar aizvietošanas pakāpi, norādot, ka cietes šķīduma cietās izturēšanās samazinās, palielinoties aizstāšanas pakāpei. Palielinoties HPMC saturam, N vērtības visas parādīja lejupejošu tendenci, norādot, ka HPMC samazināja šķīduma cietvielu līdzīgo izturēšanos. Tas parāda, ka abu metožu kvalitatīvās analīzes rezultāti ir konsekventi.

Salīdzinot datus, kas iegūti vienam un tam pašam paraugam dažādās testa metodēs, tiek atklāts, ka N vērtība, kas iegūta pēc iepriekšējas bīdes -Sērkšanas metode ir cietai līdzīga, uzvedība ir zemāka nekā tā, ko mēra ar metodi bez iepriekšējas brīža. Tas ir tāpēc, ka gala rezultāts, kas iegūts testā bez iepriekšējas bīdes laiks. Tāpēc šī metode var precīzāk noteikt savienojuma sistēmas bīdes retināšanas parādību un plūsmas raksturlielumus.

No tabulas mēs arī redzam, ka tajā pašā salikšanas attiecībā (5: 5) salikšanas sistēmas N vērtība ir tuvu 1, un iepriekš breikotā N palielinās līdz ar hidroksipropila aizvietošanas pakāpi, tas parāda, ka HPMC ir Nepārtraukta saliktā sistēmas fāze un HPMC ir spēcīgāka ietekme uz cietes paraugiem ar zemu hidroksipropila aizvietošanas pakāpi, kas saskan ar rezultātu, ka N vērtība palielinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei, iepriekš neierobežojoties pretēji. Salikto sistēmu K vērtības ar atšķirīgu abu metožu aizvietošanas pakāpi ir līdzīgas, un nav īpaši acīmredzamas tendences, savukārt nulles bīdes viskozitāte parāda skaidru lejupejošu tendenci, jo nulles bīdes viskozitāte ir neatkarīga no bīdes likme. Iekšējā viskozitāte var precīzi atspoguļot pašas vielas īpašības.

5-3. Att. Trīs HPS/HPMC maisījuma šķīduma tiksotropija ar atšķirīgu HPS hidropropila aizvietošanas pakāpi

Trīs posmu tiksotropā metode tika izmantota, lai izpētītu dažādu hidroksipropilterešu aizvietošanas pakāpes ietekmi uz hidroksipropila cietes uz savienojuma sistēmas tiksotropiskajām īpašībām. No 5-3. Attēla var redzēt, ka zemas bīdes stadijā šķīduma viskozitāte samazinās, palielinoties HPMC saturam, un samazinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei, kas atbilst nulles bīdes viskozitātes likumam.

Strukturālās atveseļošanās pakāpi pēc atšķirīga laika atveseļošanās posmā izsaka ar viskozitātes reģenerācijas ātrumu DSR, un aprēķina metode ir parādīta 2.3.2. No 5-2. Tabulas var redzēt, ka tajā pašā atveseļošanās laikā Pure HPS DSR ir ievērojami zemāks nekā Pure HPMC, kas galvenokārt ir tāpēc, ka HPMC molekula ir stingra ķēde, un tās relaksācijas laiks ir īss, un ir īss, un ir īss un ir īss, un Struktūru var atgūt īsā laikā. atgūt. Kamēr HPS ir elastīga ķēde, tās relaksācijas laiks ir ilgs, un struktūras atjaunošanās prasa daudz laika. Palielinoties aizvietošanas pakāpei, tīra HPS DSR samazinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei, norādot, ka hidroksipropilācija uzlabo cietes molekulārās ķēdes elastību un padara HPS relaksācijas laiku ilgāku. The DSR of the compound solution is lower than that of pure HPS and pure HPMC samples, but with the increase of the substitution degree of HPS hydroxypropyl, the DSR of the compound sample increases, which indicates that the thixotropy of the compound system increases with the HPS hidroksipropila aizvietošanas palielināšanās. Tas samazinās, palielinoties radikālas aizstāšanas pakāpei, kas atbilst rezultātiem bez iepriekšēja brīža.

5-2. Tabula Nulles bīdes viskozitāte (H0), plūsmas uzvedības indekss (N), šķidruma konsistences indekss (k) pieaugošā ātruma un struktūras atjaunošanās pakāpes (DSR) laikā pēc noteikta HPS/HPMC šķīduma atgūšanas laika ar atšķirīgu hidropropilu substitution degree of HPS at 25 °C

Rezumējot, līdzsvara stāvokļa tests bez iepriekšēja brīža un tiksotropā gredzena tiksotropijas tests var kvalitatīvi analizēt paraugus ar lielām veiktspējas atšķirībām, bet savienojumiem ar dažādiem HPS hidroksipropilstabilitātes grādiem ar nelielām veiktspējas atšķirībām risinājums ir pretrunā Īstie rezultāti, jo izmērītie dati ir visaptveroši bīdes ātruma un bīdes laika ietekmes rezultāti, un tie nevar patiesi atspoguļot viena mainīgā ietekmi.

5.3.2 Lineārais viskoelastīgais reģions

Ir labi zināms, ka hidrogeliem uzglabāšanas moduli G ′ nosaka efektīvo molekulāro ķēžu cietība, stiprība un skaits, un zaudējumu moduli G ′ ′ nosaka mazu molekulu un funkcionālo grupu migrācija, kustība un berze . To nosaka berzes enerģijas patēriņš, piemēram, vibrācija un rotācija. Uzglabāšanas moduļa G ′ un zudumu moduļa G ″ (ti, tan δ = 1) eksistences zīme. Pāreju no šķīduma uz želeju sauc par gēla punktu. Uzglabāšanas modulis G ′ un zudumu modulis G ″ bieži tiek izmantots, lai izpētītu želācijas izturēšanos, veidošanās ātrumu un gēla tīkla struktūras struktūras īpašības [352]. Tie var arī atspoguļot iekšējās struktūras attīstību un molekulāro struktūru gēla tīkla struktūras veidošanās laikā. mijiedarbība [353].

5-4. Attēlā parādītas HPMC/HPS savienojumu šķīdumu celma slaucīšanas līknes ar dažādām hidroksipropil aizvietošanas pakāpēm HPS frekvencē 1 Hz un celma diapazons 0,01%-100%. No skaitļa var redzēt, ka apakšējā deformācijas apgabalā (0,01–1%) visi paraugi, izņemot HPMC, ir g ′> g ″, parādot želejas stāvokli. HPMC G ′ ir visā formā, mainīgais diapazons vienmēr ir mazāks nekā G ”, norādot, ka HPMC atrodas šķīduma stāvoklī. Turklāt dažādu paraugu viskoelastības atkarība no deformācijas ir atšķirīga. G80 paraugam viskoelastības biežums ir acīmredzamāks: ja deformācija ir lielāka par 0,3%, var redzēt, ka G 'pakāpeniski samazinās, ko papildina ievērojams G palielinājums ”. palielināt, kā arī ievērojamu iedeguma δ palielināšanos; un krustojas, ja deformācijas daudzums ir 1,7%, kas norāda, ka G80 gēla tīkla struktūra ir nopietni bojāta pēc tam, kad deformācijas daudzums pārsniedz 1,7%, un tā ir šķīduma stāvoklī.

Att. 5-4. Att. Modulis (G ′) un zudumu modulis (G ″) pret HPS/HPMC celma celmu ar HPS hidroypropila aizvietošanas pakāpi (attiecīgi cietie un dobie simboli ir attiecīgi G ′ un G ″)).

5-5. Att.

No figūras var redzēt, ka Pure HP lineārais viskoelastīgais reģions ir acīmredzami sašaurināts, samazinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei. Citiem vārdiem sakot, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, ievērojamās Tan Δ līknes izmaiņas mēdz parādīties augstākā deformācijas daudzuma diapazonā. Jo īpaši G80 lineārais viskoelastīgais reģions ir šaurākais no visiem paraugiem. Tāpēc, lai noteiktu, izmanto lineāro viskoelastīgo G80 reģionu

Kritēriji deformācijas mainīgā vērtības noteikšanai šādās testu sērijās. HPMC/HPS savienojuma sistēmai ar tādu pašu savienojošo koeficientu lineārais viskoelastīgais reģions arī sašaurinās, samazinoties hidroksipropil aizvietošanas pakāpei HPS, bet hidroksipropila aizvietošanas pakāpes sarūkošā ietekme uz lineāro viskoelastīgo reģionu nav tik acīmredzama.

5.3.3 Viskoelastīgās īpašības sildīšanas un dzesēšanas laikā

HPS/HPS savienojumu šķīdumu HPS/HPS savienojumu šķīdumu dinamiskās viskoelastīgās īpašības ar dažādām hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm ir parādītas 5-6. Attēlā. Kā redzams no attēla, HPMC apkures procesa laikā ir četri posmi: sākotnējais plato reģions, divi struktūras veidojošie posmi un galīgais plato reģions. Sākotnējā plato stadijā G ′ <g ″ G ′ un G ″ vērtības ir mazas, un tām ir tendence nedaudz samazināties, palielinoties temperatūrai, parādot parasto šķidruma viskoelastīgu izturēšanos. HPMC termiskajai želejai ir divi atšķirīgi struktūras veidošanās posmi, ko ierobežo G ′ un G ″ krustojums (tas ir, šķīduma-gēla pārejas punkts, ap 49 ° C), kas atbilst iepriekšējiem ziņojumiem. Konsekvents [160, 354]. Augstā temperatūrā hidrofobās asociācijas un hidrofilās asociācijas dēļ HPMC pakāpeniski veido šķērsvirziena struktūru [344, 355, 356]. Astes plato reģionā G ′ un G ″ vērtības ir augstas, kas norāda, ka HPMC gēla tīkla struktūra ir pilnībā izveidota.

These four stages of HPMC appear sequentially in reverse order as the temperature decreases. G ′ un G ″ krustojums uz zemas temperatūras reģionu aptuveni 32 ° C temperatūrā dzesēšanas stadijā, kas var būt saistīts ar histerēzi [208] vai ķēdes kondensācijas efektu zemā temperatūrā [355]. Līdzīgi kā HPMC, arī citi paraugi apkures procesa laikā ir arī četri posmi, un atgriezeniskā parādība notiek dzesēšanas procesa laikā. Tomēr no attēla var redzēt, ka G80 un A939 parāda vienkāršotu procesu bez G 'un G' krustojuma, un G80 līkne pat neparādās. The platform area at the rear.

Tīrai HPS augstāka hidroksipropila aizvietošanas pakāpe var mainīt gan gēla veidošanās sākotnējo, gan galīgo temperatūru, īpaši sākotnējo temperatūru, kas ir attiecīgi 61 ° C G80, A939 un A1081. , 62 ° C un 54 ° C. Turklāt HPMC/HPS paraugiem ar tādu pašu salikšanas koeficientu, palielinoties aizvietošanas pakāpei, abām G ′ un G ″ vērtībām ir tendence samazināties, kas atbilst iepriekšējo pētījumu rezultātiem [357, 358]. Palielinoties aizstāšanas pakāpei, želejas tekstūra kļūst maiga. Tāpēc hidroksipropilācija pārkāpj dabiskās cietes sakārtoto struktūru un uzlabo tā hidrofilitāti [343].

HPMC/HPS savienojuma paraugiem gan G ′, gan G ″ samazinājās, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, kas saskanēja ar tīra HPS rezultātiem. Turklāt, pievienojot HPMC, aizvietošanas pakāpei bija būtiska ietekme uz G ′, efekts ar G ”kļūst mazāk izteikts.

Visu HPMC/HPS kompozītmateriālu paraugu viskoelastīgās līknes parādīja tādu pašu tendenci, kas atbilda HPS zemā temperatūrā un HPMC augstā temperatūrā. Citiem vārdiem sakot, zemā temperatūrā HPS dominē saliktās sistēmas viskoelastīgajās īpašībās, savukārt augstā temperatūrā HPMC nosaka saliktās sistēmas viskoelastīgās īpašības. Šis rezultāts galvenokārt ir attiecināms uz HPMC. Jo īpaši HPS ir auksts želeja, kas mainās no gēla stāvokļa uz šķīduma stāvokli, kad to karsē; Gluži pretēji, HPMC ir karsts želeja, kas pakāpeniski veido želeju, palielinoties temperatūras tīkla struktūrai. HPMC/HPS savienojuma sistēmai zemā temperatūrā savienojuma sistēmas gēla īpašības galvenokārt veicina HPS aukstais želeja, un augstā temperatūrā siltā temperatūrā HPMC želeja dominē savienojuma sistēmā.

5-6. Att.

HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmas modulis, kā paredzēts, ir starp tīru HPMC un Pure HPS moduļiem. Turklāt sarežģītajā sistēmā ir G ′> g ″ visā temperatūras skenēšanas diapazonā, kas norāda, ka gan HPMC, gan HPS var veidot starpmolekulāras ūdeņraža saites attiecīgi ar ūdens molekulām un arī var veidot starpmolekulāras ūdeņraža saites savā starpā. Turklāt zaudējumu faktora līknē visām sarežģītajām sistēmām ir iedeguma δ maksimums aptuveni 45 ° C temperatūrā, norādot, ka sarežģītajā sistēmā ir notikusi nepārtrauktas fāzes pāreja. Šī fāzes pāreja tiks apspriesta nākamajā 5.3.6. turpināt diskusiju.

5.3.4 Temperatūras ietekme uz salikto viskozitāti

Ir svarīgi izprast temperatūras ietekmi uz materiālu reoloģiskajām īpašībām, jo ​​ir plašs temperatūras diapazons, kas var rasties apstrādes un uzglabāšanas laikā [359, 360]. Diapazonā no 5 ° C-85 ° C temperatūras ietekme uz HPMC/HPS savienojumu šķīdumu sarežģīto viskozitāti ar dažādām hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm HPS parādīts 5-7. Attēlā. No 5-7. Attēla (a) var redzēt, ka tīrā HPS sarežģītā viskozitāte ievērojami samazinās, paaugstinoties temperatūrai; Tīra HPMC viskozitāte nedaudz samazinās no sākotnējā līdz 45 ° C, paaugstinoties temperatūrai. uzlabot.

Visu salikto paraugu viskozitātes līknes parādīja līdzīgas tendences ar temperatūru, vispirms pazeminoties, paaugstinoties temperatūrai un pēc tam palielinoties, palielinoties temperatūrai. Turklāt salikto paraugu viskozitāte ir tuvāk HPS zemā temperatūrā un tuvāk HPMC augstā temperatūrā. Šis rezultāts ir saistīts arī ar gan HPMC, gan HPS savdabīgo želejas izturēšanos. Saliktā parauga viskozitātes līkne parādīja ātru pāreju 45 ° C temperatūrā, iespējams, fāzes pārejas dēļ HPMC/HPS saliktajā sistēmā. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka G80/HPMC 5: 5 viskozitāte augstā temperatūrā ir augstāka nekā tīrā HPMC, kas galvenokārt ir saistīts ar augstāku G80 iekšējo viskozitāti augstā temperatūrā [361]. Ar to pašu salikšanas koeficientu saliktās sistēmas viskozitāte samazinās, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei. Tāpēc hidroksipropilgrupu ieviešana cietes molekulās var izraisīt intramolekulāras ūdeņraža saites cietes molekulās.

5-7. Att. Kompleksa viskozitāte pret temperatūru HPS/HPMC maisījumiem ar atšķirīgo HPS hidroypropil aizvietošanas pakāpi

Temperatūras ietekme uz HPMC/HPS savienojuma sistēmas sarežģīto viskozitāti atbilst noteiktā temperatūras diapazonā ar Arrhenius attiecībām, un sarežģītajai viskozitātei ir eksponenciāla saistība ar temperatūru. Arrhenius vienādojums ir šāds:

Starp tiem η* ir sarežģīta viskozitāte, pa s;

A ir konstante, pa s;

T ir absolūtā temperatūra, k;

R ir gāzes konstante, 8.3144 J · mol - 1 · K - 1;

E ir aktivizācijas enerģija, j · mol - 1.

Piemērots saskaņā ar formulu (5-3), savienojuma sistēmas viskozitātes-temperatūras līkni var iedalīt divās daļās atbilstoši tan δ maksimumam 45 ° C temperatūrā; Savienojuma sistēma 5 ° C-45 ° C un 45 ° C-85 °. Aktivizācijas enerģijas E vērtības un konstante A, kas iegūta, piestiprinot diapazonā C diapazonā, ir parādītas 5-3. Tabulā. Aprēķinātās aktivizācijas enerģijas E vērtības ir starp –174 kJ · mol - 1 un 124 kJ · mol - 1, un konstantes A vērtības ir starp 6,24 × 10−11 pa · s un 1,99 × 1028 pa · s. Montāžas diapazonā uzstādītie korelācijas koeficienti bija augstāki (R2 = 0,9071 –0,9892), izņemot G80/HPMC paraugu. G80/HPMC paraugam ir zemāks korelācijas koeficients (R2 = 0,4435) temperatūras diapazonā no 45 ° C - 85 ° C, kas var būt saistīts ar G80 būtībā lielāku cietību un tā ātrāku svaru, salīdzinot ar citiem HPS kristalizācijas ātrumu [ 362]. Šis G80 īpašums padara to, visticamāk, veido ne-homogēnus savienojumus, ja to papildina ar HPMC.

Temperatūras diapazonā no 5 ° C - 45 ° C HPMC/HPS kompozītmateriāla parauga E vērtība ir nedaudz zemāka nekā Pure HPS, kas var būt saistīta ar mijiedarbību starp HPS un HPMC. Samaziniet viskozitātes atkarību no temperatūras. Pure HPMC E vērtība ir augstāka nekā citiem paraugiem. Visu cietes saturošo paraugu aktivizācijas enerģijas bija zemas pozitīvas vērtības, norādot, ka zemākā temperatūrā viskozitātes samazināšanās ar temperatūru bija mazāk izteikta un preparātiem bija cietei līdzīga tekstūra.

5-3. Tabula Arrhenius vienādojuma parametri (E: aktivizācijas enerģija; A: konstante; R 2: noteikšanas koeficients) no Eq. (1) HPS/HPMC maisījumiem ar dažādām HPS hidroksipropilācijas pakāpēm.

Tomēr augstākā temperatūras diapazonā no 45 ° C - 85 ° C E vērtība kvalitatīvi mainījās starp tīru HPS un HPMC/HPS kompozītmateriālu paraugiem, un tīra HPSS E vērtība bija 45,6 kJ · mol - 1 - diapazonā no tā diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā - diapazonā no E diapazona. 124 kJ · mol -1, kompleksu E vērtības ir diapazonā no -3,77 kJ · mol -1–72,2 kJ · mol -1. Šīs izmaiņas parāda HPMC spēcīgo ietekmi uz sarežģītās sistēmas aktivizācijas enerģiju, jo tīra HPMC E vērtība ir -174 kJ mol -1. Tīras HPMC un saliktās sistēmas E vērtības ir negatīvas, kas norāda, ka augstākā temperatūrā viskozitāte palielinās, palielinoties temperatūrai, un savienojumam ir HPMC līdzīga uzvedības tekstūra.

HPMC un HPS ietekme uz HPMC/HPS savienojumu sistēmu sarežģīto viskozitāti augstā temperatūrā un zemā temperatūrā atbilst apspriestajām viskoelastīgajām īpašībām.

5.3.5 Dinamiskās mehāniskās īpašības

5-8. Attēlā parādītas frekvences slaucīšanas līknes HPS/HPS savienojumu šķīdumu 5 ° C temperatūrā ar dažādām hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm. No attēla var redzēt, ka Pure HPS ir tipiska cietvielu līdzīga uzvedība (G ′> G ″), savukārt HPMC ir šķidrumam līdzīga uzvedība (G ′ <g ″). Visām HPMC/HPS zāļu formām bija cieta izturēšanās. Lielākajai daļai paraugu gan G ′, gan G ″ palielinās, palielinoties frekvencei, norādot, ka materiāla cietajai izturībai ir spēcīga.

Tīram HPMC ir skaidra frekvences atkarība, ko ir grūti pamanīt tīros HPS paraugos. Kā gaidīts, HPMC/HPS kompleksa sistēma uzrādīja noteiktu frekvences atkarību. Visiem HPS saturošiem paraugiem n ′ vienmēr ir zemāks par N ″, un G ″ ir spēcīgāka frekvences atkarība nekā G ′, norādot, ka šie paraugi ir elastīgāki nekā viskozi [352, 359, 363]. Tāpēc salikto paraugu veiktspēju galvenokārt nosaka HPS, kas galvenokārt ir tāpēc, ka HPMC ir zemāks viskozitātes šķīduma stāvoklis zemā temperatūrā.

5-4. Tabula N ′, N ″, G0 ′ un G0 ″ HPS/HPMC ar atšķirīgu HPS hidropropila aizvietošanas pakāpi 5 ° C temperatūrā, kā noteikts no ekvivalentiem. (5-1) un (5-2)

5-8. Attēls. Uzglabāšanas modulis (G ′) un zudumu modulis (G ″) pret HPS/HPMC maisījumu frekvenci ar dažādu HPS hidroypropila aizvietošanas pakāpi 5 ° C temperatūrā

Tīram HPMC ir skaidra frekvences atkarība, ko ir grūti pamanīt tīros HPS paraugos. Kā gaidīts HPMC/HPS kompleksam, ligandu sistēmai bija noteikta frekvences atkarības pakāpe. Visiem HPS saturošiem paraugiem n ′ vienmēr ir zemāks par N ″, un G ″ ir spēcīgāka frekvences atkarība nekā G ′, norādot, ka šie paraugi ir elastīgāki nekā viskozi [352, 359, 363]. Tāpēc salikto paraugu veiktspēju galvenokārt nosaka HPS, kas galvenokārt ir tāpēc, ka HPMC ir zemāks viskozitātes šķīduma stāvoklis zemā temperatūrā.

5-9. Attēlā parādītas HPS/HPS savienojumu šķīdumu frekvences slaucīšanas līknes ar dažādām hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm 85 ° C temperatūrā. Kā redzams no attēla, visiem pārējiem HPS paraugiem, izņemot A1081, bija tipiska cietvielu līdzīga izturēšanās. A1081 G 'un G' vērtības ir ļoti tuvas, un G 'ir nedaudz mazāka nekā G ”, kas norāda, ka A1081 uzvedas kā šķidrums.

Tas var būt tāpēc, ka A1081 ir auksts želeja, un tā tiek veikta pāreja no želejas līdz risināšanai augstā temperatūrā. No otras puses, paraugiem ar tādu pašu savienojošo attiecību n ′, n ″, g0 ′ un g0 ″ (5-5. Tabula) vērtības samazinājās, palielinoties hidroksipropil aizvietošanas pakāpei, norādot, ka hidroksipropilācija samazināja cietvielu cietvielu-samazināja cietvielu cietvielu-samazināja cietvielu cietvielu pakāpi, norādot, ka hidroksipropilācija samazina cietvielu cietvielu līmeni, norādot, ka hidroksipropilācija samazina cietvielu cietvielu-cietās vielas pakāpi, norādot, ka hidroksipropilācija samazina cietvielu cietvielu pakāpi, norādot, ka hidroksipropilācija samazina cietvielu cietvielu pakāpi, norādot, ka hidroksipropilācija samazina cietvielu cietvielu līmeni. Tāpat kā cietes izturēšanās augstā temperatūrā (85 ° C). Jo īpaši G80 N ′ un N ″ ir tuvu 0, parādot spēcīgu cietvielu līdzīgu izturēšanos; Turpretī A1081 N ′ un N ″ vērtības ir tuvu 1, parādot spēcīgu šķidruma izturēšanos. Šīs n 'un n "vērtības atbilst datiem par g' un g". Turklāt, kā redzams 5.-9. Attēlā, hidroksipropila aizvietošanas pakāpe var ievērojami uzlabot HPS frekvences atkarību augstā temperatūrā.

5-9. Att.

5-9. Attēlā parādīts, ka HPMC uzrāda tipisku cietvielu līdzīgu izturēšanos (G ′> G ″) 85 ° C temperatūrā, ko galvenokārt attiecina uz tā termogela īpašībām. Turklāt HPMC G ′ un G ″ mainās ar frekvenci, pieaugums daudz nemainījās, norādot, ka tam nav skaidras frekvences atkarības.

HPMC/HPS savienojuma sistēmai N ′ un N ″ vērtības ir tuvu 0, un G0 ′ ir ievērojami augstākas nekā G0 (tabula ″ 5-5), apstiprinot tā cietvielu līdzīgo izturēšanos. No otras puses, augstāka hidroksipropila aizvietošana var pāriet no cietām vielām līdzīgām uz šķidrumam līdzīgu izturēšanos-parādību, kas nenotiek saliktos risinājumos. Turklāt savienojuma sistēmai, kas pievienota ar HPMC, palielinoties frekvencei, gan g ', gan g' palika salīdzinoši stabili, un n 'un n vērtības bija tuvu HPMC vērtībām. Visi šie rezultāti liecina, ka HPMC dominē saliktās sistēmas viskoelastībā augstā temperatūrā 85 ° C.

5-5. Tabula N ′, N ″, G0 ′ un G0 ″ HPS/HPMC ar atšķirīgu HPS hidropropila aizstāšanu 85 ° C temperatūrā, kā noteikts no ekvivalentiem. (5-1) un (5-2)

5.3.6. HPMC/HPS kompozītu sistēmas morfoloģija

HPMC/HPS savienojuma sistēmas fāzes pāreja tika pētīta ar joda krāsošanas optisko mikroskopu. HPMC/HPS savienojuma sistēmu ar salikšanas attiecību 5: 5 tika pārbaudīta 25 ° C, 45 ° C un 85 ° C temperatūrā. Zemāk esošie iekrāsotie gaismas mikroskopa attēli ir parādīti 5-10. Attēlā. No figūras var redzēt, ka pēc krāsošanas ar jodu HPS fāzi krāso tumšākā krāsā, un HPMC fāze parāda gaišāku krāsu, jo to nevar krāsot jods. Tāpēc abas HPMC/HP fāzes var skaidri atšķirt. Augstākā temperatūrā palielinās tumšo reģionu (HPS fāzes) laukums un samazinās spožo reģionu (HPMC fāze) laukums. Jo īpaši 25 ° C temperatūrā HPMC (spilgta krāsa) ir nepārtraukta fāze HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmā, un mazā sfēriskā HPS fāze (tumšā krāsa) ir izkliedēta HPMC nepārtrauktā fāzē. Turpretī 85 ° C temperatūrā HPMC kļuva par ļoti mazu un neregulāras formas izkliedētu fāzi, kas izkliedēta HPS nepārtrauktā fāzē.

5-8. Att. Dised 1: 1 HPMC/HPS maisījumi 25 ° C, 45 ° C un 85 ° C maisījumos.

Palielinoties temperatūrai, nepārtrauktas fāzes fāzes morfoloģijas pārejas punkts no HPMC uz HPS HPS/HPS savienojuma sistēmā. Teorētiski tam vajadzētu notikt, ja HPMC un HPS viskozitāte ir vienāda vai ļoti līdzīga. Kā redzams no 45 ° C mikrogrāfiem 5.-10. Šis novērojums arī apstiprina faktu, ka nepārtrauktas fāzes fāzes pāreja, iespējams, ir notikusi Tan δ maksimumā izkliedes koeficienta un temperatūras līknē, kas apskatīta 5.3.3.

No attēla var arī redzēt, ka zemā temperatūrā (25 ° C) dažas tumšās HPS izkliedētās fāzes daļas parāda noteiktu spilgtas krāsas pakāpi, kas var būt tāpēc, ka daļa no HPMC fāzes pastāv HPS fāzē izkliedētas fāzes forma. vidū. Vienlaicīgi augstā temperatūrā (85 ° C) dažas mazas tumšas daļiņas tiek sadalītas spilgtas krāsas HPMC izkliedētā fāzē, un šīs mazās tumšās daļiņas ir nepārtrauktas fāzes HPS. Šie novērojumi liecina, ka HPMC-HPS savienojuma sistēmā pastāv noteikta mezofāzes pakāpe, tādējādi arī norādot, ka HPMC ir zināma savietojamība ar HPS.

5.3.7. HPMC/HPS savienojuma sistēmas fāzes pārejas shematiska diagramma

Balstoties uz polimēru šķīdumu un salikto gēla punktu klasisko reoloģisko izturēšanos [216, 232] un salīdzinājumu ar dokumentā apskatītajiem kompleksiem, tiek piedāvāts princips modelis HPMC/HPS kompleksu strukturālajai transformācijai ar temperatūru, kā parādīts attēlā .

5-11. Att. HPMC sola-gela pārejas shematiskas struktūras (A); HPS (B); un HPMC/HPS (C)

HPMC un ar to saistītā šķīduma-gela pārejas mehānisma gēla izturēšanās ir daudz pētīta [159, 160, 207, 208]. Viens no plaši atzītajiem ir tas, ka HPMC ķēdes pastāv šķīdumā apkopotu saišķu veidā. Šīs kopas ir savstarpēji savienotas, iesaiņojot dažas nepiespiestas vai taupīgi šķīstošās celulozes struktūras un ir savienotas ar blīvi aizvietotiem reģioniem ar metilgrupu un hidroksilgrupu hidrofobisku agregāciju. Zemā temperatūrā ūdens molekulas veido būru līdzīgas struktūras ārpus metilhidrofobām grupām un ūdens apvalka struktūrām ārpus hidrofilām grupām, piemēram, hidroksilgrupām, neļaujot HPMC veidot starpķēdes ūdeņraža saites zemā temperatūrā. Palielinoties temperatūrai, HPMC absorbē enerģiju un šīs ūdens būru un ūdens apvalka struktūras ir salauztas, kas ir šķīduma-gela pārejas kinētika. Ūdens būra un ūdens apvalka plīsums ūdens videi pakļauj metil un hidroksipropilgrupas, kā rezultātā ievērojami palielinās brīvais tilpums. Augstākā temperatūrā, pateicoties hidrofobisko grupu hidrofobai saistībai un hidrofilo grupu hidrofilajai asociācijai, beidzot tiek veidota gēla trīsdimensiju tīkla struktūra, kā parādīts 5-11. Attēlā (a).

Pēc cietes želatinizācijas amiloze izšķīst no cietes granulām, veidojot dobu atsevišķu spirālveida struktūru, kas ir nepārtraukti brūce un kas visbeidzot rada nejaušu spoļu stāvokli. Šī vienas spirāles struktūra veido hidrofobu dobumu iekšpusē un hidrofīlu virsmu no ārpuses. Šī blīvā cietes struktūra to piešķir ar labāku stabilitāti [230-232]. Tāpēc HPS pastāv mainīgu nejaušu spoļu veidā ar dažiem izstieptiem spirālveida segmentiem ūdens šķīdumā augstā temperatūrā. Samazinoties temperatūrai, ūdeņraža saites starp HP un ūdens molekulām ir salauztas un tiek zaudēts ūdens. Visbeidzot, veidojas trīsdimensiju tīkla struktūra, jo veidojas ūdeņraža saites starp molekulārajām ķēdēm, un veidojas želeja, kā parādīts 5-11. Attēlā (b).

Parasti, ja tiek papildināti divi komponenti ar ļoti atšķirīgu viskozitāti, augstās viskozitātes komponentam ir tendence veidot izkliedētu fāzi un tiek izkliedēta zemas viskozitātes komponenta nepārtrauktā fāzē. Zemā temperatūrā HPMC viskozitāte ir ievērojami zemāka nekā HPS. Tāpēc HPMC veido nepārtrauktu fāzi, kas apņem HPS gēla fāzi ar augstu viskozitāti. Divu fāžu malās hidroksilgrupas HPMC ķēdēs zaudē daļu no saistītā ūdens un veido starpmolekulāras ūdeņraža saites ar HPS molekulārajām ķēdēm. Sildīšanas procesa laikā HPS molekulārās ķēdes pārvietojās pietiekami daudz enerģijas absorbcijas dēļ un veidoja ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, kā rezultātā rodas želejas struktūras plīsums. Tajā pašā laikā tika iznīcināta ūdens būru struktūra un ūdens apvalka struktūra HPMC ķēdē un pakāpeniski plīsa, lai pakļautu hidrofilām grupām un hidrofobām kopām. Augstā temperatūrā HPMC veido gēla tīkla struktūru starpmolekulāro ūdeņraža saites un hidrofobās asociācijas dēļ, un tādējādi kļūst par augstas viskozitātes izkliedētu fāzi, kas izkliedēta HPS nepārtrauktā nejaušo spoļu fāzē, kā parādīts 5-11. Attēlā (c). Tāpēc HPS un HPMC dominēja attiecīgi kompozītmateriālu želeju reoloģiskās īpašības, gēla īpašības un fāžu morfoloģija zemā un augstā temperatūrā.

The introduction of hydroxypropyl groups into starch molecules breaks its internal ordered intramolecular hydrogen bond structure, so that the gelatinized amylose molecules are in a swollen and stretched state, which increases the effective hydration volume of the molecules and inhibits the tendency of starch molecules to entangle randomly ūdens šķīdumā [362]. Tāpēc hidroksipropila apjomīgās un hidrofilās īpašības apgrūtina amilozes molekulāro ķēžu rekombināciju un šķērssavienojumu reģionu veidošanos [233]. Tāpēc, pazeminoties temperatūrai, salīdzinot ar dabisko cieti, HPS mēdz veidot brīvāku un mīkstāku gēla tīkla struktūru.

Palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, HPS šķīdumā ir vairāk izstieptu spirālveida fragmentu, kas var veidot vairāk starpmolekulāras ūdeņraža saites ar HPMC molekulāro ķēdi uz abu fāžu robežas, tādējādi veidojot vienmērīgāku struktūru. Turklāt hidroksipropilācija samazina cietes viskozitāti, kas samazina viskozitātes starpību starp HPMC un HPS formulējumā. Tāpēc fāzes pārejas punkts HPMC/HPS kompleksa sistēmā mainās uz zemu temperatūru, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei. To var apstiprināt ar pēkšņu viskozitātes izmaiņām ar atjaunoto paraugu temperatūru 5.3.4.

5.4 Nodaļas kopsavilkums

Šajā nodaļā tika sagatavoti HPMC/HPS savienojumu šķīdumi ar dažādiem HPS hidroksipropil aizvietošanas grādiem, un HPMC/HPS aukstā un karstā gēla savienojuma sistēmas reoloģiskās īpašības un gēla īpašību ietekme uz HPMC/HPS aukstā un karstā gēla savienojuma sistēmu tika pētīta ar rehometru. HPMC/HPS aukstā un karstā gēla kompozītmateriālu sistēmas fāzes sadalījums tika pētīts ar joda krāsošanas optiskā mikroskopa analīzi. Galvenie atklājumi ir šādi:

1. Istabas temperatūrā HPMC/HPS savienojuma šķīduma viskozitāte un bīdes retināšana samazinājās, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei. Tas notiek galvenokārt tāpēc, ka hidroksipropilgrupas ieviešana cietes molekulā iznīcina tās intramolekulāro ūdeņraža saites struktūru un uzlabo cietes hidrofilitāti.
2. Istabas temperatūrā HPMC/HPS savienojuma šķīdumu viskozitātes koeficientu K/HPS/HPS viskozitātes koeficients ir nulles bīdes viskozitāte, ietekmē gan HPMC, gan hidroksipropilācija. Palielinoties HPMC saturam, samazinās nulles bīdes viskozitātes H0, palielinās plūsmas indekss N un viskozitātes koeficients K samazinās; Nulles bīdes viskozitātes H0, plūsmas indeksa N un viskozitātes koeficients K visa palielinās līdz ar hidroksilgrupu, palielinoties propiltermentācijas pakāpei, tas kļūst mazāks; Bet salikšanas sistēmai nulles bīdes viskozitātes H0 samazinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei, savukārt plūsmas indekss N un viskozitātes konstante K palielinās, palielinoties aizstāšanas pakāpei.
3. Bīdes metode ar pirmsapstrādi un trīs posmu tiksotropija var precīzāk atspoguļot savienotā šķīduma viskozitāti, plūsmas īpašības un tiksotropiju.
4. HPMC/HPS savienojuma sistēmas lineārais viskoelastīgais reģions sašaurinās, samazinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpes samazināšanai.
5. Šajā aukstā karstā gēla savienojuma sistēmā HPMC un HPS var veidot nepārtrauktas fāzes attiecīgi zemā un augstā temperatūrā. Šīs fāzes struktūras izmaiņas var ievērojami ietekmēt sarežģīto viskozitāti, viskoelastīgās īpašības, sarežģītā želejas frekvences atkarību un gēla īpašības.
6. Kā izkliedētas fāzes, HPMC un HPS var noteikt attiecīgi HPMC/HPS savienojumu sistēmu reoloģiskās īpašības un želejas īpašības augstā un zemā temperatūrā. HPMC/HPS kompozītmateriālu paraugu viskoelastīgās līknes bija saskaņotas ar HPS zemā temperatūrā un HPMC augstā temperatūrā.
7. Cietes struktūras atšķirīgā ķīmisko modifikācijas pakāpe arī būtiski ietekmēja gēla īpašības. Rezultāti rāda, ka sarežģītā viskozitāte, uzglabāšanas modulis un zudumu modulis samazinās, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei. Tāpēc vietējās cietes hidroksipropilācija var izjaukt tā sakārtoto struktūru un palielināt cietes hidrofilitāti, kā rezultātā rodas mīksta želejas tekstūra.
8. Hidroksipropilācija var samazināt cietes šķīdumu cietās izturēšanās zemā temperatūrā un šķidrumam līdzīgo izturēšanos augstā temperatūrā. Zemā temperatūrā n ′ un n ″ vērtības kļuva lielākas, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei; Augstā temperatūrā n ′ un n ″ vērtības kļuva mazākas, palielinoties HPS hidroksipropil aizvietošanas pakāpei.
9. Tika nodibināta saistība starp HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmas mikrostruktūru, reoloģiskajām īpašībām un gēla īpašībām. Gan pēkšņās savienotās sistēmas viskozitātes līknes izmaiņas, gan Tan δ maksimums zuduma faktora līknē parādās 45 ° C temperatūrā, kas atbilst mikrogrāfijā novērotai līdzpārbaudes fāzes fenomenam (45 ° C).

Rezumējot, HPMC/HPS auksti karstā gēla kompozītmateriālu sistēmai ir īpaša temperatūras kontrolēta fāzes morfoloģija un īpašības. Izmantojot dažādas cietes un celulozes ķīmiskas modifikācijas, HPMC/HPS aukstā un karstā gēla savienojuma sistēmu var izmantot augstvērtīgu viedo materiālu izstrādei un lietošanai.

6. nodaļa HPS aizvietošanas pakāpes ietekme uz HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu īpašībām un sistēmas savietojamību

No 5. nodaļas var redzēt, ka komponentu ķīmiskās struktūras maiņa savienotajā sistēmā nosaka atšķirību savienojuma sistēmas reoloģiskajās īpašībās, želejas īpašībās un citās apstrādes īpašībās. Kopējā veiktspēja ir būtiska ietekme.

Šajā nodaļā uzmanība tiek pievērsta komponentu ķīmiskās struktūras ietekmei uz HPMC/HPS kompozītmateriāla membrānas mikroskopiskajām īpašībām. Apvienojumā ar 5. nodaļas ietekmi uz saliktās sistēmas reoloģiskajām īpašībām HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmas reoloģiskās īpašības ir nodibinātas- saistība starp plēves īpašībām.

6.1 Materiāli un aprīkojums

6.1.1. Galvenie eksperimentālie materiāli

6.1.2. Galvenie instrumenti un aprīkojums

6.2 Eksperimentālā metode

6.2.1

Saliktā šķīduma kopējā koncentrācija ir 8% (masas/w), HPMC/HPS savienojuma attiecība ir 10: 0, 5: 5, 0:10, plastifikators ir 2,4% (masas) polietilēnglikols, ēdams HPMC/HPS kompozītmateriāla plēve tika sagatavota ar liešanas metodi. Par īpašo sagatavošanas metodi sk. 3.2.1.

6.2.

6.2.2.1.

Mazs eņģeļu rentgena izkliede (SAXS) attiecas uz izkliedes parādību, ko izraisa rentgena stars, kas apstaro paraugu, kas tiek pārbaudīts nelielā leņķī, kas atrodas tuvu rentgena staram. Balstoties uz nanomēroga elektronu blīvuma starpību starp izkliedētāju un apkārtējo barotni, maza leņķa rentgenstaru izkliedi parasti izmanto cieto, koloidālo un šķidro polimēru materiālu izpētē nanoskalā. Compared with wide-angle X-ray diffraction technology, SAXS can obtain structural information on a larger scale, which can be used to analyze the conformation of polymer molecular chains, long-period structures, and the phase structure and phase distribution of polymer complex systems . Synchrotron rentgenstaru gaismas avots ir jauna veida augstas veiktspējas gaismas avots, kam ir augstas tīrības, augstas polarizācijas, šauras impulsa, augsta spilgtuma un augstas kolimācijas priekšrocības, lai tas ātrāk varētu iegūt materiālu nanomēroga strukturālo informāciju and accurately. Izmērītās vielas SAXS spektra analīze var kvalitatīvi iegūt elektronu mākoņu blīvuma vienveidību, vienfāzes elektronu mākoņu blīvuma vienveidību (pozitīva novirze no Porod vai Debye teorēmas) un divfāžu saskarnes skaidrība (negatīva novirze no porod or Debye's theorem). ), Izkliedēja paša līdzība (neatkarīgi no tā, vai tai ir fraktāļu pazīmes), izkliedes izkliede (monodispersitāte vai polidispersitāte, ko nosaka Guinier) un citu informāciju, kā arī kvantitatīvi var iegūt arī izkliedes fraktāļu dimensiju, žirācijas rādiusu un vidējo atkārtotu vienību slāni. Biezums, vidējais lielums, izkliedes tilpuma frakcija, specifisks virsmas laukums un citi parametri.

6.2.2.2. Testa metode

At the Australian Synchrotron Radiation Center (Clayton, Victoria, Australia), the world's advanced third-generation synchrotron radiation source (flux 1013 photons/s, wavelength 1.47 Å) was used to determine the micro-domain structure and other related information of the composite filma. The two-dimensional scattering pattern of the test sample was collected by the Pilatus 1M detector (169 × 172 μm area, 172 × 172 μm pixel size), and the measured sample was in the range of 0.015 < q < 0.15 Å−1 ( Q ir izkliedes vektors) Iekšējā viendimensionālā maza leņķa rentgena izkliedes līkne tiek iegūta no divdimensiju izkliedes modeļa ar izkliedēšanas programmatūru, un izkliedes vektors Q un izkliedes leņķis 2 tiek pārveidots ar formulu I /, kur ir rentgena viļņa garums. Visi dati pirms datu analīzes tika iepriekš normalizēti.

6.2.3. HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu termogravimetriskā analīze ar dažādām HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm

Tas pats, kas 3.2.5.1

6.2.3.2. Testa metode

6.2.4.1. Stiepes īpašuma analīzes princips

Tas pats, kas 3.2.6.1

6.2.4.2. Testa metode

Skatīt 3.2.6.2

Izmantojot ISO37 standartu, tas tiek sagriezts hanteles formas šķembās ar kopējo garumu 35 mm, attālumu starp 12 mm marķēšanas līnijām un 2 mm platumu. Visi testa paraugi tika līdzsvaroti ar mitrumu 75% vairāk nekā 3 dienas.

6.2.5. HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu skābekļa caurlaidība ar dažādām HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm

6.2.5.1. Skābekļa caurlaidības analīzes princips

Tas pats, kas 3.2.7.1

6.2.5.2. Testa metode

Skatīt 3.2.7.2

6.3. Rezultāti un diskusija

6.3.

6-1. Attēlā parādīti HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju mazā leņķa rentgenstaru izkliedes spektri ar dažādu HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpi. No attēla var redzēt, ka salīdzinoši liela mēroga diapazonā q> 0,3 Å (2θ> 40) visos membrānas paraugos parādās acīmredzamas raksturīgās virsotnes. No tīras komponenta plēves rentgenstaru izkliedes modeļa (6-1a. Att.) Pure HPMC ir spēcīga rentgena izkliedes raksturīgā maksimums pie 0,569 Å, norādot, ka HPMC ir rentgenstaru izkliedes maksimums platleņķa platleņķa maksimumā platleņķa platībā platleņķa maksimumā platleņķa maksimumā platleņķa maksimums platleņķa maksimumā platleņķa maksimumā platleņķa maksimumā platleņķa maksimums platleņķa virsotnē platleņķa virsotnē platleņķa virsotnī. reģions 7,70 (2θ> 50). Kristāla raksturīgās virsotnes, norādot, ka HPMC šeit ir noteikta kristāliska struktūra. Gan tīrajiem A939, gan A1081 cietes plēves paraugiem bija izteikts rentgena izkliedes maksimums pie 0,397 Å, norādot, ka HPS ir kristāliska raksturīga virsotne platleņķa apgabalā 5.30, kas atbilst B tipa kristāliskajai cietes virsotnei. No skaitļa var skaidri redzēt, ka A939 ar zemu hidroksipropila aizstāšanu ir lielāks maksimālais platība nekā A1081 ar augstu aizstāšanu. Tas notiek galvenokārt tāpēc, ka hidroksipropilgrupas ieviešana cietes molekulārajā ķēdē sabojā sākotnējo sakārtoto cietes molekulu struktūru, palielina pārkārtošanās un šķērssavienojuma grūtības starp cietes molekulārajām ķēdēm un samazina cietes pārmērības pakāpi. Palielinoties hidroksipropilgrupas aizstāšanas pakāpei, hidroksipropilgrupas inhibējošā iedarbība uz cietes pārkristalizāciju ir acīmredzamāka.

No mazā leņķa rentgenstaru izkliedes spektriem var redzēt kompozītmateriālu paraugu (6-1b. Att. attiecīgi raksturīgās virsotnes. HPMC/A939 kompozītmateriāla plēves HPS kristalizācijas maksimālais laukums ir ievērojami lielāks nekā HPMC/A1081 kompozītmateriāla plēve. Pārkārtojums tiek nomākts, kas atbilst HPS kristalizācijas maksimuma laukuma variācijai ar hidroksipropila aizvietošanas pakāpi tīru komponentu plēvēs. Kristāliskais pīķa laukums, kas atbilst HPMC pie 7,70 kompozītmateriālu membrānām ar dažādām HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm, daudz nemainījās. Salīdzinot ar tīru komponentu paraugu spektru (5-1A. Att.), Samazinājās HPMC kristalizācijas virsotņu un HPS kristalizācijas virsotnes, kas norādīja, ka abu kombinācijā gan HPMC, gan HPS varētu būt efektīvs otra grupa. Plēves atdalīšanas materiāla pārkristalizācijas fenomenam ir noteikta inhibējoša loma.

6-1. Att.

6.3.

Polisaharīdu molekulu, piemēram, cietes molekulu un celulozes molekulu, vidējais ķēdes garums (R) ir diapazonā no 1000–1500 nm, un Q ir diapazonā no 0,01-0,1 Å-1, ar QR >> 1. saskaņā ar to, kas attiecas uz qr >> 1. saskaņā ar qr >> 1. saskaņā ar qr >> saskaņā ar qr >> saskaņā ar qr >> saskaņā ar qr >> 1. saskaņā ar qr >> saskaņā ar qr >> saskaņā ar qr >> saskaņā ar qr. Porod formula, polisaharīdu plēves paraugus var redzēt saistībā starp maza leņķa rentgena izkliedes intensitāti un izkliedes leņķi ir:

Starp to es (q) esmu maza leņķa rentgena izkliedes intensitāte;

q ir izkliedes leņķis;

α ir poroda slīpums.

Porod slīpums α ir saistīts ar fraktāļu struktūru. Ja α <3, tas norāda, ka materiāla struktūra ir samērā vaļīga, izkliedes virsma ir gluda, un tā ir masas fraktālis, un tā fraktāļu dimensija d = α; Ja 3 <α <4, tas norāda, ka materiāla struktūra ir blīva un izkliede ir virsma ir raupja, kas ir virsmas fraktālis, un tā fraktāļu dimensija d = 6 - α.

6-2. Attēlā parādīti HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu LNI (q) -lnq diagrammas ar dažādām HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm. No figūras var redzēt, ka visiem paraugiem noteiktā diapazonā ir pašizlīdzīga fraktāļu struktūra, un poroda slīpums α ir mazāks par 3, norādot, ka kompozītmateriāla plēve rada masas fraktālu, un saliktā plēves virsma ir salīdzinoši smooth. The mass fractal dimensions of HPMC/HPS composite membranes with different degrees of HPS hydroxypropyl substitution are shown in Table 6-1.

6-1. Tabulā parādīta HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu fraktāļu dimensija ar dažādām HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm. No galda var redzēt, ka tīriem HPS paraugiem A939 fraktāļu dimensija, kas aizstāta ar zemu hidroksipropilu Pašizlīdzinātās struktūras blīvums ir ievērojami samazināts. Tas notiek tāpēc, ka hidroksipropilgrupu ieviešana cietes molekulārajā ķēdē ievērojami kavē HPS segmentu savstarpējo saikni, kā rezultātā tiek samazināts pašas līdzīgas struktūras blīvums filmā. Hidrofilās hidroksipropilgrupas var veidot starpmolekulāras ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, samazinot mijiedarbību starp molekulārajiem segmentiem; Lielākas hidroksipropilgrupas ierobežo rekombināciju un šķērssavienojumu starp cietes molekulārajiem segmentiem, tāpēc, pieaugot hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, HPS veido brīvāku sev līdzīgu struktūru.

HPMC/A939 savienojuma sistēmai HPS fraktālā dimensija ir augstāka nekā HPMC, kas ir tāpēc, ka ciete pārkristalizējas, un starp molekulārajām ķēdēm veidojas sakārtotāka struktūra, kas noved pie pašizlīdzīgas struktūras membrānas struktūrā, kas noved pie sevis līdzīgas struktūras struktūras . Augsts blīvums. Saliktā parauga fraktālā dimensija ir zemāka nekā divām tīrajām sastāvdaļām, jo, apvienojot abu komponentu molekulāro segmentu savstarpēju saistīšanos, kavē viens otram, kā rezultātā samazinās pašizlīdzīgu struktūru blīvums. Turpretī HPMC/A1081 savienojuma sistēmā HP fraktāļu dimensija ir daudz zemāka nekā HPMC. Tas notiek tāpēc, ka hidroksipropilgrupu ieviešana cietes molekulās ievērojami kavē cietes pārkristalizāciju. The self-similar structure in the wood is more-loose. Tajā pašā laikā HPMC/A1081 savienojuma parauga fraktāļu dimensija ir augstāka nekā Pure HPS, kas arī ievērojami atšķiras no HPMC/A939 savienojuma sistēmas. Pašaptverta struktūra, ķēdei līdzīgas HPMC molekulas var iekļūt tās vaļējās struktūras dobumā, tādējādi uzlabojot HPS pašaprobežojošās struktūras blīvumu, kas arī norāda, ka HPS ar augstu hidroksipropila aizvietošanu var veidot vienveidīgāku kompleksu ar HPMC. sastāvdaļas. No reoloģisko īpašību datiem var redzēt, ka hidroksipropilācija var samazināt cietes viskozitāti, tāpēc salikšanas procesa laikā tiek samazināta viskozitātes atšķirība starp diviem komponentiem, kas saistīti ar viendabīgu sistēmu, kas vairāk veicina viendabīgu veido savienojums.

6-2. Att.

6-1. tabula HPS/HPMC maisījuma plēvju fraktāļu struktūras parametri ar dažādu HPS hidroksipropilaizvietošanas pakāpi

Saliktajām membrānām ar tādu pašu salikšanas koeficientu fraktāļu dimensija arī samazinās, palielinoties hidroksipropilgrupas aizstāšanas pakāpei. Hidroksipropila ievadīšana HPS molekulā var samazināt polimēru segmentu savstarpējo saistību savienojuma sistēmā, tādējādi samazinot kompozītmateriāla membrānas blīvumu; HPS ar augstu hidroksipropila aizvietošanu ir labāka savietojamība ar HPMC, vieglāk veidot vienmērīgu un blīvu savienojumu. Tāpēc pašizlīdzīgās struktūras blīvums saliktajā membrānā samazinās, palielinoties HPS aizstāšanas pakāpes palielināšanai, kas ir HPS hidroksipropila aizstāšanas pakāpes kopējās ietekmes un divu komponentu saderības rezultāts kompozīcijā. Sistēma

6.3.

Termogravimetriskais analizators tika izmantots, lai pārbaudītu HPMC/HPS ēdamo kompozītmateriālu plēvju termisko stabilitāti ar dažādu hidroksipropila aizvietošanas pakāpi. 6-3. Attēlā parādīta kompozītmateriālu plēvju termogravimetriskā līkne (TGA) un tās svara zaudēšanas ātruma līkne (DTG) ar dažādu hidroksipropila aizvietošanas pakāpi HPS. No TGA līknes var redzēt 6-3. Attēlā (a), ka saliktie membrānas paraugi ar dažādiem HPS hidroksipropila aizvietošanas grādiem. Ir divi acīmredzami termogravimetriskas izmaiņu posmi, paaugstinoties temperatūrai. Pirmkārt, ir neliels svara zuduma posms 30 ~ 180 ° C temperatūrā, ko galvenokārt izraisa polisaharīdu makromolekulas adsorbētā ūdens attaisnošana. Ir liela svara zaudēšanas fāze 300 ~ 450 ° C, kas ir reālā termiskās sadalīšanās fāze, ko galvenokārt izraisa HPMC un HP termiskā sadalīšanās. No attēla var redzēt arī to, ka HPS svara zaudēšanas līknes ar dažādām hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm ir līdzīgas un ievērojami atšķiras no HPMC. Starp diviem svara zaudēšanas līkņu veidiem tīriem HPMC un tīriem HPS paraugiem.

No DTG līknēm 6-3. Attēlā (b) ir redzams, ka tīras HP termiskās sadalīšanās temperatūra ar dažādām hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm ir ļoti tuvu, un termiskās sadalīšanās maksimālā temperatūra A939 un A081 paraugi ir 310 ° C. un attiecīgi 305 ° C, attiecīgi tīra HPMC parauga termiskās sadalīšanās maksimālā temperatūra ir ievērojami augstāka nekā HPS, un tā maksimālā temperatūra ir 365 ° C; HPMC/HPS kompozītmateriāla plēvei DTG līknē ir divas termiskās sadalīšanās virsotnes, kas atbilst attiecīgi HPS un HPMC termiskajai sadalīšanai. Raksturīgas virsotnes, kas norāda, ka kompozītmateriālu sistēmā ir noteikta fāzu atdalīšanas pakāpe ar kompozītmateriāla attiecību 5: 5, kas atbilst kompozītmateriāla plēves termiskās sadalīšanās rezultātiem ar kompozītmateriāla attiecību 5: 5 3. nodaļā P. HPMC/A1081 kompozītmateriālu paraugu termiskās sadalīšanās maksimālā temperatūra bija attiecīgi 306 ° C un 363 ° C. Kompozītā plēves paraugu maksimālā temperatūra tika pārvietota uz zemāku temperatūru nekā tīro komponentu paraugi, kas norādīja, ka kompozītmateriālu paraugu termiskā stabilitāte ir samazināta. Paraugiem ar tādu pašu salikšanas koeficientu termiskās noārdīšanās maksimālā temperatūra pazeminājās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, norādot, ka kompozītmateriāla plēves termiskā stabilitāte samazinājās, palielinoties hidroksipropila aizstāšanas pakāpei. Tas notiek tāpēc, ka hidroksipropilgrupu ieviešana cietes molekulās samazina molekulāro segmentu mijiedarbību un kavē sakārtotu molekulu pārkārtošanos. Tas saskan ar rezultātiem, ka pašizraidīgu struktūru blīvums samazinās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei.

6-3. att. TGA līknes (a) un to atvasinājumu (DTG) līknes (b) HPMC/HPS maisījuma plēvēm ar dažādu HPS hidroksipropilaizvietošanas pakāpi

6.3.4. HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu ar dažādām HPS hidroksipropilaizvietošanas pakāpēm mehānisko īpašību analīze

6-5. Att.

HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju ar dažādiem HPS hidroksipropil aizvietošanas grādiem stiepes īpašības pārbaudīja ar mehānisko īpašību analizatoru 25 ° C un 75% relatīvā mitruma. 6-5. Attēlā parādīts kompozītmateriālu plēvju elastīgais modulis (a), pagarinājums pārtraukumā (b) un stiepes izturība (c) ar dažādu HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpi. No attēla var redzēt, ka HPMC/A1081 savienojuma sistēmai, palielinoties HPS saturam, kompozītmateriāla plēves elastības modulis un stiepes izturība pakāpeniski samazinājās, un pagarinājums pārtraukumā ievērojami palielinājās, kas saskanēja ar 3,3. 5 vidējs un augsts mitrums. Kompozīto membrānu ar atšķirīgu salikumu koeficientu rezultāti bija konsekventi.

Tīrām HPS membrānām gan elastības modulis, gan stiepes izturība palielinājās, samazinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, kas liek domāt, ka hidroksipropilācija samazina saliktās membrānas stīvumu un uzlabo tās elastību. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, palielinās HPS hidrofilitāte, un membrānas struktūra kļūst aizraujošāka, kas saskan ar rezultātu, ka fraktāļu dimensija samazinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei mazā leņķī x- x- Ray izkliedes tests. Tomēr pagarinājums pārtraukumā samazinās, samazinoties HPS hidroksipropilgrupas aizstāšanas pakāpes samazināšanai, kas galvenokārt ir tāpēc, ka hidroksipropilgrupas ievadīšana cietes molekulā var kavēt cietes pārkristalizāciju. Rezultāti atbilst pieaugumam un samazināšanai.

HPMC/HPS kompozītmateriāla membrānai ar tādu pašu savienojuma attiecību membrānas materiāla elastīgais modulis palielinās, samazinoties HPS hidroksipropilizstāšanās pakāpei, un stiepes izturība un pagarinājums pārtraukumā samazinās, samazinoties aizstāšanas pakāpei. Ir vērts atzīmēt, ka kompozītmateriālu membrānu mehāniskās īpašības pilnībā mainās atkarībā no savienojošās koeficienta ar dažādām HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpēm. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka kompozītmateriāla membrānas mehāniskās īpašības ietekmē ne tikai membrānas struktūras HPS aizvietošanas pakāpe, bet arī savienojuma sistēmā komponentu savietojamība. HPS viskozitāte samazinās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, ir labvēlīgāka veidot vienotu savienojumu, apvienojot.

6.3.5. HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu ar atšķirīgu HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpi skābekļa caurlaidības analīze

Oksidācija, ko izraisa skābeklis, ir sākotnējais posms daudzos veidos, kā izraisīt pārtikas sabojāšanos, tāpēc ēdamās kompozītmateriālu plēves ar noteiktām skābekļa barjeras īpašībām var uzlabot pārtikas kvalitāti un pagarināt pārtikas plaukta kalpošanas laiku [108, 364]. Tāpēc tika izmērīti HPMC/HPS kompozītmateriālu membrānu skābekļa pārraides ātrumi ar dažādiem HPS hidroksipropila aizvietošanas grādiem, un rezultāti ir parādīti 5-6. Attēlā. No attēla var redzēt, ka visu tīro HPS membrānu skābekļa caurlaidība ir daudz zemāka nekā tīrām HPMC membrānām, norādot, ka HPS membrānām ir labākas skābekļa barjeras īpašības nekā HPMC membrānām, kas atbilst iepriekšējiem rezultātiem. Tīrām HPS membrānām ar dažādām hidroksipropil aizvietošanas pakāpēm skābekļa pārraides ātrums palielinās, palielinoties aizvietošanas pakāpei, kas norāda, ka palielinās laukums, kurā skābeklis caurstrāvo membrānas materiālu. Tas saskan ar maza leņķa rentgenstaru izkliedēšanas mikrostruktūras analīzi, ka membrānas struktūra kļūst brīvāka, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, tāpēc membrānā esošais caurlaidības kanāls membrānā kļūst lielāks, un skābeklis membrānā Pāriet, palielinoties laukumam, skābekļa pārraides ātrums arī pakāpeniski palielinās.

6-6. Att.

Saliktajām membrānām ar dažādiem HPS hidroksipropila aizvietošanas grādiem skābekļa pārraides ātrums samazinās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka 5: 5 salikšanas sistēmā HPS pastāv izkliedētas fāzes veidā zemas viskozitātes HPMC nepārtrauktā fāzē, un HPS viskozitāte samazinās, palielinoties hidroksipropil aizvietošanas pakāpei. Jo mazāka ir viskozitātes atšķirība, jo vairāk veicina viendabīga savienojuma veidošanos, jo mokošāks ir skābekļa caurlaidības kanāls membrānas materiālā, un jo mazāks skābekļa pārraides ātrums.

6.4 Nodaļas kopsavilkums

Šajā nodaļā HPMC/HPS ēdamās kompozītmateriālu plēves tika sagatavotas, liejot HPS un HPMC ar dažādu hidroksipropil aizvietošanas pakāpi un pievienojot polietilēnglikolu kā plastifikatoru. The effect of different HPS hydroxypropyl substitution degrees on the crystal structure and microdomain structure of the composite membrane was studied by synchrotron radiation small-angle X-ray scattering technology. The effects of different HPS hydroxypropyl substitution degrees on the thermal stability, mechanical properties and oxygen permeability of composite membranes and their laws were studied by thermogravimetric analyzer, mechanical property tester and oxygen permeability tester. Galvenie atklājumi ir šādi:

1. HPMC/HPS kompozītmateriāla membrānai ar tādu pašu savienojošo koeficientu, palielinoties hidroksipropilizstādes pakāpei, kristalizācijas maksimuma laukums, kas atbilst HPS pie 5.30 Cietes hidroksipropilācija var kavēt cietes pārkristalizāciju saliktajā plēvē.
2. Salīdzinot ar HPMC un HP tīro komponentu membrānām, tiek samazinātas HPS (5.30) un HPMC (7,70) kristalizācijas pīķa laukumi, kas tiek samazināti, kas norāda, ka abu kombinācijā gan HPMC, gan HPS var būt efektīvi, izmantojot abas HPMC, gan HPS, un HPS var būt efektīvas kombinācijā. saliktās membrānas. Cita komponenta pārkristalizācijai ir noteikta inhibējoša loma.
3. All HPMC/HPS composite membranes showed self-similar mass fractal structure. Kompozītmateriālu membrānām ar tādu pašu savienojuma koeficientu membrānas materiāla blīvums ievērojami samazinājās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei; Zems HPS hidroksipropil aizvietošana Kompozītmateriāla membrānas materiāla blīvums ir ievērojami zemāks nekā divu daļu komponentu materiāla, savukārt kompozītmateriāla membrānas materiāla blīvums ar augstu HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpi ir lielāks nekā tīras HPS membrānas, kas ir Galvenokārt tāpēc, ka vienlaikus tiek ietekmēts saliktā membrānas materiāla blīvums. HPS hidroksipropilācijas ietekme uz polimēru segmenta saistīšanās samazināšanu un saderību starp diviem savienojuma sistēmas sastāvdaļām.
4. HPS hidroksipropilācija var samazināt HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju termisko stabilitāti, un kompozītmateriālu plēvju termiskās sadalīšanās maksimālā temperatūra mainās uz zemas temperatūras reģionu, palielinoties hidroksipropilstiprināšanas pakāpei, kas ir tāpēc, ka hidroksipropilgrupa starkas molekulās. The introduction reduces the interaction between molecular segments and inhibits the orderly rearrangement of molecules.
5. Tīras HPS membrānas elastības modulis un stiepes izturība samazinājās, palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, kamēr pagarinājums pārtraukumā palielinājās. Tas notiek galvenokārt tāpēc, ka hidroksipropilācija kavē cietes pārkristalizāciju un padara salikto plēvi veido brīvāku struktūru.
6. HPMC/HPS kompozītmateriāla plēves elastīgais modulis samazinājās, palielinoties HPS hidroksipropil aizvietošanas pakāpei, bet stiepes izturība un pagarinājums pārtraukumā palielinājās, jo kompozītmateriāla plēves mehāniskās īpašības neietekmēja HPS hidroksipropilhipitācijas pakāpe. Papildus to ietekmei to ietekmē arī divu savienojuma sistēmas komponentu savietojamība.
7. Pure HPS skābekļa caurlaidība palielinās, palielinoties hidroksipropil aizvietošanas pakāpei, jo hidroksipropilācija samazina HPS amorfā reģiona blīvumu un palielina skābekļa caurlaidības laukumu membrānā; HPMC/HPS kompozītmateriālu membrāna skābekļa caurlaidība samazinās, palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, kas galvenokārt ir tāpēc, ka hiperhidroksipropilētajam HPS ir labāka savietojamība ar HPMC, kas noved pie paaugstinātas skābekļa caurules kanāla kanāla kompozīta membrānā. Samazināta skābekļa caurlaidība.

The above experimental results show that the macroscopic properties such as mechanical properties, thermal stability and oxygen permeability of HPMC/HPS composite membranes are closely related to their internal crystalline structure and amorphous region structure, which are not only affected by the HPS hydroxypropyl substitution, but arī ar kompleksu. Ligandu sistēmu divkomponentu savietojamības ietekme.

Secinājums un perspektīva

1. Secinājums

Šajā rakstā tiek papildināti termiskā gēla HPMC un aukstā gēla HPS, un ir izveidota HPMC/HPS aukstā un karstā reversā gēla savienojuma sistēma. The solution concentration, compounding ratio and shearing effect on the compound system are systematically studied the influence of rheological properties such as viscosity, flow index and thixotropy, combined with the mechanical properties, dynamic thermomechanical properties, oxygen permeability, light transmission properties and thermal stability of Kompozītu plēves, kas sagatavotas ar liešanas metodi. Visaptverošas īpašības un joda vīna krāsošana Kompozītā sistēmas savietojamība, fāžu pāreja un fāžu morfoloģija tika pētīta ar optisko mikroskopiju, un tika nodibināta saistība starp HPMC/HPS mikroskopiskajām īpašībām. Lai kontrolētu kompozītu īpašības, kontrolējot HPMC/HPS kompozītu sistēmas fāzes struktūru un savietojamību saskaņā ar saistību starp makroskopiskajām īpašībām un HPMC/HPS kompozītmateriāla sistēmas mikromorfoloģisko struktūru. Pētot ķīmiski modificētu HPS ietekmi ar dažādu grādu uz reoloģiskajām īpašībām, gēla īpašībām, mikrostruktūru un membrānu makroskopiskajām īpašībām, tika pētīta saistība starp mikrostruktūru un makroskopiskajām īpašībām, kas saistītas ar HPMC/HPS auksto un karstu apgriezto gela sistēmu. Tika izveidotas attiecības starp abiem un fizisko modeli, lai noskaidrotu želācijas mehānismu un tā ietekmējošos faktorus un aukstā un karstā želejas likumus salikšanas sistēmā. Attiecīgie pētījumi ir izdarījuši šādus secinājumus.

1. Mainot HPMC/HPS savienojuma sistēmas salikšanas koeficientu, var ievērojami uzlabot reoloģiskās īpašības, piemēram, viskozitāti, plūstamību un hPMC tiksotropiju zemā temperatūrā. Tālāk tika pētīta saistība starp reoloģiskajām īpašībām un savienojuma sistēmas mikrostruktūru. Konkrētie rezultāti ir šādi:

(1) Zemā temperatūrā savienojuma sistēma ir nepārtraukta fāžu izdalīta fāzes “jūras un salu” struktūra, un nepārtrauktas fāzes pāreja notiek 4: 6, samazinoties HPMC/HPS savienojuma attiecībai. Ja salikšanas attiecība ir augsta (vairāk HPMC saturs), HPMC ar zemu viskozitāti ir nepārtraukta fāze, un HPS ir izkliedēta fāze. HPMC/HPS savienojuma sistēmai, ja zemas viskozitātes komponents ir nepārtrauktā fāze un augstas viskozitātes komponents ir nepārtraukta fāze, nepārtrauktas fāzes viskozitātes ieguldījums savienojuma sistēmas viskozitātē ir ievērojami atšķirīgs. Kad zemas viskozitātes HPMC ir nepārtraukta fāze, savienojuma sistēmas viskozitāte galvenokārt atspoguļo nepārtrauktas fāzes viskozitātes ieguldījumu; Kad augstas viskozitātes HP ir nepārtraukta fāze, HPMC, jo izkliedētā fāze samazinās augstas viskozitātes HPS viskozitāti. efekts. Palielinoties HPS saturam un šķīduma koncentrācijai savienojuma sistēmā, savienojuma sistēmas viskozitāte un bīdes retināšanas parādība pakāpeniski palielinājās, plūstamība samazinājās un tika uzlabota savienojuma sistēmas cietie līdzīgā izturēšanās. HPMC viskozitāti un tiksotropiju līdzsvaro formulējums ar HPS.

(2) 5: 5 salikšanas sistēmai HPMC un HPS var veidot nepārtrauktas fāzes attiecīgi zemā un augstā temperatūrā. Šīs fāzes struktūras izmaiņas var ievērojami ietekmēt sarežģīto viskozitāti, viskoelastīgās īpašības, sarežģītā želejas frekvences atkarību un gēla īpašības. Kā izkliedētas fāzes, HPMC un HPS var noteikt attiecīgi HPMC/HPS savienojumu sistēmu reoloģiskās īpašības un želejas īpašības augstā un zemā temperatūrā. HPMC/HPS kompozītmateriālu paraugu viskoelastīgās līknes bija saskaņotas ar HPS zemā temperatūrā un HPMC augstā temperatūrā.

(3) Tika izveidota saistība starp HPMC/HPS kompozītmateriāla sistēmas mikrostruktūru, reoloģiskajām īpašībām un gēla īpašībām. Gan pēkšņās savienotās sistēmas viskozitātes līknes izmaiņas, gan Tan Delta maksimums zaudējumu faktora līknē parādās 45 ° C temperatūrā, kas atbilst mikrogrāfijā novērotai līdzpārbaudes fāzes fenomenam (45 ° C).

1. Izpētot mikrostruktūru un mehāniskās īpašības, dinamiskās termomehāniskās īpašības, gaismas caurlaidību, skābekļa caurlaidību un kombinēto membrānu termisko stabilitāti, kas sagatavoti dažādās savienojošajās attiecībās un šķīduma koncentrācijās, kombinējot ar joda krāsošanu optisko mikroskopijas tehnoloģiju, izpētiet fāzes morfoloģiju, fāzes pāreju un saderību un saderību No kompleksiem tika pētīti, un tika nodibināta saistība starp mikrostruktūru un kompleksu makroskopiskajām īpašībām. Konkrētie rezultāti ir šādi:

(1) Kompozīto filmu SEM attēlos nav acīmredzamas divfāžu saskarnes ar atšķirīgu saliktu koeficientu. Lielākajai daļai salikto plēvju DMA rezultātos ir tikai viens stikla pārejas punkts, un lielākajai daļai salikto plēvju DTG līknē ir tikai viena termiskā sadalīšanās maksimums. These together indicate that HPMC has a certain compatibility with HPS.

(2) Relatīvajam mitrumam ir būtiska ietekme uz HPMC/HPS kompozītmateriālu plēvju mehāniskajām īpašībām, un tā ietekmes pakāpe palielinās, palielinoties HPS saturam. Zemākā relatīvajā mitrumā gan kompozītmateriālu plēvju elastības modulis, gan stiepes izturība palielinājās, palielinoties HPS saturam, un pagarinājums saliktu plēvju pārtraukumā bija ievērojami zemāks nekā tīro komponentu plēvēm. Palielinoties relatīvajam mitrumam, kompozītmateriāla plēves elastības modulis un stiepes izturība samazinājās, un pagarinājums pārtraukumā ievērojami palielinājās, un sakarība starp kompozītmateriāla plēves mehāniskajām īpašībām un salikšanas attiecība parādīja pilnīgi pretēju izmaiņu modeli dažādās daļās dažādās izmaiņu modelī dažādās izmaiņu modelī, atšķirīgi pārmaiņu modelī un salikšanas attiecībā relative humidity. Kompozīto membrānu mehāniskās īpašības ar dažādām salikšanas attiecībām parāda krustojumu dažādos relatīvā mitruma apstākļos, kas nodrošina iespēju optimizēt produkta veiktspēju atbilstoši dažādām lietojumprogrammu prasībām.

(3) Tika izveidota saistība starp HPMC/HPS kompozītmateriāla sistēmas mikrostruktūru, fāzes pāreju, caurspīdīgumu un mehāniskajām īpašībām. a. Zemākais savienojuma sistēmas caurspīdīguma punkts atbilst HPMC fāzes pārejas punktam no nepārtrauktas fāzes uz izkliedēto fāzi un minimālo punktu stiepes moduļa samazināšanai. b. Jauniešu modulis un pagarinājums pārtraukumā samazinās, palielinoties šķīduma koncentrācijai, kas ir cēloņsakarīgi saistīta ar HPMC morfoloģiskām izmaiņām no nepārtrauktas fāzes uz izkliedētu fāzi savienojuma sistēmā.

(4) HPS pievienošana palielina skābekļa caurlaidības kanāla tortuositāti kompozītajā membrānā, ievērojami samazina membrānas skābekļa caurlaidību un uzlabo HPMC membrānas skābekļa barjeras veiktspēju.

1. Tika pētīta HPS ķīmiskās modifikācijas ietekme uz kompozītu sistēmas reoloģiskajām īpašībām un kompozītmateriāla membrānas visaptverošās īpašības, kā kristāla struktūra, amorfā reģiona struktūra, mehāniskās īpašības, skābekļa caurlaidība un termiskā stabilitāte. Konkrētie rezultāti ir šādi:

(1) HP hidroksipropilācija var samazināt savienojuma sistēmas viskozitāti zemā temperatūrā, uzlabot savienojuma šķīduma plūstamību un samazināt bīdes retināšanas fenomenu; HP hidroksipropilācija var sašaurināt savienojuma sistēmas lineāro viskoelastīgo reģionu, samazināt HPMC/HPS savienojuma sistēmas fāzes pārejas temperatūru un uzlabot savienojuma sistēmas cietvielu līdzīgo izturēšanos zemā temperatūrā un plūstamībai augstā temperatūrā.

(2) HPS hidroksipropilācija un divu komponentu savietojamības uzlabošana var ievērojami kavēt cietes pārkristalizāciju membrānā un veicināt aizraujākas pašizlīdzīgas struktūras veidošanos kompozītajā membrānā. Lielgabarīta hidroksipropilgrupu ieviešana uz cietes molekulārās ķēdes ierobežo HPS molekulāro segmentu savstarpējo saistīšanos un sakārtoto pārkārtošanos, kā rezultātā veidojas HPS līdzīga paša līdzīga struktūra. Sarežģītai sistēmai hidroksipropila aizvietošanas pakāpes palielināšanās ļauj ķēdei līdzīgām HPMC molekulām iekļūt HPS brīvā dobuma reģionā, kas uzlabo sarežģītās sistēmas saderību un uzlabo HPS pašas līdzīgas struktūras blīvumu. Saliktā sistēmas savietojamība palielinās, palielinoties hidroksipropilgrupas aizstāšanas pakāpei, kas atbilst reoloģisko īpašību rezultātiem.

(3) Makroskopiskās īpašības, piemēram, mehāniskās īpašības, HPMC/HPS kompozītmateriāla membrānas termiskā stabilitāte un skābekļa caurlaidība, ir cieši saistītas ar tās iekšējo kristālisko struktūru un amorfo reģiona struktūru. Abu komponentu savietojamības divu efektu kopējais efekts.

1. Pētot šķīduma koncentrācijas, temperatūras un ķīmiskās modifikācijas ietekmi uz savienojuma sistēmas reoloģiskajām īpašībām, tika apspriests HPMC/HPS aukstās karstuma apgrieztā gēla savienojuma sistēmas reoloģiskās īpašības. Konkrētie rezultāti ir šādi:

(1) Savienojuma sistēmā ir kritiska koncentrācija (8%), zem kritiskās koncentrācijas, HPMC un HPS pastāv neatkarīgās molekulārajās ķēdēs un fāžu reģionos; Kad tiek sasniegta kritiskā koncentrācija, HPS fāze veidojas šķīdumā kā kondensāts. Gēla centrs ir mikrogela struktūra, kas savienota ar HPMC molekulāro ķēžu savstarpējo saistību; Virs kritiskās koncentrācijas, savstarpēji saistīti ir sarežģītāki, un mijiedarbība ir spēcīgāka, un šķīdumam ir līdzīga uzvedība kā polimēra kausējuma.

(2) The complex system has a transition point of continuous phase with the change of temperature, which is related to the gel behavior of HPMC and HPS in the complex system. At low temperatures, the viscosity of HPMC is significantly lower than that of HPS, so HPMC forms a continuous phase surrounding the high-viscosity HPS gel phase. At the edges of the two phases, the hydroxyl groups on the HPMC chain lose part of their binding water and form intermolecular hydrogen bonds with the HPS molecular chain. During the heating process, the HPS molecular chains moved due to absorbing enough energy and formed hydrogen bonds with water molecules, resulting in the rupture of the gel structure. At the same time, the water-cage and water-shell structures on the HPMC chains were destroyed, and gradually ruptured to expose hydrophilic groups and hydrophobic clusters. Augstā temperatūrā HPMC veido gēla tīkla struktūru starpmolekulāro ūdeņraža saites un hidrofobās asociācijas dēļ, un tādējādi kļūst par augstas viskozitātes izkliedētu fāzi, kas izkliedēta HPS nepārtrauktā nejaušo spoļu fāzē.

(3) Palielinoties HPS hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, uzlabojas HPMC/HPS savienojuma sistēmas saderība, un fāzes pārejas temperatūra savienojuma sistēmā pārvietojas uz zemu temperatūru. Palielinoties hidroksipropila aizvietošanas pakāpei, HPS šķīdumā ir vairāk izstieptu spirālveida fragmentu, kas var veidot vairāk starpmolekulāras ūdeņraža saites ar HPMC molekulāro ķēdi uz abu fāžu robežas, tādējādi veidojot vienmērīgāku struktūru. Hidroksipropilācija samazina cietes viskozitāti tā, ka viskozitātes starpība starp HPMC un HPS savienojumā ir sašaurināta, kas veicina viendabīgāku savienojumu veido temperatūras reģions.

1. Projektējiet un izveidojiet HPMC/HPS auksto un karsto apgrieztā fāzes gēla savienojuma sistēmu un sistemātiski izpētiet šīs sistēmas unikālās reoloģiskās īpašības, īpaši savienojuma šķīduma, savienojuma attiecības, temperatūras un ķīmiskās modifikācijas koncentrāciju. Tālāk tika pētīti reoloģisko īpašību, gēla īpašību un savietojamības un saderības likumi, un savienojuma sistēmas fāžu morfoloģija un fāzes pāreja tika tālāk pētīta apvienojumā ar joda krāsošanas optisko mikroskopu un mikroborfoloģisko Saliktā sistēmas struktūra tika izveidota- reoloģisko īpašību un-gele īpašību saistība. Pirmo reizi arrhenius modelis tika izmantots, lai pielāgotu aukstā un karstā un karstā fāzes kompozītmateriālu želeju gēla veidošanās likumu dažādos temperatūras diapazonos.

2. HPMC/HPS kompozītmateriālu sistēmas fāžu sadalījums, fāzes pāreja un savietojamība tika novērota ar joda krāsošanas optiskā mikroskopa analīzes tehnoloģiju, un caurspīdīguma-mehāniskās īpašības tika noteiktas, apvienojot kompozītmateriālu plēvju optiskās īpašības un mehāniskās īpašības. Saikne starp mikrostruktūru un makroskopiskajām īpašībām, piemēram, īpašību fāzes morfoloģiju un koncentrācijas-mehānisko īpašību-fāzes morfoloģiju. Tā ir pirmā reize, kad tieši ievērot šīs savienojuma sistēmas fāzes morfoloģijas izmaiņu likumu ar saliktu attiecību, temperatūru un koncentrāciju, jo īpaši fāzes pārejas apstākļiem un fāzes pārejas ietekmi uz saliktās sistēmas īpašībām.

3. Kompozīto membrānu ar dažādu HPS hidroksipropil aizvietošanas grādu kristālisko struktūru un amorfo struktūru pētīja SAXS, un kompozītmateriālu želeju želācijas mehānisms un ietekme tika apspriesta kombinācijā ar reoloģiskiem rezultātiem un makroskopiskām īpašībām, piemēram, kā skābekļa caurlaidību no kompozītmateriāliem. Faktori un likumi, pirmo reizi tika konstatēts, ka saliktā sistēmas viskozitāte ir saistīta ar pašizlīdzīgās struktūras blīvumu kompozītajā membrānā, un tieši nosaka tādas makroskopiskās īpašības kā skābekļa caurlaidība un mehāniskās īpašības kompozītmateriāla mehāniskās īpašības Membrāna un izveido reoloģiskās īpašības-mikrostruktūras un membrānas attiecības starp materiāla īpašībām.

3. Outlook

Pēdējos gados drošu un ēdamu pārtikas iepakojuma materiālu izstrāde, izmantojot atjaunojamos dabiskos polimērus kā izejvielas, ir kļuvusi par pētījumu tīklāju pārtikas iepakojuma jomā. Šajā rakstā par galveno izejvielu izmanto dabisko polisaharīdu. Salīdzinot HPMC un HPS, tiek samazinātas izejvielu izmaksas, tiek uzlabota HPMC apstrādes veiktspēja zemā temperatūrā un uzlabota kompozītmateriāla membrānas skābekļa barjeras veiktspēja. Ar reoloģiskās analīzes kombināciju tika pētīta joda krāsošanas optiskā mikroskopa analīze un saliktā plēves mikrostruktūra un visaptveroša veiktspējas analīze, tika pētīta fāzes morfoloģija, fāžu pāreja, fāžu atdalīšana un savietojamība auksti karstā apgrieztā fāžu gēla kompozītu sistēmā. Tika nodibināta saistība starp mikrostruktūras un makroskopiskajām īpašībām. Saskaņā ar sakarību starp makroskopiskajām īpašībām un HPMC/HPS kompozītmateriāla sistēmas mikromorfoloģisko struktūru, kompozītmateriāla kontroli var kontrolēt fāzes struktūru un saderību. Pētījumam šajā dokumentā ir svarīga nozīme faktiskajā ražošanas procesā; Tiek apspriests veidošanās mehānisms, ietekmējošie faktori un likumi par aukstu un karstu apgriezto kompozītmateriālu gēlu, kas ir līdzīga saliktā sistēma ar aukstu un karstu apgriezto želeju. Šī darba izpēte sniedz teorētisku modeli, lai sniegtu teorētiskus norādījumus par īpašu temperatūras kontrolētu viedo materiālu izstrādi un izmantošanu. Šī darba pētījumu rezultātiem ir laba teorētiskā vērtība. Šī darba izpēte ietver pārtikas, materiāla, želejas un salikšanas un citu disciplīnu krustošanos. Laika un pētījumu metožu ierobežojuma dēļ šīs tēmas izpētei joprojām ir daudz nepabeigtu punktu, ko var padziļināt un uzlabot no šādiem aspektiem. paplašināt:

Teorētiskie aspekti:

1. Lai izpētītu dažādu ķēdes zaru attiecību, molekulmasu un HPS dažādību ietekmi uz reoloģiskajām īpašībām, membrānas īpašībām, fāzu morfoloģiju un savienojuma sistēmas saderību un izpētīt tā ietekmes likumu uz gēla veidošanās mehānismu savienojuma Sistēma
2. Izpētiet HPMC hidroksipropila aizvietošanas pakāpes, metoksilizstādes pakāpes, molekulmasas un avota ietekmi uz reoloģiskajām īpašībām, gēla īpašībām, membrānas īpašībām un savienojuma sistēmas saderību ar sistēmu un analizēt HPMC ķīmiskās modifikācijas ietekmi uz savienojuma kondensāciju. Ietekmēt gēla veidošanās mehānisma noteikumu.
3. Tika pētīta sāls, pH, plastifikatora, šķērssavienojuma, antibakteriāla līdzekļa un citu savienojumu sistēmu ietekme uz reoloģiskajām īpašībām, gēla īpašībām, membrānas struktūru un īpašībām un to likumiem.

Pielietojums:

1. Optimizējiet formulu garšvielu pakešu, dārzeņu paciņu un cietu zupu iesaiņošanas formulai un izpētiet garšvielu, dārzeņu un zupu saglabāšanas efektu uzglabāšanas periodā, materiālu mehāniskās īpašības un produkta veiktspējas izmaiņas, ja tās tiek pakļautas ārējiem spēkiem , ūdens šķīdība un materiāla higiēniskais indekss. To var uzklāt arī granulētiem pārtikas produktiem, piemēram, kafijas un piena tējai, kā arī ēdamam kūku, sieru, desertu un citu ēdienu iepakojumam.
2. Optimizējiet formulas dizainu botānisko ārstniecisko augu kapsulu lietošanai, turpmāk izpētīt apstrādes apstākļus un optimālu palīgu līdzekļu izvēli un sagatavojiet dobu kapsulu produktus. Tika pārbaudīti fizikālie un ķīmiskie rādītāji, piemēram, satrašana, sadalīšanās laiks, smagā metāla saturs un mikrobu saturs.
3. Augļu un dārzeņu, gaļas produktu utt. Svaigas lietošanas lietošanai saskaņā ar dažādām apstrādes metodēm izsmidzināšanai, iegremdēšanai un krāsošanai, atlasiet atbilstošo formulu un izpētiet sapuvušu augļu ātrumu, mitruma zudumu, barības vielu patēriņu, cietību dārzeņu pēc iepakojuma uzglabāšanas periodā, spīdums un aromāts un citi rādītāji; Krāsa, pH, tvb-n vērtība, tiobarbitūrskābe un gaļas produktu mikroorganismu skaits pēc iepakojuma.