Reoloġija u Kompatibbiltà tal-Kumpless HPMC/HPS

Reoloġija u Kompatibilità ta'HPMC/HPSKumpless

Kliem ewlieni: idrossipropil metilċelluloża; lamtu idrossipropil; proprjetajiet reoloġiċi; kompatibilità; modifika kimika.

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) huwa polimeru tal-polisakkarid użat komunement fil-preparazzjoni ta 'films li jittieklu. Huwa użat ħafna fil-qasam tal-ikel u l-mediċina. Il-film għandu trasparenza tajba, proprjetajiet mekkaniċi u proprjetajiet ta 'barriera taż-żejt. Madankollu, HPMC huwa ġel indott termalment, li jwassal għall-prestazzjoni fqira tal-ipproċessar tiegħu f'temperatura baxxa u konsum għoli ta 'enerġija ta' produzzjoni; barra minn hekk, il-prezz għali tal-materja prima tiegħu jillimita l-applikazzjoni wiesgħa tiegħu inkluż il-qasam farmaċewtiku. Lamtu idrossipropiliku (HPS) huwa materjal li jittiekel użat ħafna fil-qasam tal-ikel u l-mediċina. Għandha firxa wiesgħa ta 'sorsi u prezz baxx. Huwa materjal ideali biex titnaqqas l-ispiża ta 'HPMC. Barra minn hekk, il-proprjetajiet tal-ġell kiesaħ ta 'HPS jistgħu jibbilanċjaw il-viskożità u proprjetajiet reoloġiċi oħra ta' HPMC. , biex ittejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar tagħha f'temperatura baxxa. Barra minn hekk, il-film li jittiekel HPS għandu proprjetajiet eċċellenti ta 'barriera ta' l-ossiġnu, għalhekk jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet ta' barriera ta 'l-ossiġnu tal-film li jittiekel HPMC.

L-HPS ġie miżjud f'HPMC għat-taħlit, u nbniet is-sistema ta 'kompost tal-ġell ta' fażi inversa kiesħa u sħuna HPMC/HPS. Ġiet diskussa l-liġi tal-influwenza tal-proprjetajiet, il-mekkaniżmu ta 'interazzjoni bejn HPS u HPMC f'soluzzjoni, ġew diskussi l-kompatibilità u t-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost, u ġiet stabbilita r-relazzjoni bejn il-proprjetajiet reoloġiċi u l-istruttura tas-sistema kompost. Ir-riżultati juru li s-sistema komposta għandha konċentrazzjoni kritika (8%), taħt il-konċentrazzjoni kritika, HPMC u HPS jeżistu f'ktajjen molekulari indipendenti u reġjuni ta 'fażi; 'il fuq mill-konċentrazzjoni kritika, il-fażi HPS hija ffurmata fis-soluzzjoni bħala ċ-ċentru tal-ġell, L-istruttura tal-mikroġel, li hija konnessa bl-intertwining tal-ktajjen molekulari HPMC, turi mġiba simili għal dik ta 'tidwib tal-polimeru. Il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost u l-proporzjon kompost jikkonformaw mar-regola tas-somma logaritmika, u juru ċertu grad ta 'devjazzjoni pożittiva u negattiva, li jindika li ż-żewġ komponenti għandhom kompatibilità tajba. Is-sistema komposta hija struttura ta '"sea-gżira" ta' fażi mxerrda f'fażi kontinwa f'temperatura baxxa, u t-tranżizzjoni tal-fażi kontinwa sseħħ f'4:6 bit-tnaqqis tal-proporzjon tal-kompost HPMC/HPS.

Bħala komponent importanti tal-komoditajiet tal-ikel, l-ippakkjar tal-ikel jista 'jipprevjeni li l-ikel jiġi mħassar u mniġġes minn fatturi esterni fil-proċess taċ-ċirkolazzjoni u l-ħażna, u b'hekk jestendi l-ħajja fuq l-ixkaffa u l-perjodu tal-ħażna tal-ikel. Bħala tip ġdid ta 'materjal tal-ippakkjar tal-ikel li huwa sikur u li jittiekel, u anke għandu ċertu valur nutrittiv, film li jittiekel għandu prospetti wesgħin ta' applikazzjoni fl-ippakkjar u l-preservazzjoni tal-ikel, fast food u kapsuli farmaċewtiċi, u sar hotspot ta 'riċerka fl-ikel attwali oqsma relatati mal-ippakkjar.

Il-membrana kompost HPMC/HPS ġiet ippreparata bil-metodu tal-ikkastjar. Il-kompatibilità u s-separazzjoni tal-fażi tas-sistema kompost ġew esplorati aktar permezz ta 'mikroskopija elettronika tal-iskannjar, analiżi dinamika tal-proprjetà termomekkanika u analiżi termogravimetrika, u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-membrana kompost ġew studjati. u permeabilità ta 'l-ossiġnu u proprjetajiet oħra tal-membrana. Ir-riżultati juru li ma jinstab l-ebda interface ovvju b'żewġ fażijiet fl-immaġini SEM tal-films komposti kollha, hemm biss punt wieħed ta 'transizzjoni tal-ħġieġ fir-riżultati DMA tal-biċċa l-kbira tal-films komposti, u quċċata waħda biss ta' degradazzjoni termali tidher fil-kurvi DTG tal-biċċa l-kbira tal-films komposti. HPMC għandu ċerta kompatibilità mal-HPS. Iż-żieda ta 'HPS ma' HPMC ittejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu tal-membrana kompost. Il-proprjetajiet mekkaniċi tal-membrana komposti jvarjaw ħafna bil-proporzjon ta 'taħlit u l-umdità relattiva ta' l-ambjent, u jippreżentaw punt ta 'crossover, li jista' jipprovdi referenza għall-ottimizzazzjoni tal-prodott għal rekwiżiti ta 'applikazzjoni differenti.

Il-morfoloġija mikroskopika, id-distribuzzjoni tal-fażi, it-tranżizzjoni tal-fażi u mikrostrutturi oħra tas-sistema kompost HPMC/HPS ġew studjati b'analiżi sempliċi tal-mikroskopju ottiku taż-żebgħa tal-jodju, u t-trasparenza u l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema kompost ġew studjati minn spettrofotometru ultravjola u tester tal-proprjetà mekkanika. Ir-relazzjoni bejn l-istruttura morfoloġika mikroskopika u l-prestazzjoni komprensiva makroskopika tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet stabbilita. Ir-riżultati juru li numru kbir ta 'mesophases huma preżenti fis-sistema komposta, li għandha kompatibilità tajba. Hemm punt ta 'tranżizzjoni tal-fażi fis-sistema kompost, u dan il-punt ta' tranżizzjoni tal-fażi għandu ċertu proporzjon ta 'kompost u dipendenza fuq il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni. L-iktar punt baxx ta 'trasparenza tas-sistema kompost huwa konsistenti mal-punt ta' transizzjoni tal-fażi ta 'HPMC minn fażi kontinwa għal fażi mxerrda u l-punt minimu tal-modulu tat-tensjoni. Il-modulu ta 'Young u t-titwil fil-waqfa naqsu biż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, li kellha relazzjoni kawżali mat-tranżizzjoni ta' HPMC mill-fażi kontinwa għall-fażi mxerrda.

Intuża rheometer biex jistudja l-effett tal-modifika kimika tal-HPS fuq il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema HPMC/HPS kiesħa u sħuna tal-ġel tal-fażi inversa. Ġew studjati l-kapaċitajiet u t-tranżizzjonijiet tal-fażi, u ġiet stabbilita r-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet reoloġiċi u tal-ġel. Ir-riżultati tar-riċerka juru li l-hydroxypropylation ta 'HPS tista' tnaqqas il-viskożità tas-sistema komposta f'temperatura baxxa, ittejjeb il-fluwidità tas-soluzzjoni kompost, u tnaqqas il-fenomenu ta 'shear thinning; l-hydroxypropylation ta 'HPS tista' tnaqqas il-viskożità lineari tas-sistema komposta. Fir-reġjun elastiku, it-temperatura tat-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS titnaqqas, u l-imġieba bħal solida tas-sistema kompost f'temperatura baxxa u l-fluwidità f'temperatura għolja huma mtejba. HPMC u HPS jiffurmaw fażijiet kontinwi f'temperaturi baxxi u għoljin, rispettivament, u bħala fażijiet imxerrda jiddeterminaw il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema komposta f'temperaturi għoljin u baxxi. Kemm il-bidla f'daqqa fil-kurva tal-viskożità tas-sistema komposta kif ukoll il-quċċata tan delta fil-kurva tal-fattur tat-telf jidhru f'45 °C, li tirrepeti l-fenomenu tal-fażi ko-kontinwu osservat fil-mikrografi mtebbgħin bil-jodju f'45 °C.

L-effett tal-modifika kimika tal-HPS fuq l-istruttura kristallina u l-istruttura mikro-diviżjonali tal-film kompost ġie studjat permezz tat-teknoloġija tat-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir tar-radjazzjoni sinkrotron, u l-proprjetajiet mekkaniċi, il-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu u l-istabbiltà termali tal-film kompost kienu studja sistematikament l-influwenza tal-bidliet fl-istruttura kimika tal-komponenti komposti fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistemi komposti. Ir-riżultati tar-radjazzjoni synchrotron wrew li l-hydroxypropylation ta 'HPS u t-titjib tal-kompatibilità taż-żewġ komponenti jistgħu jinibixxu b'mod sinifikanti r-rikristallizzazzjoni tal-lamtu fil-membrana u jippromwovu l-formazzjoni ta' struttura awto-simili aktar laxka fil-membrana kompost. Il-proprjetajiet makroskopiċi bħall-proprjetajiet mekkaniċi, l-istabbiltà termali u l-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrana kompost HPMC/HPS huma relatati mill-qrib mal-istruttura kristallina interna tagħha u l-istruttura tar-reġjun amorfu. L-effett magħqud taż-żewġ effetti.

Kapitlu Ewwel Introduzzjoni

Bħala komponent importanti tal-komoditajiet tal-ikel, materjali tal-ippakkjar tal-ikel jistgħu jipproteġu l-ikel minn ħsara fiżika, kimika u bijoloġika u tniġġis matul iċ-ċirkolazzjoni u l-ħażna, iżommu l-kwalità tal-ikel innifsu, jiffaċilitaw il-konsum tal-ikel, u jiżguraw l-ikel. Ħażna u preservazzjoni fit-tul, u tagħti dehra tal-ikel biex tattira l-konsum u tikseb valur lil hinn mill-ispiża materjali [1-4]. Bħala tip ġdid ta 'materjal tal-ippakkjar tal-ikel li huwa sikur u li jittiekel, u anke għandu ċertu valur nutrittiv, film li jittiekel għandu prospetti wesgħin ta' applikazzjoni fl-ippakkjar u l-preservazzjoni tal-ikel, fast food u kapsuli farmaċewtiċi, u sar hotspot ta 'riċerka fl-ikel attwali oqsma relatati mal-ippakkjar.

Films li jittieklu huma films bi struttura ta 'netwerk poruża, ġeneralment miksuba bl-ipproċessar ta' polimeri naturali li jittieklu. Ħafna polimeri naturali eżistenti fin-natura għandhom proprjetajiet ta 'ġel, u s-soluzzjonijiet akwei tagħhom jistgħu jiffurmaw idroġels taħt ċerti kundizzjonijiet, bħal xi polisakkaridi naturali, proteini, lipidi, eċċ. Polisakkaridi strutturali naturali bħal lamtu u ċelluloża, minħabba l-istruttura molekulari speċjali tagħhom ta 'helix ta' katina twila u proprjetajiet kimiċi stabbli, jistgħu jkunu adattati għal ambjenti ta 'ħażna fit-tul u varji, u ġew studjati b'mod wiesa' bħala materjali li jifformaw film li jittieklu. Films li jittieklu magħmulin minn polisakkarid wieħed ħafna drabi jkollhom ċerti limitazzjonijiet fil-prestazzjoni. Għalhekk, sabiex jiġu eliminati l-limitazzjonijiet ta 'films li jittieklu tal-polysaccharide wieħed, jiksbu proprjetajiet speċjali jew jiżviluppaw funzjonijiet ġodda, inaqqsu l-prezzijiet tal-prodott, u jespandu l-applikazzjonijiet tagħhom, ġeneralment jintużaw żewġ tipi ta' polisakkaridi. Jew il-polisakkaridi naturali ta 'hawn fuq huma komposti biex jinkiseb l-effett ta' proprjetajiet komplementari. Madankollu, minħabba d-differenza fl-istruttura molekulari bejn polimeri differenti, hemm ċerta entropija konformazzjonali, u l-biċċa l-kbira tal-kumplessi tal-polimeri huma parzjalment kompatibbli jew inkompatibbli. Il-morfoloġija tal-fażi u l-kompatibilità tal-kumpless polimeru se jiddeterminaw il-proprjetajiet tal-materjal kompost. Id-deformazzjoni u l-istorja tal-fluss waqt l-ipproċessar għandhom impatt sinifikanti fuq l-istruttura. Għalhekk, il-proprjetajiet makroskopiċi bħall-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kumplessa tal-polimer huma studjati. L-interrelazzjoni bejn strutturi morfoloġiċi mikroskopiċi bħall-morfoloġija tal-fażi u l-kompatibilità hija importanti biex tirregola l-prestazzjoni, l-analiżi u l-modifika ta 'materjali komposti, teknoloġija tal-ipproċessar, disinn tal-formula gwida u disinn tal-makkinarju tal-ipproċessar, u evalwazzjoni tal-produzzjoni. Il-prestazzjoni tal-ipproċessar tal-prodott u l-iżvilupp u l-applikazzjoni ta 'materjali polimeri ġodda huma ta' sinifikat kbir.

F'dan il-kapitolu, l-istatus tar-riċerka u l-progress tal-applikazzjoni ta 'materjali tal-film li jittieklu huma riveduti fid-dettall; is-sitwazzjoni tar-riċerka tal-idroġels naturali; l-iskop u l-metodu tat-taħlit tal-polimeru u l-progress tar-riċerka tal-kompost tal-polisakkarid; il-metodu ta 'riċerka reoloġika tas-sistema ta' kompost; Il-proprjetajiet reoloġiċi u l-kostruzzjoni tal-mudell tas-sistema tal-ġel reverse kiesaħ u sħun huma analizzati u diskussi, kif ukoll is-sinifikat tar-riċerka, l-iskop tar-riċerka u r-riċerka ta 'dan il-kontenut tal-karta.

1.1 Film li jittiekel

Film li jittiekel jirreferi għaż-żieda ta 'plastiċizzanti u aġenti ta' cross-linking bbażati fuq sustanzi naturali li jittieklu (bħal polisakkaridi strutturali, lipidi, proteini), permezz ta 'interazzjonijiet intermolekulari differenti, permezz ta' kompost, tisħin, kisi, tnixxif, eċċ Il-film b'netwerk poruż struttura ffurmata bit-trattament. Jista 'jipprovdi diversi funzjonijiet bħal proprjetajiet ta' barriera magħżula għall-gass, umdità, kontenuti u sustanzi esterni ta 'ħsara, sabiex ittejjeb il-kwalità sensorja u l-istruttura interna tal-ikel, u jtawwal il-perjodu ta' ħażna jew il-ħajja fuq l-ixkaffa tal-prodotti tal-ikel.

1.1.1 Storja ta 'żvilupp ta' Films li jittieklu

L-iżvilupp ta 'film li jittiekel jista' jiġi rintraċċat lura għas-sekli 12 u 13. F'dak iż-żmien, iċ-Ċiniżi użaw metodu sempliċi ta 'xama' biex jiksu ċ-ċitru u l-lumi, li effettivament naqqas it-telf ta 'ilma fil-frott u l-ħxejjex, sabiex il-frott u l-ħxejjex żammew it-tleqqija oriġinali tagħhom, u b'hekk itawlu l-ħajja fuq l-ixkaffa tal-frott u ħaxix, iżda jinibixxi b'mod eċċessiv ir-respirazzjoni aerobika ta 'frott u ħxejjex, li jirriżulta f'deterjorazzjoni fermentattiva tal-frott . Fis-seklu 15, l-Asjatiċi kienu diġà bdew jagħmlu film li jittiekel mill-ħalib tas-sojja, u użawh biex jipproteġu l-ikel u jżidu d-dehra tal-ikel [20]. Fis-seklu 16, l-Ingliżi użaw ix-xaħam biex jiksu l-uċuħ tal-ikel biex inaqqsu t-telf tal-umdità tal-ikel. Fis-seklu 19, is-sukrożju kien użat għall-ewwel darba bħala kisi li jittiekel fuq ġewż, lewż u ġellewż biex jipprevjeni l-ossidazzjoni u t-tisħija waqt il-ħażna. Fl-1830s, dehru films kummerċjali tal-paraffin li jdubu bis-sħana għal frott bħal tuffieħ u lanġas. Fl-aħħar tas-seklu 19, il-films tal-ġelatina jiġu sprejjati fuq il-wiċċ tal-prodotti tal-laħam u ikel ieħor għall-preservazzjoni tal-ikel. Fil-bidu tas-snin 50, ix-xama 'karnauba, eċċ., kienet saret f'emulsjonijiet taż-żejt fl-ilma għall-kisi u l-preservazzjoni ta' frott u ħaxix frisk. Fl-aħħar tas-snin ħamsin, bdiet tiżviluppa riċerka dwar films li jittieklu applikati għal prodotti tal-laħam, u l-aktar eżempju estensiv u ta 'suċċess huwa l-prodotti tal-enema pproċessati mill-imsaren iż-żgħir tal-annimali f'kisi.

Sa mis-snin ħamsin, jista 'jingħad li l-kunċett ta' film li jittiekel ġie biss propost verament. Minn dakinhar, ħafna riċerkaturi żviluppaw interess qawwi fil-films li jittieklu. Fl-1991, Nisperes applika carboxymethyl cellulose (CMC) għall-kisi u l-preservazzjoni tal-banana u frott ieħor, ir-respirazzjoni tal-frott tnaqqset, u t-telf tal-klorofilla ġie mdewwem. Park et al. fl-1994 irrapporta l-proprjetajiet ta 'barriera effettiva tal-film tal-proteina zeina għal O2 u CO2, li tejbu t-telf tal-ilma, id-dbiel u l-kulur tat-tadam . Fl-1995, Lourdin uża soluzzjoni alkalina dilwita biex jittratta l-lamtu, u żied il-gliċerina biex jiksi l-frawli għall-freskezza, li naqqas ir-rata ta 'telf ta' ilma tal-frawli u ttardja t-taħsir. Baberjee tejbet il-proprjetajiet tal-film li jittiekel fl-1996 permezz ta 'mikro-likwifikazzjoni u trattament ultrasoniku tal-likwidu li jifforma l-film, għalhekk id-daqs tal-partiċelli tal-likwidu li jifforma l-film kien imnaqqas b'mod sinifikanti u l-istabbiltà omoġenja tal-emulsjoni tjiebet. Fl-1998, Padegett et al. żied liżożima jew nisin mal-film li jittiekel tal-proteina tas-sojja u użah biex igeżwer l-ikel, u sab li t-tkabbir tal-batterji tal-aċidu lattiku fl-ikel kien inibit b'mod effettiv [30]. Fl-1999, Yin Qinghong et al. uża x-xama ' tan-naħal biex jagħmel aġent tal-kisi tal-film għall-preservazzjoni u l-ħażna ta' tuffieħ u frott ieħor, li jista 'jinibixxi r-respirazzjoni, jipprevjeni tnaqqis u telf ta' piż, u jinibixxi l-invażjoni tal-mikrobi.

Għal ħafna snin, tazzi tal-ħami tal-qamħ għall-ippakkjar tal-ġelat, karta tar-ross glutinous għall-ippakkjar tal-ħelu, u ġlud tat-tofu għal platti tal-laħam huma ippakkjar tipiku li jittiekel. Iżda l-applikazzjonijiet kummerċjali ta 'films li jittieklu kienu prattikament ineżistenti fl-1967, u anke l-preservazzjoni tal-frott miksija b'xama' kellha użu kummerċjali limitat ħafna. Sal-1986, ftit kumpaniji bdew jipprovdu prodotti tal-films li jittieklu, u sa l-1996, in-numru ta 'kumpaniji tal-films li jittieklu kien kiber għal aktar minn 600. Fil-preżent, l-applikazzjoni ta' film li jittiekel fil-preservazzjoni tal-ippakkjar tal-ikel ilha tiżdied, u kisbet dħul annwali ta 'aktar minn 100 miljun dollaru Amerikan.

1.1.2 Karatteristiċi u tipi ta' films li jittieklu

Skont riċerka rilevanti, film li jittiekel għandu l-vantaġġi pendenti li ġejjin: film li jittiekel jista 'jipprevjeni t-tnaqqis u d-deterjorazzjoni tal-kwalità tal-ikel ikkawżat mill-migrazzjoni reċiproka ta' sustanzi tal-ikel differenti; xi komponenti tal-film li jittieklu nfushom għandhom valur nutrittiv speċjali u funzjoni tal-kura tas-Saħħa; film li jittiekel għandu proprjetajiet ta 'barriera fakultattivi għal CO2, O2 u gassijiet oħra; film li jittiekel jista 'jintuża għal microwave, ħami, ikel moqli u film u kisi tal-mediċina; film li jittiekel jista 'jintuża bħala antiossidanti u preservattivi u trasportaturi oħra, u b'hekk testendi l-ħajja fuq l-ixkaffa tal-ikel; film li jittiekel jista 'jintuża bħala trasportatur għal koloranti u fortifikaturi nutrizzjonali, eċċ., Biex ittejjeb il-kwalità tal-ikel u ttejjeb il-proprjetajiet sensorji tal-ikel; film li jittiekel huwa sigur u jittiekel, u jista 'jiġi kkunsmat flimkien mal-ikel; Films tal-ippakkjar li jittieklu jistgħu jintużaw għall-ippakkjar ta 'kwantitajiet żgħar jew unitajiet ta' ikel, u jiffurmaw ippakkjar kompost b'ħafna saffi b'materjali tal-ippakkjar tradizzjonali, li jtejjeb il-prestazzjoni tal-barriera ġenerali tal-materjali tal-ippakkjar.

Ir-raġuni għaliex il-films tal-ippakkjar li jittieklu għandhom il-proprjetajiet funzjonali ta 'hawn fuq hija bbażata prinċipalment fuq il-formazzjoni ta' ċerta struttura ta 'netwerk tridimensjonali ġewwa fihom, u b'hekk turi ċerti proprjetajiet ta' saħħa u barriera. Il-proprjetajiet funzjonali tal-film tal-ippakkjar li jittiekel huma affettwati b'mod sinifikanti mill-proprjetajiet tal-komponenti tiegħu, u l-grad ta 'crosslinking intern tal-polimeru, l-uniformità u d-densità tal-istruttura tan-netwerk huma wkoll affettwati minn proċessi differenti li jiffurmaw il-film. Hemm differenzi ovvji fil-prestazzjoni [15, 35]. Films li jittieklu għandhom ukoll xi proprjetajiet oħra bħal solubilità, kulur, trasparenza, eċċ Materjali adattati għall-ippakkjar tal-film li jittieklu jistgħu jintgħażlu skont l-ambjenti ta 'użu differenti u d-differenzi fl-oġġetti tal-prodott li għandhom jiġu ppakkjati.

Skont il-metodu tal-iffurmar tal-film li jittiekel, jista 'jinqasam f'films u kisi: (1) Il-films indipendenti ppreparati minn qabel ġeneralment jissejħu films . (2) Is-saff irqiq iffurmat fuq il-wiċċ tal-ikel permezz ta 'kisi, tgħaddis, u bexx jissejjaħ kisi. Il-films jintużaw prinċipalment għal ikel b'ingredjenti differenti li jeħtieġ li jiġu ppakkjati individwalment (bħal pakketti ta 'tħawwir u pakketti taż-żejt f'ikel ta' konvenjenza), ikel bl-istess ingredjent iżda jeħtieġ li jiġi ppakkjat separatament (bħal pakketti żgħar ta 'kafè, trab tal-ħalib, eċċ.), u mediċini jew prodotti għall-kura tas-saħħa. Materjal tal-kapsula; Il-kisi jintuża prinċipalment għall-preservazzjoni ta 'ikel frisk bħal frott u ħaxix, prodotti tal-laħam, kisi ta' drogi u l-assemblaġġ ta 'mikrokapsuli b'rilaxx kontrollat.

Skont il-materjali li jiffurmaw il-film tal-film tal-ippakkjar li jittiekel, jista 'jinqasam fi: film li jittiekel tal-polysaccharide, film li jittiekel tal-proteini, film li jittiekel tal-lipidi, film li jittiekel mikrobjali u film li jittiekel kompost .

1.1.3 Applikazzjoni ta 'film li jittiekel

Bħala tip ġdid ta 'materjal tal-ippakkjar tal-ikel li huwa sikur u li jittiekel, u anke għandu ċertu valur nutrittiv, film li jittiekel huwa użat ħafna fl-industrija tal-ippakkjar tal-ikel, il-qasam farmaċewtiku, il-ħażna u l-preservazzjoni ta' frott u ħxejjex, l-ipproċessar u l-preservazzjoni tal-laħam u prodotti akkwatiċi, il-produzzjoni tal-fast food, u l-produzzjoni taż-żejt. Għandu prospetti wiesgħa ta 'applikazzjoni fil-preservazzjoni ta' ikel bħal ħelu moħmi moqli.

1.1.3.1 Applikazzjoni fl-ippakkjar tal-ikel

Is-soluzzjoni li tifforma l-film hija mgħottija fuq l-ikel li għandu jiġi ppakkjat permezz tal-bexx, it-tfarfir, it-tgħaddis, eċċ., Biex tipprevjeni l-penetrazzjoni ta 'umdità, ossiġnu u sustanzi aromatiċi, li jistgħu jnaqqsu b'mod effettiv it-telf tal-ippakkjar u jnaqqsu n-numru ta' saffi tal-ippakkjar ; tnaqqas b'mod sinifikanti s-saff ta 'barra tal-ikel Il-kumplessità tal-komponenti tal-ippakkjar tal-plastik tiffaċilita r-riċiklaġġ u l-ipproċessar tagħha, u tnaqqas it-tniġġis ambjentali; hija applikata għall-ippakkjar separat ta 'xi komponenti ta' ikel kumpless b'ħafna komponenti biex titnaqqas il-migrazzjoni reċiproka bejn komponenti differenti, u b'hekk tnaqqas it-tniġġis għall-ambjent. Naqqas it-taħsir tal-ikel jew it-tnaqqis tal-kwalità tal-ikel. Il-film li jittiekel jiġi pproċessat direttament f'karta tal-ippakkjar jew boroż tal-ippakkjar għall-ippakkjar tal-ikel, li mhux biss jikseb is-sikurezza, l-indafa u l-konvenjenza, iżda jnaqqas ukoll il-pressjoni tat-tniġġis abjad fuq l-ambjent.

Bl-użu tal-qamħ, il-fażola tas-sojja u l-qamħ bħala l-materja prima ewlenija, films taċ-ċereali bħall-karta jistgħu jiġu ppreparati u użati għall-ippakkjar ta 'zalzett u ikel ieħor. Wara l-użu, anki jekk jintremew fl-ambjent naturali, huma bijodegradabbli u jistgħu jinbidlu f'fertilizzanti tal-ħamrija biex itejbu l-ħamrija. . Bl-użu ta 'lamtu, chitosan u dreg tal-fażola bħala l-materjali ewlenin, karta tat-tgeżwir li tittiekel tista' tiġi ppreparata għall-ippakkjar ta 'fast food bħal taljarini tal-fast-food u Fries Franċiż, li huwa konvenjenti, sigur u popolari ħafna; użat għal pakketti ta 'tħawwir, sopop solidi L-ippakkjar ta' ikel ta 'konvenjenza bħal materja prima, li tista' tiġi msajra direttament fil-borma meta tintuża, jista 'jipprevjeni l-kontaminazzjoni tal-ikel, iżid in-nutrizzjoni tal-ikel u jiffaċilita t-tindif . L-avokado mnixxef, il-patata u r-ross imkisser huma ffermentati u kkonvertiti f'polisakkaridi, li jistgħu jintużaw biex jippreparaw materjali ġodda għall-ippakkjar ta 'ġewwa li jittieklu li huma bla kulur u trasparenti, għandhom proprjetajiet tajbin ta' barriera għall-ossiġnu u proprjetajiet mekkaniċi, u jintużaw għall-ippakkjar ta 'trab tal-ħalib. , żejt għall-insalata u prodotti oħra [19]. Għall-ikel militari, wara li jintuża l-prodott, il-materjal tal-ippakkjar tal-plastik tradizzjonali jintrema fl-ambjent u jsir markatur għat-traċċar tal-għadu, li huwa faċli li jiġi żvelat fejn jinsab. F'ikel speċjali b'ħafna komponenti bħal pizza, għaġina, ketchup, ġelat, jogurt, kejkijiet u deżerti, materjali tal-ippakkjar tal-plastik ma jistgħux jiġu miżjuda direttament għall-użu, u film tal-ippakkjar li jittiekel juri l-vantaġġi uniċi tiegħu, li jista 'jnaqqas in-numru ta' gruppi Frazzjonali il-migrazzjoni tas-sustanzi tat-togħma ttejjeb il-kwalità u l-estetika tal-prodott [21]. Film tal-ippakkjar li jittiekel jista 'jintuża fl-ipproċessar tal-ikel microwave tas-sistema tal-batter. Il-prodotti tal-laħam, il-ħxejjex, il-ġobon u l-frott huma ppakkjati minn qabel permezz ta 'bexx, tgħaddis jew tfarfir, eċċ., Iffriżati u maħżuna, u jeħtieġ biss li jiġu microwaved għall-konsum.

Għalkemm ftit karti u basktijiet tal-ippakkjar li jittieklu kummerċjali huma disponibbli, ħafna privattivi ġew irreġistrati dwar il-formulazzjoni u l-applikazzjoni ta 'materjali potenzjali tal-ippakkjar li jittieklu. L-awtoritajiet regolatorji tal-ikel Franċiżi approvaw borża tal-ippakkjar industrijalizzata li tittiekel bl-isem "SOLUPAN", li hija magħmula minn hydroxypropyl methylcellulose, lamtu u sorbat tas-sodju, u hija disponibbli kummerċjalment.

1.1.3.2 Applikazzjoni fil-Mediċina

Ġelatina, derivattivi taċ-ċelluloża, lamtu u gomma li tittiekel jistgħu jintużaw biex jippreparaw qxur ta 'kapsuli artab u iebsin ta' mediċini u prodotti tas-saħħa, li jistgħu jiżguraw b'mod effettiv l-effikaċja ta 'mediċini u prodotti tas-saħħa, u huma sikuri u tajbin għall-ikel; xi mediċini għandhom togħma morra inerenti, li hija diffiċli biex tintuża mill-pazjenti. Aċċettati, films li jittieklu jistgħu jintużaw bħala kisjiet li jaħbu t-togħma għal mediċini bħal dawn; xi polimeri tal-polimeri enteriċi ma jinħallx fl-ambjent tal-istonku (pH 1.2), iżda jinħallu fl-ambjent intestinali (pH 6.8) u jistgħu jintużaw fil-kisi intestinali tad-droga b'rilaxx Sostnut; jista 'jintuża wkoll bħala trasportatur għal drogi mmirati.

Blanco-Fernandez et al. ipprepara film kompost ta 'monogliċeridi aċetilat ta' chitosan u użah għar-rilaxx sostnut tal-attività antiossidant tal-vitamina E, u l-effett kien notevoli. Materjali tal-ippakkjar antiossidanti fit-tul. Zhang et al. lamtu mħallat mal-ġelatina, miżjud polyethylene glycol plastifikanti, u użat tradizzjonali. Il-kapsuli iebsin vojta ġew ippreparati bil-proċess ta 'tgħaddis tal-film kompost, u ġew studjati t-trasparenza, il-proprjetajiet mekkaniċi, il-proprjetajiet idrofiliċi u l-morfoloġija tal-fażi tal-film kompost. materjal tajjeb tal-kapsula [52]. Lal et al. għamel kafirin f'kisja li tittiekel għall-kisja enterika tal-kapsuli tal-paracetamol, u studja l-proprjetajiet mekkaniċi, proprjetajiet termali, proprjetajiet ta 'barriera u proprjetajiet ta' rilaxx tad-droga tal-film li jittiekel. Ir-riżultati wrew li l-kisja tas-sorgu Diversi kapsuli iebsin ta 'film gliadin ma nkisirx fl-istonku, iżda ħarġet il-mediċina fl-imsaren f'pH 6.8. Paik et al. ippreparat partiċelli HPMC phthalate miksija bl-indomethacin, u sprejjat il-likwidu li jittiekel li jifforma l-film ta 'HPMC fuq il-wiċċ tal-partiċelli tad-droga, u studja r-rata ta' qbid tad-droga, id-daqs medju tal-partiċelli tal-partiċelli tad-droga, film li jittiekel ir-riżultati wrew li l-HPMCN miksija Id-droga orali indomethacin tista 'tikseb l-iskop li taħbi t-togħma morra tal-mediċina u timmira l-kunsinna tad-droga. Oladzadabbasabadi et al. lamtu tas-sagu modifikat imħallat ma 'carrageenan biex jipprepara film kompost li jittiekel bħala sostitut għal kapsuli tal-ġelatina tradizzjonali, u studja l-kinetika tat-tnixxif tiegħu, il-proprjetajiet termomekkaniċi, il-proprjetajiet fiżikokimiċi u l-proprjetajiet ta' barriera, Ir-riżultati juru li l-film li jittiekel kompost għandu proprjetajiet simili għall-ġelatina u jista ' jintużaw fil-produzzjoni ta 'kapsuli farmaċewtiċi.

1.1.3.3 Applikazzjoni fil-preservazzjoni tal-frott u l-ħaxix

Fi frott u ħxejjex friski wara l-ġbir, ir-reazzjonijiet bijokimiċi u r-respirazzjoni għadhom għaddejjin b'mod vigoruż, li se jaċċelleraw il-ħsara fit-tessuti tal-frott u l-ħxejjex, u huwa faċli li tikkawża t-telf ta 'umdità fil-frott u l-ħxejjex f'temperatura tal-kamra, li tirriżulta fil- kwalità ta 'tessuti interni u proprjetajiet sensorji ta' frott u ħaxix. tnaqqis. Għalhekk, il-preservazzjoni saret l-aktar kwistjoni importanti fil-ħażna u t-trasport ta 'frott u ħxejjex; metodi ta 'preservazzjoni tradizzjonali għandhom effett ta' preservazzjoni fqir u spiża għolja. Il-preservazzjoni tal-kisi tal-frott u l-ħaxix bħalissa hija l-aktar metodu effettiv fil-preservazzjoni tat-temperatura tal-kamra. Il-likwidu li jittiekel li jifforma film huwa miksi fuq il-wiċċ tal-frott u l-ħaxix, li jista 'effettivament jipprevjeni l-invażjoni ta' mikro-organiżmi, inaqqas ir-respirazzjoni, telf ta 'ilma u telf ta' nutrijenti ta 'tessuti tal-frott u ħaxix, idewwem it-tixjiħ fiżjoloġiku tat-tessuti tal-frott u l-ħxejjex, u żomm it-tessuti tal-frott u l-ħaxix L-oriġinali smin u bla xkiel. Dehra tleqq, sabiex jinkiseb l-iskop li jinżamm frisk u jittawwal il-perjodu tal-ħażna. L-Amerikani jużaw acetyl monoglyceride u ġobon estratt miż-żejt veġetali bħala l-materja prima ewlenija biex jippreparaw film li jittiekel, u jużawh biex jaqtgħu frott u ħxejjex biex iżommu friski, jipprevjenu deidrazzjoni, tiswir u l-invażjoni ta 'mikro-organiżmi, sabiex ikun jista' jinżamm għal a żmien twil. Stat frisk. Il-Ġappun juża l-iskart tal-ħarir bħala materja prima biex jipprepara film taż-żamma friska tal-patata, li jista 'jikseb effett ta' żamma frisk komparabbli ma 'dak tal-ħażna fil-kesħa. L-Amerikani jużaw żejt veġetali u frott bħala l-materja prima ewlenija biex jagħmlu likwidu tal-kisi, u jżommu l-frott maqtugħ frisk, u sabu li l-effett tal-preservazzjoni huwa tajjeb.

Marquez et al. uża proteina tax-xorrox u pektin bħala materja prima, u żied glutaminase għal cross-linking biex jipprepara film kompost li jittiekel, li ntuża biex jiksi tuffieħ, tadam u karrotti maqtugħin friski, li jistgħu jnaqqsu b'mod sinifikanti r-rata ta 'telf ta' piż. , jinibixxi t-tkabbir ta 'mikro-organiżmi fuq il-wiċċ ta' frott u ħaxix maqtugħ frisk, u jtawwal il-ħajja fuq l-ixkaffa fuq il-premessa li żżomm it-togħma u t-togħma ta 'frott u ħaxix maqtugħ frisk. Shi Lei et al. għeneb globu aħmar miksi b'film li jittiekel chitosan, li jista 'jnaqqas ir-rata ta' telf ta 'piż u taħsir tal-għeneb, iżomm il-kulur u l-luminożità tal-għeneb, u jdewwem id-degradazzjoni ta' solidi solubbli. Bl-użu ta 'chitosan, alġinat tas-sodju, carboxymethylcellulose tas-sodju u polyacrylate bħala materja prima, Liu et al. ipprepara films li jittieklu permezz ta 'kisi b'ħafna saffi għaż-żamma friska ta' frott u ħxejjex, u studja l-morfoloġija tagħhom, is-solubilità fl-ilma, eċċ. Ir-riżultati wrew li l-film kompost tas-sodium carboxymethyl cellulose-chitosan-glycerol kellu l-aħjar effett ta 'preservazzjoni. Sun Qingshen et al. studja l-film kompost ta 'iżolat tal-proteina tas-sojja, li jintuża għall-preservazzjoni tal-frawli, li jista' jnaqqas b'mod sinifikanti t-transpirazzjoni tal-frawli, jinibixxi r-respirazzjoni tagħhom, u jnaqqas ir-rata ta 'frott immuffat . Ferreira et al. uża trab ta 'fdalijiet ta' frott u ħaxix u trab tal-qoxra tal-patata biex jipprepara film kompost li jittiekel, studja s-solubilità fl-ilma u l-proprjetajiet mekkaniċi ta 'film kompost, u uża metodu ta' kisi biex jippreserva l-hawthorn. Ir-riżultati wrew li l-ħajja fuq l-ixkaffa tal-hawthorn kienet imtawla. 50%, ir-rata ta 'telf ta' piż naqset bi 30-57%, u l-aċidu organiku u l-umdità ma nbidlux b'mod sinifikanti. Fu Xiaowei et al. studja l-preservazzjoni tal-bżar frisk minn film li jittiekel chitosan, u r-riżultati wrew li jista 'jnaqqas b'mod sinifikanti l-intensità tan-nifs tal-bżar frisk waqt il-ħażna u jdewwem it-tixjiħ tal-bżar. Navarro-Tarazaga et al. użat film li jittiekel HPMC modifikat bix-xama ' tan-naħal biex jippreserva l-għanbaqar. Ir-riżultati wrew li x-xema ' tan-naħal jista' jtejjeb il-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu u l-umdità u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-films HPMC. Ir-rata ta 'telf ta' piż tal-għanbaqar tnaqqset b'mod sinifikanti, it-trattib u l-fsada tal-frott matul il-ħażna ġew imtejba, u l-perjodu tal-ħażna tal-għanbaqar ġie mtawwal. Tang Liying et al. uża soluzzjoni alkali shellac fil-modifika tal-lamtu, ipprepara film tal-ippakkjar li jittiekel, u studja l-proprjetajiet tal-film tiegħu; fl-istess ħin, l-użu tal-likwidu li jifforma l-film tiegħu biex jiksi l-mango għall-freskezza jista 'effettivament inaqqas in-nifs Jista' jipprevjeni l-fenomenu tat-tiswir waqt il-ħażna, inaqqas ir-rata ta 'telf ta' piż u jtawwal il-perjodu tal-ħażna .

1.1.3.4 Applikazzjoni fl-ipproċessar u l-preservazzjoni tal-prodotti tal-laħam

Prodotti tal-laħam b'nutrijenti sinjuri u attività ta 'ilma għoli huma faċilment invaditi minn mikro-organiżmi fil-proċess ta' proċessar, trasport, ħażna u konsum, li jirriżultaw fi skura tal-kulur u ossidazzjoni tax-xaħam u taħsir ieħor. Sabiex ittawwal il-perjodu tal-ħażna u l-ħajja fuq l-ixkaffa tal-prodotti tal-laħam, huwa meħtieġ li tipprova tinibixxi l-attività tal-enzimi fil-prodotti tal-laħam u l-invażjoni ta 'mikro-organiżmi fuq il-wiċċ, u tevita d-deterjorazzjoni tal-kulur u r-riħa kkawżata mill-ossidazzjoni tax-xaħam. Fil-preżent, il-preservazzjoni tal-film li jittiekel hija waħda mill-metodi komuni użati ħafna fil-preservazzjoni tal-laħam fid-dar u barra. Meta tqabbelha mal-metodu tradizzjonali, jinstab li l-invażjoni ta 'mikro-organiżmi esterni, il-snien ossidattiv tax-xaħam u t-telf ta' meraq tjiebu b'mod sinifikanti fi prodotti tal-laħam ippakkjati f'film li jittiekel, u l-kwalità tal-prodotti tal-laħam tjiebet b'mod sinifikanti. Il-ħajja fuq l-ixkaffa hija estiża.

Ir-riċerka dwar il-film li jittiekel tal-prodotti tal-laħam bdiet fl-aħħar tas-snin 50, u l-aktar każ ta 'applikazzjoni ta' suċċess kien film li jittiekel tal-kollaġen, li ntuża ħafna fil-produzzjoni u l-ipproċessar taz-zalzett. Emiroglu et al. żied żejt tal-ġulġlien mal-film li jittiekel tal-proteina tas-sojja biex jagħmel film antibatteriku, u studja l-effett antibatteriku tiegħu fuq iċ-ċanga iffriżata. Ir-riżultati wrew li l-film antibatteriku jista 'jinibixxi b'mod sinifikanti r-riproduzzjoni u t-tkabbir ta' Staphylococcus aureus. Wook et al. ħejja film li jittiekel proanthocyanidin u użah biex jiksi majjal imkessaħ għall-freskezza. Ġew studjati l-kulur, il-pH, il-valur TVB-N, l-aċidu thiobarbituric u l-għadd tal-mikrobi tal-chops tal-majjal wara l-ħażna għal 14-il jum. Ir-riżultati wrew li l-film li jittiekel ta 'proanthocyanidins jista' effettivament inaqqas il-formazzjoni ta 'aċidu thiobarbituric, jipprevjeni t-taħsir tal-aċidu xaħmi, inaqqas l-invażjoni u r-riproduzzjoni ta' mikro-organiżmi fuq il-wiċċ tal-prodotti tal-laħam, itejjeb il-kwalità tal-prodotti tal-laħam, u jtawwal il-perjodu tal-ħażna u ħajja fuq l-ixkaffa. Jiang Shaotong et al. żied polifenoli tat-te u allicin mas-soluzzjoni tal-membrana kompost tal-lamtu-alġinat tas-sodju, u użahom biex jippreserva l-freskezza tal-majjal imkessaħ, li jista 'jinħażen f'0-4 °C għal aktar minn 19-il jum. Cartagena et al. irrapporta l-effett antibatteriku ta 'film li jittiekel tal-kollaġen miżjud b'aġent antimikrobiku nisin fuq il-preservazzjoni tal-flieli tal-majjal, li jindika li l-film li jittiekel tal-kollaġen jista' jnaqqas il-migrazzjoni tal-umdità ta 'flieli tal-majjal refriġerati, idewwem is-snien tal-prodotti tal-laħam, u żid 2 Il-film tal-kollaġen b'% nisin kellu l-aħjar effett ta 'preservazzjoni. Wang Rui et al. studja l-bidliet tal-alġinat tas-sodju, il-kitosan u l-fibra karbossimetil permezz ta 'analiżi komparattiva tal-pH, nitroġenu bażi volatili, ħmura u numru totali ta' kolonji taċ-ċanga fi żmien 16-il jum tal-ħażna. It-tliet tipi ta 'films li jittieklu tal-vitamina tas-sodju intużaw biex jippreservaw il-freskezza taċ-ċanga mkessħa. Ir-riżultati wrew li l-film li jittiekel tal-alġinat tas-sodju kellu effett ideali ta 'preservazzjoni tal-freskezza. Caprioli et al. imgeżwer is-sider tad-dundjan imsajjar b'film li jittiekel tal-kaseinat tas-sodju u mbagħad imkessaħ f'4 °C. Studji wrew li l-film li jittiekel tal-kaseinat tas-sodju jista 'jnaqqas il-veloċità tal-laħam tad-dundjan waqt it-tkessiħ. ta' misħun.

1.1.3.5 Applikazzjoni fil-preservazzjoni ta' prodotti akkwatiċi

It-tnaqqis fil-kwalità tal-prodotti akkwatiċi huwa manifestat prinċipalment fit-tnaqqis tal-umdità ħielsa, id-deterjorazzjoni tat-togħma u d-deterjorazzjoni tan-nisġa tal-prodott akkwatiku. Id-dekompożizzjoni tal-prodotti akkwatiċi, l-ossidazzjoni, id-denaturazzjoni u l-konsum niexef ikkawżat minn invażjoni mikrobjali huma kollha fatturi importanti li jaffettwaw il-ħajja fuq l-ixkaffa tal-prodotti akkwatiċi. Il-ħażna ffriżata hija metodu komuni għall-preservazzjoni ta 'prodotti akkwatiċi, iżda se jkun hemm ukoll ċertu grad ta' degradazzjoni tal-kwalità fil-proċess, li hija speċjalment serja għall-ħut tal-ilma ħelu.

Il-preservazzjoni tal-film li jittiekel tal-prodotti akkwatiċi bdiet fl-aħħar tas-snin sebgħin u issa ġiet użata ħafna. Il-film li jittiekel jista 'jippreserva b'mod effettiv prodotti akkwatiċi ffriżati, inaqqas it-telf ta' ilma, u jista 'wkoll jiġi kkombinat ma' antiossidanti biex jipprevjeni l-ossidazzjoni tax-xaħam, u b'hekk jintlaħaq l-iskop li testendi l-ħajja fuq l-ixkaffa u l-ħajja fuq l-ixkaffa. Meenatchisundaram et al. ipprepara film kompost li jittiekel ibbażat fuq il-lamtu bl-użu tal-lamtu bħala matriċi u żied ħwawar bħall-qronfol u l-kannella, u użah għall-preservazzjoni tal-gambli abjad. Ir-riżultati wrew li l-film tal-lamtu li jittiekel jista 'jinibixxi b'mod effettiv it-tkabbir ta' mikro-organiżmi, inaqqas l-ossidazzjoni tax-xaħam, itawwal il-ħajja fuq l-ixkaffa tal-gambli abjad refriġerat f'10 °C u 4 °C kien twil sa 14 u 12-il jum, rispettivament . Cheng Yuanyuan u oħrajn studjaw il-preservattiv tas-soluzzjoni pullulan u wettqu l-ħut tal-ilma ħelu. Il-preservazzjoni tista 'tinibixxi b'mod effettiv it-tkabbir tal-mikro-organiżmi, tnaqqas l-ossidazzjoni tal-proteini u xaħam tal-ħut, u jkollha effett ta' preservazzjoni eċċellenti. Yunus et al. trota tal-qawsalla miksija b'film li jittiekel tal-ġelatina li miegħu ġie miżjud żejt essenzjali tal-werqa tar-rand, u studja l-effett tal-preservazzjoni mkessħa f'4 °C. Ir-riżultati wrew li l-film li jittiekel tal-ġelatina kien effettiv fiż-żamma tal-kwalità tat-trota tal-qawsalla sa 22 jum. għal żmien twil. Wang Siwei et al. uża alġinat tas-sodju, chitosan u CMC bħala l-materjali ewlenin, żied l-aċidu steariku biex jipprepara likwidu tal-film li jittiekel, u użah biex jiksi Penaeus vannamei għall-freskezza. L-istudju wera li l-film kompost ta 'CMC u chitosan Il-likwidu għandu effett ta' preservazzjoni tajjeb u jista 'jestendi l-ħajja fuq l-ixkaffa b'madwar jumejn. Yang Shengping u oħrajn użaw film li jittiekel chitosan-tea polyphenol għat-tkessiħ u l-preservazzjoni ta 'hairtail frisk, li jista' effettivament jinibixxi r-riproduzzjoni tal-batterji fuq il-wiċċ tax-xagħar, idewmu l-formazzjoni ta 'aċidu idrokloriku volatili, u jestendu l-ħajja fuq l-ixkaffa ta' hairtail għal madwar 12-il jum.

1.1.3.6 Applikazzjoni fl-ikel moqli

L-ikel moqli fil-fond huwa ikel lest biex jittiekel popolari ħafna bi produzzjoni kbira. Huwa mgeżwer b'polisakkarid u film li jittiekel tal-proteini, li jista 'jipprevjeni l-bidla tal-kulur tal-ikel waqt il-proċess tal-qali u jnaqqas il-konsum taż-żejt. dħul ta' ossiġnu u umdità [80]. Kisi ta 'ikel moqli bil-gomma gellan jista' jnaqqas il-konsum taż-żejt b'35% -63%, bħal meta qali sashimi, jista 'jnaqqas il-konsum taż-żejt b'63%; meta taqli chips tal-patata, tista 'tnaqqas il-konsum taż-żejt b'35% -63%. Konsum tal-fjuwil imnaqqas b'60 %, eċċ. [81].

Singthong et al. għamel films li jittieklu ta 'polisakkaridi bħal alġinat tas-sodju, karbossimetil cellulose u pektin, li ntużaw għall-kisi ta' strixxi tal-banana moqlija, u studjaw ir-rata ta 'assorbiment taż-żejt wara l-qali. Ir-riżultati wrew li pektin u carboxyl L-istrixxi tal-banana moqlija miksija b'metilċelluloża wrew kwalità sensorja aħjar, fosthom il-film li jittiekel tal-pektin kellu l-aħjar effett fuq it-tnaqqis tal-assorbiment taż-żejt [82]. Holownia et al. films miksija HPMC u MC fuq il-wiċċ tal-fletti tat-tiġieġ moqlija biex tistudja l-bidliet fil-konsum taż-żejt, il-kontenut ta 'aċidu xaħmi ħieles u l-valur tal-kulur fiż-żejt tal-qali. Il-kisi minn qabel jista' jnaqqas l-assorbiment taż-żejt u jtejjeb il-ħajja taż-żejt [83]. Sheng Meixiang et al. għamel films li jittieklu ta 'CMC, chitosan u iżolat tal-proteina tas-sojja, ċipep tal-patata miksija, u moqlihom f'temperatura għolja biex tistudja l-assorbiment taż-żejt, kontenut ta' ilma, kulur, kontenut ta 'akrilamide u kwalità sensorja ta' ċipep tal-patata. , ir-riżultati wrew li l-film li jittiekel iżolat tal-proteina tas-sojja għandu effett sinifikanti fuq it-tnaqqis tal-konsum taż-żejt ta 'ċipep tal-patata moqlija, u l-film li jittiekel tal-chitosan għandu effett aħjar fuq it-tnaqqis tal-kontenut ta' akrilamide [84]. Salvador et al. miksija l-wiċċ ta 'ċrieki tal-klamari moqlija b'lamtu tal-qamħ, lamtu tal-qamħirrum modifikat, dextrin u glutina, li jistgħu jtejbu l-crispness taċ-ċrieki tal-klamari u jnaqqsu r-rata ta' assorbiment taż-żejt [85].

1.1.3.7 Applikazzjoni fi prodotti moħmija

Film li jittiekel jista 'jintuża bħala kisja lixxa biex ittejjeb id-dehra ta' prodotti moħmija; jista 'jintuża bħala ostaklu għall-umdità, ossiġnu, grass, eċċ biex ittejjeb il-ħajja fuq l-ixkaffa ta' prodotti moħmija, pereżempju, film li jittiekel chitosan jintuża biex jiksi l-wiċċ tal-ħobż Jista 'jintuża wkoll bħala kolla għal snacks u snacks iqarmeċ, pereżempju, karawett inkaljat ħafna drabi jkun miksi b'adeżivi biex jiksi melħ u ħwawar [87].

Christos et al. għamel films li jittieklu ta 'alġinat tas-sodju u proteina tax-xorrox u kisihom fuq il-wiċċ tal-ħobż probijotiku Lactobacillus rhamnosus. L-istudju wera li r-rata ta 'sopravivenza tal-probijotiċi tjiebet b'mod sinifikanti, iżda ż-żewġ tipi ta' ħobż wrew Mekkaniżmi diġestivi huma simili ħafna, għalhekk il-kisi tal-film li jittiekel ma jbiddilx in-nisġa, it-togħma u l-proprjetajiet termofiżiċi tal-ħobż [88]. Panuwat et al. żied estratt tal-gooseberry Indjan f'matriċi tal-metil cellulose biex jipprepara film kompost li jittiekel, u użah biex jippreserva l-freskezza tal-anakardju inkaljat. Ir-riżultati wrew li l-film li jittiekel kompost jista 'effettivament jinibixxi l-anakardju inkaljat waqt il-ħażna. Il-kwalità ddeterjorat u l-ħajja fuq l-ixkaffa tal-anakardju inkaljat ġiet estiża sa 90 jum [89]. Schou et al. għamel film li jittiekel trasparenti u flessibbli b'kaseinat tas-sodju u gliċerina, u studja l-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu, il-permeabilità ta 'l-ilma u l-effett ta' l-ippakkjar tiegħu fuq flieli tal-ħobż moħmi. Ir-riżultati wrew li l-film li jittiekel ta 'sodium caseinate imgeżwer ħobż moħmi. Wara l-breading, l-ebusija tagħha tista' titnaqqas fi żmien 6 sigħat mill-ħażna f'temperatura tal-kamra [90]. Du et al. uża film li jittiekel ibbażat fuq it-tuffieħ u film li jittiekel ibbażat fuq it-tadam miżjud ma 'żjut essenzjali tal-pjanti biex ikebbeb tiġieġ mixwi, li mhux biss inibixxi t-tkabbir ta' mikro-organiżmi qabel inkalja t-tiġieġ, iżda wkoll saħħaħ it-togħma tat-tiġieġ wara l-inkaljar [91]. Javanmard et al. ħejja film li jittiekel tal-lamtu tal-qamħ u użah biex igeżwer qlub tal-pistaċċi moħmija. Ir-riżultati wrew li l-film tal-lamtu li jittiekel jista 'jipprevjeni s-snien ossidattiv tal-ġewż, itejjeb il-kwalità tal-ġewż, u jtawwal il-ħajja fuq l-ixkaffa tagħhom [92]. Majid et al. uża film li jittiekel tal-proteina tax-xorrox biex jiksi karawett inkaljat, li jista 'jżid il-barriera ta' l-ossiġnu, inaqqas it-tisniħ tal-karawett, itejjeb il-fraġilità tal-karawett inkaljat, u jtawwal il-perjodu tal-ħażna tiegħu [93].

1.1.3.8 Applikazzjoni fi prodotti tal-ħelu

L-industrija tal-ħelu għandha rekwiżiti għoljin għad-diffużjoni ta 'komponenti volatili, għalhekk għaċ-ċikkulata u l-ħelu b'uċuħ illustrati, huwa meħtieġ li jintużaw films li jittieklu li jinħallu fl-ilma biex jissostitwixxu l-likwidu tal-kisi li fih komponenti volatili. Il-film tal-ippakkjar li jittiekel jista 'jifforma film protettiv bla xkiel fuq il-wiċċ tal-kandju biex inaqqas il-migrazzjoni tal-ossiġnu u l-umdità [19]. L-applikazzjoni ta 'films li jittieklu tal-proteini tax-xorrox fil-ħelu tista' tnaqqas b'mod sinifikanti d-diffużjoni tal-komponenti volatili tagħha. Meta ċ-ċikkulata tintuża biex tinkorpora ikel żejtni bħal cookies u butir tal-karawett, iż-żejt se jemigra lejn is-saff ta 'barra taċ-ċikkulata, u jagħmel iċ-ċikkulata twaħħal u jikkawża fenomenu ta' "ġlata inversa", iżda l-materjal ta 'ġewwa jinxef, li jirriżulta f' bidla fit-togħma tagħha. Iż-żieda ta 'saff ta' materjal tal-ippakkjar tal-film li jittiekel b'funzjoni ta 'barriera tal-grass tista' ssolvi din il-problema [94].

Nelson et al. uża film li jittiekel tal-metilċelluloża biex jiksi ħelu li jkun fih lipidi multipli u wera permeabilità baxxa ħafna tal-lipidi, u b'hekk inibixxi l-fenomenu tal-ġlata fiċ-ċikkulata [95]. Meyers applika film li jittiekel b'żewġ saffi ta' hydrogel-xama' maċ-chewing gum, li jista' jtejjeb l-adeżjoni tiegħu, inaqqas il-volatilizzazzjoni tal-ilma, u jtawwal il-ħajja fuq l-ixkaffa tiegħu [21]. Ilma ppreparat minn Fadini et al. Film kompost li jittiekel decollagen-butir tal-kawkaw ġie studjat għall-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu u l-permeabilità tal-ilma, u ntuża bħala kisi għal prodotti taċ-ċikkulata b'riżultati tajbin [96].

1.1.4 Films li jittieklu bbażati fuq iċ-ċelluloża

Film li jittiekel ibbażat fuq iċ-ċelluloża huwa tip ta 'film li jittiekel magħmul mill-aktar ċelluloża abbundanti u d-derivattivi tagħha fin-natura bħala l-materja prima ewlenija. Film li jittiekel ibbażat fuq iċ-ċelluloża huwa bla riħa u bla togħma, u għandu saħħa mekkanika tajba, proprjetajiet ta 'barriera taż-żejt, trasparenza, flessibilità u proprjetajiet tajbin ta' barriera tal-gass. Madankollu, minħabba n-natura idrofilika taċ-ċelluloża, ir-reżistenza tal-film li jittiekel ibbażat fuq iċ-ċelluloża hija Il-prestazzjoni tal-ilma hija ġeneralment relattivament fqira [82, 97-99].

Il-film li jittiekel ibbażat fuq iċ-ċelluloża magħmul minn materjali ta 'skart fil-produzzjoni tal-industrija tal-ikel jista' jikseb films tal-ippakkjar li jittieklu b'rendiment eċċellenti, u jista 'jerġa' juża materjali tal-iskart biex iżid il-valur miżjud tal-prodotti. Ferreira et al. trab ta 'fdalijiet ta' frott u ħaxix imħallat bi trab tal-qoxra tal-patata biex jipprepara film kompost li jittiekel ibbażat fuq iċ-ċelluloża, u applikah mal-kisja tal-hawthorn biex jippreserva l-freskezza, u kiseb riżultati tajbin [62]. Tan Huizi et al. uża l-fibra tad-dieta estratta mill-ħmieġ tal-fażola bħala l-materjal bażi u żied ċertu ammont ta’ sustanzi li jħaxxnu biex jipprepara film li jittiekel tal-fibra tas-sojja, li għandu proprjetajiet mekkaniċi tajbin u proprjetajiet ta’ barriera [100], li tintuża prinċipalment għall-ippakkjar tat-tħawwir tal-fast food noodle , huwa konvenjenti u nutrittiv li jinħall il-pakkett tal-materjal direttament fl-ilma sħun.

Derivattivi taċ-ċelluloża li jinħall fl-ilma, bħal ċelluloża tal-metil (MC), ċelluloża tal-karbossimetil (CMC) u ċelluloża tal-metil idrossipropil (HPMC), jistgħu jiffurmaw matriċi kontinwa u huma komunement użati fl-iżvilupp u r-riċerka ta 'films li jittieklu. Xiao Naiyu et al. uża MC bħala s-sottostrat ewlieni li jifforma l-film, żied polyethylene glycol u klorur tal-kalċju u materjali awżiljarji oħra, ipprepara film li jittiekel MC b'metodu ta 'ikkastjar, u applikah għall-preservazzjoni tal-olecranon, li jista' jtawwal il-ħalq tal-olecranon. Il-ħajja fuq l-ixkaffa tal-ħawħ hija 4.5 ijiem [101]. Esmaeili et al. ippreparat film li jittiekel MC permezz ta 'kkastjar u applikat fuq il-kisi tal-mikrokapsuli taż-żejt essenzjali tal-pjanti. Ir-riżultati wrew li l-film MC għandu effett tajjeb ta 'imblukkar taż-żejt u jista' jiġi applikat għall-ippakkjar tal-ikel biex jipprevjeni t-taħsir tal-aċidu xaħmi [102]. Tian et al. films li jittieklu MC modifikati b'aċidu steariku u aċidi grassi mhux saturati, li jistgħu jtejbu l-proprjetajiet li jimblukkaw l-ilma ta 'films li jittieklu MC [103]. Lai Fengying et al. studja l-effett tat-tip tas-solvent fuq il-proċess li jifforma l-film tal-film li jittiekel MC u l-proprjetajiet tal-barriera u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-film li jittiekel [104].

Il-membrani CMC għandhom proprjetajiet ta 'barriera tajba għal O2, CO2 u żjut, u jintużaw ħafna fil-qasam tal-ikel u l-mediċina [99]. Bifani et al. ipprepara membrani CMC u studja l-effett tal-estratti tal-weraq fuq il-proprjetajiet tal-barriera tal-ilma u l-proprjetajiet tal-barriera tal-gass tal-membrani. Ir-riżultati wrew li ż-żieda ta 'estratti tal-weraq tista' ttejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet tal-barriera tal-umdità u l-ossiġnu tal-membrani, iżda mhux għas-CO2. Il-proprjetajiet tal-barriera huma relatati mal-konċentrazzjoni tal-estratt [105]. de Moura et al. ippreparat nanopartiċelli ta 'chitosan rinfurzaw films CMC, u studja l-istabbiltà termali, il-proprjetajiet mekkaniċi u s-solubilità fl-ilma tal-films komposti. Ir-riżultati juru li n-nanopartiċelli tal-chitosan jistgħu jtejbu b'mod effettiv il-proprjetajiet mekkaniċi u l-istabbiltà termali tal-films CMC. Sess [98]. Ghanbarzadeh et al. ipprepara films li jittieklu CMC u studja l-effetti tal-gliċerol u l-aċidu olejku fuq il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-films CMC. Ir-riżultati wrew li l-proprjetajiet tal-barriera tal-films tjiebu b'mod sinifikanti, iżda l-proprjetajiet mekkaniċi u t-trasparenza naqsu [99]. Cheng et al. ipprepara film kompost li jittiekel carboxymethyl cellulose-konjac glucomannan, u studja l-effett taż-żejt tal-palm fuq il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-film kompost. Ir-riżultati wrew li l-mikrosferi tal-lipidi iżgħar jistgħu jżidu b'mod sinifikanti l-film kompost. L-idrofobiċità tal-wiċċ u l-kurvatura tal-kanal tal-permeazzjoni tal-molekula tal-ilma jistgħu jtejbu l-prestazzjoni tal-barriera tal-umdità tal-membrana [106].

HPMC għandu proprjetajiet tajbin li jiffurmaw il-film, u l-film tiegħu huwa flessibbli, trasparenti, bla kulur u bla riħa, u għandu proprjetajiet tajbin ta 'barriera taż-żejt, iżda l-proprjetajiet mekkaniċi u l-proprjetajiet li jimblukkaw l-ilma jeħtieġ li jitjiebu. L-istudju minn Zuniga et al. wera li l-mikrostruttura inizjali u l-istabbiltà tas-soluzzjoni li tifforma l-film HPMC jistgħu jaffettwaw b'mod sinifikanti l-wiċċ u l-istruttura interna tal-film, u l-mod kif il-qtar taż-żejt jidħol waqt il-formazzjoni tal-istruttura tal-film jista 'jaffettwa b'mod sinifikanti t-trażmissjoni tad-dawl u l-attività tal-wiċċ tal- film. Iż-żieda tal-aġent tista 'ttejjeb l-istabbiltà tas-soluzzjoni li tifforma l-film, li min-naħa tagħha taffettwa l-istruttura tal-wiċċ u l-proprjetajiet ottiċi tal-film, iżda l-proprjetajiet mekkaniċi u l-permeabilità tal-arja ma jitnaqqsux [107]. Klangmuang et al. uża t-tafal u x-xama' tan-naħal modifikat organikament biex itejjeb u jimmodifika l-film li jittiekel HPMC biex itejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi u l-proprjetajiet tal-barriera tal-film HPMC. L-istudju wera li wara l-modifika tan-naħal u t-tafal, il-proprjetajiet mekkaniċi tal-film li jittiekel HPMC kienu komparabbli ma 'dawk tal-film li jittiekel. Il-prestazzjoni tal-komponenti tal-umdità tjiebet [108]. Dogan et al. ippreparat film li jittiekel HPMC, u uża ċelluloża mikrokristallina biex itejjeb u jimmodifika l-film HPMC, u studja l-permeabilità tal-ilma u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-film. Ir-riżultati wrew li l-proprjetajiet tal-barriera tal-umdità tal-film modifikat ma nbidlux b'mod sinifikanti. , iżda l-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu ġew imtejba b'mod sinifikanti [109]. Choi et al. miżjud werqa oregano u żejt essenzjali tal-bergamot fil-matriċi HPMC biex jipprepara film kompost li jittiekel, u applikatha għall-preservazzjoni tal-kisi ta 'għanbaqar frisk. L-istudju wera li l-film kompost li jittiekel jista 'jinibixxi b'mod effettiv ir-respirazzjoni tal-għanbaqar, inaqqas il-produzzjoni tal-etilene, inaqqas ir-rata ta' telf ta 'piż, u jtejjeb il-kwalità tal-għanbaqar [110]. Esteghlal et al. imħallat HPMC mal-ġelatina biex jipprepara films komposti li jittieklu u studjat films komposti li jittieklu. Il-proprjetajiet fiżikokimiċi, il-proprjetajiet mekkaniċi u l-kompatibilità tal-ġelatina HPMC urew li l-proprjetajiet tensili tal-films komposti tal-ġelatina HPMC ma nbidlux b'mod sinifikanti, li jistgħu jintużaw fil-preparazzjoni ta 'kapsuli mediċinali [111]. Villacres et al. studja l-proprjetajiet mekkaniċi, il-proprjetajiet tal-barriera tal-gass u l-proprjetajiet antibatteriċi ta 'films komposti li jittieklu tal-lamtu HPMC-kassava. Ir-riżultati wrew li l-films komposti kellhom proprjetajiet tajbin ta 'barriera ta' ossiġnu u effetti antibatteriċi [112]. Byun et al. ippreparat membrani komposti shellac-HPMC, u studja l-effetti tat-tipi ta 'emulsjonanti u konċentrazzjoni ta' shellac fuq il-membrani komposti. L-emulsifikant naqqas il-proprjetajiet li jimblukkaw l-ilma tal-membrana kompost, iżda l-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu ma naqsux b'mod sinifikanti; iż-żieda ta 'shellac tejbet ħafna l-istabbiltà termali tal-membrana HPMC, u l-effett tagħha żdied biż-żieda tal-konċentrazzjoni ta' shellac [113].

1.1.5 Films li jittieklu bbażati fuq il-lamtu

Il-lamtu huwa polimeru naturali għall-preparazzjoni ta 'films li jittieklu. Għandu l-vantaġġi ta 'sors wiesa', prezz baxx, bijokompatibilità u valur nutrittiv, u huwa użat ħafna fl-industriji tal-ikel u farmaċewtiċi [114-117]. Riċentement, ħarġu wara xulxin riċerki dwar films li jittieklu tal-lamtu pur u films komposti li jittieklu bbażati fuq il-lamtu għall-ħażna u l-preservazzjoni tal-ikel [118]. Il-lamtu ta 'amylose għoli u l-lamtu modifikat idrossipropilat tiegħu huma l-materjali ewlenin għall-preparazzjoni ta' films li jittieklu bbażati fuq il-lamtu [119]. Ir-retrogradazzjoni tal-lamtu hija r-raġuni ewlenija għall-kapaċità tagħha li tifforma film. Iktar ma jkun għoli l-kontenut ta 'amylose, iktar ikun strett it-twaħħil intermolekulari, iktar ikun faċli li tipproduċi retrogradazzjoni, u aħjar il-proprjetà li tifforma l-film, u s-saħħa finali tat-tensjoni tal-film. akbar. Amylose jista 'jagħmel films li jinħallu fl-ilma b'permeabilità baxxa ta' ossiġnu, u l-proprjetajiet ta 'barriera ta' films b'ħafna amylose mhux se jonqsu taħt ambjenti ta 'temperatura għolja, li jistgħu jipproteġu b'mod effettiv l-ikel ippakkjat [120].

Film li jittiekel tal-lamtu, bla kulur u bla riħa, għandu trasparenza tajba, solubilità fl-ilma u proprjetajiet ta 'barriera tal-gass, iżda juri idrofiliċità relattivament qawwija u proprjetajiet fqar ta' barriera ta 'umdità, għalhekk huwa prinċipalment użat fl-ippakkjar tal-barriera tal-ossiġnu tal-ikel u taż-żejt [121-123]. Barra minn hekk, il-membrani bbażati fuq il-lamtu huma suxxettibbli għat-tixjiħ u r-retrogradazzjoni, u l-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom huma relattivament fqar [124]. Sabiex jingħelbu n-nuqqasijiet ta 'hawn fuq, il-lamtu jista' jiġi modifikat b'metodi fiżiċi, kimiċi, enżimatiċi, ġenetiċi u addittivi biex itejbu l-proprjetajiet ta 'films li jittieklu bbażati fuq il-lamtu [114].

Zhang Zhengmao et al. uża film li jittiekel tal-lamtu ultra-fin biex jiksi l-frawli u sab li jista 'effettivament inaqqas it-telf tal-ilma, idewwem it-tnaqqis tal-kontenut ta' zokkor solubbli, u jtawwal b'mod effettiv il-perjodu tal-ħażna tal-frawli [125]. Garcia et al. lamtu modifikat bi proporzjonijiet ta 'katina differenti biex jinkiseb likwidu li jifforma film tal-lamtu modifikat, li kien użat għall-preservazzjoni tal-film tal-kisi tal-frawli frisk. Ir-rata u r-rata tat-tħassir kienu aħjar minn dawk tal-grupp mhux miksi [126]. Ghanbarzadeh et al. lamtu modifikat permezz ta' cross-linking ta' l-aċidu ċitriku u film tal-lamtu modifikat miksub kimikament. Studji wrew li wara l-modifika tal-cross-linking, il-proprjetajiet tal-barriera tal-umdità u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-films tal-lamtu tjiebu [127]. Gao Qunyu et al. wettaq trattament ta 'idroliżi enżimatika tal-lamtu u kiseb film li jittiekel tal-lamtu, u l-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu bħal reżistenza għat-tensjoni, elongazzjoni u tiwi żdiedu, u l-prestazzjoni tal-barriera tal-umdità żdiedet biż-żieda tal-ħin tal-azzjoni tal-enżimi. tjieb b'mod sinifikanti [128]. Parra et al. żied aġent ta' cross-linking mal-lamtu tat-tapjoka biex jipprepara film li jittiekel bi proprjetajiet mekkaniċi tajbin u rata baxxa ta' trażmissjoni tal-fwar tal-ilma [129]. Fonseca et al. uża l-ipoklorit tas-sodju biex jossidizza l-lamtu tal-patata u ħejja film li jittiekel ta 'lamtu ossidizzat. L-istudju wera li r-rata ta 'trażmissjoni tal-fwar tal-ilma u s-solubilità fl-ilma tagħha tnaqqsu b'mod sinifikanti, li jistgħu jiġu applikati għall-ippakkjar ta' ikel b'attività għolja ta 'ilma [130].

Il-kompost tal-lamtu ma 'polimeri u plastiċizzanti oħra li jittieklu huwa metodu importanti biex jittejbu l-proprjetajiet ta' films li jittieklu bbażati fuq il-lamtu. Bħalissa, il-polimeri kumplessi li jintużaw b'mod komuni huma l-aktar kollojdi idrofiliċi, bħal pektin, ċelluloża, polysaccharide tal-alka, chitosan, carrageenan u xanthan gum [131].

Maria Rodriguez et al. użaw il-lamtu tal-patata u plastiċizzanti jew surfactants bħala l-materjali ewlenin biex jippreparaw films li jittieklu bbażati fuq il-lamtu, li juru li l-plastiċizzanti jistgħu jżidu l-flessibbiltà tal-film u s-surfactants jistgħu jnaqqsu l-estensjoni tal-film [132]. Santana et al. użaw nanofibri biex itejbu u jimmodifikaw films li jittieklu tal-lamtu tal-kassava, u kisbu films komposti li jittieklu bbażati fuq il-lamtu bi proprjetajiet mekkaniċi mtejba, proprjetajiet ta 'barriera, u stabbiltà termali [133]. Azevedo et al. proteina tax-xorrox komposta b'lamtu termoplastiku biex tipprepara materjal tal-film uniformi, li tindika li l-proteina tax-xorrox u lamtu termoplastiku għandhom adeżjoni interfaċjali qawwija, u l-proteina tax-xorrox tista 'ttejjeb b'mod sinifikanti d-disponibbiltà tal-lamtu. Imblukkar tal-ilma u proprjetajiet mekkaniċi ta 'films li jittieklu [134]. Edhirej et al. ħejja film li jittiekel ibbażat fuq il-lamtu tat-tapjoka, u studja l-effett tal-plastiċizzant fuq l-istruttura fiżika u kimika, il-proprjetajiet mekkaniċi u l-proprjetajiet termali tal-film. Ir-riżultati juru li t-tip u l-konċentrazzjoni ta 'plastiċizzant jistgħu jaffettwaw b'mod sinifikanti l-film tal-lamtu tat-tapjoka. Meta mqabbel ma 'plastiċizzanti oħra bħall-urea u t-triethylene glycol, il-pektin għandu l-aħjar effett ta' plastifikazzjoni, u l-film tal-lamtu plastifikat bil-pektin għandu proprjetajiet tajbin li jimblukkaw l-ilma [135]. Saberi et al. uża lamtu tal-piżelli, guar gum u gliċerina għall-preparazzjoni ta 'films komposti li jittieklu. Ir-riżultati wrew li l-lamtu tal-piżelli kellu rwol ewlieni fil-ħxuna tal-film, id-densità, il-koeżjoni, il-permeabilità tal-ilma u s-saħħa tat-tensjoni. Gomma tal-guar Jista 'jaffettwa s-saħħa tat-tensjoni u l-modulu elastiku tal-membrana, u l-gliċerol jista' jtejjeb il-flessibilità tal-membrana [136]. Ji et al. kitosan kompost u lamtu tal-qamħirrum, u miżjud nanopartiċelli tal-karbonat tal-kalċju biex jipprepara film antibatteriku bbażat fuq il-lamtu. L-istudju wera li r-rabtiet tal-idroġenu intermolekulari ġew iffurmati bejn il-lamtu u l-chitosan, u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-film kienu u l-proprjetajiet antibatteriċi ġew imtejba [137]. Meira et al. film antibatteriku li jittiekel tal-lamtu tal-qamħ imsaħħaħ u modifikat b'nanopartiċelli tal-kawlina, u l-proprjetajiet mekkaniċi u termali tal-film kompost ġew imtejba, u l-effett antibatteriku ma kienx affettwat [138]. Ortega-Toro et al. żied HPMC mal-lamtu u żied l-aċidu ċitriku biex jipprepara film li jittiekel. L-istudju wera li ż-żieda ta 'HPMC u aċidu ċitriku tista' effettivament tinibixxi t-tixjiħ tal-lamtu u tnaqqas il-permeabilità tal-ilma tal-film li jittiekel, iżda l-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu jinżlu [139].

1.2 Idroġels polimeru

L-idroġels huma klassi ta 'polimeri idrofiliċi bi struttura ta' netwerk tridimensjonali li ma jinħallux fl-ilma iżda jistgħu jintefħu bl-ilma. Makroskopikament, idroġel għandu forma definita, ma jistax joħroġ, u huwa sustanza solida. Mikroskopikament, molekuli li jinħallu fl-ilma jistgħu jitqassmu f'forom u daqsijiet differenti fl-idroġel u jinfirxu b'rati ta 'diffużjoni differenti, għalhekk l-idroġel juri l-proprjetajiet ta' soluzzjoni. L-istruttura interna tal-idroġels għandha saħħa limitata u tinqered faċilment. Huwa fi stat bejn solidu u likwidu. Għandha elastiċità simili għal solidu, u hija differenti b'mod ċar minn solidu reali.

1.2.1 Ħarsa ġenerali lejn l-idroġels tal-polimer

1.2.1.1 Klassifikazzjoni tal-idroġels tal-polimer

L-idroġel tal-polimeru huwa struttura ta' netwerk tridimensjonali ffurmata minn cross-linking fiżiku jew kimiku bejn molekuli polimeru [143-146]. Jassorbi ammont kbir ta 'ilma fl-ilma biex jintefħu, u fl-istess ħin, jista' jżomm l-istruttura tridimensjonali tiegħu u ma jinħallx fl-ilma. ilma.

Hemm ħafna modi kif tikklassifika l-idroġels. Ibbażat fuq id-differenza fil-proprjetajiet ta 'cross-linking, jistgħu jinqasmu f'ġels fiżiċi u ġels kimiċi. Ġellijiet fiżiċi huma ffurmati minn bonds tal-idroġenu relattivament dgħajfa, bonds joniċi, interazzjonijiet idrofobiċi, forzi van der Waals u tħabbil fiżiku bejn ktajjen molekulari tal-polimeru u forzi fiżiċi oħra, u jistgħu jiġu kkonvertiti f'soluzzjonijiet f'ambjenti esterni differenti. Huwa msejjaħ ġel riversibbli; ġel kimiku ġeneralment huwa struttura ta 'netwerk tridimensjonali permanenti ffurmata minn cross-linking ta' bonds kimiċi bħal bonds kovalenti fil-preżenza ta 'sħana, dawl, inizjatur, eċċ Wara li l-ġell jiġi ffurmat, huwa irriversibbli u permanenti, magħruf ukoll bħala Għall-kondensat veru [147-149]. Ġellijiet fiżiċi ġeneralment ma jeħtieġux modifika kimika u għandhom tossiċità baxxa, iżda l-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom huma relattivament fqar u huwa diffiċli li jifilħu stress estern kbir; Ġellijiet kimiċi ġeneralment ikollhom stabbiltà aħjar u proprjetajiet mekkaniċi.

Ibbażat fuq sorsi differenti, l-idroġels jistgħu jinqasmu f'idroġels polimeru sintetiku u idroġels polimeru naturali. L-idroġels tal-polimeri sintetiċi huma idroġels iffurmati minn polimerizzazzjoni kimika ta 'polimeri sintetiċi, prinċipalment inkluż aċidu poliakriliku, polyvinyl acetate, polyacrylamide, polyethylene oxide, eċċ.; l-idroġels tal-polimeri naturali huma L-idroġels tal-polimeri huma ffurmati minn cross-linking ta 'polimeri naturali bħal polisakkaridi u proteini fin-natura, inklużi ċelluloża, alġinat, lamtu, agarose, aċidu hyaluronic, ġelatina u kollaġen [6, 7, 150], 151]. L-idroġels tal-polimeri naturali ġeneralment ikollhom il-karatteristiċi ta 'sors wiesa', prezz baxx u tossiċità baxxa, u l-idroġels tal-polimeru sintetiku ġeneralment huma faċli biex jiġu pproċessati u għandhom rendimenti kbar.

Ibbażat fuq reazzjonijiet differenti għall-ambjent estern, l-idroġels jistgħu jinqasmu wkoll f'idroġels tradizzjonali u idroġels intelliġenti. L-idroġels tradizzjonali huma relattivament insensittivi għal bidliet fl-ambjent estern; idroġels intelliġenti jistgħu jħossu bidliet żgħar fl-ambjent estern u jipproduċu bidliet korrispondenti fl-istruttura fiżika u l-proprjetajiet kimiċi [152-156]. Għall-idroġels sensittivi għat-temperatura, il-volum jinbidel bit-temperatura tal-ambjent. Normalment, idroġels polimeri bħal dawn fihom gruppi idrofiliċi bħal hydroxyl, etere u amide jew gruppi idrofobiċi bħal metil, etil u propil. It-temperatura tal-ambjent estern tista 'taffettwa l-interazzjoni idrofilika jew idrofobika bejn il-molekuli tal-ġell, it-twaħħil tal-idroġenu u l-interazzjoni bejn il-molekuli tal-ilma u l-ktajjen tal-polimeru, u b'hekk taffettwa l-bilanċ tas-sistema tal-ġel. Għal idroġels sensittivi għall-pH, is-sistema ġeneralment fiha gruppi li jimmodifikaw il-bażi tal-aċidu bħal gruppi karbossiliċi, gruppi ta 'aċidu sulfoniku jew gruppi amino. F'ambjent ta 'pH li qed jinbidel, dawn il-gruppi jistgħu jassorbu jew jirrilaxxaw protoni, ibiddlu t-twaħħil tal-idroġenu fil-ġel u d-differenza bejn il-konċentrazzjonijiet tal-jone interni u esterni, li jirriżultaw f'bidla fil-volum tal-ġel. Għal kamp elettriku, kamp manjetiku u idroġels sensittivi għad-dawl, fihom gruppi funzjonali bħal polielettroliti, ossidi tal-metall, u gruppi fotosensittivi, rispettivament. Taħt stimuli esterni differenti, it-temperatura tas-sistema jew il-grad ta 'jonizzazzjoni jinbidel, u mbagħad il-volum tal-ġel jinbidel bil-prinċipju simili għat-temperatura jew l-idroġel sensittiv għall-pH.

Ibbażat fuq imġieba tal-ġell differenti, l-idroġels jistgħu jinqasmu fi ġellijiet indotti mill-kesħa u ġellijiet indotti mit-termal [157]. Ġell kiesaħ, imsejjaħ ġel kiesaħ fil-qosor, huwa makromolekula li teżisti fil-forma ta 'coils każwali f'temperatura għolja. Matul il-proċess tat-tkessiħ, minħabba l-azzjoni ta 'bonds ta' idroġenu intermolekulari, frammenti helical huma ffurmati gradwalment, u b'hekk jitlesta l-proċess mis-soluzzjoni. It-tranżizzjoni għall-ġel [158]; ġel indott termo, imsejjaħ ġel termali, huwa makromolekula fi stat ta 'soluzzjoni f'temperatura baxxa. Matul il-proċess tat-tisħin, struttura ta 'netwerk tridimensjonali hija ffurmata permezz ta' interazzjoni idrofobika, eċċ., u b'hekk tlesti t-tranżizzjoni tal-ġelazzjoni [159], 160].

L-idroġels jistgħu jinqasmu wkoll f'idroġels omopolimeriċi, idroġels kopolimerizzati u idroġels interpenetranti tan-netwerk ibbażati fuq proprjetajiet tan-netwerk differenti, idroġels mikroskopiċi u idroġels makroskopiċi bbażati fuq daqsijiet differenti ta 'ġel, u proprjetajiet bijodegradabbli. B'mod differenti maqsuma f'idroġels degradabbli u idroġels mhux degradabbli.

1.2.1.2 Applikazzjoni ta 'hydrogels polimeru naturali

L-idroġels tal-polimeru naturali għandhom il-karatteristiċi ta 'bijokompatibilità tajba, flessibilità għolja, sorsi abbundanti, sensittività għall-ambjent, żamma għolja ta' ilma u tossiċità baxxa, u jintużaw ħafna fil-bijomediċina, l-ipproċessar tal-ikel, il-protezzjoni ambjentali, l-agrikoltura u l-produzzjoni tal-forestrija u Ġie wiesa ' użati fl-industrija u oqsma oħra [142, 161-165].

Applikazzjoni ta 'hydrogels polimeru naturali f'oqsma relatati bijomediċi. L-idroġels tal-polimeru naturali għandhom bijokompatibilità tajba, bijodegradabilità, u l-ebda effetti sekondarji tossiċi, sabiex ikunu jistgħu jintużaw bħala dressings tal-feriti u jikkuntattjaw direttament it-tessuti umani, li jistgħu jnaqqsu b'mod effettiv l-invażjoni ta 'mikro-organiżmi in vitro, jipprevjenu t-telf ta' fluwidi tal-ġisem, u jippermettu l-ossiġnu tgħaddi minnu. Jippromwovi l-fejqan tal-feriti; jista 'jintuża biex jipprepara lentijiet tal-kuntatt, bil-vantaġġi ta' ilbies komdu, permeabilità tajba għall-ossiġnu, u trattament awżiljarju tal-mard tal-għajnejn [166, 167]. Il-polimeri naturali huma simili għall-istruttura tat-tessuti ħajjin u jistgħu jipparteċipaw fil-metaboliżmu normali tal-ġisem tal-bniedem, għalhekk tali idroġels jistgħu jintużaw bħala materjali tal-armar tal-inġinerija tat-tessuti, tiswija tal-qarquċa tal-inġinerija tat-tessuti, eċċ Scaffolds tal-inġinerija tat-tessuti jistgħu jiġu kklassifikati f'pre- scaffolds iffurmati u ffurmati bl-injezzjoni. Stents iffurmati minn qabel jutilizzaw l-ilma l-istruttura speċjali tridimensjonali tan-netwerk tal-ġel tippermettilha li jkollha ċertu rwol ta 'appoġġ fit-tessuti bijoloġiċi filwaqt li tipprovdi spazju ta' tkabbir speċifiku u suffiċjenti għaċ-ċelloli, u tista 'wkoll tinduċi tkabbir taċ-ċelluli, differenzjazzjoni u degradazzjoni u assorbiment mill-ġisem tal-bniedem [168]. Stents iffurmati bl-injezzjoni jutilizzaw l-imġieba tat-tranżizzjoni tal-fażi tal-idroġels biex jiffurmaw ġellijiet malajr wara li jiġu injettati fi stat ta 'soluzzjoni li tiċċirkola, li jista' jimminimizza l-uġigħ tal-pazjenti [169]. Xi idroġels polimeru naturali huma ambjentalment sensittivi, u għalhekk jintużaw ħafna bħala materjali ta 'rilaxx ikkontrollat ​​mid-droga, sabiex il-mediċini inkapsulati fihom ikunu jistgħu jiġu rilaxxati lill-partijiet meħtieġa tal-ġisem tal-bniedem b'mod f'waqtu u kwantitattiv, u jnaqqsu l-tossiku u l-ġenb. effetti tad-drogi fuq il-ġisem tal-bniedem [170].

Applikazzjoni ta 'hydrogels polimeru naturali f'oqsma relatati mal-ikel. L-idrogels polimeru naturali huma parti importanti mit-tliet ikliet tan-nies kuljum, bħal xi deżerti, ħelu, sostituti tal-laħam, jogurt u ġelat. Ħafna drabi jintuża bħala addittiv tal-ikel fil-komoditajiet tal-ikel, li jista 'jtejjeb il-proprjetajiet fiżiċi tiegħu u jagħtiha togħma bla xkiel. Pereżempju, jintuża bħala sustanzi li jħaxxnu fis-sopop u zlazi, bħala emulsifikant fil-meraq, u bħala aġent ta 'sospensjoni. Fix-xorb tal-ħalib, bħala aġent tal-ġell fil-pudini u l-aspics, bħala aġent ta’ kjarifika u stabilizzatur tal-fowm fil-birra, bħala inibitur ta’ sineresi fil-ġobon, bħala sustanza li jgħaqqad fiż-zalzett, bħala retrogradazzjoni tal-lamtu Inibituri jintużaw fil-ħobż u l-butir [171-174 ]. Mill-Manwal dwar l-Addittivi tal-Ikel, wieħed jista’ jara li numru kbir ta’ idroġels tal-polimer naturali huma approvati bħala addittivi tal-ikel għall-ipproċessar tal-ikel [175]. L-idroġels tal-polimer naturali jintużaw bħala fortifiers nutrittivi fl-iżvilupp ta 'prodotti tas-saħħa u ikel funzjonali, bħal fibri tad-dieta, użati fi prodotti ta' telf ta 'piż u prodotti kontra l-istitikezza [176, 177]; bħala prebijotiċi, huma użati fi prodotti tal-kura tas-saħħa tal-kolon u prodotti għall-prevenzjoni tal-kanċer tal-kolon [178]; L-idroġels tal-polimeru naturali jistgħu jsiru f'kisjiet jew films li jittieklu jew degradabbli, li jistgħu jintużaw fil-qasam tal-materjali tal-ippakkjar tal-ikel, bħall-preservazzjoni tal-frott u l-ħaxix, billi jiksihom fuq frott u ħaxix Fuq il-wiċċ, jista 'jtawwal il-ħajja fuq l-ixkaffa tal-frott u l-ħaxix u żomm il-frott u l-ħaxix frisk u teneri; jista 'jintuża wkoll bħala materjali tal-ippakkjar għal ikel ta' konvenjenza bħal zalzett u kondimenti biex jiffaċilita t-tindif [179, 180].

Applikazzjonijiet ta 'hydrogels polimeru naturali f'oqsma oħra. F'termini ta 'neċessitajiet ta' kuljum, jista 'jiġi miżjud mal-kura tal-ġilda krema jew kożmetiċi, li jistgħu mhux biss jipprevjenu l-prodott milli jinxef fil-ħażna, iżda wkoll moisturizing dejjiema u moisturizing il-ġilda; jista 'jintuża għall-grafika, moisturizing u rilaxx bil-mod ta' fwejjaħ fil-għamla tas-sbuħija; Jista 'jintuża f'neċessitajiet ta' kuljum bħal xugamani tal-karti u ħrieqi [181]. Fl-agrikoltura, tista 'tintuża biex tirreżisti n-nixfa u tipproteġi n-nebbieta u tnaqqas l-intensità tax-xogħol; bħala aġent tal-kisi għaż-żerriegħa tal-pjanti, jista 'jżid b'mod sinifikanti r-rata tal-ġerminazzjoni taż-żrieragħ; meta jintuża fit-trapjant ta 'nebbieta, jista' jżid ir-rata ta 'sopravivenza tan-nebbieta; pestiċidi, ittejjeb l-użu u tnaqqas it-tniġġis [182, 183]. F'termini ta 'ambjent, huwa użat bħala flokulant u adsorbent għat-trattament tad-drenaġġ li ħafna drabi jkun fih joni tal-metall tqil, komposti aromatiċi u żebgħa biex jipproteġu r-riżorsi tal-ilma u jtejbu l-ambjent [184]. Fl-industrija, huwa użat bħala aġent ta 'deidratazzjoni, lubrikant tat-tħaffir, materjal għat-tgeżwir tal-kejbil, materjal tas-siġillar u aġent tal-ħażna fil-kesħa, eċċ. [185].

1.2.2 Hydroxypropyl methylcellulose thermogel

Iċ-ċelluloża hija kompost makromolekulari naturali li ġie studjat l-aktar kmieni, għandha l-eqreb relazzjoni mal-bnedmin, u hija l-aktar abbundanti fin-natura. Huwa preżenti b'mod wiesa 'f'pjanti ogħla, alka u mikro-organiżmi [186, 187]. Iċ-ċelluloża gradwalment ġibdet attenzjoni mifruxa minħabba s-sors wiesa' tagħha, prezz baxx, rinnovabbli, bijodegradabbli, sigur, mhux tossiku, u bijokompatibilità tajba [188].

1.2.2.1 Ċelluloża u d-derivattivi tal-etere tagħha

Iċ-ċelluloża hija polimeru lineari ta 'katina twila ffurmata mill-konnessjoni ta' unitajiet strutturali D-anhydroglucose permezz ta 'bonds β-1,4 glycosidic [189-191]. Insolubbli. Ħlief għal grupp ta 'tarf wieħed f'kull tarf tal-katina molekulari, hemm tliet gruppi ta' hydroxyl polari f'kull unità ta 'glukożju, li jistgħu jiffurmaw numru kbir ta' bonds ta 'idroġenu intramolekulari u intermolekulari taħt ċerti kundizzjonijiet; u ċ-ċelluloża hija struttura poliċiklika, u l-katina molekulari hija semi-riġida. Katina, kristallinità għolja, u regolari ħafna fl-istruttura, għalhekk għandha l-karatteristiċi ta 'grad għoli ta' polimerizzazzjoni, orjentazzjoni molekulari tajba, u stabbiltà kimika [83, 187]. Peress li l-katina taċ-ċelluloża fiha numru kbir ta 'gruppi hydroxyl, tista' tiġi modifikata kimikament b'diversi metodi bħal esterifikazzjoni, ossidazzjoni u eterifikazzjoni biex jinkisbu derivattivi taċ-ċelluloża bi proprjetajiet ta 'applikazzjoni eċċellenti [192, 193].

Id-derivattivi taċ-ċelluloża huma wieħed mill-ewwel prodotti riċerkati u prodotti fil-qasam tal-kimika tal-polimeru. Huma materjali kimiċi fini polimeru b'firxa wiesgħa ta 'użi, li huma modifikati kimikament minn ċelluloża polimeru naturali. Fost dawn, l-eteri taċ-ċelluloża jintużaw ħafna. Hija waħda mill-aktar materja prima kimika importanti fl-applikazzjonijiet industrijali [194].

Hemm ħafna varjetajiet ta 'eteri taċ-ċelluloża, li kollha ġeneralment għandhom il-proprjetajiet uniċi u eċċellenti tagħhom, u ntużaw ħafna f'ħafna oqsma bħall-ikel u l-mediċina [195]. MC huwa l-aktar tip sempliċi ta 'etere taċ-ċelluloża bil-grupp tal-metil. Biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni, jista' jiġi maħlul f'soluzzjoni alkalina dilwita, ilma, alkoħol u solvent idrokarburi aromatiku min-naħa tiegħu, li juri proprjetajiet uniċi ta 'ġel termali. [196]. CMC huwa etere taċ-ċelluloża anjoniku miksub miċ-ċelluloża naturali b'alkalizzazzjoni u aċidifikazzjoni.

Huwa l-etere taċ-ċelluloża l-aktar użat u użat, li jinħall fl-ilma [197]. HPC, hydroxyalkyl cellulose ether miksub bl-alkalizzazzjoni u l-etherifying taċ-ċelluloża, għandu termoplastiċità tajba u juri wkoll proprjetajiet ta 'ġel termali, u t-temperatura tal-ġell tiegħu hija affettwata b'mod sinifikanti mill-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl [198]. HPMC, etere mħallat importanti, għandu wkoll proprjetajiet ta 'ġel termali, u l-proprjetajiet tal-ġel tiegħu huma relatati maż-żewġ sostituenti u l-proporzjonijiet tagħhom [199].

1.2.2.2 Struttura tal-methylcellulose tal-idrossipropil

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), l-istruttura molekulari hija murija fil-Figura 1-3, hija etere mħallat ta 'ċelluloża mhux joniku tipiku li jinħall fl-ilma. Ir-reazzjoni ta 'eterifikazzjoni tal-klorur tal-metil u l-ossidu tal-propilene titwettaq biex tikseb [200,201], u l-ekwazzjoni tar-reazzjoni kimika tidher fil-Figura 1-4.

Hemm hydroxy propoxy (-[OCH2CH(CH3)] n OH), methoxy (-OCH3) u gruppi hydroxyl mhux reaġiti fuq l-unità strutturali ta 'HPMC fl-istess ħin, u l-prestazzjoni tagħha hija r-riflessjoni ta' l-azzjoni konġunta ta 'diversi gruppi. [202]. Il-proporzjon bejn iż-żewġ sostituenti huwa ddeterminat mill-proporzjon tal-massa taż-żewġ aġenti eterifikanti, il-konċentrazzjoni u l-massa tal-idrossidu tas-sodju, u l-proporzjon tal-massa tal-aġenti eterifikanti għal kull unità ta 'massa taċ-ċelluloża [203]. Hydroxy propoxy huwa grupp attiv, li jista 'jkun aktar alkylated u hydroxy alkylated; dan il-grupp huwa grupp idrofiliku b'katina b'fergħat twal, li għandu ċertu rwol fil-plastifikazzjoni ġewwa l-katina. Methoxy huwa grupp end-capping, li jwassal għall-inattivazzjoni ta 'dan is-sit ta' reazzjoni wara r-reazzjoni; dan il-grupp huwa grupp idrofobiku u għandu struttura relattivament qasira [204, 205]. Gruppi hydroxyl li ma rreaġixxewx u li għadhom kif ġew introdotti jistgħu jkomplu jiġu sostitwiti, li jirriżultaw fi struttura kimika finali pjuttost kumplessa, u l-proprjetajiet HPMC ivarjaw f'ċerta medda. Għall-HPMC, ammont żgħir ta 'sostituzzjoni jista' jagħmel il-proprjetajiet fiżikokimiċi tiegħu pjuttost differenti [206], pereżempju, il-proprjetajiet fiżikokimiċi ta 'methoxy high u low hydroxypropyl HPMC huma qrib MC; Il-prestazzjoni tal-HPC hija qrib dik tal-HPC.

1.2.2.3 Proprjetajiet ta 'hydroxypropyl methylcellulose

(1) Termoġelabilità ta 'HPMC

Il-katina HPMC għandha karatteristiċi uniċi ta 'idratazzjoni-deidrazzjoni minħabba l-introduzzjoni ta' gruppi idrofobiċi-metil u idrofiliċi-hydroxypropyl. Gradwalment jgħaddi minn konverżjoni ta 'ġelazzjoni meta jissaħħan, u jerġa' lura għal stat ta 'soluzzjoni wara t-tkessiħ. Jiġifieri, għandu proprjetajiet tal-ġel indotti termalment, u l-fenomenu tal-ġelazzjoni huwa proċess riversibbli iżda mhux identiku.

Rigward il-mekkaniżmu ta 'ġelazzjoni ta' HPMC, huwa aċċettat b'mod wiesa 'li f'temperaturi aktar baxxi (taħt it-temperatura ta' ġelazzjoni), HPMC f'soluzzjoni u molekuli ta 'ilma polari huma marbuta flimkien b'rabtiet ta' idroġenu biex jiffurmaw l-hekk imsejħa struttura supramolekulari bħal "birdcage". Hemm xi tħabbil sempliċi bejn il-ktajjen molekulari tal-HPMC idratat, minbarra dan, hemm ftit interazzjonijiet oħra. Meta t-temperatura tiżdied, HPMC l-ewwel jassorbi l-enerġija biex tkisser ir-rabtiet intermolekulari ta 'l-idroġenu bejn il-molekuli ta' l-ilma u l-molekuli HPMC, teqred l-istruttura molekulari bħal gaġġa, titlef gradwalment l-ilma marbut fuq il-katina molekulari, u tesponi gruppi ta 'hydroxypropyl u methoxy. Hekk kif it-temperatura tkompli tiżdied (biex tilħaq it-temperatura tal-ġel), il-molekuli HPMC gradwalment jiffurmaw struttura ta 'netwerk tridimensjonali permezz ta' assoċjazzjoni idrofobika, il-ġels HPMC eventwalment jiffurmaw [160, 207, 208].

Iż-żieda ta 'melħ inorganiku għandha xi effett fuq it-temperatura tal-ġell ta' HPMC, xi wħud inaqqsu t-temperatura tal-ġell minħabba l-fenomenu tat-tmelliħ, u oħrajn iżidu t-temperatura tal-ġell minħabba l-fenomenu ta 'dissoluzzjoni tal-melħ [209]. Biż-żieda ta 'melħ bħal NaCl, il-fenomenu tat-tmelliħ iseħħ u t-temperatura tal-ġell ta' HPMC tonqos [210, 211]. Wara li l-melħ jiżdiedu mal-HPMC, il-molekuli tal-ilma huma aktar inklinati li jikkombinaw mal-jonji tal-melħ, sabiex ir-rabta tal-idroġenu bejn il-molekuli tal-ilma u l-HPMC tinqered, is-saff tal-ilma madwar il-molekuli HPMC jiġi kkunsmat, u l-molekuli HPMC jistgħu jiġu rilaxxati malajr għal idrofobiċità. Assoċjazzjoni, it-temperatura tal-formazzjoni tal-ġel tonqos gradwalment. Għall-kuntrarju, meta jiġu miżjuda melħ bħal NaSCN, iseħħ il-fenomenu ta 'dissoluzzjoni tal-melħ u t-temperatura tal-ġell ta' HPMC tiżdied [212]. L-ordni tal-effett li jonqos tal-anjoni fuq it-temperatura tal-ġell hija: SO42− > S2O32− > H2PO4− > F− > Cl− > Br− > NO3−> I− > ClO4− > SCN− , l-ordni tal-katjoni fuq il- żieda fit-temperatura tal-ġel hija: Li+ > Na+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ [213].

Meta xi molekuli żgħar organiċi bħal alkoħol monoidriku li jkun fihom gruppi hydroxyl huma miżjuda, it-temperatura tal-ġel tiżdied biż-żieda tal-ammont ta 'żieda, turi valur massimu u mbagħad tonqos sakemm isseħħ separazzjoni tal-fażi [214, 215]. Dan huwa prinċipalment minħabba l-piż molekulari żgħir tiegħu, li huwa komparabbli ma 'dak tal-molekuli ta' l-ilma f'ordni ta 'kobor, u jista' jikseb it-taħlit fil-livell molekulari wara l-taħlit.

(2) Solubilità ta 'HPMC

HPMC għandu proprjetajiet li ma jinħallux fl-ilma sħun u li jinħall fl-ilma kiesaħ simili għal MC, iżda jista 'jinqasam f'tip ta' dispersjoni kiesħa u tip ta 'dispersjoni sħuna skont solubilità fl-ilma differenti [203]. HPMC imxerred bil-kesħa jista 'malajr jinfirex fl-ilma f'ilma kiesaħ, u l-viskożità tiegħu tiżdied wara perjodu ta' żmien, u huwa verament maħlul fl-ilma; HPMC imxerred bis-sħana, għall-kuntrarju, juri agglomerazzjoni meta żżid l-ilma f'temperatura aktar baxxa, iżda huwa aktar diffiċli li żżid. F'ilma b'temperatura għolja, HPMC jista 'jitferrex malajr, u l-viskożità tiżdied wara li t-temperatura tonqos, u ssir soluzzjoni akwea HPMC reali. Is-solubilità ta 'HPMC fl-ilma hija relatata mal-kontenut ta' gruppi metossidi, li ma jinħallux fl-ilma sħun 'il fuq minn 85 °C, 65 °C u 60 °C minn għoli għal baxx. B'mod ġenerali, HPMC ma jinħallx f'solventi organiċi bħal aċetun u kloroform, iżda jinħall f'soluzzjoni akwea ta 'etanol u soluzzjonijiet organiċi mħallta.

(3) Tolleranza tal-melħ ta 'HPMC

In-natura mhux jonika ta 'HPMC tagħmilha ma tistax tiġi jonizzata fl-ilma, għalhekk mhux se tirreaġixxi ma' joni tal-metall biex tippreċipita. Madankollu, iż-żieda tal-melħ se taffettwa t-temperatura li fiha jiġi ffurmat il-ġel HPMC. Meta l-konċentrazzjoni tal-melħ tiżdied, it-temperatura tal-ġell ta 'HPMC tonqos; meta l-konċentrazzjoni tal-melħ tkun aktar baxxa mill-punt tal-flokulazzjoni, il-viskożità tas-soluzzjoni HPMC tista 'tiżdied, għalhekk fl-applikazzjoni, l-iskop tat-tħaxxin jista' jinkiseb billi żżid ammont xieraq ta 'melħ [210, 216].

(4) Reżistenza għall-aċidu u l-alkali ta 'HPMC

B'mod ġenerali, HPMC għandu stabbiltà qawwija ta 'bażi ​​ta' aċidu u mhux affettwat minn pH f'pH 2-12. HPMC juri reżistenza għal ċertu grad ta 'aċidu dilwit, iżda juri tendenza li tonqos fil-viskożità għal aċidu konċentrat; l-alkali għandhom ftit effett fuqha, iżda jistgħu jiżdiedu ftit u mbagħad inaqqsu bil-mod il-viskożità tas-soluzzjoni [217, 218].

(5) Fattur ta 'influwenza tal-viskożità HPMC

HPMC huwa psewdoplastik, is-soluzzjoni tiegħu hija stabbli f'temperatura tal-kamra, u l-viskożità tagħha hija affettwata mill-piż molekulari, il-konċentrazzjoni u t-temperatura. Fl-istess konċentrazzjoni, iktar ma jkun għoli l-piż molekulari HPMC, iktar ikun għoli l-viskożità; għall-istess prodott ta 'piż molekulari, iktar ma tkun għolja l-konċentrazzjoni HPMC, iktar tkun għolja l-viskożità; il-viskożità tal-prodott HPMC tonqos biż-żieda tat-temperatura, u tilħaq it-temperatura tal-formazzjoni tal-ġel, b'żieda f'daqqa fil-viskożità minħabba l-ġelazzjoni [9, 219, 220].

(6) Proprjetajiet oħra ta' HPMC

HPMC għandu reżistenza qawwija għall-enzimi, u r-reżistenza tiegħu għall-enzimi tiżdied bil-grad ta 'sostituzzjoni. Għalhekk, il-prodott għandu kwalità aktar stabbli matul il-ħażna minn prodotti oħra taz-zokkor [189, 212]. HPMC għandu ċerti proprjetajiet emulsjonanti. Gruppi ta 'metossi idrofobiċi jistgħu jiġu adsorbiti fuq il-wiċċ tal-fażi taż-żejt fl-emulsjoni biex jiffurmaw saff oħxon ta' adsorbiment, li jista 'jaġixxi bħala saff protettiv; Gruppi hydroxyl solubbli fl-ilma jistgħu jingħaqdu ma 'l-ilma biex itejbu l-fażi kontinwa. Il-viskożità, tinibixxi l-koalescence tal-fażi mxerrda, tnaqqas it-tensjoni tal-wiċċ, u tistabbilizza l-emulsjoni [221]. HPMC jista 'jitħallat ma' polimeri li jinħallu fl-ilma bħal ġelatina, metilċelluloża, gomma tal-ħarrub, carrageenan u gomma arabika biex jiffurmaw soluzzjoni uniformi u trasparenti, u jistgħu wkoll jitħalltu ma 'plastiċizzanti bħal glycerin u polyethylene glycol. [200, 201, 214].

1.2.2.4 Problemi eżistenti fl-applikazzjoni ta' hydroxypropyl methylcellulose

L-ewwel, il-prezz għoli jillimita l-applikazzjoni wiesgħa ta 'HPMC. Għalkemm il-film HPMC għandu trasparenza tajba, proprjetajiet ta 'barriera tal-grass u proprjetajiet mekkaniċi. Madankollu, il-prezz għoli tiegħu (madwar 100,000/tunnellata) jillimita l-applikazzjoni wiesgħa tiegħu, anke f'applikazzjonijiet farmaċewtiċi ta 'valur ogħla bħal kapsuli. Ir-raġuni għaliex HPMC hija tant għalja hija l-ewwelnett minħabba li ċ-ċelluloża tal-materja prima użata biex tipprepara HPMC hija relattivament għalja. Barra minn hekk, żewġ gruppi sostituenti, grupp hydroxypropyl u grupp metossi, huma mlaqqma fuq HPMC fl-istess ħin, li jagħmel il-proċess ta 'preparazzjoni tiegħu diffiċli ħafna. Kumpless, għalhekk il-prodotti HPMC huma aktar għaljin.

It-tieni, il-viskożità baxxa u l-proprjetajiet ta 'saħħa tal-ġel baxx ta' HPMC f'temperaturi baxxi jnaqqsu l-proċessabilità tiegħu f'diversi applikazzjonijiet. HPMC huwa ġel termali, li jeżisti fi stat ta 'soluzzjoni b'viskożità baxxa ħafna f'temperatura baxxa, u jista' jifforma ġel viskuż bħal solidu f'temperatura għolja, għalhekk proċessi ta 'proċessar bħal kisi, bexx u tgħaddis għandhom jitwettqu f'temperatura għolja . Inkella, is-soluzzjoni faċilment tgħaddi 'l isfel, li tirriżulta fil-formazzjoni ta' materjal tal-film mhux uniformi, li jaffettwa l-kwalità u l-prestazzjoni tal-prodott. Operazzjoni b'temperatura għolja bħal din iżid il-koeffiċjent ta 'diffikultà ta' tħaddim, li jirriżulta f'konsum għoli ta 'enerġija ta' produzzjoni u spiża għolja ta 'produzzjoni.

1.2.3 Hydroxypropyl lamtu ġel kiesaħ

Il-lamtu huwa kompost polimeru naturali sintetizzat permezz tal-fotosintesi tal-pjanti fl-ambjent naturali. Il-polisakkaridi kostitwenti tiegħu ġeneralment jinħażnu fiż-żrieragħ u t-tuberi tal-pjanti fil-forma ta 'granuli flimkien ma' proteini, fibri, żjut, zokkor u minerali. jew fl-għerq [222]. Il-lamtu mhuwiex biss is-sors ewlieni tal-konsum tal-enerġija għan-nies, iżda wkoll materja prima industrijali importanti. Minħabba s-sors wiesa' tiegħu, prezz baxx, aħdar, naturali u rinnovabbli, intuża ħafna fl-industriji tal-ikel u l-mediċina, il-fermentazzjoni, il-produzzjoni tal-karta, it-tessuti u l-pitrolju [223].

1.2.3.1 Lamtu u d-derivattivi tiegħu

Il-lamtu huwa polimeru għoli naturali li l-unità strutturali tiegħu hija unità α-D-anhydroglucose. Unitajiet differenti huma konnessi b'rabtiet glikosidiċi, u l-formula molekulari tagħha hija (C6H10O5) n. Parti mill-katina molekulari fil-granuli tal-lamtu hija konnessa b'rabtiet α-1,4 glycosidic, li huwa amylose lineari; parti oħra tal-katina molekulari hija konnessa minn bonds α-1,6 glycosidic fuq din il-bażi, li hija amylopectin ramifikata [224]. Fil-granuli tal-lamtu, hemm reġjuni kristallini li fihom il-molekuli huma rranġati f'arranġament ordnat u reġjuni amorfi li fihom il-molekuli huma rranġati b'mod diżordinat. kompożizzjoni tal-parti. M'hemm l-ebda fruntiera ċara bejn ir-reġjun kristallin u r-reġjun amorfu, u l-molekuli ta 'amylopectin jistgħu jgħaddu minn reġjuni kristallini multipli u reġjuni amorfu. Ibbażat fuq in-natura naturali tas-sinteżi tal-lamtu, l-istruttura tal-polisakkarid fil-lamtu tvarja skont l-ispeċi tal-pjanti u s-siti tas-sors [225].

Għalkemm il-lamtu sar wieħed mill-materja prima importanti għall-produzzjoni industrijali minħabba s-sors wiesa 'u l-proprjetajiet rinnovabbli tiegħu, il-lamtu nattiv ġeneralment għandu żvantaġġi bħal solubilità fqira fl-ilma u proprjetajiet li jiffurmaw il-film, abbiltajiet baxxi ta' emulsifikazzjoni u ġelling, u stabbiltà insuffiċjenti. Biex tespandi l-firxa ta 'applikazzjoni tiegħu, il-lamtu ġeneralment jiġi modifikat fiżikokimikament biex jadattah għal rekwiżiti ta' applikazzjoni differenti [38, 114]. Hemm tliet gruppi ta 'hydroxyl ħielsa fuq kull unità strutturali tal-glukożju fil-molekuli tal-lamtu. Dawn il-gruppi hydroxyl huma attivi ħafna u jagħtu l-lamtu bi proprjetajiet simili għal polyols, li jipprovdu l-possibbiltà għal reazzjoni ta 'denaturazzjoni tal-lamtu.

Wara l-modifika, xi proprjetajiet tal-lamtu indiġenu ġew imtejba fil-biċċa l-kbira, u jegħlbu d-difetti tal-użu tal-lamtu indiġenu, għalhekk il-lamtu modifikat għandu rwol ċentrali fl-industrija attwali [226]. Il-lamtu ossidizzat huwa wieħed mill-lamti modifikati l-aktar użati b'teknoloġija relattivament matura. Meta mqabbel mal-lamtu indiġenu, il-lamtu ossidizzat huwa aktar faċli biex jiġi ġelatinizzat. Vantaġġi ta 'adeżjoni għolja. Il-lamtu esterifikat huwa derivat tal-lamtu ffurmat mill-esterifikazzjoni ta 'gruppi hydroxyl fil-molekuli tal-lamtu. Grad baxx ħafna ta 'sostituzzjoni jista' jibdel b'mod sinifikanti l-proprjetajiet tal-lamtu indiġenu. It-trasparenza u l-proprjetajiet li jiffurmaw il-film tal-pejst tal-lamtu huma ovvjament imtejba. Il-lamtu eterifikat huwa r-reazzjoni ta 'eterifikazzjoni ta' gruppi ta 'hydroxyl fil-molekuli tal-lamtu biex jiġġenera etere tal-polystarch, u r-retrogradazzjoni tiegħu hija mdgħajfa. Taħt il-kundizzjonijiet alkalini qawwija li lamtu ossidizzat u lamtu esterifikat ma jistgħux jintużaw, ir-rabta tal-etere tista 'wkoll tibqa' relattivament stabbli. suxxettibbli għall-idroliżi. Lamtu modifikat bl-aċidu, il-lamtu jiġi ttrattat bl-aċidu biex iżid il-kontenut ta 'amylose, li jirriżulta f'retrogradazzjoni msaħħa u pejst tal-lamtu. Huwa relattivament trasparenti u jifforma ġel solidu malli jkessaħ [114].

1.2.3.2 Struttura tal-lamtu idrossipropil

Lamtu idrossipropiliku (HPS), li l-istruttura molekulari tiegħu tidher fil-Figuri 1-4, huwa etere tal-lamtu mhux joniku, li huwa ppreparat bir-reazzjoni ta 'eterifikazzjoni ta' ossidu tal-propilene mal-lamtu taħt kundizzjonijiet alkalini [223, 227, 228], u tiegħu ekwazzjoni tar-reazzjoni kimika hija murija fil-Figura 1-6.

Matul is-sintesi tal-HPS, minbarra li jirreaġixxi mal-lamtu biex jiġġenera lamtu idrossipropiliku, l-ossidu tal-propilene jista 'wkoll jirreaġixxi mal-lamtu idrossipropiliku ġġenerat biex jiġġenera ktajjen tal-ġenb tal-polyoxypropyl. grad ta' sostituzzjoni. Il-grad ta 'sostituzzjoni (DS) jirreferi għan-numru medju ta' gruppi ta 'hydroxyl sostitwiti għal kull grupp ta' glukosil. Ħafna mill-gruppi glucosyl tal-lamtu fihom 3 gruppi hydroxyl li jistgħu jiġu sostitwiti, għalhekk id-DS massimu huwa 3. Il-grad molar ta 'sostituzzjoni (MS) jirreferi għall-massa medja ta' sostituenti għal kull mole ta 'grupp glucosyl [223, 229]. Il-kundizzjonijiet tal-proċess tar-reazzjoni ta 'hydroxypropylation, il-morfoloġija tal-granuli tal-lamtu, u l-proporzjon ta' amylose għal amylopectin fil-lamtu nattiv kollha jaffettwaw id-daqs tal-MS.

1.2.3.3 Proprjetajiet tal-lamtu idrossipropiliku

(1) Ġelazzjoni kiesħa ta 'HPS

Għall-pejst tal-lamtu HPS sħun, speċjalment is-sistema b'kontenut għoli ta 'amylose, matul il-proċess tat-tkessiħ, il-ktajjen molekulari tal-amylose fil-pejst tal-lamtu jitħabblu ma' xulxin biex jiffurmaw struttura ta 'netwerk tridimensjonali, u juru imġieba ovvja bħal solida. Issir elastomeru, jifforma ġel, u jista 'jirritorna għal stat ta' soluzzjoni wara li jerġa 'jissaħħan, jiġifieri għandu proprjetajiet ta' ġel kiesaħ, u dan il-fenomenu tal-ġel għandu proprjetajiet riversibbli [228].

L-amylose ġelatinizzat huwa kkoljat kontinwament biex jifforma struttura elikali waħda koassjali. In-naħa ta 'barra ta' dawn l-istrutturi helical singolu hija grupp idrofiliku, u ġewwa hija kavità idrofobika. F'temperatura għolja, HPS jeżisti f'soluzzjoni milwiema bħala kojls każwali li minnhom jiġġebbed xi segmenti helical singolu. Meta t-temperatura titbaxxa, ir-rabtiet ta 'l-idroġenu bejn l-HPS u l-ilma jitkissru, l-ilma strutturali jintilef, u r-rabtiet ta' l-idroġenu bejn il-ktajjen molekulari jiġu ffurmati kontinwament, u finalment jiffurmaw struttura ta 'ġel tan-netwerk tridimensjonali. Il-fażi tal-mili fin-netwerk tal-ġel tal-lamtu hija l-granuli jew frammenti tal-lamtu residwu wara l-ġelatinizzazzjoni, u l-intertwining ta 'xi amylopectin tikkontribwixxi wkoll għall-formazzjoni tal-ġel [230-232].

(2) Idrofiliċità tal-HPS

L-introduzzjoni ta 'gruppi idrossipropiliċi idrofiliċi ddgħajjef is-saħħa tar-rabtiet tal-idroġenu bejn il-molekuli tal-lamtu, tippromwovi l-moviment ta' molekuli jew segmenti tal-lamtu, u tnaqqas it-temperatura tat-tidwib tal-mikrokristalli tal-lamtu; l-istruttura tal-granuli tal-lamtu tinbidel, u l-wiċċ tal-granuli tal-lamtu huwa mhux maħdum Hekk kif it-temperatura tiżdied, jidhru xi xquq jew toqob, sabiex il-molekuli tal-ilma jkunu jistgħu jidħlu faċilment fl-intern tal-granuli tal-lamtu, u jagħmlu l-lamtu aktar faċli biex jintefħu u ġelatinizza, għalhekk it-temperatura tal-ġelatinizzazzjoni tal-lamtu tonqos. Hekk kif il-grad ta 'sostituzzjoni jiżdied, it-temperatura tal-ġelatinizzazzjoni tal-lamtu hydroxypropyl tonqos, u finalment tista' tintefaħ f'ilma kiesaħ. Wara l-idrossipropilazzjoni, il-flussabbiltà, l-istabbiltà tat-temperatura baxxa, it-trasparenza, is-solubilità u l-proprjetajiet li jiffurmaw il-film tal-pejsts tal-lamtu tjiebu [233-235].

(3) Stabbiltà tal-HPS

HPS huwa etere tal-lamtu mhux joniku bi stabbiltà għolja. Matul reazzjonijiet kimiċi bħall-idroliżi, l-ossidazzjoni u l-cross-linking, ir-rabta tal-etere mhux se tinkiser u s-sostituenti ma jaqgħux. Għalhekk, il-proprjetajiet ta 'HPS huma relattivament inqas affettwati mill-elettroliti u l-pH, u jiżguraw li jista' jintuża f'firxa wiesgħa ta 'pH b'bażi ​​ta' aċidu [236-238].

1.2.3.4 Applikazzjoni tal-HPS fil-qasam tal-ikel u l-mediċina

HPS mhux tossiku u bla togħma, b'rendiment tajjeb ta 'diġestjoni u viskożità idrolizzata relattivament baxxa. Huwa rikonoxxut bħala lamtu modifikat li jittiekel sikur fid-dar u barra. Sa mill-1950, l-Istati Uniti approvaw il-lamtu hydroxypropyl għall-użu dirett fl-ikel [223, 229, 238]. HPS huwa lamtu modifikat użat ħafna fil-qasam tal-ikel, prinċipalment użat bħala aġent li jħaxxen, aġent ta 'sospensjoni u stabilizzatur.

Jista 'jintuża f'ikel ta' konvenjenza u ikel iffriżat bħal xorb, ġelat u ġamm; jista 'jissostitwixxi parzjalment gomom li jittieklu bi prezz għoli bħall-ġelatina; jista' jsir f'films li jittieklu u jintuża bħala kisi u ippakkjar tal-ikel [229, 236].

HPS huwa komunement użat fil-qasam tal-mediċina bħala fillers, binders għal uċuħ mediċinali, diżintegranti għal pilloli, materjali għal kapsuli farmaċewtiċi rotob u iebsin, kisjiet tad-droga, aġenti kontra l-kondensazzjoni għal ċelluli ħomor tad-demm artifiċjali u sustanzi li jħaxxnu l-plażma, eċċ. [239] .

1.3 Tagħqid tal-polimeru

Materjali polimeru jintużaw ħafna fl-aspetti kollha tal-ħajja u huma materjali indispensabbli u importanti. L-iżvilupp kontinwu tax-xjenza u t-teknoloġija jagħmel ir-rekwiżiti tan-nies aktar u aktar diversi, u ġeneralment huwa diffiċli għal materjali polimeru b'komponent wieħed biex jissodisfaw ir-rekwiżiti ta 'applikazzjoni diversi tal-bnedmin. Li tgħaqqad żewġ polimeri jew aktar hija l-aktar metodu ekonomiku u effettiv biex jinkisbu materjali polimeri bi prezz baxx, prestazzjoni eċċellenti, ipproċessar konvenjenti u applikazzjoni wiesgħa, li ġibed l-attenzjoni ta 'ħafna riċerkaturi u ngħatat aktar u aktar attenzjoni [240-242] .

1.3.1 Għan u metodu ta 'taħlit tal-polimeru

L-għan ewlieni tat-taħlit tal-polimeru: (l) Biex jiġu ottimizzati l-proprjetajiet komprensivi tal-materjali. Polimeri differenti huma komposti, sabiex il-kompost finali jżomm il-proprjetajiet eċċellenti ta 'makromolekula waħda, jitgħallem mill-qawwiet ta' xulxin u jikkumplimenta d-dgħufijiet tiegħu, u jottimizza l-proprjetajiet komprensivi tal-materjali polimeri. (2) Naqqas l-ispiża tal-materjal. Xi materjali polimeru għandhom proprjetajiet eċċellenti, iżda huma għaljin. Għalhekk, jistgħu jiġu kkombinati ma 'polimeri oħra rħas biex jitnaqqsu l-ispejjeż mingħajr ma jaffettwaw l-użu. (3) Ittejjeb il-proprjetajiet tal-ipproċessar tal-materjal. Xi materjali għandhom proprjetajiet eċċellenti iżda huma diffiċli biex jiġu pproċessati, u polimeri oħra adattati jistgħu jiġu miżjuda biex itejbu l-proprjetajiet tal-ipproċessar tagħhom. (4) Biex issaħħaħ ċerta proprjetà tal-materjal. Sabiex tittejjeb il-prestazzjoni tal-materjal f'aspett speċifiku, jintuża polimer ieħor biex jimmodifikah. (5) Żviluppa funzjonijiet ġodda ta 'materjali.

Metodi komuni ta' komposti ta' polimeri: (l) Tagħqid tat-tidwib. Taħt l-azzjoni ta 'shearing tat-tagħmir tal-kompost, polimeri differenti jissaħħnu sa 'l fuq mit-temperatura tal-fluss viskuż għall-kompost, u mbagħad imkessħa u granulati wara t-taħlit. (2) Rikostituzzjoni tas-soluzzjoni. Iż-żewġ komponenti huma mħawwda u mħallta bl-użu ta 'solvent komuni, jew is-soluzzjonijiet differenti tal-polimeru maħlula jitħawwad b'mod uniformi, u mbagħad is-solvent jitneħħa biex jinkiseb kompost polimeru. (3) Emulsjoni kompost. Wara li tħawwad u tħallat emulsjonijiet differenti ta 'polimeru ta' l-istess tip ta 'emulsifikatur, koagulant huwa miżjud biex jikko-preċipita l-polimeru biex jikseb kompost polimeru. (4) Kopolimerizzazzjoni u kompost. Inkluż il-kopolimerizzazzjoni tat-tilqim, il-kopolimerizzazzjoni tal-blokki u l-kopolimerizzazzjoni reattiva, il-proċess ta 'taħlit huwa akkumpanjat minn reazzjoni kimika. (5) Netwerk interpenetranti [10].

1.3.2 Tagħqid ta' polisakkaridi naturali

Il-polisakkaridi naturali huma klassi komuni ta 'materjali polimeri fin-natura, li ġeneralment huma modifikati kimikament u juru varjetà ta' proprjetajiet eċċellenti. Madankollu, materjali tal-polisakkarid wieħed ħafna drabi jkollhom ċerti limitazzjonijiet tal-prestazzjoni, għalhekk polisakkaridi differenti ħafna drabi huma komposti biex jinkiseb l-iskop li jikkumplimentaw il-vantaġġi tal-prestazzjoni ta 'kull komponent u jespandu l-ambitu tal-applikazzjoni. Sa mill-1980, ir-riċerka dwar it-taħlit ta 'polisakkaridi naturali differenti żdiedet sostanzjalment [243]. Ir-riċerka dwar is-sistema tal-kompost tal-polysaccharide naturali fid-dar u barra mill-pajjiż tiffoka l-aktar fuq is-sistema kompost tal-curdlan u mhux curdlan u s-sistema komposta ta 'żewġ tipi ta' polysaccharide mhux baqta.

1.3.2.1 Klassifikazzjoni ta 'hydrogels polysaccharide naturali

Polysaccharides naturali jistgħu jinqasmu f'curdlan u mhux curdlan skond il-kapaċità tagħhom li jiffurmaw ġellijiet. Xi polysaccharides jistgħu jiffurmaw ġellijiet waħedhom, għalhekk jissejħu curdlan, bħal carrageenan, eċċ.; oħrajn m'għandhom l-ebda proprjetajiet ta 'ġell huma stess, u jissejħu polysaccharides mhux baqta, bħal xanthan gum.

L-idroġels jistgħu jinkisbu billi tinħall curdlan naturali f'soluzzjoni milwiema. Ibbażat fuq it-termoriversibbiltà tal-ġel li jirriżulta u d-dipendenza fuq it-temperatura tal-modulu tiegħu, jista 'jiġi suddiviż fl-erba' tipi differenti li ġejjin [244]:

(1) Cryogel, soluzzjoni polysaccharide tista 'biss tikseb ġel f'temperatura baxxa, bħal carrageenan.

(2) Ġell indott termalment, soluzzjoni ta 'polisakkarid tista' tikseb biss ġel f'temperatura għolja, bħal glucomannan.

(3) Is-soluzzjoni tal-polisakkarid tista 'mhux biss tikseb ġel f'temperatura aktar baxxa, iżda wkoll tikseb ġel f'temperatura ogħla, iżda tippreżenta stat ta' soluzzjoni f'temperatura intermedja.

(4) Is-soluzzjoni tista 'tikseb biss ġel f'ċerta temperatura fin-nofs. Curdlan naturali differenti għandu l-konċentrazzjoni kritika (minima) tiegħu stess, li fuqha jista 'jinkiseb il-ġell. Il-konċentrazzjoni kritika tal-ġell hija relatata mat-tul kontinwu tal-katina molekulari tal-polysaccharide; is-saħħa tal-ġell hija affettwata ħafna mill-konċentrazzjoni u l-piż molekulari tas-soluzzjoni, u ġeneralment, is-saħħa tal-ġell tiżdied hekk kif tiżdied il-konċentrazzjoni [245].

1.3.2.2 Sistema komposta ta' curdlan u mhux curdlan

It-taħlit mhux curdlan ma 'curdlan ġeneralment itejjeb is-saħħa tal-ġel tal-polisakkaridi [246]. It-taħlit ta 'konjac gum u carrageenan itejjeb l-istabbiltà u l-elastiċità tal-ġel tal-istruttura tan-netwerk tal-ġel kompost, u jtejjeb b'mod sinifikanti s-saħħa tal-ġell tiegħu. Wei Yu et al. komposti carrageenan u konjac gum, u diskussi l-istruttura tal-ġel wara kompost. L-istudju sab li wara t-taħlit ta 'carrageenan u konjac gum, ġie prodott effett sinerġistiku, u ġiet iffurmata struttura ta' netwerk dominata minn carrageenan, konjac gum hija mxerrda fiha, u n-netwerk tal-ġel tagħha huwa aktar dens minn dak ta 'carrageenan pur [247]. Kohyama et al. studja s-sistema komposta tal-gomma carrageenan/konjac, u r-riżultati wrew li biż-żieda kontinwa tal-piż molekulari tal-gomma konjac, l-istress tal-qsim tal-ġel kompost kompla jiżdied; konjac gum b'piżijiet molekulari differenti wriet formazzjoni ta 'ġell simili. temperatura. F'din is-sistema komposta, il-formazzjoni tan-netwerk tal-ġel hija mwettqa minn carrageenan, u l-interazzjoni bejn iż-żewġ molekuli curdlan tirriżulta fil-formazzjoni ta 'reġjuni cross-linked dgħajfa [248]. Nishinari et al. studja s-sistema tal-kompost tal-gomma gellan/konjac gum, u r-riżultati wrew li l-effett tal-katjoni monovalenti fuq il-ġel kompost kien aktar evidenti. Jista 'jżid il-modulu tas-sistema u t-temperatura tal-formazzjoni tal-ġel. Katjoni divalenti jistgħu jippromwovu l-formazzjoni ta 'ġels komposti sa ċertu punt, iżda ammonti eċċessivi se jikkawżaw separazzjoni tal-fażi u jnaqqsu l-modulu tas-sistema [246]. Breneer et al. studja t-taħlit ta 'carrageenan, gomma tal-ħarrub u gomma konjac, u sabet li carrageenan, gomma tal-ħarrub u gomma konjac jistgħu jipproduċu effetti sinerġistiċi, u l-proporzjon ottimali huwa gomma tal-ħarrub/carrageenan 1:5.5, gomma konjac/carrageenan 1:7 , u meta t-tlieta huma komposti flimkien, l-effett sinerġistiku huwa l-istess bħal dak tal-gomma carrageenan/konjac, li jindika li m'hemm l-ebda taħlit speċjali tat-tlieta. interazzjoni [249].

1.3.2.2 Żewġ sistemi komposti mhux curdlan

Żewġ polisakkaridi naturali li m'għandhomx proprjetajiet tal-ġel jistgħu juru proprjetajiet tal-ġel permezz ta 'taħlit, li jirriżulta fi prodotti tal-ġel [250]. Il-kombinazzjoni tal-gomma tal-ħarrub ma 'xanthan gum tipproduċi effett sinerġistiku li jinduċi l-formazzjoni ta' ġellijiet ġodda [251]. Prodott ġdid tal-ġell jista 'jinkiseb ukoll billi żżid xanthan gum ma' konjac glucomannan għat-taħlit [252]. Wei Yanxia et al. studja l-proprjetajiet reoloġiċi tal-kumpless tal-gomma tal-ħarrub u l-gomma xanthan. Ir-riżultati juru li l-kompost tal-gomma tal-ħarrub u l-gomma xanthan jipproduċi effett sinerġistiku. Meta l-proporzjon tal-volum kompost huwa 4:6, l-effett sinerġistiku l-aktar qawwi [253]. Fitzsimons et al. konjac glucomannan kompost ma 'xanthan gum f'temperatura tal-kamra u taħt tisħin. Ir-riżultati wrew li l-komposti kollha wrew proprjetajiet tal-ġel, li jirriflettu l-effett sinerġistiku bejn it-tnejn. It-temperatura tat-taħlit u l-istat strutturali tal-gomma xanthan ma affettwawx l-interazzjoni bejn it-tnejn [254]. Guo Shoujun u oħrajn studjaw it-taħlita oriġinali ta 'ħmieġ tal-majjal gomma tal-fażola u gomma xanthan, u r-riżultati wrew li gomma tal-fażola tal-ħmieġ tal-majjal u gomma xanthan għandhom effett sinerġistiku qawwi. L-aħjar proporzjon ta 'taħlit ta' gomma tal-fażola tal-ħmieġ tal-majjal u adeżiv kompost tal-gomma xanthan huwa 6/4 (w/w). Huwa 102 darbiet dak tas-soluzzjoni waħda tal-gomma tas-sojja, u l-ġell huwa ffurmat meta l-konċentrazzjoni tal-gomma kompost tilħaq 0.4%. L-adeżiv kompost għandu viskożità għolja, stabbiltà tajba u proprjetajiet reoloġiċi, u huwa ikel-gomom eċċellenti [255].

1.3.3 Kompatibilità ta' komposti polimeri

Il-kompatibilità, mil-lat termodinamiku, tirreferi għall-kisba ta 'kompatibilità fil-livell molekulari, magħrufa wkoll bħala solubilità reċiproka. Skont it-teorija tal-mudell Flory-Huggins, il-bidla tal-enerġija ħielsa tas-sistema tal-kompost tal-polimer matul il-proċess ta 'taħlit tikkonforma mal-formula tal-enerġija ħielsa Gibbs:

△���=△���—T△S (1-1)

Fosthom, △���hija l-enerġija ħielsa kumplessa, △���hija s-sħana kumplessa, hija l-entropija kumplessa; hija t-temperatura assoluta; is-sistema kumplessa hija sistema kompatibbli biss meta l-enerġija ħielsa tinbidel △���matul il-proċess kumpless [256].

Il-kunċett tat-taħlit jirriżulta mill-fatt li ftit sistemi jistgħu jiksbu kompatibilità termodinamika. It-taħlit tirreferi għall-kapaċità ta 'komponenti differenti li jiffurmaw kumplessi omoġenji, u l-kriterju użat komunement huwa li l-kumplessi juru punt wieħed ta' transizzjoni tal-ħġieġ.

Differenti mill-kompatibilità termodinamika, il-kompatibilità ġeneralizzata tirreferi għall-abbiltà ta 'kull komponent fis-sistema kompost li jakkomoda lil xulxin, li hija proposta minn lat prattiku [257].

Ibbażat fuq kompatibilità ġeneralizzata, sistemi komposti polimeru jistgħu jinqasmu f'sistemi kompletament kompatibbli, parzjalment kompatibbli u kompletament inkompatibbli. Sistema kompletament kompatibbli tfisser li l-kompost huwa termodinamikament mħallat fil-livell molekulari; sistema parzjalment kompatibbli tfisser li l-kompost huwa kompatibbli f'ċerta temperatura jew firxa ta 'kompożizzjoni; sistema kompletament inkompatibbli tfisser li l-kompost huwa Taħlit fil-livell molekulari ma tistax tinkiseb fl-ebda temperatura jew kompożizzjoni.

Minħabba ċerti differenzi strutturali u entropija konformazzjonali bejn polimeri differenti, il-biċċa l-kbira tas-sistemi kumplessi tal-polimeri huma parzjalment kompatibbli jew inkompatibbli [11, 12]. Skont is-separazzjoni tal-fażi tas-sistema komposta u l-livell tat-taħlit, il-kompatibilità tas-sistema parzjalment kompatibbli wkoll tvarja ħafna [11]. Il-proprjetajiet makroskopiċi tal-komposti tal-polimeru huma relatati mill-qrib mal-morfoloġija mikroskopika interna tagħhom u l-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi ta 'kull komponent. 240], għalhekk huwa ta 'sinifikat kbir li tistudja l-morfoloġija mikroskopika u l-kompatibilità tas-sistema komposta.

Metodi ta' Riċerka u Karatterizzazzjoni għall-Kompatibbiltà ta' Komposti Binarji:

(1) It-temperatura tat-transizzjoni tal-ħġieġ T���metodu ta' tqabbil. Tqabbil tat-T���tal-kompost bit-T���tal-komponenti tiegħu, jekk T wieħed biss���jidher fil-kompost, is-sistema kompost hija sistema kompatibbli; jekk hemm żewġ T���, u ż-żewġ T���pożizzjonijiet tal-kompost huma fiż-żewġ gruppi In-nofs tal-punti T���jindika li s-sistema komposta hija sistema parzjalment kompatibbli; jekk hemm żewġ T���, u jinsabu fil-pożizzjonijiet taż-żewġ komponenti T���, tindika li s-sistema komposta hija sistema inkompatibbli.

T���L-istrumenti tat-test spiss użati fil-metodu ta 'tqabbil huma analizzatur termomekkaniku dinamiku (DMA) u kalorimetru ta' skannjar differenzjali (DSC). Dan il-metodu jista 'malajr jiġġudika l-kompatibilità tas-sistema kompost, iżda jekk it-T���taż-żewġ komponenti huwa simili, T wieħed���se jidher ukoll wara taħlit, għalhekk dan il-metodu għandu ċerti nuqqasijiet [10].

(2) Metodu ta 'osservazzjoni morfoloġika. L-ewwel, osserva l-morfoloġija makroskopika tal-kompost. Jekk il-kompost għandu separazzjoni tal-fażi ovvja, jista 'jiġi ġġudikat b'mod preliminari li s-sistema kompost hija sistema inkompatibbli. It-tieni nett, il-morfoloġija mikroskopika u l-istruttura tal-fażi tal-kompost huma osservati bil-mikroskopju. Iż-żewġ komponenti li huma kompletament kompatibbli se jiffurmaw stat omoġenju. Għalhekk, il-kompost b'kompatibilità tajba jista 'josserva distribuzzjoni uniformi tal-fażi u daqs żgħir tal-partiċelli tal-fażi mxerrda. u interface blurry.

L-istrumenti tat-test spiss użati fil-metodu ta 'osservazzjoni tat-topografija huma mikroskopju ottiku u mikroskopju elettroniku tal-iskannjar (SEM). Il-metodu ta 'osservazzjoni tat-topografija jista' jintuża bħala metodu awżiljarju flimkien ma 'metodi oħra ta' karatterizzazzjoni。

(3) Metodu ta 'trasparenza. F'sistema komposta parzjalment kompatibbli, iż-żewġ komponenti jistgħu jkunu kompatibbli f'ċerta firxa ta 'temperatura u kompożizzjoni, u s-separazzjoni tal-fażi sseħħ lil hinn minn din il-medda. Fil-proċess tat-trasformazzjoni tas-sistema komposta minn sistema omoġenja għal sistema b'żewġ fażijiet, it-trażmissjoni tad-dawl tagħha tinbidel, għalhekk il-kompatibilità tagħha tista 'tiġi studjata billi tistudja t-trasparenza tal-kompost.

Dan il-metodu jista 'jintuża biss bħala metodu awżiljarju, għaliex meta l-indiċi ta' rifrazzjoni taż-żewġ polimeri huma l-istess, il-kompost miksub bit-taħlit taż-żewġ polimeri inkompatibbli huwa wkoll trasparenti.

(4) Metodu reoloġiku. F'dan il-metodu, il-bidla f'daqqa tal-parametri viskoelastiċi tal-kompost tintuża bħala s-sinjal tas-separazzjoni tal-fażi, pereżempju, il-bidla f'daqqa tal-kurva tal-viskożità-temperatura tintuża biex timmarka s-separazzjoni tal-fażi, u l-bidla f'daqqa tal-apparenti Shear stress-temperatura kurva hija użata bħala s-sinjal tas-separazzjoni tal-fażi. Is-sistema ta 'taħlit mingħajr separazzjoni tal-fażi wara t-taħlit għandha kompatibilità tajba, u dawk b'separazzjoni tal-fażi huma sistema inkompatibbli jew parzjalment kompatibbli [258].

(5) Metodu tal-kurva ta 'Han. Il-kurva ta' Han hija lg���'(���) lg G”, jekk il-kurva ta 'Han tas-sistema komposta m'għandhiex dipendenza fuq it-temperatura, u l-kurva ta' Han f'temperaturi differenti tifforma kurva ewlenija, is-sistema komposta hija kompatibbli; jekk is-sistema kompost hija kompatibbli Il-kurva ta 'Han hija dipendenti mit-temperatura. Jekk il-kurva ta 'Han tkun separata minn xulxin f'temperaturi differenti u ma tistax tifforma kurva ewlenija, is-sistema kompost hija inkompatibbli jew parzjalment kompatibbli. Għalhekk, il-kompatibilità tas-sistema kompost tista 'tiġi ġġudikata skond is-separazzjoni tal-kurva ta' Han.

(6) Metodu tal-viskożità tas-soluzzjoni. Dan il-metodu juża l-bidla tal-viskożità tas-soluzzjoni biex jikkaratterizza l-kompatibilità tas-sistema komposta. Taħt konċentrazzjonijiet ta 'soluzzjoni differenti, il-viskożità tal-kompost hija plottjata kontra l-kompożizzjoni. Jekk hija relazzjoni lineari, dan ifisser li s-sistema komposta hija kompletament kompatibbli; jekk hija relazzjoni mhux lineari, dan ifisser li s-sistema komposta hija parzjalment kompatibbli; jekk tkun kurva f'forma ta' S, allura turi li s-sistema komposta hija kompletament inkompatibbli [10].

(7) Spettroskopija infra-aħmar. Wara li ż-żewġ polimeri huma komposti, jekk il-kompatibilità hija tajba, se jkun hemm interazzjonijiet bħal bonds ta 'l-idroġenu, u l-pożizzjonijiet tal-faxxa tal-gruppi karatteristiċi fuq l-ispettru infra-aħmar ta' kull grupp fuq il-katina tal-polimer se jaqilbu. L-offset tal-meded tal-grupp karatteristiċi tal-kumpless u kull komponent jista 'jiġġudika l-kompatibilità tas-sistema kumplessa.

Barra minn hekk, il-kompatibilità tal-kumplessi tista 'tiġi studjata wkoll minn analizzaturi termogravimetriċi, diffrazzjoni tar-raġġi-X, tifrix tar-raġġi-X ta' angolu żgħir, tifrix tad-dawl, tixrid ta 'elettroni newtroni, reżonanza manjetika nukleari u tekniki ultrasoniċi [10].

1.3.4 Il-progress tar-riċerka tat-taħlit ta' hydroxypropyl methylcellulose/hydroxypropyl lamtu

1.3.4.1 Tagħqid ta' hydroxypropyl methylcellulose u sustanzi oħra

Komposti ta 'HPMC u sustanzi oħra jintużaw prinċipalment f'sistemi ta' rilaxx ikkontrollat ​​mid-droga u materjali tal-ippakkjar tal-film li jittieklu jew degradabbli. Fl-applikazzjoni ta 'rilaxx ikkontrollat ​​mid-droga, il-polimeri spiss komposti ma' HPMC jinkludu polimeri sintetiċi bħall-alkoħol polyvinyl (PVA), kopolimeru tal-aċidu lattiku-aċidu glikoliku (PLGA) u polycaprolactone (PCL), kif ukoll proteini, Polimeri naturali bħal polisakkaridi. Abdel-Zaher et al. studja l-kompożizzjoni strutturali, l-istabbiltà termali u r-relazzjoni tagħhom mal-prestazzjoni tal-komposti HPMC/PVA, u r-riżultati wrew li hemm xi miscibility fil-preżenza taż-żewġ polimeri [259]. Zabihi et al. uża l-kumpless HPMC/PLGA biex jipprepara mikrokapsuli għal rilaxx kontrollat ​​u sostnut ta 'insulina, li jista' jikseb rilaxx sostnut fl-istonku u fl-imsaren [260]. Javed et al. HPMC idrofiliku kompost u PCL idrofobiku u uża kumplessi HPMC / PCL bħala materjali ta 'mikrokapsuli għal rilaxx ikkontrollat ​​u sostnut tad-droga, li jistgħu jiġu rilaxxati f'partijiet differenti tal-ġisem tal-bniedem billi jiġi aġġustat il-proporzjon ta' kompost [261]. Ding et al. studja l-proprjetajiet reoloġiċi bħall-viskożità, il-viskoelastiċità dinamika, l-irkupru tal-creep, u t-tixotropija ta 'kumplessi HPMC/collagen użati fil-qasam tar-rilaxx ikkontrollat ​​tad-droga, li jipprovdu gwida teoretika għal applikazzjonijiet industrijali [262]. Arthanari, Cai u Rai et al. [263-265] Il-kumplessi ta 'HPMC u polysaccharides bħal chitosan, xanthan gum, u alġinat tas-sodju ġew applikati fil-proċess ta' vaċċin u rilaxx sostnut tad-droga, u r-riżultati wrew effett ta 'rilaxx ta' droga kontrollabbli [263-265].

Fl-iżvilupp ta 'materjali tal-ippakkjar tal-film li jittieklu jew degradabbli, il-polimeri ħafna drabi kkombinati ma' HPMC huma prinċipalment polimeri naturali bħal lipidi, proteini u polisakkaridi. Karaca, Fagundes u Contreras-Oliva et al. ipprepara membrani komposti li jittieklu b'kumplessi HPMC/lipidi, u użahom fil-preservazzjoni ta 'għanbaqar, tadam taċ-ċirasa u ċitru, rispettivament. Ir-riżultati wrew li l-membrani kumplessi HPMC/lipidi kellhom tajjeb l-effett antibatteriku taż-żamma friska [266-268]. Shetty, Rubilar, u Ding et al. studja l-proprjetajiet mekkaniċi, l-istabbiltà termali, il-mikrostruttura u l-interazzjonijiet bejn il-komponenti ta 'films komposti li jittieklu ppreparati minn HPMC, proteina tal-ħarir, iżolat tal-proteina tax-xorrox u kollaġen, rispettivament [269-271]. Esteghlal et al. HPMC ifformulat bil-ġelatina biex jipprepara films li jittieklu għall-użu f'materjali tal-ippakkjar b'bażi ​​bijoloġika [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata u Ortega-Toro et al. ippreparat HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/ethyl cellulose u HPMC/lamtu films komposti li jittieklu, rispettivament, u studjaw l-istabbiltà termali tagħhom, proprjetajiet mekkaniċi, mikrostruttura u proprjetajiet antibatteriċi [139, 272-274]. Il-kompost HPMC/PLA jista 'jintuża wkoll bħala materjal tal-ippakkjar għall-komoditajiet tal-ikel, ġeneralment bl-estrużjoni [275].

Fl-iżvilupp ta 'materjali tal-ippakkjar tal-film li jittieklu jew degradabbli, il-polimeri ħafna drabi kkombinati ma' HPMC huma prinċipalment polimeri naturali bħal lipidi, proteini u polisakkaridi. Karaca, Fagundes u Contreras-Oliva et al. ipprepara membrani komposti li jittieklu b'kumplessi HPMC/lipidi, u użahom fil-preservazzjoni ta 'għanbaqar, tadam taċ-ċirasa u ċitru, rispettivament. Ir-riżultati wrew li l-membrani kumplessi HPMC/lipidi kellhom tajjeb l-effett antibatteriku taż-żamma friska [266-268]. Shetty, Rubilar, u Ding et al. studja l-proprjetajiet mekkaniċi, l-istabbiltà termali, il-mikrostruttura u l-interazzjonijiet bejn il-komponenti ta 'films komposti li jittieklu ppreparati minn HPMC, proteina tal-ħarir, iżolat tal-proteina tax-xorrox u kollaġen, rispettivament [269-271]. Esteghlal et al. HPMC ifformulat bil-ġelatina biex jipprepara films li jittieklu għall-użu f'materjali tal-ippakkjar b'bażi ​​bijoloġika [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata u Ortega-Toro et al. ippreparat HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/ethyl cellulose u HPMC/lamtu films komposti li jittieklu, rispettivament, u studjaw l-istabbiltà termali tagħhom, proprjetajiet mekkaniċi, mikrostruttura u proprjetajiet antibatteriċi [139, 272-274]. Il-kompost HPMC/PLA jista 'jintuża wkoll bħala materjal tal-ippakkjar għall-komoditajiet tal-ikel, ġeneralment bl-estrużjoni [275].

1.3.4.2 Tagħqid ta' lamtu u sustanzi oħra

Ir-riċerka dwar it-taħlit tal-lamtu u sustanzi oħra inizjalment iffokat fuq diversi sustanzi idrofobiċi tal-poliester alifatiċi, inkluż polylactic acid (PLA), polycaprolactone (PCL), polybutene succinic acid (PBSA), eċċ. 276]. Muller et al. studja l-istruttura u l-proprjetajiet tal-komposti tal-lamtu/PLA u l-interazzjoni bejn it-tnejn, u r-riżultati wrew li l-interazzjoni bejn it-tnejn kienet dgħajfa u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-komposti kienu fqar [277]. Correa, Komur u Diaz-Gomez et al. studja l-proprjetajiet mekkaniċi, il-proprjetajiet reoloġiċi, il-proprjetajiet tal-ġel u l-kompatibilità taż-żewġ komponenti tal-kumplessi tal-lamtu/PCL, li ġew applikati għall-iżvilupp ta 'materjali bijodegradabbli, Materjali bijomediċi u Materjali tal-Armar tal-Inġinerija tat-Tessuti [278-280]. Ohkika et al. sabet li t-taħlita ta 'lamtu tal-qamħirrun u PBSA hija promettenti ħafna. Meta l-kontenut tal-lamtu huwa 5-30%, iż-żieda tal-kontenut tal-granuli tal-lamtu tista 'żżid il-modulu u tnaqqas l-istress tat-tensjoni u t-titwil waqt il-waqfa [281,282]. Il-poliester alifatiku idrofobiku huwa termodinamikament inkompatibbli mal-lamtu idrofiliku, u diversi kompatibbli u addittivi huma ġeneralment miżjuda biex itejbu l-interface tal-fażi bejn il-lamtu u l-poliester. Szadkowska, Ferri, and Li et al. studja l-effetti ta 'plastiċizzanti bbażati fuq silanol, żejt taż-żerriegħa tal-kittien maleic anhydride, u derivattivi ta' żejt veġetali funzjonalizzati fuq l-istruttura u l-proprjetajiet tal-kumplessi tal-lamtu/PLA, rispettivament [283-285]. Ortega-Toro, Yu et al. uża aċidu ċitriku u diisocyanate tad-diphenylmethane biex jikkompatizza l-kompost tal-lamtu/PCL u l-kompost tal-lamtu/PBSA, rispettivament, biex itejjeb il-proprjetajiet tal-materjal u l-istabbiltà [286, 287].

F'dawn l-aħħar snin, saru aktar u aktar riċerki dwar it-taħlit tal-lamtu ma 'polimeri naturali bħal proteini, polisakkaridi u lipidi. Teklehaimanot, Sahin-Nadeen u Zhang et al studjaw il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-lamtu/zein, lamtu/proteina tax-xorrox u kumplessi tal-lamtu/ġelatina, rispettivament, u r-riżultati kollha kisbu riżultati tajbin, li jistgħu jiġu applikati għal bijomaterjali tal-ikel u kapsuli [52, 288, 289]. Lozanno-Navarro, Talon and Ren et al. studja t-trasmittanza tad-dawl, proprjetajiet mekkaniċi, proprjetajiet antibatteriċi u konċentrazzjoni ta 'chitosan ta' films komposti tal-lamtu/chitosan, rispettivament, u żiedet estratti naturali, polifenoli tat-te u aġenti antibatteriċi naturali oħra biex itejbu l-effett antibatteriku tal-film kompost. Ir-riżultati tar-riċerka juru li l-film kompost tal-lamtu/chitosan għandu potenzjal kbir fl-ippakkjar attiv tal-ikel u l-mediċina [290-292]. Kaushik, Ghanbarzadeh, Arvanitoyannis, u Zhang et al. studja l-proprjetajiet tan-nanokristalli tal-lamtu/ċelluloża, lamtu/carboxymethylcellulose, lamtu/methylcellulose, u films komposti tal-lamtu/hydroxypropylmethylcellulose, rispettivament, u l-applikazzjonijiet ewlenin f'materjali tal-ippakkjar li jittieklu/bijodegradabbli [293-295]. Dafe, Jumaidin u Lascombes et al. studja l-komposti tal-gomma tal-lamtu/ikel bħal lamtu/pektin, lamtu/agar u lamtu/carrageenan, prinċipalment użati fil-qasam tal-ippakkjar tal-ikel u l-ikel [296-298]. Il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-lamtu tat-tapjoka/żejt tal-qamħirrum, kumplessi tal-lamtu/lipidi ġew studjati minn Perez, De et al., Prinċipalment biex jiggwidaw il-proċess ta 'produzzjoni ta' ikel estruż [299, 300].

1.3.4.3 Tagħqid ta' hydroxypropyl methylcellulose u lamtu

Fil-preżent, m'hemmx ħafna studji dwar is-sistema komposta ta 'HPMC u lamtu fid-dar u barra, u ħafna minnhom qed iżidu ammont żgħir ta' HPMC fil-matriċi tal-lamtu biex itejbu l-fenomenu tat-tixjiħ tal-lamtu. Jimenez et al. uża HPMC biex inaqqas it-tixjiħ tal-lamtu indiġenu biex itejjeb il-permeabilità tal-membrani tal-lamtu. Ir-riżultati wrew li ż-żieda ta 'HPMC naqqset it-tixjiħ tal-lamtu u żiedet il-flessibilità tal-membrana komposta. Il-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrana kompost żdiedet b'mod sinifikanti, iżda l-prestazzjoni li ma jgħaddix ilma minnha ma kinitx. Kemm inbidel [301]. Villacres, Basch et al. HPMC kompost u lamtu tat-tapjoka biex jippreparaw materjali tal-ippakkjar tal-film komposti HPMC/lamtu, u studja l-effett plastifikanti tal-gliċerina fuq il-film kompost u l-effetti tas-sorbat tal-potassju u nisin fuq il-proprjetajiet antibatteriċi tal-film kompost. Ir-riżultati Juri li biż-żieda tal-kontenut HPMC, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-film kompost jiżdiedu, it-titwil waqt il-waqfa jonqos, u l-permeabilità tal-fwar tal-ilma għandha ftit effett; sorbat tal-potassju u nisin jistgħu t-tnejn itejbu l-film kompost. L-effett antibatteriku ta 'żewġ aġenti antibatteriċi huwa aħjar meta jintużaw flimkien [112, 302]. Ortega-Toro et al. studja l-proprjetajiet ta 'HPMC/lamtu membrani komposti hot-pressed, u studja l-effett ta' aċidu ċitriku fuq il-proprjetajiet ta 'membrani komposti. Ir-riżultati wrew li HPMC kien imxerred fil-fażi kontinwa tal-lamtu, u kemm l-aċidu ċitriku kif ukoll HPMC kellhom effett fuq it-tixjiħ tal-lamtu. sa ċertu grad ta' inibizzjoni [139]. Ayorinde et al. uża film kompost HPMC/lamtu għall-kisi ta 'amlodipine orali, u r-riżultati wrew li l-ħin tad-diżintegrazzjoni u r-rata ta' rilaxx tal-film kompost kienu tajbin ħafna [303].

Zhao Ming et al. studja l-effett tal-lamtu fuq ir-rata ta 'żamma tal-ilma tal-films HPMC, u r-riżultati wrew li l-lamtu u l-HPMC kellhom ċertu effett sinerġistiku, li rriżulta f'żieda ġenerali fir-rata ta' żamma tal-ilma [304]. Zhang et al. studja l-proprjetajiet tal-film tal-kompost HPMC/HPS u l-proprjetajiet reoloġiċi tas-soluzzjoni. Ir-riżultati juru li s-sistema kompost HPMC/HPS għandha ċerta kompatibilità, il-prestazzjoni tal-membrana kompost hija tajba, u l-proprjetajiet reoloġiċi ta 'HPS għal HPMC Għandu effett ta' bilanċ tajjeb [305, 306]. Hemm ftit studji dwar is-sistema kompost HPMC/lamtu b'kontenut għoli ta 'HPMC, u ħafna minnhom huma fir-riċerka tal-prestazzjoni baxxa, u r-riċerka teoretika dwar is-sistema kompost hija relattivament nieqsa, speċjalment il-ġell ta' HPMC/HPS kiesaħ-sħana maqluba -fażi ġel kompost. Studji mekkanistiċi għadhom fi stat vojt.

1.4 Reoloġija tal-kumplessi tal-polimer

Fil-proċess tal-ipproċessar ta 'materjali polimeriċi, inevitabbilment se jseħħu fluss u deformazzjoni, u r-reoloġija hija x-xjenza li tistudja l-liġijiet tal-fluss u d-deformazzjoni tal-materjali [307]. Il-fluss huwa proprjetà ta 'materjali likwidi, filwaqt li d-deformazzjoni hija proprjetà ta' materjali solidi (kristallini). Tqabbil ġenerali tal-fluss likwidu u d-deformazzjoni solida huwa kif ġej:

F'applikazzjonijiet industrijali prattiċi ta 'materjali polimeri, il-viskożità u l-viskoelastiċità tagħhom jiddeterminaw il-prestazzjoni tal-ipproċessar tagħhom. Fil-proċess tal-ipproċessar u l-iffurmar, bil-bidla tar-rata ta 'shear, il-viskożità tal-materjali tal-polimer jista' jkollha kobor kbir ta 'diversi ordnijiet ta' kobor. Bidla [308]. Proprjetajiet reoloġiċi bħal viskożità u shear thinning jaffettwaw direttament il-kontroll tal-ippumpjar, perfużjoni, tixrid u bexx matul l-ipproċessar ta 'materjali polimeri, u huma l-aktar proprjetajiet importanti ta' materjali polimeri.

1.4.1 Viscoelasticity tal-polimeri

Taħt il-forza esterna, il-likwidu tal-polimeru mhux biss jista 'jiċċirkola, iżda wkoll juri deformazzjoni, li juri tip ta' prestazzjoni ta '"viskoelastiċità", u l-essenza tiegħu hija l-koeżistenza ta' "solidu-likwidu b'żewġ fażijiet" [309]. Madankollu, din il-viscoelasticity mhijiex viscoelasticity lineari f'deformazzjonijiet żgħar, iżda viscoelasticity mhux lineari fejn il-materjal juri deformazzjonijiet kbar u stress fit-tul [310].

Is-soluzzjoni akwea naturali tal-polisakkarid tissejjaħ ukoll hydrosol. Fis-soluzzjoni dilwita, il-makromolekuli tal-polisakkaridi huma fil-forma ta 'koljaturi separati minn xulxin. Meta l-konċentrazzjoni tiżdied għal ċertu valur, il-koljaturi makromolekulari jippenetraw flimkien u jikkoinċidu lil xulxin. Il-valur jissejjaħ il-konċentrazzjoni kritika [311]. Taħt il-konċentrazzjoni kritika, il-viskożità tas-soluzzjoni hija relattivament baxxa, u mhix affettwata mir-rata ta 'shear, li turi l-imġieba tal-fluwidu Newtonjan; meta tintlaħaq il-konċentrazzjoni kritika, il-makromolekuli li oriġinarjament jimxu f'iżolament jibdew jitħabblu ma 'xulxin, u l-viskożità tas-soluzzjoni tiżdied b'mod sinifikanti. żieda [312]; filwaqt li meta l-konċentrazzjoni taqbeż il-konċentrazzjoni kritika, jiġi osservat shear thinning u s-soluzzjoni turi mġiba fluwidu mhux Newtonjan [245].

Xi idrosols jistgħu jiffurmaw ġellijiet taħt ċerti kundizzjonijiet, u l-proprjetajiet viscoelastiċi tagħhom huma ġeneralment ikkaratterizzati minn modulu ta 'ħażna G', modulu ta' telf G” u d-dipendenza tal-frekwenza tagħhom. Il-modulu tal-ħażna jikkorrispondi għall-elastiċità tas-sistema, filwaqt li Il-modulu tat-telf jikkorrispondi għall-viskożità tas-sistema [311]. F'soluzzjonijiet dilwiti, m'hemm l-ebda taħbil bejn il-molekuli, għalhekk fuq firxa wiesgħa ta 'frekwenzi, G′ huwa ħafna iżgħar minn G″, u wera dipendenza qawwija fuq il-frekwenza. Billi G′ u G″ huma proporzjonali għall-frekwenza ω u kwadratiċi tagħha, rispettivament, meta l-frekwenza hija ogħla, G′ > G″. Meta l-konċentrazzjoni tkun ogħla mill-konċentrazzjoni kritika, G′ u G″ għad għandhom dipendenza fuq il-frekwenza. Meta l-frekwenza tkun aktar baxxa, G′ <G″, u l-frekwenza tiżdied gradwalment, it-tnejn se jaqsmu, u jreġġgħu lura għal G′> fir-reġjun ta 'frekwenza għolja G”.

Il-punt kritiku li fih idrosol polisakkarid naturali jittrasforma f'ġel jissejjaħ il-punt tal-ġel. Hemm ħafna definizzjonijiet tal-punt tal-ġel, u l-aktar komunement użata hija d-definizzjoni ta 'viskoelastiċità dinamika fir-reoloġija. Meta l-modulu tal-ħażna G′ tas-sistema huwa ugwali għall-modulu tat-telf G″, huwa l-punt tal-ġel, u G′ > G″ Formazzjoni tal-ġel [312, 313].

Xi molekuli tal-polisakkaridi naturali jiffurmaw assoċjazzjonijiet dgħajfa, u l-istruttura tal-ġel tagħhom tinqered faċilment, u G' huwa kemmxejn akbar minn G”, li juri dipendenza ta 'frekwenza aktar baxxa; filwaqt li xi molekuli polisakkaridi naturali jistgħu jiffurmaw reġjuni ta 'cross-linking stabbli, li L-istruttura tal-ġell hija aktar b'saħħitha, G′ hija ħafna akbar minn G″, u m'għandha l-ebda dipendenza fuq il-frekwenza [311].

1.4.2 Imġiba reoloġika tal-kumplessi tal-polimer

Għal sistema kompost polimeru kompletament kompatibbli, il-kompost huwa sistema omoġenja, u l-viskoelastiċità tagħha hija ġeneralment is-somma tal-proprjetajiet ta 'polimeru wieħed, u l-viskoelastiċità tagħha tista' tiġi deskritta b'regoli empiriċi sempliċi [314]. Il-prattika wriet li s-sistema omoġenja ma twassalx għat-titjib tal-proprjetajiet mekkaniċi tagħha. Għall-kuntrarju, xi sistemi kumplessi bi strutturi separati f'fażijiet għandhom prestazzjoni eċċellenti [315].

Il-kompatibilità ta 'sistema kompost parzjalment kompatibbli se tkun affettwata minn fatturi bħall-proporzjon tal-kompost tas-sistema, ir-rata ta' shear, it-temperatura u l-istruttura tal-komponent, li turi kompatibilità jew separazzjoni tal-fażi, u t-tranżizzjoni minn kompatibilità għal separazzjoni tal-fażi hija inevitabbli. li jwassal għal bidliet sinifikanti fil-viskoelastiċità tas-sistema [316, 317]. F'dawn l-aħħar snin, kien hemm bosta studji dwar l-imġiba viscoelastika ta 'sistemi kumplessi ta' polimeri parzjalment kompatibbli. Ir-riċerka turi li l-imġieba reoloġika tas-sistema kompost fiż-żona ta 'kompatibilità tippreżenta l-karatteristiċi tas-sistema omoġenja. Fiż-żona ta 'separazzjoni tal-fażi, l-imġieba reoloġika hija kompletament differenti miż-żona omoġenja u estremament kumplessa.

Il-fehim tal-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema ta 'taħlit taħt konċentrazzjonijiet differenti, proporzjonijiet ta' kompost, rati ta 'shear, temperaturi, eċċ huwa ta' sinifikat kbir għall-għażla korretta tat-teknoloġija tal-ipproċessar, disinn razzjonali tal-formuli, kontroll strett tal-kwalità tal-prodott, u tnaqqis xieraq tal-produzzjoni konsum tal-enerġija. [309]. Pereżempju, għal materjali sensittivi għat-temperatura, il-viskożità tal-materjal tista 'tinbidel billi tiġi aġġustata t-temperatura. U ttejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar; tifhem iż-żona ta 'shear thinning tal-materjal, agħżel ir-rata ta' shear xierqa biex tikkontrolla l-prestazzjoni tal-ipproċessar tal-materjal, u ttejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni.

1.4.3 Fatturi li jaffettwaw il-proprjetajiet reoloġiċi tal-kompost

1.4.3.1 Kompożizzjoni

Il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi u l-istruttura interna tas-sistema komposta huma riflessjoni komprensiva tal-kontribuzzjonijiet magħquda tal-proprjetajiet ta 'kull komponent u l-interazzjoni bejn il-komponenti. Għalhekk, il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi ta 'kull komponent innifsu għandhom rwol deċiżiv fis-sistema komposta. Il-grad ta 'kompatibilità bejn polimeri differenti jvarja ħafna, xi wħud huma kompatibbli ħafna, u xi wħud huma kważi kompletament inkompatibbli.

1.4.3.2 Il-proporzjon tas-sistema kompost

Il-viscoelasticity u l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema kompost polimeru se jinbidlu b'mod sinifikanti mal-bidla tal-proporzjon kompost. Dan għaliex il-proporzjon kompost jiddetermina l-kontribuzzjoni ta 'kull komponent għas-sistema kompost, u jaffettwa wkoll kull komponent. interazzjoni u distribuzzjoni tal-fażi. Xie Yajie et al. studjat chitosan/hydroxypropyl cellulose u sab li l-viskożità tal-kompost żdiedet b'mod sinifikanti biż-żieda tal-kontenut ta 'hydroxypropyl cellulose [318]. Zhang Yayuan et al. studja l-kumpless ta 'xanthan gum u lamtu tal-qamħirrum u sabet li meta l-proporzjon tal-xanthan gum kien ta' 10%, il-koeffiċjent ta 'konsistenza, stress ta' rendiment u indiċi fluwidu tas-sistema kumplessa żdiedu b'mod sinifikanti. Ovvjament [319].

1.4.3.3 Rata ta' shear

Il-biċċa l-kbira tal-likwidi polimeri huma fluwidi psewdoplastiki, li ma jikkonformawx mal-liġi tal-fluss ta 'Newton. Il-karatteristika ewlenija hija li l-viskożità hija bażikament mhux mibdula taħt shear baxx, u l-viskożità tonqos drastikament maż-żieda tar-rata ta 'shear [308, 320]. Il-kurva tal-fluss tal-likwidu tal-polimeru tista 'tkun bejn wieħed u ieħor maqsuma fi tliet reġjuni: reġjun Newtonian ta' shear baxx, reġjun ta 'shear thinning u reġjun ta' stabbiltà ta 'shear għoli. Meta r-rata ta 'shear għandha tendenza għal żero, l-istress u r-razza jsiru lineari, u l-imġieba tal-fluss tal-likwidu hija simili għal dik ta' fluwidu Newtonjan. F'dan iż-żmien, il-viskożità għandha tendenza għal ċertu valur, li jissejjaħ il-viskożità zero-shear η0. η0 jirrifletti l-ħin massimu ta 'rilassament tal-materjal u huwa parametru importanti ta' materjali polimeru, li huwa relatat mal-piż molekulari medju tal-polimeru u l-enerġija ta 'attivazzjoni tal-fluss viskuż. Fiż-żona ta 'shear thinning, il-viskożità tonqos gradwalment maż-żieda tar-rata ta' shear, u jseħħ il-fenomenu ta '"shear thinning". Din iż-żona hija żona ta 'fluss tipika fl-ipproċessar ta' materjali polimeri. Fir-reġjun ta 'stabbiltà ta' shear għolja, hekk kif ir-rata ta 'shear tkompli tiżdied, il-viskożità għandha tendenza għal kostanti oħra, il-viskożità ta' shear infinita η∞, iżda dan ir-reġjun huwa ġeneralment diffiċli biex jintlaħaq.

1.4.3.4 Temperatura

It-temperatura taffettwa direttament l-intensità tal-moviment termali każwali tal-molekuli, li jistgħu jaffettwaw b'mod sinifikanti l-interazzjonijiet intermolekulari bħad-diffużjoni, l-orjentazzjoni tal-katina molekulari, u t-tħabbil. B'mod ġenerali, matul il-fluss tal-materjali polimeru, il-moviment tal-ktajjen molekulari jitwettaq f'segmenti; hekk kif it-temperatura tiżdied, il-volum ħieles jiżdied, u r-reżistenza tal-fluss tas-segmenti tonqos, għalhekk il-viskożità tonqos. Madankollu, għal xi polimeri, hekk kif it-temperatura tiżdied, isseħħ assoċjazzjoni idrofobika bejn il-ktajjen, għalhekk il-viskożità tiżdied minflok.

Diversi polimeri għandhom gradi differenti ta 'sensittività għat-temperatura, u l-istess polimeru għoli għandu effetti differenti fuq il-prestazzjoni tal-mekkaniżmu tiegħu f'meded ta' temperatura differenti.

1.5 Is-sinifikat tar-riċerka, l-iskop tar-riċerka u l-kontenut tar-riċerka ta' dan is-suġġett

1.5.1 Sinifikat tar-riċerka

Għalkemm HPMC huwa materjal sikur u li jittiekel użat ħafna fil-qasam tal-ikel u l-mediċina, għandu proprjetajiet tajbin li jifformaw il-film, li jferrxu, li jħaxxnu u li jistabbilizzaw. Il-film HPMC għandu wkoll trasparenza tajba, proprjetajiet ta 'barriera taż-żejt, u proprjetajiet mekkaniċi. Madankollu, il-prezz għoli tiegħu (madwar 100,000/tunnellata) jillimita l-applikazzjoni wiesgħa tiegħu, anke f'applikazzjonijiet farmaċewtiċi ta 'valur ogħla bħal kapsuli. Barra minn hekk, HPMC huwa ġel indott termalment, li jeżisti fi stat ta 'soluzzjoni b'viskożità baxxa f'temperatura baxxa, u jista' jifforma ġel viskuż bħal solidu f'temperatura għolja, għalhekk proċessi ta 'proċessar bħal kisi, bexx u dippjar għandhom Jinġarru barra f'temperatura għolja, li tirriżulta f'konsum għoli ta 'enerġija ta' produzzjoni u spiża għolja ta 'produzzjoni. Proprjetajiet bħal viskożità aktar baxxa u saħħa tal-ġell ta 'HPMC f'temperaturi baxxi jnaqqsu l-proċessabbiltà ta' HPMC f'ħafna applikazzjonijiet.

B'kuntrast, HPS huwa materjal li jittiekel irħis (madwar 20,000/tunnellata) li huwa wkoll użat ħafna fil-qasam tal-ikel u l-mediċina. Ir-raġuni għaliex l-HPMC hija tant għalja hija li ċ-ċelluloża tal-materja prima użata biex tipprepara HPMC tiswa aktar mil-lamtu tal-materja prima użata biex tipprepara HPS. Barra minn hekk, HPMC huwa mlaqqam b'żewġ sostituenti, hydroxypropyl u methoxy. Bħala riżultat, il-proċess ta 'preparazzjoni huwa kkumplikat ħafna, għalhekk il-prezz ta' HPMC huwa ħafna ogħla minn dak ta 'HPS. Dan il-proġett jittama li jissostitwixxi xi wħud mill-HPMCs għaljin b'HPS bi prezz baxx, u jnaqqas il-prezz tal-prodott fuq il-bażi taż-żamma ta 'funzjonijiet simili.

Barra minn hekk, HPS huwa ġel kiesaħ, li jeżisti fi stat ta 'ġel viskoelastiku f'temperatura baxxa u jifforma soluzzjoni li tiċċirkola f'temperatura għolja. Għalhekk, iż-żieda ta 'HPS ma' HPMC tista 'tnaqqas it-temperatura tal-ġell ta' HPMC u żżid il-viskożità tagħha f'temperatura baxxa. u s-saħħa tal-ġel, ittejjeb il-proċessabbiltà tagħha f'temperaturi baxxi. Barra minn hekk, il-film li jittiekel HPS għandu proprjetajiet tajbin ta 'barriera ta' l-ossiġnu, għalhekk iż-żieda ta 'HPS f'HPMC tista' ttejjeb il-proprjetajiet ta 'barriera ta' l-ossiġnu tal-film li jittiekel.

Fil-qosor, il-kombinazzjoni ta 'HPMC u HPS: L-ewwel, għandha sinifikat teoretiku importanti. HPMC huwa ġel sħun, u HPS huwa ġel kiesaħ. Billi tgħaqqad it-tnejn, teoretikament hemm punt ta 'tranżizzjoni bejn ġellijiet sħan u kesħin. L-istabbiliment ta 'sistema kompost ta' ġel kiesaħ u sħun HPMC/HPS u r-riċerka tal-mekkaniżmu tagħha jistgħu jipprovdu mod ġdid għar-riċerka ta 'dan it-tip ta' sistema ta 'kompost ta' ġel kiesaħ u sħun b'fażi inversa, gwida teoretika stabbilita. It-tieni, jista 'jnaqqas l-ispejjeż tal-produzzjoni u jtejjeb il-profitti tal-prodott. Permezz tal-kombinazzjoni ta 'HPS u HPMC, l-ispiża tal-produzzjoni tista' titnaqqas f'termini ta 'materja prima u konsum tal-enerġija tal-produzzjoni, u l-profitt tal-prodott jista' jitjieb ħafna. It-tielet nett, jista 'jtejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar u jespandi l-applikazzjoni. Iż-żieda ta 'HPS tista' żżid il-konċentrazzjoni u s-saħħa tal-ġell ta 'HPMC f'temperatura baxxa, u ttejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar tagħha f'temperatura baxxa. Barra minn hekk, il-prestazzjoni tal-prodott tista 'titjieb. Billi żżid HPS biex tipprepara l-film kompost li jittiekel ta 'HPMC/HPS, il-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu tal-film li jittiekel jistgħu jittejbu.

Il-kompatibilità tas-sistema tal-kompost polimeru tista 'tiddetermina direttament il-morfoloġija mikroskopika u l-proprjetajiet komprensivi tal-kompost, speċjalment il-proprjetajiet mekkaniċi. Għalhekk, huwa importanti ħafna li tistudja l-kompatibilità tas-sistema kompost HPMC/HPS. Kemm HPMC kif ukoll HPS huma polisakkaridi idrofiliċi bl-istess unità strutturali-glukożju u modifikati mill-istess grupp funzjonali hydroxypropyl, li jtejjeb ħafna l-kompatibilità tas-sistema kompost HPMC/HPS. Madankollu, HPMC huwa ġel kiesaħ u HPS huwa ġel sħun, u l-imġieba inversa tal-ġell tat-tnejn twassal għall-fenomenu ta 'separazzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS. Fil-qosor, il-morfoloġija tal-fażi u t-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost tal-ġell kiesaħ-sħun HPMC/HPS huma pjuttost kumplessi, għalhekk il-kompatibilità u s-separazzjoni tal-fażi ta 'din is-sistema se jkunu interessanti ħafna.

L-istruttura morfoloġika u l-imġiba reoloġika tas-sistemi kumplessi tal-polimer huma interrelatati. Min-naħa waħda, l-imġieba reoloġika waqt l-ipproċessar se jkollha impatt kbir fuq l-istruttura morfoloġika tas-sistema; min-naħa l-oħra, l-imġieba reoloġika tas-sistema tista 'tirrifletti b'mod preċiż il-bidliet fl-istruttura morfoloġika tas-sistema. Għalhekk, huwa ta 'sinifikat kbir li jiġu studjati l-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost HPMC/HPS għall-gwida tal-produzzjoni, l-ipproċessar u l-kontroll tal-kwalità.

Il-proprjetajiet makroskopiċi bħall-istruttura morfoloġika, il-kompatibilità u r-reoloġija tas-sistema kompost tal-ġell kiesaħ u sħun HPMC/HPS huma dinamiċi, u huma affettwati minn serje ta 'fatturi bħall-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, il-proporzjon ta' kompost, ir-rata ta 'shear u t-temperatura. Ir-relazzjoni bejn l-istruttura morfoloġika mikroskopika u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema kompost tista 'tiġi regolata billi tikkontrolla l-istruttura morfoloġika u l-kompatibilità tas-sistema komposta.

1.5.2 Għan tar-riċerka

Inbniet is-sistema tal-kompost tal-ġell bil-fażi maqluba kiesħa u sħuna HPMC/HPS, ġew studjati l-proprjetajiet reoloġiċi tagħha, u ġew esplorati l-effetti tal-istruttura fiżika u kimika tal-komponenti, il-proporzjon ta 'taħlit u l-kundizzjonijiet tal-ipproċessar fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema. Il-film kompost li jittiekel ta 'HPMC/HPS ġie ppreparat, u l-proprjetajiet makroskopiċi bħal proprjetajiet mekkaniċi, permeabilità ta' l-arja u proprjetajiet ottiċi tal-film ġew studjati, u ġew esplorati l-fatturi u l-liġijiet li jinfluwenzaw. Studja b'mod sistematiku t-tranżizzjoni tal-fażi, il-kompatibilità u s-separazzjoni tal-fażi tas-sistema kumplessa tal-ġel tal-fażi maqluba HPMC/HPS kiesħa u sħuna, tesplora l-fatturi u l-mekkaniżmi li jinfluwenzaw tagħha, u tistabbilixxi r-relazzjoni bejn l-istruttura morfoloġika mikroskopika u l-proprjetajiet makroskopiċi. L-istruttura morfoloġika u l-kompatibilità tas-sistema komposta huma użati biex jikkontrollaw il-proprjetajiet tal-materjali komposti.

1.5.3 Kontenut tar-riċerka

Sabiex jintlaħaq l-iskop ta’ riċerka mistenni, dan id-dokument se jagħmel ir-riċerka li ġejja:

(1) Ibni s-sistema tal-kompost tal-ġell bil-fażi maqluba kiesħa u sħuna HPMC/HPS, u uża rheometer biex tistudja l-proprjetajiet reoloġiċi tas-soluzzjoni tal-kompost, speċjalment l-effetti tal-konċentrazzjoni, il-proporzjon tat-taħlit u r-rata ta 'shear fuq il-viskożità u l-indiċi tal-fluss ta' is-sistema komposta. L-influwenza u l-liġi tal-proprjetajiet reoloġiċi bħal thixotropy u thixotropy ġew investigati, u l-mekkaniżmu ta 'formazzjoni ta' ġel kompost kiesaħ u sħun ġie esplorat preliminarjament.

(2) Ġie ppreparat film kompost li jittiekel HPMC/HPS, u ntuża mikroskopju elettroniku tal-iskannjar biex tistudja l-influwenza tal-proprjetajiet inerenti ta 'kull komponent u l-proporzjon tal-kompożizzjoni fuq il-morfoloġija mikroskopika tal-film kompost; it-tester tal-proprjetà mekkanika ntuża biex jistudja l-proprjetajiet inerenti ta 'kull komponent, il-kompożizzjoni tal-film kompost L-influwenza tal-proporzjon u l-umdità relattiva ambjentali fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-film kompost; l-użu ta 'tester tar-rata ta' trasmissjoni ta 'ossiġnu u spettrofotometru UV-Vis biex jistudja l-effetti tal-proprjetajiet inerenti tal-komponenti u l-proporzjon tal-kompost fuq il-proprjetajiet ta' trasmissjoni ta 'ossiġnu u dawl tal-film kompost Il-kompatibilità u s-separazzjoni tal-fażi tal-HPMC/HPS kiesaħ- sistema komposti ta 'ġel invers sħun ġew studjati permezz ta' mikroskopija elettronika ta 'skannjar, analiżi termogravimetrika u analiżi termomekkanika dinamika.

(3) Ir-relazzjoni bejn il-morfoloġija mikroskopika u l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema komposta tal-ġel invers kiesaħ-sħun HPMC/HPS ġiet stabbilita. Il-film kompost li jittiekel ta 'HPMC/HPS ġie ppreparat, u l-influwenza tal-konċentrazzjoni tal-kompost u l-proporzjon tal-kompost fuq id-distribuzzjoni tal-fażi u t-tranżizzjoni tal-fażi tal-kampjun ġiet studjata b'mikroskopju ottiku u metodu taż-żebgħa tal-jodju; Ir-regola tal-influwenza tal-konċentrazzjoni tal-kompost u l-proporzjon tal-kompost fuq il-proprjetajiet mekkaniċi u l-proprjetajiet tat-trażmissjoni tad-dawl tal-kampjuni ġiet stabbilita. Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema kompost tal-ġel invers HPMC/HPS kiesaħ-sħun ġiet investigata.

(4) Effetti tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS fuq il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema komposta tal-ġel HPMC/HPS kiesaħ-sħun bil-maqlub. L-effetti tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS, ir-rata ta' shear u t-temperatura fuq il-viskożità u proprjetajiet reoloġiċi oħra tas-sistema kompost, kif ukoll il-punt ta 'transizzjoni tal-ġel, id-dipendenza tal-frekwenza tal-modulu u proprjetajiet oħra tal-ġel u l-liġijiet tagħhom ġew studjati bl-użu ta' reometru. Id-distribuzzjoni tal-fażi li tiddependi mit-temperatura u t-tranżizzjoni tal-fażi tal-kampjuni ġew studjati permezz ta 'tbajja' tal-jodju, u ġie deskritt il-mekkaniżmu ta' ġelazzjoni tas-sistema kumplessa tal-ġel bil-maqlub ta 'fażi kiesħa-sħan HPMC/HPS.

(5) Effetti tal-modifika tal-istruttura kimika tal-HPS fuq il-proprjetajiet makroskopiċi u l-kompatibilità tas-sistema komposta tal-ġel bil-fażi maqluba kiesħa-sħun HPMC/HPS. Il-film kompost li jittiekel ta 'HPMC/HPS ġie ppreparat, u l-effett tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl fuq l-istruttura tal-kristall u l-istruttura tal-mikro-dominju tal-film kompost ġie studjat permezz tat-teknoloġija tat-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir ta' radjazzjoni synchrotron. Il-liġi tal-influwenza tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-membrana kompost ġiet studjata minn tester tal-proprjetà mekkanika; il-liġi tal-influwenza tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS fuq il-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrana kompost ġiet studjata minn tester tal-permeabilità tal-ossiġnu; l-HPS hydroxypropyl Influwenza tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-grupp fuq l-istabbiltà termali ta' films komposti HPMC/HPS.

Kapitolu 2 Studju reoloġiku tas-sistema kompost HPMC/HPS

Films naturali li jittieklu bbażati fuq polimeri jistgħu jiġu ppreparati b'metodu mxarrab relattivament sempliċi [321]. L-ewwel, il-polimeru jiġi maħlul jew imxerred fil-fażi likwida biex jipprepara likwidu li jifforma film li jittiekel jew suspensjoni li jifforma film, u mbagħad ikkonċentrat billi jitneħħa s-solvent. Hawnhekk, l-operazzjoni ġeneralment titwettaq billi tnixxif f'temperatura kemmxejn ogħla. Dan il-proċess huwa tipikament użat biex jipproduċi films li jittieklu ppakkjati minn qabel, jew biex jiksi l-prodott direttament b'soluzzjoni li tifforma film billi tgħaddas, tfarfir jew bexx. Id-disinn tal-ipproċessar tal-film li jittiekel jeħtieġ l-akkwist ta 'dejta reoloġika preċiża tal-likwidu li jifforma l-film, li huwa ta' sinifikat kbir għall-kontroll tal-kwalità tal-prodott ta 'films u kisjiet tal-ippakkjar li jittieklu [322].

HPMC huwa adeżiv termali, li jifforma ġel f'temperatura għolja u jinsab fi stat ta 'soluzzjoni f'temperatura baxxa. Din il-proprjetà tal-ġel termali tagħmel il-viskożità tagħha f'temperatura baxxa baxxa ħafna, li ma twassalx għall-proċessi ta 'produzzjoni speċifiċi bħal dippjar, tfarfir u tgħaddis. operazzjoni, li tirriżulta fi proċessabbiltà fqira f'temperaturi baxxi. B'kuntrast, HPS huwa ġel kiesaħ, stat ta 'ġel viskuż f'temperatura baxxa, u temperatura għolja. Stat ta 'soluzzjoni ta' viskożità baxxa. Għalhekk, permezz tal-kombinazzjoni tat-tnejn, il-proprjetajiet reoloġiċi ta 'HPMC bħall-viskożità f'temperatura baxxa jistgħu jiġu bbilanċjati sa ċertu punt.

Dan il-kapitolu jiffoka fuq l-effetti tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, il-proporzjon tat-taħlit u t-temperatura fuq il-proprjetajiet reoloġiċi bħal viskożità ta 'shear żero, indiċi tal-fluss u tixotropija tas-sistema tal-kompost tal-ġel invers kiesaħ-sħun HPMC/HPS. Ir-regola taż-żieda tintuża biex tiddiskuti preliminarjament il-kompatibilità tas-sistema komposta.

2.2 Metodu sperimentali

2.2.1 Preparazzjoni tas-soluzzjoni kompost HPMC/HPS

L-ewwel iżen HPMC u HPS trab niexef, u ħallat skond konċentrazzjoni ta '15% (w/w) u proporzjonijiet differenti ta' 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10; imbagħad żid 70 °C F'ilma C, ħawwad malajr għal 30 min f'120 rpm/min biex tferrex kompletament HPMC; imbagħad saħħan is-soluzzjoni għal aktar minn 95 °C, ħawwad malajr għal siegħa bl-istess veloċità biex ġelatinizza kompletament l-HPS; Il-ġelatinizzazzjoni titlesta Wara dan, it-temperatura tas-soluzzjoni tnaqqset malajr għal 70 °C, u l-HPMC ġie maħlul kompletament billi tħawwad b'veloċità bil-mod ta '80 rpm/min għal 40 min. (W/w kollha f'dan l-artikolu huma: massa bażi niexfa tal-kampjun/massa tas-soluzzjoni totali).

2.2.2 Proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost HPMC/HPS

2.2.2.1 Prinċipju ta' analiżi reoloġika

Ir-rheometer rotazzjonali huwa mgħammar b'par klampi paralleli 'l fuq u' l isfel, u fluss ta 'shear sempliċi jista' jiġi realizzat permezz tal-moviment relattiv bejn il-klampi. Ir-rheometer jista 'jiġi ttestjat fil-modalità pass, il-mod tal-fluss u l-mod ta' oxxillazzjoni: fil-modalità pass, ir-rheometer jista 'japplika stress temporanju għall-kampjun, li jintuża prinċipalment biex jittestja r-rispons karatteristiku temporanju u l-ħin ta' stat fiss tal-kampjun. Evalwazzjoni u rispons viskoelastiku bħal rilassament tal-istress, creep u rkupru; fil-modalità tal-fluss, ir-rheometer jista 'japplika stress lineari għall-kampjun, li jintuża prinċipalment biex tittestja d-dipendenza tal-viskożità tal-kampjun fuq ir-rata ta' shear u d-dipendenza tal-viskożità fuq it-temperatura u t-tixotropija; fil-mod ta 'oxxillazzjoni, ir-rheometer jista' jiġġenera stress oscillanti alternanti sinusojdali, li jintuża prinċipalment għad-determinazzjoni tar-reġjun viscoelastic lineari, evalwazzjoni ta 'stabbiltà termali u temperatura ta' ġelazzjoni tal-kampjun.

2.2.2.2 Metodu tat-test tal-modalità tal-fluss

Intuża pjanċa parallela b'dijametru ta '40 mm, u l-ispazjar tal-pjanċa ġie ssettjat għal 0.5 mm.

1. Il-viskożità tinbidel maż-żmien. It-temperatura tat-test kienet 25 °C, ir-rata ta 'shear kienet 800 s-1, u l-ħin tat-test kien 2500 s.

2. Il-viskożità tvarja skont ir-rata ta 'shear. Temperatura tat-test 25 °C, rata ta 'qabel il-shear 800 s-1, ħin ta' qabel il-shear 1000 s; Shear rata 10²-10³s.

L-istress shear (τ ) u r-rata ta' shear (γ) isegwu l-liġi tal-qawwa Ostwald-de Waele:

̇τ=K.γ n (2-1)

fejn τ hija l-hear stress, Pa;

γ hija r-rata ta' shear, s-1;

n huwa l-indiċi tal-likwidità;

K huwa l-koeffiċjent tal-viskożità, Pa·sn.

Ir-relazzjoni bejn il-viskożità (ŋ) tas-soluzzjoni tal-polimeru u r-rata ta' shear (γ) jistgħu jitwaħħlu bil-modulu carren:

Fosthom,ŋ0viskożità shear, Pa s;

ŋ∞hija l-viskożità ta 'shear infinita, Pa s;

λhus il-ħin ta' rilassament, s;

n huwa l-indiċi tat-thinning tal-shear;

3. Metodu tat-test tat-tixotropija fi tliet stadji. It-temperatura tat-test hija 25 °C, a. L-istadju stazzjonarju, ir-rata ta 'shear hija 1 s-1, u l-ħin tat-test huwa 50 s; b. L-istadju tal-shear, ir-rata ta 'shear hija 1000 s-1, u l-ħin tat-test huwa 20 s; c. Il-proċess ta 'rkupru ta' l-istruttura, ir-rata ta 'shear hija 1 s-1, u l-ħin tat-test huwa 250 s.

Fil-proċess ta 'rkupru ta' l-istruttura, il-grad ta 'rkupru ta' l-istruttura wara ħin ta 'rkupru differenti huwa espress bir-rata ta' rkupru tal-viskożità:

DSR=ŋt ⁄ ŋ╳100%

Fosthom,ŋt hija l-viskożità fil-ħin ta' rkupru strutturali ts, Pa s;

hŋhija l-viskożità fl-aħħar tal-ewwel stadju, Pa s.

2.3 Riżultati u Diskussjoni

2.3.1 L-effett tal-ħin ta 'shear fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost

B'rata ta 'shear kostanti, il-viskożità apparenti tista' turi xejriet differenti biż-żieda fil-ħin ta 'shear. Figura 2-1 turi kurva tipika tal-viskożità kontra l-ħin f'sistema komposta HPMC/HPS. Jista 'jidher mill-figura li bl-estensjoni tal-ħin tal-shearing, il-viskożità apparenti tonqos kontinwament. Meta l-ħin ta 'shearing jilħaq madwar 500 s, il-viskożità tilħaq stat stabbli, li jindika li l-viskożità tas-sistema kompost taħt shearing b'veloċità għolja għandha ċertu valur. Id-dipendenza fuq il-ħin, jiġifieri, it-tixotropija hija esebita f'ċertu medda ta 'żmien.

Għalhekk, meta tistudja l-liġi tal-varjazzjoni tal-viskożità tas-sistema komposta bir-rata ta 'shear, qabel it-test ta' shear fi stat stabbli reali, ċertu perjodu ta 'pre-shearing b'veloċità għolja huwa meħtieġ biex tiġi eliminata l-influwenza tat-tixotropija fuq is-sistema kompost. . Għalhekk, tinkiseb il-liġi tal-varjazzjoni tal-viskożità bir-rata ta 'shear bħala fattur wieħed. F'dan l-esperiment, il-viskożità tal-kampjuni kollha laħqet stat stabbli qabel 1000 s b'rata ta 'shear għolja ta' 800 1/s maż-żmien, li mhix impinġa hawn. Għalhekk, fid-disinn sperimentali futur, ġie adottat pre-shearing għal 1000 s b'rata ta 'shear għolja ta' 800 1/s biex jiġi eliminat l-effett tat-tixotropija tal-kampjuni kollha.

2.3.2 L-effett tal-konċentrazzjoni fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema komposta

Ġeneralment, il-viskożità tas-soluzzjonijiet tal-polimer tiżdied biż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni. Figura 2-2 turi l-effett tal-konċentrazzjoni fuq id-dipendenza tar-rata ta 'shear tal-viskożità ta' formulazzjonijiet HPMC/HPS. Miċ-ċifra, nistgħu naraw li bl-istess rata ta 'shear, il-viskożità tas-sistema kompost tiżdied gradwalment maż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni. Il-viskożità tas-soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS b'konċentrazzjonijiet differenti naqset gradwalment biż-żieda tar-rata ta 'shear, li turi fenomenu ovvju ta' traqqiq ta 'shear, li indika li s-soluzzjonijiet komposti b'konċentrazzjonijiet differenti kienu jappartjenu għal fluwidi psewdoplastiki. Madankollu, id-dipendenza tar-rata ta 'shear tal-viskożità wriet xejra differenti bil-bidla tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni. Meta l-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni tkun baxxa, il-fenomenu ta 'shear thinning tas-soluzzjoni kompost huwa żgħir; maż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, il-fenomenu ta 'shear thinning tas-soluzzjoni kompost huwa aktar ovvju.

2.3.2.1 Effett tal-konċentrazzjoni fuq il-viskożità ta' shear żero tas-sistema komposta

Il-kurvi tar-rata tal-viskożità-shear tas-sistema kompost f'konċentrazzjonijiet differenti ġew imwaħħla mill-mudell Carren, u l-viskożità ta 'shear żero tas-soluzzjoni kompost ġiet estrapolata (0.9960 < R₂ < 0.9997). L-effett tal-konċentrazzjoni fuq il-viskożità tas-soluzzjoni kompost jista 'jiġi studjat aktar billi tiġi studjata r-relazzjoni bejn il-viskożità ta' shear żero u l-konċentrazzjoni. Mill-Figura 2-3, wieħed jista 'jara li r-relazzjoni bejn il-viskożità zero-shear u l-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni kompost issegwi liġi tal-qawwa:

fejn k u m huma kostanti.

Fil-koordinata logaritmika doppja, skond il-kobor ta 'l-inklinazzjoni m, wieħed jista' jara li d-dipendenza fuq il-konċentrazzjoni tippreżenta żewġ xejriet differenti. Skont it-teorija ta 'Dio-Edwards, f'konċentrazzjoni baxxa, l-inklinazzjoni hija ogħla (m = 11.9, R2 = 0.9942), li tappartjeni għal soluzzjoni dilwita; filwaqt li f'konċentrazzjoni għolja, l-inklinazzjoni hija relattivament baxxa (m = 2.8, R2 = 0.9822), li tappartjeni għal soluzzjoni sub-konċentrata. Għalhekk, il-konċentrazzjoni kritika C * tas-sistema kompost tista 'tiġi ddeterminata li tkun 8% permezz tal-junction ta' dawn iż-żewġ reġjuni. Skont ir-relazzjoni komuni bejn stati differenti u konċentrazzjonijiet ta 'polimeri f'soluzzjoni, il-mudell tal-istat molekulari tas-sistema kompost HPMC/HPS f'soluzzjoni ta' temperatura baxxa huwa propost, kif muri fil-Figura 2-3.

HPS huwa ġel kiesaħ, huwa stat ta 'ġel f'temperatura baxxa, u huwa stat ta' soluzzjoni f'temperatura għolja. Fit-temperatura tat-test (25 °C), HPS huwa stat tal-ġel, kif muri fiż-żona tan-netwerk blu fil-figura; għall-kuntrarju, HPMC huwa ġel sħun, Fit-temperatura tat-test, huwa fi stat ta 'soluzzjoni, kif muri fil-molekula tal-linja ħamra.

Fis-soluzzjoni dilwita ta 'C <C *, il-ktajjen molekulari HPMC jeżistu prinċipalment bħala strutturi ta' katina indipendenti, u l-volum eskluż jagħmel il-ktajjen separati minn xulxin; barra minn hekk, il-fażi tal-ġel HPS tinteraġixxi ma 'ftit molekuli HPMC biex tifforma sħiħa Il-forma u ktajjen molekulari indipendenti HPMC jeżistu separatament minn xulxin, kif muri fil-Figura 2-2a.

Bil-konċentrazzjoni dejjem tiżdied, id-distanza bejn il-ktajjen molekulari indipendenti u r-reġjuni tal-fażi naqset gradwalment. Meta tintlaħaq il-konċentrazzjoni kritika C *, il-molekuli HPMC li jinteraġixxu mal-fażi tal-ġel HPS jiżdiedu gradwalment, u l-ktajjen molekulari HPMC indipendenti jibdew jgħaqqdu ma 'xulxin, li jiffurmaw il-fażi HPS bħala ċ-ċentru tal-ġel, u l-ktajjen molekulari HPMC huma magħquda ma' xulxin. u konnessi ma’ xulxin. L-istat tal-mikroġel huwa muri fil-Figura 2-2b.

Biż-żieda ulterjuri tal-konċentrazzjoni, C > C *, id-distanza bejn il-fażijiet tal-ġel HPS titnaqqas aktar, u l-ktajjen tal-polimer HPMC mħabblin u r-reġjun tal-fażi HPS isiru aktar kumplessi u l-interazzjoni hija aktar intensa, għalhekk is-soluzzjoni turi mġiba simili għal dak ta 'tidwib tal-polimeru, kif muri fil-Fig. 2-2c.

2.3.2.2 Effett tal-konċentrazzjoni fuq l-imġiba tal-fluwidu tas-sistema komposta

Il-liġi tal-qawwa Ostwald-de Waele (ara l-formula (2-1)) tintuża biex taqbel mal-kurvi tal-hear stress u tar-rata tal-shear (mhux murija fit-test) tas-sistema kompost b'konċentrazzjonijiet differenti, u l-indiċi tal-fluss n u l-koeffiċjent tal-viskożità K jista 'jinkiseb. , ir-riżultat tat-twaħħil huwa kif muri fit-Tabella 2-1.

Tabella 2-1 Indiċi tal-imġieba tal-fluss (n) u indiċi tal-konsistenza tal-fluwidu (K) tas-soluzzjoni HPS/HPMC b'konċentrazzjonijiet varji f'25 °C

L-esponent tal-fluss tal-fluwidu Newtonjan huwa n = 1, l-esponent tal-fluss tal-fluwidu psewdoplastiku huwa n < 1, u l-aktar 'il bogħod n jiddevja minn 1, iktar tkun b'saħħitha l-psewdoplastiċità tal-fluwidu, u l-esponent tal-fluss tal-fluwidu dilatant huwa n > 1. Jista 'jidher mit-Tabella 2-1 li l-valuri n tas-soluzzjonijiet komposti b'konċentrazzjonijiet differenti huma kollha inqas minn 1, li jindika li s-soluzzjonijiet komposti huma kollha fluwidi psewdoplastik. F'konċentrazzjonijiet baxxi, il-valur n tas-soluzzjoni rikostitwita huwa qrib 0, li jindika li s-soluzzjoni kompost b'konċentrazzjoni baxxa hija qrib il-fluwidu Newtonjan, minħabba li fis-soluzzjoni kompost b'konċentrazzjoni baxxa, il-ktajjen tal-polimer jeżistu indipendentement minn xulxin. Biż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, il-valur n tas-sistema kompost naqas gradwalment, li indika li ż-żieda tal-konċentrazzjoni tejbet l-imġieba psewdoplastika tas-soluzzjoni kompost. Interazzjonijiet bħal tħabbil seħħew bejn u mal-fażi HPS, u l-imġieba tal-fluss tagħha kienet eqreb għal dik ta 'tidwib tal-polimeru.

F'konċentrazzjoni baxxa, il-koeffiċjent tal-viskożità K tas-sistema kompost huwa żgħir (C < 8%, K < 1 Pa·sn), u biż-żieda tal-konċentrazzjoni, il-valur K tas-sistema kompost jiżdied gradwalment, li jindika li l-viskożità ta ' is-sistema kompost naqset, li hija konsistenti mad-dipendenza tal-konċentrazzjoni ta 'viskożità shear żero.

2.3.3 Influwenza tal-proporzjon ta' kompost fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema ta' kompost

Fig. 2-4 Viskożità vs. rata ta' shear tas-soluzzjoni HPMC/HPS bi proporzjon ta' taħlita differenti f'25 °C

Tabella 2-2 Indiċi tal-imġieba tal-fluss (n) u indiċi tal-konsistenza tal-fluwidu (K) tas-soluzzjoni HPS/HPMC b'diversi proporzjon ta' taħlita f'25 °

Figuri 2-4 juru l-effett tal-proporzjon tal-kompost fuq id-dipendenza tar-rata ta 'shear tal-viskożità tas-soluzzjoni ta' kompost HPMC/HPS. Jista 'jidher mill-figura li l-viskożità tas-sistema kompost b'kontenut baxx ta' HPS (HPS < 20%) ma tinbidilx b'mod sostanzjali biż-żieda tar-rata ta 'shear, prinċipalment minħabba li fis-sistema kompost b'kontenut baxx ta' HPS, HPMC fl-istat tas-soluzzjoni f'temperatura baxxa hija l-fażi kontinwa; il-viskożità tas-sistema kompost b'kontenut għoli ta 'HPS tonqos gradwalment maż-żieda tar-rata ta' shear, li turi fenomenu ovvju ta 'shear thinning, li jindika li s-soluzzjoni kompost hija fluwidu pseudoplastic. Fl-istess rata ta 'shear, il-viskożità tas-soluzzjoni kompost tiżdied biż-żieda tal-kontenut ta' HPS, li hija prinċipalment minħabba li l-HPS huwa fi stat ta 'ġell aktar viskuż f'temperatura baxxa.

L-użu tal-liġi tal-qawwa Ostwald-de Waele (ara l-formula (2-1)) biex taqbel mal-kurvi tar-rata tal-hear stress-shear (mhux murija fit-test) tas-sistemi komposti bi proporzjonijiet komposti differenti, l-esponent tal-fluss n u l-koeffiċjent tal-viskożità K, ir-riżultati tat-twaħħil huma murija fit-Tabella 2-2. Jista 'jidher mit-tabella li 0.9869 < R2 < 0.9999, ir-riżultat tat-twaħħil huwa aħjar. L-indiċi tal-fluss n tas-sistema kompost jonqos gradwalment maż-żieda tal-kontenut ta 'HPS, filwaqt li l-koeffiċjent tal-viskożità K juri xejra li tiżdied gradwalment biż-żieda tal-kontenut ta' HPS, li tindika li ż-żieda ta 'HPS tagħmel is-soluzzjoni kompost aktar viskuża u diffiċli biex tgħaddi. . Din it-tendenza hija konsistenti mar-riżultati tar-riċerka ta 'Zhang, iżda għall-istess proporzjon ta' kompost, il-valur n tas-soluzzjoni komposta hija ogħla mir-riżultat ta 'Zhang [305], li huwa prinċipalment minħabba li t-tqattigħ minn qabel sar f'dan l-esperiment biex jiġi eliminat l-effett tat-tixotropija jiġi eliminat; ir-riżultat ta 'Zhang huwa r-riżultat ta' l-azzjoni magħquda ta 'tixotropija u rata ta' shear; is-separazzjoni ta’ dawn iż-żewġ metodi se tiġi diskussa fid-dettall fil-Kapitolu 5.

2.3.3.1 Influwenza tal-proporzjon ta' kompost fuq il-viskożità ta' shear żero tas-sistema ta' kompost

Ir-relazzjoni bejn il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema ta 'kompost polimeru omoġenju u l-proprjetajiet reoloġiċi tal-komponenti fis-sistema tikkonforma mar-regola tas-somma logaritmika. Għal sistema komposta b'żewġ komponenti, ir-relazzjoni bejn is-sistema komposta u kull komponent tista' tiġi espressa bl-ekwazzjoni li ġejja:

Fosthom, F huwa l-parametru tal-proprjetà reoloġika tas-sistema kumplessa;

F1, F2 huma l-parametri reoloġiċi tal-komponent 1 u komponent 2, rispettivament;

∅1 u ∅2 huma l-frazzjonijiet tal-massa tal-komponent 1 u l-komponent 2, rispettivament, u ∅1 ∅2 .

Għalhekk, il-viskożità ta 'shear żero tas-sistema kompost wara l-kompost bi proporzjonijiet ta' komposti differenti tista 'tiġi kkalkulata skont il-prinċipju ta' somma logaritmika biex jiġi kkalkulat il-valur previst korrispondenti. Il-valuri sperimentali tas-soluzzjonijiet komposti bi proporzjonijiet komposti differenti kienu għadhom estrapolati bit-twaħħil carren tal-kurva tar-rata tal-viskożità-shear. Il-valur previst tal-viskożità ta 'shear żero tas-sistema kompost HPMC/HPS bi proporzjonijiet ta' komposti differenti jitqabbel mal-valur sperimentali, kif muri fil-Figura 2-5.

Il-parti tal-linja bit-tikek fil-figura hija l-valur mbassar tal-viskożità ta 'shear żero tas-soluzzjoni kompost miksuba mir-regola tas-somma logaritmika, u l-graff tal-linja bit-tikek hija l-valur sperimentali tas-sistema kompost bi proporzjonijiet ta' komposti differenti. Jista 'jidher mill-figura li l-valur sperimentali tas-soluzzjoni kompost juri ċerta devjazzjoni pożittiva-negattiva relattiva għar-regola ta' kompost, li tindika li s-sistema komposta ma tistax tikseb kompatibilità termodinamika, u s-sistema komposta hija dispersjoni ta 'fażi kontinwa f' temperatura baxxa L-istruttura "sea-sland" tas-sistema b'żewġ fażijiet; u bit-tnaqqis kontinwu tal-proporzjon ta 'taħlit HPMC/HPS, il-fażi kontinwa tas-sistema ta' komposti nbidlet wara li l-proporzjon ta 'taħlit kien 4:6. Il-kapitolu jiddiskuti r-riċerka fid-dettall.

Jista 'jidher b'mod ċar mill-figura li meta l-proporzjon tal-kompost HPMC/HPS ikun kbir, is-sistema kompost għandha devjazzjoni negattiva, li tista' tkun minħabba li l-HPS ta 'viskożità għolja huwa mqassam fl-istat ta' fażi mxerrda fin-nofs tal-fażi kontinwa HPMC ta 'viskożità aktar baxxa. . Biż-żieda tal-kontenut HPS, hemm devjazzjoni pożittiva fis-sistema kompost, li tindika li t-tranżizzjoni tal-fażi kontinwa sseħħ fis-sistema kompost f'dan il-ħin. HPS b'viskożità għolja ssir il-fażi kontinwa tas-sistema komposta, filwaqt li l-HPMC hija mxerrda fil-fażi kontinwa ta 'HPS fi stat aktar uniformi.

2.3.3.2 Influwenza tal-proporzjon ta' kompost fuq l-imġiba tal-fluwidu tas-sistema ta' kompost

Figuri 2-6 juru l-indiċi tal-fluss n tas-sistema komposta bħala funzjoni tal-kontenut HPS. Peress li l-indiċi tal-fluss n huwa mwaħħal minn koordinat log-logaritmiku, n hawnhekk hija somma lineari. Jista 'jidher mill-figura li biż-żieda tal-kontenut ta' HPS, l-indiċi tal-fluss n tas-sistema kompost jonqos gradwalment, li jindika li HPS inaqqas il-proprjetajiet tal-fluwidu Newtonjan tas-soluzzjoni kompost u jtejjeb l-imġieba tal-fluwidu psewdoplastiku tiegħu. Il-parti t'isfel hija l-istat tal-ġel b'viskożità ogħla. Jista 'jidher ukoll mill-figura li r-relazzjoni bejn l-indiċi tal-fluss tas-sistema kompost u l-kontenut ta' HPS tikkonforma ma 'relazzjoni lineari (R2 hija 0.98062), dan juri li s-sistema kompost għandha kompatibilità tajba.

2.3.3.3 Influwenza tal-proporzjon tat-taħlit fuq il-koeffiċjent tal-viskożità tas-sistema tat-taħlit

Figura 2-7 turi l-koeffiċjent tal-viskożità K tas-soluzzjoni komposta bħala funzjoni tal-kontenut HPS. Jista 'jidher mill-figura li l-valur K ta' HPMC pur huwa żgħir ħafna, filwaqt li l-valur K ta 'HPS pur huwa l-akbar, li huwa relatat mal-proprjetajiet tal-ġel ta' HPMC u HPS, li huma f'soluzzjoni u stat ta 'ġel rispettivament f' temperatura baxxa. Meta l-kontenut tal-komponent ta 'viskożità baxxa huwa għoli, jiġifieri, meta l-kontenut ta' HPS huwa baxx, il-koeffiċjent ta 'viskożità tas-soluzzjoni kompost huwa qrib dak tal-komponent ta' viskożità baxxa HPMC; filwaqt li meta l-kontenut tal-komponent ta 'viskożità għolja huwa għoli, il-valur K tas-soluzzjoni kompost jiżdied biż-żieda tal-kontenut tal-HPS żdied b'mod sinifikanti, li indika li l-HPS żied il-viskożità ta' HPMC f'temperatura baxxa. Dan jirrifletti prinċipalment il-kontribut tal-viskożità tal-fażi kontinwa għall-viskożità tas-sistema komposta. F'każijiet differenti fejn il-komponent ta 'viskożità baxxa huwa l-fażi kontinwa u l-komponent ta' viskożità għolja huwa l-fażi kontinwa, il-kontribuzzjoni tal-viskożità tal-fażi kontinwa għall-viskożità tas-sistema kompost hija ovvjament differenti. Meta HPMC b'viskożità baxxa hija l-fażi kontinwa, il-viskożità tas-sistema kompost tirrifletti prinċipalment il-kontribuzzjoni tal-viskożità tal-fażi kontinwa; u meta l-HPS ta 'viskożità għolja hija l-fażi kontinwa, l-HPMC bħala l-fażi mxerrda se jnaqqas il-viskożità tal-HPS ta' viskożità għolja. effett.

2.3.4 Tixotropija

Tixotropija tista 'tintuża biex tevalwa l-istabbiltà ta' sustanzi jew sistemi multipli, minħabba li t-tixotropija tista 'tikseb informazzjoni dwar l-istruttura interna u l-grad ta' ħsara taħt forza ta 'shearing [323-325]. It-tixotropija tista 'tiġi korrelata ma' effetti temporali u storja ta 'shear li twassal għal bidliet mikrostrutturali [324, 326]. Il-metodu thixotropic fi tliet stadji intuża biex jistudja l-effett ta 'proporzjonijiet differenti ta' komposti fuq il-proprjetajiet tixotropiċi tas-sistema ta 'taħlit. Kif jidher mill-Figuri 2-5, il-kampjuni kollha wrew gradi differenti ta 'tixotropija. F'rati ta 'shear baxxi, il-viskożità tas-soluzzjoni kompost żdiedet b'mod sinifikanti biż-żieda tal-kontenut ta' HPS, li kienet konsistenti mal-bidla tal-viskożità ta 'shear żero b'kontenut ta' HPS.

Il-grad ta 'rkupru strutturali DSR tal-kampjuni komposti f'ħin ta' rkupru differenti huwa kkalkulat bil-formula (2-3), kif muri fit-Tabella 2-1. Jekk DSR < 1, il-kampjun għandu reżistenza ta 'shear baxxa, u l-kampjun huwa tixotropiku; bil-maqlub, jekk DSR > 1, il-kampjun għandu anti-thixotropy. Mit-tabella, nistgħu naraw li l-valur DSR ta 'HPMC pur huwa għoli ħafna, kważi 1, dan huwa minħabba li l-molekula HPMC hija katina riġida, u l-ħin ta' rilassament tagħha huwa qasir, u l-istruttura tiġi rkuprata malajr taħt forza ta 'shear għolja. Il-valur DSR ta 'HPS huwa relattivament baxx, li jikkonferma l-proprjetajiet tixotropiċi qawwija tiegħu, prinċipalment minħabba li HPS hija katina flessibbli u l-ħin ta' rilassament tiegħu huwa twil. L-istruttura ma rkupratx għal kollox fiż-żmien tal-ittestjar.

Għas-soluzzjoni kompost, fl-istess ħin ta 'rkupru, meta l-kontenut HPMC huwa akbar minn 70%, id-DSR jonqos malajr biż-żieda tal-kontenut HPS, minħabba li l-katina molekulari HPS hija katina flessibbli, u n-numru ta' ktajjen molekulari riġidi fis-sistema kompost tiżdied biż-żieda ta 'HPS. Jekk jitnaqqas, il-ħin ta 'rilassament tas-segment molekulari ġenerali tas-sistema kompost huwa mtawwal, u t-tixotropija tas-sistema kompost ma tistax tiġi rkuprata malajr taħt l-azzjoni ta' shear għoli. Meta l-kontenut ta 'HPMC ikun inqas minn 70%, id-DSR jiżdied maż-żieda tal-kontenut ta' HPS, li jindika li hemm interazzjoni bejn il-ktajjen molekulari ta 'HPS u HPMC fis-sistema komposta, li ttejjeb ir-riġidità ġenerali tal-molekulari. segmenti fis-sistema kompost u tqassar il-ħin ta 'rilassament tas-sistema kompost jitnaqqas, u titnaqqas it-tixotropija.

Barra minn hekk, il-valur DSR tas-sistema komposta kienet sinifikament aktar baxxa minn dik ta 'HPMC pur, li indika li t-tixotropija ta' HPMC tjiebet b'mod sinifikanti permezz ta 'taħlit. Il-valuri DSR tal-biċċa l-kbira tal-kampjuni fis-sistema kompost kienu akbar minn dawk ta 'HPS pur, li jindikaw li l-istabbiltà ta' HPS tjiebet sa ċertu punt.

Jista 'jidher ukoll mit-tabella li f'ħinijiet differenti ta' rkupru, il-valuri DSR kollha juru l-iktar punt baxx meta l-kontenut HPMC huwa 70%, u meta l-kontenut tal-lamtu huwa akbar minn 60%, il-valur DSR tal-kumpless huwa ogħla minn dak ta 'HPS pur. Il-valuri DSR fi żmien 10 s tal-kampjuni kollha huma qrib ħafna tal-valuri DSR finali, li jindika li l-istruttura tas-sistema kompost bażikament ikkompletat il-biċċa l-kbira tal-kompiti tal-irkupru tal-istruttura fi żmien 10 s. Ta 'min jinnota li l-kampjuni komposti b'kontenut għoli ta' HPS wrew tendenza li jiżdiedu għall-ewwel u mbagħad jonqsu bit-titwil tal-ħin ta 'rkupru, li indika li l-kampjuni komposti wrew ukoll ċertu grad ta' tixotropija taħt l-azzjoni ta 'shear baxx, u l-istruttura tagħhom aktar instabbli.

L-analiżi kwalitattiva tat-tixotropija fi tliet stadji hija konsistenti mar-riżultati tat-test taċ-ċirku tixotropiċi rrappurtati, iżda r-riżultati tal-analiżi kwantitattiva huma inkonsistenti mar-riżultati tat-test taċ-ċirku tixotropiku. It-tixotropija tas-sistema kompost HPMC/HPS kienet imkejla bil-metodu taċ-ċirku tixotropiku biż-żieda tal-kontenut HPS [305]. Id-deġenerazzjoni l-ewwel naqset u mbagħad żdiedet. It-test taċ-ċirku thixotropic jista 'biss jispekula l-eżistenza tal-fenomenu thixotropic, iżda ma jistax jikkonfermah, minħabba li ċ-ċirku thixotropic huwa r-riżultat tal-azzjoni simultanja tal-ħin ta' shear u r-rata ta 'shear [325-327].

2.4 Sommarju ta' dan il-kapitolu

F'dan il-kapitolu, il-ġell termali HPMC u l-ġell kiesaħ HPS intużaw bħala l-materja prima ewlenija biex tinbena sistema komposta f'żewġ fażijiet ta 'ġel kiesaħ u sħun. Influwenza tal-proprjetajiet reoloġiċi bħall-viskożità, il-mudell tal-fluss u t-tixotropija. Skont ir-relazzjoni komuni bejn stati differenti u konċentrazzjonijiet ta 'polimeri f'soluzzjoni, huwa propost il-mudell tal-istat molekulari tas-sistema kompost HPMC/HPS f'soluzzjoni ta' temperatura baxxa. Skont il-prinċipju tas-somma logaritmika tal-proprjetajiet ta 'komponenti differenti fis-sistema kompost, ġiet studjata l-kompatibilità tas-sistema kompost. Is-sejbiet ewlenin huma kif ġej:

1. Kampjuni komposti b'konċentrazzjonijiet differenti kollha wrew ċertu grad ta 'shear thinning, u l-grad ta' shear thinning żdied biż-żieda tal-konċentrazzjoni.
2. Biż-żieda tal-konċentrazzjoni, l-indiċi tal-fluss tas-sistema kompost naqas, u l-viskożità ta 'shear żero u l-koeffiċjent tal-viskożità żdiedu, li jindika li l-imġieba bħal solida tas-sistema kompost ġiet imsaħħa.
3. Hemm konċentrazzjoni kritika (8%) fis-sistema kompost HPMC/HPS, taħt il-konċentrazzjoni kritika, il-ktajjen molekulari HPMC u r-reġjun tal-fażi tal-ġel HPS fis-soluzzjoni kompost huma separati minn xulxin u jeżistu b'mod indipendenti; meta tintlaħaq il-konċentrazzjoni kritika, fis-soluzzjoni kompost A stat ta 'mikroġel jiġi ffurmat bil-fażi HPS bħala ċ-ċentru tal-ġel, u l-ktajjen molekulari HPMC huma marbuta u konnessi ma' xulxin; 'il fuq mill-konċentrazzjoni kritika, il-ktajjen makromolekulari HPMC iffullar u l-intertwining tagħhom mar-reġjun tal-fażi HPS huma aktar kumplessi, u l-interazzjoni hija aktar kumplessa. aktar intensa, għalhekk is-soluzzjoni ġġib ruħha bħal tidwib tal-polimeru.
4. Il-proporzjon tat-taħlit għandu impatt sinifikanti fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-soluzzjoni kompost HPMC/HPS. Biż-żieda tal-kontenut tal-HPS, il-fenomenu ta 'shear thinning tas-sistema kompost huwa aktar ovvju, l-indiċi tal-fluss jonqos gradwalment, u l-viskożità zero-shear u l-koeffiċjent tal-viskożità jiżdiedu gradwalment. żidiet, li jindikaw li l-imġiba solida tal-kumpless hija mtejba b'mod sinifikanti.
5. Il-viskożità zero-shear tas-sistema kompost turi ċerta devjazzjoni pożittiva-negattiva relattiva għar-regola tas-somma logaritmika. Is-sistema komposta hija sistema b'żewġ fażijiet bi struttura ta '"sea-gżira" ta' fażi kontinwa mxerrda f'temperatura baxxa, u, Peress li l-proporzjon ta 'kompost HPMC/HPS naqas wara 4:6, il-fażi kontinwa tas-sistema ta' komposti nbidlet.
6. Hemm relazzjoni lineari bejn l-indiċi tal-fluss u l-proporzjon ta 'taħlit tas-soluzzjonijiet komposti bi proporzjonijiet ta' komposti differenti, li tindika li s-sistema ta 'taħlit għandha kompatibilità tajba.
7. Għas-sistema kompost HPMC/HPS, meta l-komponent ta 'viskożità baxxa huwa l-fażi kontinwa u l-komponent ta' viskożità għolja huwa l-fażi kontinwa, il-kontribuzzjoni tal-viskożità tal-fażi kontinwa għall-viskożità tas-sistema kompost hija differenti b'mod sinifikanti. Meta l-HPMC ta 'viskożità baxxa hija l-fażi kontinwa, il-viskożità tas-sistema kompost tirrifletti prinċipalment il-kontribuzzjoni tal-viskożità ta' fażi kontinwa; filwaqt li meta l-HPS ta 'viskożità għolja hija l-fażi kontinwa, l-HPMC bħala l-fażi mxerrda se jnaqqas il-viskożità tal-HPS ta' viskożità għolja. effett.
8. It-tixotropija fi tliet stadji ntużat biex tistudja l-effett tal-proporzjon tat-taħlit fuq it-tixotropija tas-sistema komposta. It-tixotropija tas-sistema komposta wriet tendenza li l-ewwel tonqos u mbagħad tiżdied bit-tnaqqis tal-proporzjon ta 'taħlit HPMC/HPS.
9. Ir-riżultati sperimentali ta 'hawn fuq juru li permezz tat-taħlit ta' HPMC u HPS, il-proprjetajiet reoloġiċi taż-żewġ komponenti, bħall-viskożità, il-fenomenu ta 'shear thinning u t-tixotropija, ġew ibbilanċjati sa ċertu punt.

Kapitolu 3 Preparazzjoni u Proprjetajiet ta' Films Komposti li jittieklu HPMC/HPS

Il-kompost tal-polimeru huwa l-aktar mod effettiv biex tinkiseb il-komplimentarjetà tal-prestazzjoni b'ħafna komponenti, tiżviluppa materjali ġodda b'rendiment eċċellenti, tnaqqas il-prezzijiet tal-prodotti, u tespandi l-firxa ta 'applikazzjoni ta' materjali [240-242, 328]. Imbagħad, minħabba ċerti differenzi ta 'struttura molekulari u entropija konformazzjonali bejn polimeri differenti, il-biċċa l-kbira tas-sistemi ta' komposti tal-polimeri huma inkompatibbli jew parzjalment kompatibbli [11, 12]. Il-proprjetajiet mekkaniċi u proprjetajiet makroskopiċi oħra tas-sistema kompost polimeru huma relatati mill-qrib mal-proprjetajiet fiżikokimiċi ta 'kull komponent, il-proporzjon ta' kompost ta 'kull komponent, il-kompatibilità bejn il-komponenti, u l-istruttura mikroskopika interna u fatturi oħra [240, 329].

Mill-aspett tal-istruttura kimika, kemm HPMC kif ukoll HPS huma curdlan idrofiliku, għandhom l-istess unità strutturali - glukożju, u huma modifikati mill-istess grupp funzjonali - grupp idrossipropiliku, għalhekk HPMC u HPS għandu jkollhom fażi tajba. Kapaċità. Madankollu, HPMC huwa ġel indott termalment, li jinsab fi stat ta 'soluzzjoni b'viskożità baxxa ħafna f'temperatura baxxa, u jifforma kollojde f'temperatura għolja; HPS huwa ġel indott mill-kesħa, li huwa ġel ta 'temperatura baxxa u jinsab fi stat ta' soluzzjoni f'temperatura għolja; il-kundizzjonijiet tal-ġel u l-imġieba huma kompletament opposti. It-taħlit ta 'HPMC u HPS ma jwassalx għall-formazzjoni ta' sistema omoġenja b'kompatibilità tajba. Meta wieħed iqis kemm l-istruttura kimika kif ukoll it-termodinamika, huwa ta 'sinifikat teoretiku kbir u valur prattiku li kompost HPMC ma' HPS biex tiġi stabbilita sistema ta 'kompost ta' ġel kiesaħ-sħun.

Dan il-kapitolu jiffoka fuq l-istudju tal-proprjetajiet inerenti tal-komponenti fis-sistema kompost tal-ġell kiesaħ u sħun HPMC/HPS, il-proporzjon ta 'taħlit u l-umdità relattiva tal-ambjent fuq il-morfoloġija mikroskopika, kompatibilità u separazzjoni tal-fażi, proprjetajiet mekkaniċi, proprjetajiet ottiċi , u proprjetajiet ta 'waqgħa termali tas-sistema kompost. U l-influwenza tal-proprjetajiet makroskopiċi bħall-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu.

3.1 Materjali u Tagħmir

3.1.1 Materjali sperimentali ewlenin

3.1.2 Strumenti u tagħmir prinċipali

3.2 Metodu sperimentali

3.2.1 Preparazzjoni ta 'film kompost li jittiekel HPMC/HPS

It-trab niexef ta '15% (w/w) ta' HPMC u HPS kien imħallat ma '3% (w/w) Il-plastiċizzant tal-polyethylene glycol kien kompost f'ilma dejonizzat biex jikseb il-likwidu kompost li jifforma film, u l-film kompost li jittiekel ta' HPMC/ HPS kien ippreparat bil-metodu tal-ikkastjar.

Metodu ta 'preparazzjoni: l-ewwel iżen HPMC u HPS trab niexef, u ħallathom skond proporzjonijiet differenti; imbagħad żid f'ilma ta '70 °C, u ħawwad malajr f'120 rpm/min għal 30 min biex tferrex kompletament HPMC; imbagħad saħħan is-soluzzjoni għal 'l fuq minn 95 °C, ħawwad malajr bl-istess veloċità għal siegħa biex ġelatinizza kompletament l-HPS; wara li titlesta l-ġelatinizzazzjoni, it-temperatura tas-soluzzjoni titnaqqas malajr għal 70 °C, u s-soluzzjoni titħawwad b'veloċità bil-mod ta '80 rpm/min għal 40 min. Ħoll kompletament HPMC. Ferra 20 g tas-soluzzjoni mħallta li tifforma l-film f'petri dish tal-polistirene b'dijametru ta '15 ċm, mitfugħha ċatta, u nixxef f'37 °C. Il-film imnixxef jitqaxxar mid-diska biex tinkiseb membrana komposta li tittiekel.

Films li jittieklu kienu kollha ekwilibrati f'umdità ta '57% għal aktar minn 3 ijiem qabel l-ittestjar, u l-porzjon tal-film li jittiekel użat għall-ittestjar tal-proprjetà mekkanika kien ekwilibrat f'umdità ta' 75% għal aktar minn 3 ijiem.

3.2.2 Mikromorfoloġija tal-film kompost li jittiekel ta' HPMC/HPS

3.2.2.1 Prinċipju tal-analiżi tal-mikroskopju elettroniku tal-iskannjar

Il-kanun tal-elettroni fuq in-naħa ta 'fuq tal-Mikroskopija Elettroniċi tal-Iskannjar (SEM) jista' jarmi ammont għoli ta 'elettroni. Wara li titnaqqas u tiffoka, tista 'tifforma raġġ ta' elettroni b'ċerta enerġija u intensità. Immexxi mill-kamp manjetiku tal-coil tal-iskannjar, skont ċertu żmien u ordni tal-ispazju Skennja l-wiċċ tal-kampjun punt b'punt. Minħabba d-differenza fil-karatteristiċi tal-mikro-erja tal-wiċċ, l-interazzjoni bejn il-kampjun u r-raġġ tal-elettroni se tiġġenera sinjali elettroniċi sekondarji b'intensitajiet differenti, li jinġabru mid-ditekter u jiġu kkonvertiti f'sinjali elettriċi, li huma amplifikati mill-vidjo u input għal Il-grilja tat-tubu ta 'l-istampa, wara li taġġusta l-luminożità tat-tubu ta' l-istampa, tista 'tinkiseb immaġni ta' elettroni sekondarja li tista 'tirrifletti l-morfoloġija u l-karatteristiċi tal-mikroreġjun fuq il-wiċċ tal-kampjun. Meta mqabbel ma 'mikroskopji ottiċi tradizzjonali, ir-riżoluzzjoni ta' SEM hija relattivament għolja, madwar 3nm-6nm tas-saff tal-wiċċ tal-kampjun, li huwa aktar adattat għall-osservazzjoni ta 'karatteristiċi ta' mikrostruttura fuq il-wiċċ tal-materjali.

3.2.2.2 Metodu tat-test

Il-film li jittiekel tpoġġa f'dessikatur għat-tnixxif, u ntgħażel daqs xieraq ta 'film li jittiekel, imwaħħal fuq l-istadju tal-kampjun speċjali SEM b'adeżiv konduttiv, u mbagħad miksi bid-deheb b'vacuum coater. Matul it-test, il-kampjun tpoġġa fis-SEM, u l-morfoloġija mikroskopika tal-kampjun ġiet osservata u fotografata fi 300 darba u 1000 darba ingrandiment taħt il-vultaġġ tal-aċċelerazzjoni tar-raġġ tal-elettroni ta '5 kV.

3.2.3 Trażmissjoni tad-dawl ta 'film kompost li jittiekel HPMC/HPS

3.2.3.1 Prinċipju tal-analiżi tal-ispettrofotometrija UV-Vis

L-ispettrofotometru UV-Vis jista 'jitfa' dawl b'wavelength ta' 200 ~ 800nm ​​u irradjah fuq l-oġġett. Xi wavelengths speċifiċi tad-dawl fid-dawl inċidentali huma assorbiti mill-materjal, u jseħħu t-tranżizzjoni tal-livell tal-enerġija vibrazzjonali molekulari u t-tranżizzjoni tal-livell tal-enerġija elettronika. Peress li kull sustanza għandha strutturi spazjali molekulari, atomiċi u molekulari differenti, kull sustanza għandha l-ispettru ta 'assorbiment speċifiku tagħha, u l-kontenut tas-sustanza jista' jiġi determinat jew determinat skond il-livell ta 'assorbiment f'xi wavelengths speċifiċi fuq l-ispettru ta' assorbiment. Għalhekk, l-analiżi spettrofotometrika UV-Vis hija waħda mill-mezzi effettivi biex tistudja l-kompożizzjoni, l-istruttura u l-interazzjoni tas-sustanzi.

Meta raġġ ta 'dawl jolqot oġġett, parti mid-dawl inċidentali tiġi assorbita mill-oġġett, u l-parti l-oħra tad-dawl inċidentali tiġi trażmessa permezz tal-oġġett; il-proporzjon tal-intensità tad-dawl trażmess mal-intensità tad-dawl inċidentali huwa t-trażmissjoni.

Il-formula għar-relazzjoni bejn l-assorbiment u t-trażmissjoni hija:

Fosthom, A hija l-assorbenza;

T hija t-trażmissjoni, %.

L-assorbiment finali ġie kkoreġut b'mod uniformi bl-assorbiment × 0.25 mm/ħxuna.

3.2.3.2 Metodu tat-test

Ipprepara soluzzjonijiet ta '5% HPMC u HPS, ħallathom skond proporzjonijiet differenti, ferra 10 g tas-soluzzjoni li tifforma l-film f'dixx petri tal-polistirene b'dijametru ta' 15 ċm, u nixxefhom f'37 °C biex jiffurmaw film. Aqta 'l-film li jittiekel fi strixxa rettangolari ta' 1mm × 3mm, poġġih fil-kuvette, u agħmel il-film li jittiekel qrib il-ħajt ta 'ġewwa tal-cuvette. Intuża spettrofotometru UV-vis WFZ UV-3802 biex jiskennja l-kampjuni fil-wavelength sħiħ ta '200-800 nm, u kull kampjun ġie ttestjat 5 darbiet.

3.2.4 Proprjetajiet termomekkaniċi dinamiċi ta 'films komposti li jittieklu HPMC/HPS

3.2.4.1 Prinċipju ta' analiżi termomekkanika dinamika

L-Analiżi Termomekkanika Dinamika (DMA) hija strument li jista 'jkejjel ir-relazzjoni bejn il-massa u t-temperatura tal-kampjun taħt ċertu tagħbija ta' xokk u temperatura pprogrammata, u jista 'jittestja l-proprjetajiet mekkaniċi tal-kampjun taħt l-azzjoni ta' stress u ħin alternanti perjodiċi, temperatura u temperatura. relazzjoni ta' frekwenza.

Polimeri molekulari għoljin għandhom proprjetajiet viscoelastiċi, li jistgħu jaħżnu enerġija mekkanika bħal elastomer min-naħa waħda, u jikkunsmaw enerġija bħall-mukus min-naħa l-oħra. Meta tiġi applikata l-forza li talterna perjodika, il-parti elastika tikkonverti l-enerġija f'enerġija potenzjali u taħżenha; filwaqt li l-parti viskuża tikkonverti l-enerġija f'enerġija tas-sħana u titlifha. Materjali tal-polimeru ġeneralment juru żewġ stati ta 'stat tal-ħġieġ b'temperatura baxxa u stat tal-gomma b'temperatura għolja, u t-temperatura ta' transizzjoni bejn iż-żewġ stati hija t-temperatura ta 'transizzjoni tal-ħġieġ. It-temperatura tat-tranżizzjoni tal-ħġieġ taffettwa direttament l-istruttura u l-proprjetajiet tal-materjali, u hija waħda mit-temperaturi karatteristiċi l-aktar importanti tal-polimeri.

Billi jiġu analizzati l-proprjetajiet termomekkaniċi dinamiċi tal-polimeri, tista 'tiġi osservata l-viskoelastiċità tal-polimeri, u jistgħu jinkisbu parametri importanti li jiddeterminaw il-prestazzjoni tal-polimeri, sabiex ikunu jistgħu jiġu applikati aħjar għall-ambjent tal-użu attwali. Barra minn hekk, analiżi termomekkanika dinamika hija sensittiva ħafna għat-tranżizzjoni tal-ħġieġ, separazzjoni tal-fażi, cross-linking, kristallizzazzjoni u moviment molekulari fil-livelli kollha ta 'segmenti molekulari, u tista' tikseb ħafna informazzjoni dwar l-istruttura u l-proprjetajiet tal-polimeri. Ħafna drabi tintuża biex tistudja l-molekuli tal-polimeri. imġieba tal-moviment. Bl-użu tal-mod ta 'sweep tat-temperatura tad-DMA, tista' tiġi ttestjata l-okkorrenza ta 'tranżizzjonijiet tal-fażi bħat-transizzjoni tal-ħġieġ. Meta mqabbel ma 'DSC, DMA għandu sensittività ogħla u huwa aktar adattat għall-analiżi ta' materjali li jissimulaw l-użu attwali.

3.2.4.2 Metodu tat-test

Agħżel kampjuni nodfa, uniformi, ċatti u bla ħsara, u aqtagħhom fi strixxi rettangolari ta '10mm × 20mm. Il-kampjuni ġew ittestjati fil-modalità tat-tensjoni bl-użu ta 'analizzatur termomekkaniku dinamiku Pydris Diamond minn PerkinElmer, l-Istati Uniti. Il-firxa tat-temperatura tat-test kienet 25 ~ 150 °C, ir-rata tat-tisħin kienet 2 °C/min, il-frekwenza kienet 1 Hz, u t-test ġie ripetut darbtejn għal kull kampjun. Matul l-esperiment, il-modulu tal-ħażna (E') u l-modulu tat-telf (E") tal-kampjun ġew irreġistrati, u l-proporzjon tal-modulu tat-telf għall-modulu tal-ħażna, jiġifieri, l-angolu tanġent tan δ, jista 'jiġi kkalkulat ukoll.

3.2.5 Stabbiltà termali ta' films komposti li jittieklu HPMC/HPS

3.2.5.1 Prinċipju ta' analiżi termogravimetrika

Thermal Gravimetric Analyzer (TGA) jista 'jkejjel il-bidla tal-massa ta' kampjun b'temperatura jew ħin f'temperatura pprogrammata, u jista 'jintuża biex jistudja l-evaporazzjoni, tidwib, sublimazzjoni, deidrazzjoni, dekompożizzjoni u ossidazzjoni possibbli ta' sustanzi matul il-proċess tat-tisħin. . u fenomeni fiżiċi u kimiċi oħra. Il-kurva tar-relazzjoni bejn il-massa tal-materja u t-temperatura (jew il-ħin) miksuba direttament wara li l-kampjun jiġi ttestjat tissejjaħ termogravimetrika (kurva TGA). telf ta 'piż u informazzjoni oħra. Kurva termogravimetrika derivata (kurva DTG) tista 'tinkiseb wara d-derivazzjoni ta' l-ewwel ordni tal-kurva TGA, li tirrifletti l-bidla tar-rata ta 'telf ta' piż tal-kampjun ittestjat b'temperatura jew ħin, u l-punt massimu huwa l-punt massimu tal-kostanti rata.

3.2.5.2 Metodu tat-test

Agħżel il-film li jittiekel bi ħxuna uniformi, aqta 'f'ċirku bl-istess dijametru bħad-diska tat-test tal-analizzatur termogravimetriku, u mbagħad poġġiha ċatta fuq id-diska tat-test, u ttestjah f'atmosfera ta' nitroġenu b'rata ta 'fluss ta' 20 mL/min . Il-firxa tat-temperatura kienet 30-700 °C, ir-rata tat-tisħin kienet 10 °C/min, u kull kampjun ġie ttestjat darbtejn.

3.2.6.1 Prinċipju tal-analiżi tal-proprjetà tat-tensjoni

3.2.6 Proprjetajiet tensili ta 'films komposti li jittieklu HPMC/HPS

It-tester tal-proprjetà mekkanika jista 'japplika tagħbija tat-tensjoni statika għall-ispline tul l-assi lonġitudinali taħt kundizzjonijiet speċifiċi ta' temperatura, umdità u veloċità sakemm l-ispline jinkiser. Matul it-test, it-tagħbija applikata għall-spline u l-ammont tad-deformazzjoni tagħha ġew irreġistrati mit-tester tal-proprjetà mekkanika, u nġibdet il-kurva tat-tensjoni-strain matul id-deformazzjoni tat-tensjoni tas-spline. Mill-kurva tal-istress-strain, is-saħħa tat-tensjoni (ζt), it-titwil fil-waqfa (εb) u l-modulu elastiku (E) jistgħu jiġu kkalkulati biex jevalwaw il-proprjetajiet tat-tensjoni tal-film.

Ir-relazzjoni stress-strain tal-materjali ġeneralment tista 'tinqasam f'żewġ partijiet: reġjun ta' deformazzjoni elastika u reġjun ta 'deformazzjoni tal-plastik. Fiż-żona ta 'deformazzjoni elastika, l-istress u r-razza tal-materjal għandhom relazzjoni lineari, u d-deformazzjoni f'dan il-ħin tista' tiġi rkuprata kompletament, li hija konformi mal-liġi ta 'Cook; fiż-żona ta 'deformazzjoni tal-plastik, l-istress u r-razza tal-materjal m'għadhomx lineari, u d-deformazzjoni li sseħħ f'dan il-ħin hija irriversibbli, eventwalment il-materjal jinkiser.

Formula tal-kalkolu tas-saħħa tat-tensjoni:

Fejn: hija s-saħħa tat-tensjoni, MPa;

p hija t-tagħbija massima jew it-tagħbija massima, N;

b hija l-wisa' tal-kampjun, mm;

d hija l-ħxuna tal-kampjun, mm.

Il-formula għall-kalkolu tat-titwil fil-waqfa:

Fejn: εb huwa t-titwil fil-waqfa, %;

L hija d-distanza bejn il-linji tal-immarkar meta l-kampjun jinkiser, mm;

L0 huwa t-tul tal-kejl oriġinali tal-kampjun, mm.

Formula tal-kalkolu tal-modulu elastiku:

Fosthom: E huwa l-modulu elastiku, MPa;

ζ huwa stress, MPa;

ε hija r-razza.

3.2.6.2 Metodu tat-test

Agħżel kampjuni nodfa, uniformi, ċatti u bla ħsara, irreferi għall-istandard nazzjonali GB13022-91, u aqtagħhom fi splines f'forma ta 'dumbbell b'tul totali ta' 120mm, distanza inizjali bejn attrezzaturi ta '86mm, distanza bejn marki ta' 40mm, u wisa 'ta' 10mm. L-isplines tqiegħdu f'umdità ta '75% u 57% (f'atmosfera ta' soluzzjoni saturata ta 'klorur tas-sodju u bromur tas-sodju), u ekwilibrati għal aktar minn 3 ijiem qabel il-kejl. F'dan l-esperiment, l-ASTM D638, 5566 tester tal-proprjetà mekkanika ta 'Instron Corporation ta' l-Istati Uniti u l-morsa pnewmatika 2712-003 tiegħu jintużaw għall-ittestjar. Il-veloċità tat-tensjoni kienet ta '10 mm/min, u l-kampjun ġie ripetut 7 darbiet, u l-valur medju ġie kkalkulat.

3.2.7 Permeabilità tal-ossiġnu tal-film kompost li jittiekel HPMC/HPS

3.2.7.1 Prinċipju tal-analiżi tal-permeabilità tal-ossiġnu

Wara li l-kampjun tat-test jiġi installat, il-kavità tat-test hija maqsuma f'żewġ partijiet, A u B; fluss ta 'ossiġnu ta' purità għolja b'ċerta rata ta 'fluss jiġi mgħoddi fil-kavità A, u fluss ta' nitroġenu b'ċerta rata ta 'fluss jiġi mgħoddi fil-kavità B; matul il-proċess tat-test, il-kavità A L-ossiġnu jgħaddi mill-kampjun fil-kavità B, u l-ossiġnu infiltrat fil-kavità B jinġarr mill-fluss tan-nitroġenu u jħalli l-kavità B biex jilħaq is-sensor tal-ossiġnu. Is-sensor tal-ossiġnu jkejjel il-kontenut tal-ossiġnu fil-fluss tan-nitroġenu u joħroġ sinjal elettriku korrispondenti, u b'hekk jikkalkula l-ossiġnu tal-kampjun. trażmissjoni.

3.2.7.2 Metodu tat-test

Agħżel films komposti li jittieklu mhux bil-ħsara, aqtagħhom f'kampjuni f'forma ta 'djamant ta' 10.16 x 10.16 ċm, iksi l-uċuħ tat-tarf tal-klampi bil-grass tal-vakwu, u qabbad il-kampjuni mal-blokka tat-test. Ittestjat skond ASTM D-3985, kull kampjun għandu erja tat-test ta '50 cm2.

3.3 Riżultati u Diskussjoni

3.3.1 Analiżi tal-mikrostruttura ta' films komposti li jittieklu

L-interazzjoni bejn il-komponenti tal-likwidu li jifforma l-film u l-kundizzjonijiet tat-tnixxif-tiddetermina l-istruttura finali tal-film u taffettwa serjament diversi proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-film [330, 331]. Il-proprjetajiet inerenti tal-ġel u l-proporzjon ta 'taħlit ta' kull komponent jistgħu jaffettwaw il-morfoloġija tal-kompost, li taffettwa aktar l-istruttura tal-wiċċ u l-proprjetajiet finali tal-membrana [301, 332]. Għalhekk, l-analiżi mikrostrutturali tal-films tista 'tipprovdi informazzjoni rilevanti dwar ir-riarranġament molekulari ta' kull komponent, li mbagħad tista 'tgħinna nifhmu aħjar il-proprjetajiet tal-barriera, il-proprjetajiet mekkaniċi u l-proprjetajiet ottiċi tal-films.

Il-mikrografiji tal-mikroskopju elettroniku tal-iskannjar tal-wiċċ ta 'films li jittieklu HPS/HPMC bi proporzjonijiet differenti huma murija fil-Figura 3-1. Kif jidher mill-Figura 3-1, xi kampjuni wrew mikro-xquq fuq il-wiċċ, li jistgħu jkunu kkawżati mit-tnaqqis tal-umdità fil-kampjun waqt it-test, jew mill-attakk tar-raġġ tal-elettroni fil-kavità tal-mikroskopju [122 , 139]. Fil-figura, membrana HPS pura u HPMC pur. Il-membrani wrew uċuħ mikroskopiċi relattivament lixxi, u l-mikrostruttura ta 'membrani HPS puri kienet aktar omoġenja u aktar lixxa minn membrani HPMC puri, li jistgħu jkunu prinċipalment minħabba makromolekuli tal-lamtu (molekuli amylose u molekuli amylopectin) matul il-proċess tat-tkessiħ.) kisbet riarranġament molekulari aħjar. f'soluzzjoni milwiema. Bosta studji wrew li s-sistema amylose-amylopectin-ilma fil-proċess tat-tkessiħ

Jista 'jkun hemm mekkaniżmu kompetittiv bejn il-formazzjoni tal-ġel u s-separazzjoni tal-fażi. Jekk ir-rata tas-separazzjoni tal-fażi hija inqas mir-rata tal-formazzjoni tal-ġel, is-separazzjoni tal-fażi ma sseħħx fis-sistema, inkella, is-separazzjoni tal-fażi sseħħ fis-sistema [333, 334]. Barra minn hekk, meta l-kontenut tal-amylose jaqbeż il-25%, il-ġelatinizzazzjoni tal-amylose u l-istruttura tan-netwerk tal-amylose kontinwu jistgħu jinibixxu b'mod sinifikanti d-dehra tas-separazzjoni tal-fażi [334]. Il-kontenut ta 'amylose ta' HPS użat f'din id-dokument huwa 80%, ħafna ogħla minn 25%, u b'hekk juri aħjar il-fenomenu li l-membrani HPS puri huma aktar omoġenji u aktar bla xkiel minn membrani HPMC puri.

Jista 'jidher mit-tqabbil tal-figuri li l-uċuħ tal-films komposti kollha huma relattivament mhux maħduma, u xi ħotob irregolari huma mferrxa, li jindika li hemm ċertu grad ta' immisċibbiltà bejn HPMC u HPS. Barra minn hekk, il-membrani komposti b'kontenut għoli ta 'HPS urew struttura aktar omoġenja minn dawk b'kontenut għoli ta' HPS. Kondensazzjoni bbażata fuq HPS f'temperatura ta 'formazzjoni ta' film ta '37 °C

Ibbażat fuq il-proprjetajiet tal-ġel, HPS ippreżenta stat viskuż tal-ġel; filwaqt li bbażat fuq il-proprjetajiet tal-ġel termali ta 'HPMC, HPMC ippreżenta stat ta' soluzzjoni bħal ilma. Fil-membrana komposta b'kontenut għoli ta 'HPS (7:3 HPS/HPMC), l-HPS viskuż huwa l-fażi kontinwa, u l-HPMC bħall-ilma huwa mxerred fil-fażi kontinwa HPS ta' viskożità għolja bħala l-fażi mxerrda, li ma twassalx. għad-distribuzzjoni uniformi tal-fażi mxerrda; Fil-film kompost b'kontenut għoli ta 'HPMC (3:7 HPS/HPMC), l-HPMC ta' viskożità baxxa tittrasforma fil-fażi kontinwa, u l-HPS viskuż huwa mxerred fil-fażi HPMC ta 'viskożità baxxa bħala l-fażi mxerrda, li twassal għal il-formazzjoni ta' fażi omoġenja. sistema kompost.

Jista 'jidher mill-figura li għalkemm il-films komposti kollha juru strutturi tal-wiċċ mhux maħduma u mhux omoġenji, ma jinstab l-ebda interface ta' fażi ovvja, li jindika li HPMC u HPS għandhom kompatibilità tajba. Il-films komposti HPMC/lamtu mingħajr plastiċizzanti bħal PEG wrew separazzjoni tal-fażi ovvja [301], u b'hekk jindikaw li kemm il-modifika tal-idrossipropil tal-lamtu kif ukoll il-plastiċizzaturi PEG jistgħu jtejbu l-kompatibilità tas-sistema komposta.

3.3.2 Analiżi tal-proprjetajiet ottiċi ta' films komposti li jittieklu

Il-proprjetajiet tat-trażmissjoni tad-dawl tal-films komposti li jittieklu ta 'HPMC/HPS bi proporzjonijiet differenti ġew ittestjati permezz ta' spettrofotometru UV-vis, u l-ispettri UV huma murija fil-Figura 3-2. Iktar ma jkun kbir il-valur tat-trażmissjoni tad-dawl, iktar ikun uniformi u trasparenti l-film; bil-maqlub, iktar ma jkun żgħir il-valur tat-trażmissjoni tad-dawl, iktar ikun irregolari u opak il-film. Jista 'jidher mill-Figura 3-2(a) li l-films komposti kollha juru xejra simili biż-żieda tal-wavelength tal-iskannjar fil-medda sħiħa tal-iskannjar tal-wavelength, u t-trażmissjoni tad-dawl tiżdied gradwalment biż-żieda tal-wavelength. F'350nm, il-kurvi għandhom tendenza li jitilqu.

Agħżel it-trażmissjoni fil-wavelength ta '500nm għal tqabbil, kif muri fil-Figura 3-2(b), it-trażmissjoni tal-film HPS pur hija aktar baxxa minn dik tal-film HPMC pur, u biż-żieda tal-kontenut HPMC, it-trażmissjoni tonqos l-ewwel, u mbagħad żdied wara li laħaq il-valur minimu. Meta l-kontenut HPMC żdied għal 70%, it-trażmissjoni tad-dawl tal-film kompost kienet akbar minn dik ta 'HPS pur. Huwa magħruf sew li sistema omoġenja se tesibixxi trażmittanza tad-dawl aħjar, u l-valur tat-trasmittanza mkejjel bl-UV tagħha huwa ġeneralment ogħla; materjali mhux omoġenji huma ġeneralment aktar opaki u għandhom valuri ta 'trażmissjoni UV aktar baxxi. Il-valuri tat-trażmissjoni tal-films komposti (7:3, 5:5) kienu aktar baxxi minn dawk ta 'films HPS u HPMC puri, li jindikaw li kien hemm ċertu grad ta' separazzjoni tal-fażi bejn iż-żewġ komponenti ta 'HPS u HPMC.

Fig. 3-2 Spettri UV fil-wavelengths kollha (a), u f'500 nm (b), għal films ta 'taħlita HPS/HPMC. Il-bar tirrappreżenta medja ± devjazzjonijiet standard. ac: ittri differenti huma differenti b'mod sinifikanti b'diversi proporzjon ta' taħlita (p < 0.05), applikati fid-dissertazzjoni sħiħa

3.3.3 Analiżi termomekkanika dinamika ta' films komposti li jittieklu

Figura 3-3 turi l-proprjetajiet termomekkaniċi dinamiċi ta 'films li jittieklu ta' HPMC/HPS b'formulazzjonijiet differenti. Wieħed jista' jara minn Fig. 3-3(a) li l-modulu tal-ħażna (E') jonqos biż-żieda tal-kontenut ta' HPMC. Barra minn hekk, il-modulu tal-ħażna tal-kampjuni kollha naqas gradwalment maż-żieda fit-temperatura, ħlief li l-modulu tal-ħażna tal-film HPS pur (10:0) żdied ftit wara li t-temperatura żdiedet għal 70 °C. F'temperatura għolja, għall-film kompost b'kontenut għoli ta 'HPMC, il-modulu tal-ħażna tal-film kompost għandu tendenza ovvja 'l isfel biż-żieda tat-temperatura; filwaqt li għall-kampjun b'kontenut għoli ta 'HPS, il-modulu tal-ħażna jonqos biss ftit biż-żieda tat-temperatura.

Fig. 3-3 Il-modulu tal-ħażna (E′) (a) u t-tanġent tat-telf (tan δ) (b) tal-films tat-taħlita HPS/HPMC

Jista 'jidher mill-Figura 3-3(b) li l-kampjuni b'kontenut HPMC ogħla minn 30% (5:5, 3:7, 0:10) kollha juru quċċata ta' transizzjoni tal-ħġieġ, u biż-żieda tal-kontenut HPMC, it-transizzjoni tal-ħġieġ it-temperatura tat-transizzjoni nbidlet għal temperatura għolja, li tindika li l-flessibilità tal-katina tal-polimer HPMC naqset. Min-naħa l-oħra, il-membrana HPS pura turi quċċata ta 'pakkett kbir madwar 67 °C, filwaqt li l-membrana kompost b'kontenut ta' 70% HPS m'għandha l-ebda transizzjoni tal-ħġieġ ovvja. Dan jista 'jkun minħabba li hemm ċertu grad ta' interazzjoni bejn HPMC u HPS, u b'hekk jirrestrinġi l-moviment tas-segmenti molekulari ta 'HPMC u HPS.

3.3.4 Analiżi tal-istabbiltà termali ta' films komposti li jittieklu

Fig. 3-4 Kurvi TGA (a) u l-kurvi derivattivi tagħhom (DTG) (b) ta’ films ta’ taħlita HPS/HPMC

L-istabbiltà termali tal-film kompost li jittiekel ta 'HPMC/HPS ġiet ittestjata permezz ta' analizzatur termogravimetriku. Figura 3-4 turi l-kurva termogravimetrika (TGA) u l-kurva tar-rata tat-telf tal-piż tagħha (DTG) tal-film kompost. Mill-kurva TGA fil-Figura 3-4(a), wieħed jista 'jara li l-kampjuni tal-membrana komposti bi proporzjonijiet differenti juru żewġ stadji ovvji ta' bidla termogravimetrika biż-żieda tat-temperatura. Il-volatilizzazzjoni tal-ilma adsorbit mill-makromolekula tal-polisakkarid tirriżulta f'fażi żgħira ta 'telf ta' piż f'30-180 °C qabel ma sseħħ id-degradazzjoni termali attwali. Sussegwentement, hemm fażi akbar ta 'telf ta' piż f'300 ~ 450 °C, hawn il-fażi ta 'degradazzjoni termali ta' HPMC u HPS.

Mill-kurvi DTG fil-Figura 3-4(b), wieħed jista 'jara li t-temperaturi tal-ogħla degradazzjoni termali ta' HPS pur u HPMC pur huma 338 °C u 400 °C, rispettivament, u t-temperatura massima tad-degradazzjoni termali ta 'HPMC pur hija ogħla minn dak ta 'HPS, li jindika li HPMC Stabbiltà termali aħjar minn HPS. Meta l-kontenut HPMC kien ta '30% (7:3), deher quċċata waħda f'347 °C, li tikkorrispondi mal-quċċata karatteristika ta' HPS, iżda t-temperatura kienet ogħla mill-quċċata tad-degradazzjoni termali ta 'HPS; meta l-kontenut HPMC kien ta '70% (3:7), biss il-quċċata karatteristika ta' HPMC deher f'400 °C; meta l-kontenut ta 'HPMC kien 50%, żewġ qċaċet ta' degradazzjoni termali dehru fuq il-kurva DTG, 345 °C u 396 °C, rispettivament. Il-qċaċet jikkorrispondu għall-quċċati karatteristiċi ta 'HPS u HPMC, rispettivament, iżda l-quċċata tad-degradazzjoni termali li tikkorrispondi għal HPS hija iżgħar, u ż-żewġ qċaċet għandhom ċertu bidla. Wieħed jista 'jara li l-biċċa l-kbira tal-membrani komposti juru biss quċċata waħda karatteristika li tikkorrispondi għal ċertu komponent, u huma kkumpensati meta mqabbla mal-membrana tal-komponent pur, li jindika li hemm ċerta differenza bejn il-komponenti HPMC u HPS. grad ta' kompatibilità. It-temperatura tal-quċċata tad-degradazzjoni termali tal-membrana kompost kienet ogħla minn dik ta 'HPS pur, li tindika li HPMC jista' jtejjeb l-istabbiltà termali tal-membrana HPS sa ċertu punt.

3.3.5 Analiżi tal-proprjetajiet mekkaniċi ta 'film kompost li jittiekel

Il-proprjetajiet tat-tensjoni tal-films komposti HPMC/HPS bi proporzjonijiet differenti ġew imkejla minn analizzatur tal-proprjetà mekkanika f'25 °C, umdità relattiva ta '57% u 75%. Il-Figura 3-5 turi l-modulu elastiku (a), it-titwil fil-waqfa (b) u s-saħħa tat-tensjoni (c) ta 'films komposti HPMC/HPS bi proporzjonijiet differenti taħt umdità relattiva differenti. Jista 'jidher mill-figura li meta l-umdità relattiva hija 57%, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-film HPS pur huma l-akbar, u l-HPMC pur huwa l-iżgħar. Biż-żieda tal-kontenut HPS, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-films komposti żdiedu kontinwament. It-titwil fil-waqfa tal-membrana HPMC pura hija ħafna akbar minn dik tal-membrana HPS pura, u t-tnejn huma akbar minn dak tal-membrana kompost.

Meta l-umdità relattiva kienet ogħla (75%) meta mqabbla ma '57% umdità relattiva, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-kampjuni kollha naqsu, filwaqt li t-titwil fil-waqfa żdied b'mod sinifikanti. Dan huwa prinċipalment minħabba li l-ilma, bħala plastifikanti ġeneralizzat, jista 'jiddilwa HPMC u HPS matriċi, inaqqas il-forza bejn il-ktajjen tal-polimeru, u jtejjeb il-mobilità tas-segmenti tal-polimeru. F'umdità relattiva għolja, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni ta 'films HPMC puri kienu ogħla minn dawk ta' films HPS puri, iżda t-titwil waqt il-waqfa kien aktar baxx, riżultat li kien kompletament differenti mir-riżultati f'umdità baxxa. Ta 'min jinnota li l-varjazzjoni tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-films komposti b'proporzjonijiet ta' komponenti f'umdità għolja ta '75% hija kompletament opposta għal dik f'umdità baxxa meta mqabbla mal-każ f'umdità relattiva ta' 57%. Taħt umdità għolja, il-kontenut ta 'umdità tal-film jiżdied, u l-ilma mhux biss għandu ċertu effett plastifikanti fuq il-matriċi tal-polimeru, iżda jippromwovi wkoll ir-rikristallizzazzjoni tal-lamtu. Meta mqabbel ma 'HPMC, HPS għandu tendenza aktar b'saħħitha li jirrikristallizza, għalhekk l-effett ta' umdità relattiva fuq HPS huwa ħafna akbar minn dak ta 'HPMC.

Fig. 3-5 Proprjetajiet tensili ta' films HPS/HPMC bi proporzjonijiet differenti HPS/HPMC ekwilibrati taħt kundizzjonijiet ta' umiltà relattiva (RH) differenti. *: ittri numeriċi differenti huma differenti b'mod sinifikanti b'diversi RH, applikati fid-dissertazzjoni sħiħa

3.3.6 Analiżi tal-Permeabilità tal-Ossiġnu ta' Films Komposti li jittieklu

Film kompost li jittiekel jintuża bħala materjal għall-ippakkjar tal-ikel biex jestendu l-ħajja fuq l-ixkaffa tal-ikel, u l-prestazzjoni tal-barriera tal-ossiġnu tiegħu hija waħda mill-indikaturi importanti. Għalhekk, ir-rati ta 'trażmissjoni ta' ossiġnu ta 'films li jittieklu bi proporzjonijiet differenti ta' HPMC/HPS ġew imkejla f'temperatura ta '23 °C, u r-riżultati huma murija fil-Figura 3-6. Jista 'jidher mill-figura li l-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrana HPS pura hija sinifikament aktar baxxa minn dik tal-membrana HPMC pura, li tindika li l-membrana HPS għandha proprjetajiet aħjar ta' barriera tal-ossiġnu mill-membrana HPMC. Minħabba l-viskożità baxxa u l-eżistenza ta 'reġjuni amorfi, HPMC huwa faċli biex tifforma struttura tan-netwerk ta' densità baxxa relattivament maħlula fil-film; meta mqabbel ma 'HPS, għandu tendenza ogħla li jirrikristallizza, u huwa faċli li tifforma struttura densa fil-film. Bosta studji wrew li l-films tal-lamtu għandhom proprjetajiet tajbin ta 'barriera ta' ossiġnu meta mqabbla ma 'polimeri oħra [139, 301, 335, 336].

Fig. 3-6 Permeabilità ta' l-ossiġnu ta' films ta' taħlita HPS/HPMC

Iż-żieda ta 'HPS tista' tnaqqas b'mod sinifikanti l-permeabilità ta 'l-ossiġnu tal-membrani HPMC, u l-permeabilità ta' l-ossiġnu ta 'membrani komposti tonqos drastikament maż-żieda tal-kontenut ta' HPS. Iż-żieda tal-HPS impermeabbli għall-ossiġnu tista 'żżid it-tortuosità tal-kanal tal-ossiġnu fil-membrana kompost, li min-naħa tagħha twassal għal tnaqqis fir-rata ta' permeazzjoni tal-ossiġnu u fl-aħħar mill-aħħar tbaxxi l-permeabilità tal-ossiġnu. Riżultati simili ġew irrappurtati għal lamti indiġeni oħra [139,301].

3.4 Sommarju ta' dan il-kapitolu

F'dan il-kapitolu, bl-użu ta 'HPMC u HPS bħala l-materja prima ewlenija, u ż-żieda tal-polyethylene glycol bħala plastifikanti, il-films komposti li jittieklu ta' HPMC/HPS bi proporzjonijiet differenti ġew ippreparati bil-metodu tal-ikkastjar. L-influwenza tal-proprjetajiet inerenti tal-komponenti u l-proporzjon tat-taħlit fuq il-morfoloġija mikroskopika tal-membrana kompost ġiet studjata permezz ta 'mikroskopija elettronika tal-iskannjar; il-proprjetajiet mekkaniċi tal-membrana kompost ġew studjati mill-tester tal-proprjetajiet mekkaniċi. L-influwenza tal-proprjetajiet inerenti tal-komponenti u l-proporzjon tat-taħlit fuq il-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu u t-trażmissjoni tad-dawl tal-film kompost ġiet studjata minn tester tat-trasmittanza tal-ossiġnu u spettrofotometru UV-vis. Intużaw mikroskopija elettronika tal-iskannjar, analiżi termogravimetrika u analiżi termali dinamika. Intużaw analiżi mekkanika u metodi analitiċi oħra biex tistudja l-kompatibilità u s-separazzjoni tal-fażi tas-sistema tal-kompost tal-ġel kiesaħ-sħun. Is-sejbiet ewlenin huma kif ġej:

1. Meta mqabbel ma 'HPMC pur, HPS pur huwa aktar faċli biex tifforma morfoloġija tal-wiċċ mikroskopika omoġenja u lixxa. Dan huwa prinċipalment minħabba r-riarranġament molekulari aħjar tal-makromolekuli tal-lamtu (molekuli ta 'amylose u molekuli ta' amylopectin) fis-soluzzjoni milwiema tal-lamtu matul il-proċess tat-tkessiħ.
2. Il-komposti b'kontenut għoli ta' HPMC huma aktar probabbli li jiffurmaw strutturi tal-membrana omoġenji. Dan huwa prinċipalment ibbażat fuq il-proprjetajiet tal-ġell ta 'HPMC u HPS. Fit-temperatura li tifforma l-film, HPMC u HPS juru stat ta 'soluzzjoni ta' viskożità baxxa u stat ta 'ġel ta' viskożità għolja, rispettivament. Il-fażi mxerrda ta 'viskożità għolja hija mxerrda fil-fażi kontinwa ta' viskożità baxxa. , huwa aktar faċli li tifforma sistema omoġenja.
3. L-umdità relattiva għandha effett sinifikanti fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-films komposti HPMC/HPS, u l-grad tal-effett tiegħu jiżdied maż-żieda tal-kontenut HPS. F'umdità relattiva aktar baxxa, kemm il-modulu elastiku kif ukoll is-saħħa tat-tensjoni tal-films komposti żdiedu biż-żieda tal-kontenut ta 'HPS, u t-titwil fil-waqfa tal-films komposti kien sinifikament aktar baxx minn dak tal-films komponent pur. Biż-żieda ta 'umdità relattiva, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-film kompost naqsu, u t-titwil fil-waqfa żdied b'mod sinifikanti, u r-relazzjoni bejn il-proprjetajiet mekkaniċi tal-film kompost u l-proporzjon ta' kompost uriet mudell ta 'bidla kompletament oppost taħt differenti umdità relattiva. Il-proprjetajiet mekkaniċi ta 'membrani komposti bi proporzjonijiet ta' komposti differenti juru intersezzjoni taħt kundizzjonijiet ta 'umdità relattiva differenti, li tipprovdi l-possibbiltà li tiġi ottimizzata l-prestazzjoni tal-prodott skond rekwiżiti ta' applikazzjoni differenti.
4. Iż-żieda ta 'HPS tejbet b'mod sinifikanti l-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu tal-membrana kompost. Il-permeabilità ta 'l-ossiġnu tal-membrana kompost naqset drastikament biż-żieda tal-kontenut ta' HPS.
5. Fis-sistema kompost tal-ġell kiesaħ u sħun HPMC/HPS, hemm ċerta kompatibilità bejn iż-żewġ komponenti. L-ebda interface ovvju b'żewġ fażijiet ma nstabet fl-immaġini SEM tal-films komposti kollha, ħafna mill-films komposti kellhom punt wieħed biss ta 'transizzjoni tal-ħġieġ fir-riżultati tad-DMA, u quċċata waħda biss ta' degradazzjoni termali deher fil-kurvi DTG tal-biċċa l-kbira tal-kompost. films. Dan juri li hemm ċerta deskrittività bejn HPMC u HPS.

Ir-riżultati sperimentali ta 'hawn fuq juru li t-taħlit ta' HPS u HPMC mhux biss jista 'jnaqqas l-ispiża tal-produzzjoni tal-film li jittiekel HPMC, iżda wkoll itejjeb il-prestazzjoni tiegħu. Il-proprjetajiet mekkaniċi, il-proprjetajiet tal-barriera tal-ossiġnu u l-proprjetajiet ottiċi tal-film kompost li jittiekel jistgħu jinkisbu billi jiġi aġġustat il-proporzjon ta 'taħlit taż-żewġ komponenti u l-umdità relattiva tal-ambjent estern.

Kapitolu 4 Relazzjoni bejn Mikromorfoloġija u Proprjetajiet Mekkaniċi tas-Sistema Komposta HPMC/HPS

Meta mqabbel mal-entropija ogħla tat-taħlit waqt it-taħlit tal-liga tal-metall, l-entropija tat-taħlit waqt it-taħlit tal-polimeru ġeneralment tkun żgħira ħafna, u s-sħana tat-taħlit waqt it-taħlit hija ġeneralment pożittiva, li tirriżulta fi proċessi ta 'taħlit tal-polimeru. Il-bidla fl-enerġija ħielsa ta' Gibbs hija pożittiva (���>), għalhekk, il-formulazzjonijiet tal-polimeru għandhom it-tendenza li jiffurmaw sistemi b'żewġ fażijiet separati f'fażijiet, u l-formulazzjonijiet tal-polimeru kompletament kompatibbli huma rari ħafna [242].

Is-sistemi komposti li jistgħu jitħalltu normalment jistgħu jiksbu taħlita ta 'livell molekulari fit-termodinamika u jiffurmaw komposti omoġenji, għalhekk il-biċċa l-kbira tas-sistemi ta' komposti polimeru ma jitħalltux. Madankollu, ħafna sistemi komposti tal-polimer jistgħu jilħqu stat kompatibbli taħt ċerti kundizzjonijiet u jsiru sistemi komposti b'ċerta kompatibilità [257].

Il-proprjetajiet makroskopiċi bħal proprjetajiet mekkaniċi ta 'sistemi komposti polimeru jiddependu fil-biċċa l-kbira fuq l-interazzjoni u l-morfoloġija tal-fażi tal-komponenti tagħhom, speċjalment il-kompatibilità bejn il-komponenti u l-kompożizzjoni ta' fażijiet kontinwi u mxerrda [301]. Għalhekk, huwa ta 'sinifikat kbir li tistudja l-morfoloġija mikroskopika u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema komposta u tistabbilixxi r-relazzjoni bejniethom, li hija ta' sinifikat kbir biex tikkontrolla l-proprjetajiet ta 'materjali komposti billi tikkontrolla l-istruttura tal-fażi u l-kompatibilità tas-sistema kompost.

Fil-proċess ta 'studju tal-morfoloġija u d-dijagramma tal-fażi tas-sistema kumplessa, huwa importanti ħafna li tagħżel mezzi xierqa biex tiddistingwi komponenti differenti. Madankollu, id-distinzjoni bejn HPMC u HPS hija pjuttost diffiċli, minħabba li t-tnejn għandhom trasparenza tajba u indiċi refrattiv simili, għalhekk huwa diffiċli li tiddistingwi ż-żewġ komponenti permezz ta 'mikroskopija ottika; barra minn hekk, minħabba li t-tnejn huma materjal ibbażat fuq il-karbonju organiku, għalhekk it-tnejn għandhom assorbiment ta 'enerġija simili, għalhekk huwa wkoll diffiċli għall-mikroskopija elettronika tal-iskannjar biex tiddistingwi b'mod preċiż il-par ta' komponenti. L-ispettroskopija infra-aħmar tat-trasformata Fourier tista 'tirrifletti l-bidliet fil-morfoloġija u d-dijagramma tal-fażi tas-sistema kumplessa ta' proteina-lamtu bil-proporzjon taż-żona tal-medda tal-polisakkarid f'1180-953 cm-1 u l-faxxa amide f'1750-1483 cm-1 [52, 337], iżda din it-teknika hija kumplessa ħafna u tipikament teħtieġ tekniki infra-aħmar ta' trasformazzjoni Fourier ta' radjazzjoni sinkrotron biex tiġġenera kuntrast suffiċjenti għal sistemi ibridi HPMC/HPS. Hemm ukoll tekniki biex tinkiseb din is-separazzjoni tal-komponenti, bħall-mikroskopija elettronika tat-trażmissjoni u t-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir, iżda dawn it-tekniki huma ġeneralment kumplessi [338]. F'dan is-suġġett, jintuża l-metodu ta 'analiżi sempliċi tal-mikroskopju ottiku taż-żebgħa tal-jodju, u l-prinċipju li l-grupp tat-tarf tal-istruttura helical amylose jista' jirreaġixxi mal-jodju biex jifforma kumplessi ta 'inklużjoni huwa użat biex jiżbgħu s-sistema kompost HPMC/HPS bi żebgħa tal-jodju, għalhekk li HPS Il-komponenti kienu distinti mill-komponenti HPMC bil-kuluri differenti tagħhom taħt il-mikroskopju tad-dawl. Għalhekk, il-metodu ta 'analiżi tal-mikroskopju ottiku taż-żebgħa tal-jodju huwa metodu ta' riċerka sempliċi u effettiv għall-morfoloġija u d-dijagramma tal-fażi ta 'sistemi kumplessi bbażati fuq il-lamtu.

F'dan il-kapitolu, il-morfoloġija mikroskopika, id-distribuzzjoni tal-fażi, it-tranżizzjoni tal-fażi u mikrostrutturi oħra tas-sistema kompost HPMC/HPS ġew studjati permezz ta 'analiżi tal-mikroskopju ottiku taż-żebgħa tal-jodju; u proprjetajiet mekkaniċi u proprjetajiet makroskopiċi oħra; u permezz tal-analiżi ta 'korrelazzjoni tal-morfoloġija mikroskopika u l-proprjetajiet makroskopiċi ta' konċentrazzjonijiet ta 'soluzzjoni differenti u proporzjonijiet ta' komposti, ġiet stabbilita r-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema kompost HPMC/HPS, sabiex tikkontrolla l-HPS/HPS. Ipprovdi l-bażi għall-proprjetajiet ta 'materjali komposti.

4.1 Materjali u Tagħmir

4.1.1 Materjali sperimentali ewlenin

4.2 Metodu sperimentali

4.2.1 Preparazzjoni tas-soluzzjoni kompost HPMC/HPS

Ipprepara soluzzjoni HPMC u soluzzjoni HPS f'konċentrazzjoni ta '3%, 5%, 7% u 9%, ara 2.2.1 għall-metodu ta' preparazzjoni. Ħallat soluzzjoni HPMC u soluzzjoni HPS skont 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: 100 Proporzjonijiet differenti tħalltu b'veloċità ta '250 rmp/min f'21 °C għal 30 min, u nkisbu soluzzjonijiet imħallta b'konċentrazzjonijiet differenti u proporzjonijiet differenti.

4.2.2 Preparazzjoni tal-membrana kompost HPMC/HPS

Ara 3.2.1.

4.2.3 Preparazzjoni ta' kapsuli komposti HPMC/HPS

Irreferi għas-soluzzjoni ppreparata bil-metodu f'2.2.1, uża moffa ta' l-istainless steel għat-tgħaddis, u nixxef f'37 °C. Iġbed il-kapsuli mnixxfa, aqta 'l-eċċess, u poġġihom flimkien biex jiffurmaw par.

4.2.4 Mikroskopju ottiku tal-film kompost HPMC/HPS

4.2.4.1 Prinċipji tal-Analiżi tal-Mikroskopija Ottika

Il-mikroskopju ottiku juża l-prinċipju ottiku ta 'ingrandiment ta' immaġini b'lenti konvessa, u juża żewġ lentijiet konverġenti biex jespandi l-angolu tal-ftuħ tas-sustanzi ċkejkna fil-qrib għall-għajnejn, u jkabbar id-daqs tas-sustanzi ċkejkna li ma jistgħux jintgħaraf mill-għajn tal-bniedem sakemm id-daqs tas-sustanzi jkun jista' jingħaraf mill-għajn tal-bniedem.

4.2.4.2 Metodu tat-test

Is-soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS ta 'konċentrazzjonijiet differenti u proporzjonijiet ta' kompost inħarġu f'21 °C, niżlu fuq slide tal-ħġieġ, mitfugħa f'saff irqiq, u mnixxfa fl-istess temperatura. Il-films kienu mtebbgħin b'soluzzjoni ta '1% jodju (1 g ta' jodju u 10 g ta 'jodju tal-potassju tqiegħdu fi flixkun volumetriku 100-mL, u maħlul fl-etanol), imqiegħda fil-qasam tal-mikroskopju tad-dawl għall-osservazzjoni u fotografati.

4.2.5 Trażmissjoni tad-dawl ta 'film kompost HPMC/HPS

4.2.5.1 Prinċipju tal-analiżi tal-ispettrofotometrija UV-vis

L-istess bħal 3.2.3.1.

4.2.5.1 Metodu tat-test

Ara 3.2.3.2.

4.2.6 Proprjetajiet tensili ta 'films komposti HPMC/HPS

4.2.6.1 Prinċipju tal-analiżi tal-proprjetà tat-tensjoni

L-istess bħal 3.2.3.1.

4.2.6.1 Metodu tat-test

Il-kampjuni ġew ittestjati wara ekwilibrat f'73% umdità għal 48 siegħa. Ara 3.2.3.2 għall-metodu tat-test.

4.3 Riżultati u Diskussjoni

4.3.1 Osservazzjoni tat-trasparenza tal-prodott

Figura 4-1 turi films li jittieklu u kapsuli ppreparati billi jingħaqdu HPMC u HPS fi proporzjon ta 'taħlit ta' 70:30. Kif jidher miċ-ċifra, il-prodotti għandhom trasparenza tajba, li tindika li HPMC u HPS għandhom indiċi ta 'rifrazzjoni simili, u kompost omoġenju jista' jinkiseb wara li tgħaqqad it-tnejn.

4.3.2 Immaġini tal-mikroskopju ottiku ta' kumplessi HPMC/HPS qabel u wara t-tbajja'

Il-Figura 4-2 turi l-morfoloġija tipika qabel u wara ż-żebgħa ta 'kumplessi HPMC/HPS bi proporzjonijiet ta' komposti differenti osservati taħt mikroskopju ottiku. Kif jidher mill-figura, huwa diffiċli li ssir distinzjoni bejn il-fażi HPMC u l-fażi HPS fil-figura mhux imtebba; l-HPMC pur miżbugħ u l-HPS pur juru l-kuluri uniċi tagħhom stess, li huwa minħabba li r-reazzjoni tal-HPS u l-jodju permezz tat-tbajja tal-jodju Il-kulur tiegħu jsir aktar skur. Għalhekk, iż-żewġ fażijiet fis-sistema kompost HPMC/HPS huma distinti b'mod sempliċi u ċar, li jipprova aktar li HPMC u HPS mhumiex misċibbli u ma jistgħux jiffurmaw kompost omoġenju. Kif jidher miċ-ċifra, hekk kif il-kontenut tal-HPS jiżdied, iż-żona taż-żona skura (fażi HPS) fil-figura tkompli tiżdied kif mistenni, u b'hekk jikkonferma li r-riarranġament f'żewġ fażijiet iseħħ matul dan il-proċess. Meta l-kontenut ta 'HPMC ikun ogħla minn 40%, HPMC jippreżenta l-istat ta' fażi kontinwa, u HPS huwa mxerred fil-fażi kontinwa ta 'HPMC bħala l-fażi mxerrda. B'kuntrast, meta l-kontenut ta 'HPMC huwa inqas minn 40%, HPS jippreżenta stat ta' fażi kontinwa, u HPMC huwa mxerred fil-fażi kontinwa ta 'HPS bħala fażi mxerrda. Għalhekk, fis-soluzzjoni kompost ta '5% HPMC/HPS, bil-kontenut HPS dejjem jiżdied, ġara l-oppost meta l-proporzjon tal-kompost kien HPMC/HPS 40:60. Il-fażi kontinwa tinbidel mill-fażi inizjali HPMC għall-fażi HPS aktar tard. Billi tosserva l-forma tal-fażi, wieħed jista 'jara li l-fażi HPMC fil-matriċi HPS hija sferika wara t-tixrid, filwaqt li l-forma mxerrda tal-fażi HPS fil-matriċi HPMC hija aktar irregolari.

Barra minn hekk, billi kkalkolat il-proporzjon taż-żona taż-żona ta 'kulur ċar (HPMC) għaż-żona ta' kulur skur (HPS) fil-kumpless HPMC/HPS wara ż-żebgħa (mingħajr ma titqies is-sitwazzjoni tal-mesophase), instab li ż-żona ta ' HPMC (kulur ċar)/HPS (kulur skur) fil-figura Il-proporzjon huwa dejjem akbar mill-proporzjon attwali tal-kompost HPMC/HPS. Pereżempju, fid-dijagramma tat-tbajja 'tal-kompost HPMC/HPS bi proporzjon kompost ta' 50:50, iż-żona ta 'HPS fiż-żona ta' l-interfażi mhix ikkalkulata, u l-proporzjon taż-żona tad-dawl/dlam huwa 71/29. Dan ir-riżultat jikkonferma l-eżistenza ta 'numru kbir ta' mesophases fis-sistema komposta HPMC/HPS.

Huwa magħruf sew li s-sistemi tal-kompost tal-polimeru kompletament kompatibbli huma pjuttost rari minħabba li matul il-proċess tal-kompost tal-polimeru, is-sħana tal-kompost hija ġeneralment pożittiva u l-entropija tal-kompost normalment tinbidel ftit, u b'hekk tirriżulta f'enerġija ħielsa waqt it-taħlit għal valur pożittiv. Madankollu, fis-sistema kompost HPMC/HPS, HPMC u HPS għadhom jippromettu li juru grad akbar ta 'kompatibilità, minħabba li HPMC u HPS huma t-tnejn polisakkaridi idrofiliċi, għandhom l-istess unità strutturali - glukożju, u jgħaddu l-istess grupp funzjonali huwa modifikat b' idrossipropil. Il-fenomenu ta 'mesophases multipli fis-sistema kompost HPMC/HPS jindika wkoll li HPMC u HPS fil-kompost għandhom ċertu grad ta' kompatibilità, u fenomenu simili jseħħ fis-sistema tat-taħlita tal-lamtu-polyvinyl alkoħol b'plastiċizzant miżjud. deher ukoll [339].

4.3.3 Ir-relazzjoni bejn il-morfoloġija mikroskopika u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema komposta

Ir-relazzjoni bejn il-morfoloġija, il-fenomenu tas-separazzjoni tal-fażijiet, it-trasparenza u l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet studjata fid-dettall. Figura 4-3 turi l-effett tal-kontenut HPS fuq il-proprjetajiet makroskopiċi bħat-trasparenza u l-modulu tat-tensjoni tas-sistema kompost HPMC/HPS. Jista 'jidher miċ-ċifra li t-trasparenza ta' HPMC pur hija ogħla minn dik ta 'HPS pur, prinċipalment minħabba li r-rikristallizzazzjoni tal-lamtu tnaqqas it-trasparenza tal-HPS, u l-modifika tal-idrossipropil tal-lamtu hija wkoll raġuni importanti għat-tnaqqis tat-trasparenza tal- HPS [340, 341]. Jista 'jinstab mill-figura li t-trażmissjoni tas-sistema kompost HPMC/HPS se jkollha valur minimu bid-differenza tal-kontenut HPS. It-trażmissjoni tas-sistema kompost, fil-medda ta 'kontenut HPS taħt 70%, tiżdied mait jonqos maż-żieda tal-kontenut tal-HPS; meta l-kontenut HPS jaqbeż is-70%, jiżdied maż-żieda tal-kontenut HPS. Dan il-fenomenu jfisser li s-sistema kompost HPMC/HPS ma titħallatx, minħabba li l-fenomenu tas-separazzjoni tal-fażi tas-sistema jwassal għat-tnaqqis tat-trażmissjoni tad-dawl. Għall-kuntrarju, il-modulu ta 'Young tas-sistema kompost deher ukoll punt minimu mal-proporzjonijiet differenti, u l-modulu ta' Young kompla jonqos biż-żieda tal-kontenut HPS, u laħaq l-iktar punt baxx meta l-kontenut HPS kien 60%. Il-modulu kompla jiżdied, u l-modulu żdied bi ftit. Il-modulu ta 'Young tas-sistema kompost HPMC/HPS wera valur minimu, li indika wkoll li s-sistema kompost kienet sistema li ma titħallatx. L-iktar punt baxx ta 'trażmissjoni tad-dawl tas-sistema kompost HPMC/HPS huwa konsistenti mal-punt ta' transizzjoni tal-fażi tal-fażi kontinwa HPMC għal fażi mxerrda u l-iktar punt baxx tal-valur tal-modulu ta 'Young fil-Figura 4-2.

4.3.4 L-effett tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni fuq il-morfoloġija mikroskopika tas-sistema komposta

Figura 4-4 turi l-effett tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni fuq il-morfoloġija u t-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS. Kif jidher mill-figura, il-konċentrazzjoni baxxa ta ' 3% HPMC/HPS sistema kompost, fil-proporzjon kompost ta ' HPMC/HPS huwa 40:60, id-dehra ta ' l-istruttura ko-kontinwu jistgħu jiġu osservati; filwaqt li fil-konċentrazzjoni għolja ta 'soluzzjoni ta' 7%, din l-istruttura ko-kontinwa hija osservata fil-figura bi proporzjon ta 'taħlit ta' 50:50. Dan ir-riżultat juri li l-punt ta 'tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS għandu ċerta dipendenza fuq il-konċentrazzjoni, u l-proporzjon tal-kompost HPMC/HPS tat-tranżizzjoni tal-fażi jiżdied maż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni kompost, u l-HPS għandu tendenza li jifforma fażi kontinwa . . Barra minn hekk, id-dominji HPS imxerrda fil-fażi kontinwa HPMC wrew forom u morfoloġiji simili mal-bidla tal-konċentrazzjoni; filwaqt li l-fażijiet mxerrda HPMC mxerrda fil-fażi kontinwa HPS wrew forom u morfoloġiji differenti f'konċentrazzjonijiet differenti. u biż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, iż-żona ta 'dispersjoni ta' HPMC saret aktar u aktar irregolari. Ir-raġuni ewlenija għal dan il-fenomenu hija li l-viskożità tas-soluzzjoni HPS hija ħafna ogħla minn dik tas-soluzzjoni HPMC f'temperatura tal-kamra, u t-tendenza tal-fażi HPMC li tifforma stat sferiku pulit hija mrażżna minħabba t-tensjoni tal-wiċċ.

4.3.5 Effett tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema komposta

Jikkorrispondi għall-morfoloġiji ta 'Fig. 4-4, Fig. 4-5 turi l-proprjetajiet tensili tal-films komposti ffurmati taħt soluzzjonijiet ta' konċentrazzjoni differenti. Jista 'jidher mill-figura li l-modulu ta' Young u t-titwil fil-waqfa tas-sistema kompost HPMC/HPS għandhom tendenza li jonqsu maż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, li hija konsistenti mat-trasformazzjoni gradwali tal-HPMC minn fażi kontinwa għal fażi mxerrda fil-Figura 4 -4. Il-morfoloġija mikroskopika hija konsistenti. Peress li l-modulu ta 'Young ta' l-omopolimeru HPMC huwa ogħla minn dak ta 'HPS, huwa mbassar li l-modulu ta' Young ta 'sistema komposta HPMC/HPS se jitjieb meta HPMC tkun il-fażi kontinwa.

4.4 Sommarju ta' dan il-kapitolu

F'dan il-kapitolu, ġew ippreparati soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS u films komposti li jittieklu b'konċentrazzjonijiet u proporzjonijiet ta 'taħlit differenti, u l-morfoloġija mikroskopika u t-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS ġew osservati b'analiżi tal-mikroskopju ottiku tat-tbajja tal-jodju biex jiddistingwu l-fażijiet tal-lamtu. It-trażmissjoni tad-dawl u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-film kompost li jittiekel ta 'HPMC/HPS ġew studjati minn spettrofotometru UV-vis u tester tal-proprjetà mekkanika, u ġew studjati l-effetti ta' konċentrazzjonijiet differenti u proporzjonijiet ta 'taħlit fuq il-proprjetajiet ottiċi u proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema ta' komposti. Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet stabbilita billi tgħaqqad il-mikrostruttura tas-sistema kompost, bħal mikrostruttura, transizzjoni tal-fażi u separazzjoni tal-fażi, u proprjetajiet makroskopiċi bħal proprjetajiet ottiċi u proprjetajiet mekkaniċi. Is-sejbiet ewlenin huma kif ġej:

1. Il-metodu ta 'analiżi tal-mikroskopju ottiku biex jiddistingwi l-fażijiet tal-lamtu permezz tat-tbajja' tal-jodju huwa l-aktar metodu sempliċi, dirett u effettiv għall-istudju tal-morfoloġija u t-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistemi komposti bbażati fuq il-lamtu. Bit-tbajja 'tal-jodju, il-fażi tal-lamtu tidher aktar skura u aktar skura taħt mikroskopija tad-dawl, filwaqt li HPMC mhix imtebba' u għalhekk tidher eħfef fil-kulur.
2. Is-sistema kompost HPMC/HPS mhix imħallta, u hemm punt ta 'tranżizzjoni tal-fażi fis-sistema kompost, u dan il-punt ta' tranżizzjoni tal-fażi għandu ċerta dipendenza tal-proporzjon tal-kompost u dipendenza tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni.
3. Is-sistema kompost HPMC/HPS għandha kompatibilità tajba, u numru kbir ta 'mesophases huma preżenti fis-sistema kompost. Fil-fażi intermedja, il-fażi kontinwa hija mxerrda fil-fażi mxerrda fl-istat tal-partiċelli.
4. Il-fażi mxerrda ta 'HPS fil-matriċi HPMC wriet forma sferika simili f'konċentrazzjonijiet differenti; HPMC wera morfoloġija irregolari fil-matriċi HPS, u l-irregolarità tal-morfoloġija żdiedet biż-żieda tal-konċentrazzjoni.
5. Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura, it-tranżizzjoni tal-fażi, it-trasparenza u l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet stabbilita. a. L-iktar punt baxx ta 'trasparenza tas-sistema kompost huwa konsistenti mal-punt ta' transizzjoni tal-fażi ta 'HPMC mill-fażi kontinwa għall-fażi mxerrda u l-punt minimu tat-tnaqqis tal-modulu tat-tensjoni. b. Il-modulu ta 'Young u t-titwil fil-waqfa jonqsu biż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, li hija relatata b'mod kawżali mal-bidla morfoloġika ta' HPMC minn fażi kontinwa għal fażi mxerrda fis-sistema komposta.

Fil-qosor, il-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema kompost HPMC/HPS huma relatati mill-qrib mal-istruttura morfoloġika mikroskopika tagħha, it-tranżizzjoni tal-fażi, is-separazzjoni tal-fażi u fenomeni oħra, u l-proprjetajiet tal-komposti jistgħu jiġu regolati billi tiġi kkontrollata l-istruttura tal-fażi u l-kompatibilità tal-kompost. sistema.

Kapitolu 5 Influwenza tal-Grad ta' Sostituzzjoni ta' Hydroxypropyl HPS fuq Proprjetajiet Reoloġiċi tas-Sistema Komposta HPMC/HPS

Huwa magħruf sew li bidliet żgħar fl-istruttura kimika tal-lamtu jistgħu jwasslu għal bidliet drammatiċi fil-proprjetajiet reoloġiċi tiegħu. Għalhekk, il-modifika kimika toffri l-possibbiltà li ttejjeb u tikkontrolla l-proprjetajiet reoloġiċi tal-prodotti bbażati fuq il-lamtu [342]. Min-naħa tiegħu, il-kontroll tal-influwenza tal-istruttura kimika tal-lamtu fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tiegħu jista 'jifhem aħjar il-proprjetajiet strutturali tal-prodotti bbażati fuq il-lamtu, u jipprovdi bażi għad-disinn ta' lamti modifikati bi proprjetajiet funzjonali tal-lamtu mtejba [235]. Il-lamtu idrossipropiliku huwa lamtu modifikat professjonali użat ħafna fil-qasam tal-ikel u l-mediċina. Huwa ġeneralment ippreparat bir-reazzjoni ta 'eterifikazzjoni tal-lamtu indiġeni bl-ossidu tal-propilene taħt kundizzjonijiet alkalini. Hydroxypropyl huwa grupp idrofiliku. L-introduzzjoni ta 'dawn il-gruppi fil-katina molekulari tal-lamtu tista' tkisser jew iddgħajjef ir-rabtiet tal-idroġenu intramolekulari li jżommu l-istruttura tal-granuli tal-lamtu. Għalhekk, il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-lamtu hydroxypropyl huma relatati mal-grad ta 'sostituzzjoni ta' gruppi hydroxypropyl fuq il-katina molekulari tiegħu [233, 235, 343, 344].

Bosta studji investigaw l-effett tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet fiżikokimiċi tal-lamtu hydroxypropyl. Han et al. studja l-effetti tal-lamtu hydroxypropyl waxy u hydroxypropyl cornstarch fuq l-istruttura u l-karatteristiċi tar-retrogradazzjoni tal-kejkijiet tar-ross glutinous Koreani. L-istudju sab li l-hydroxypropylation tista 'tnaqqas it-temperatura tal-ġelatinizzazzjoni tal-lamtu u ttejjeb il-kapaċità li żżomm l-ilma tal-lamtu. prestazzjoni, u inibixxi b'mod sinifikanti l-fenomenu tat-tixjiħ tal-lamtu fil-kejkijiet Koreani tar-ross glutinous [345]. Kaur et al. studja l-effett tas-sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet fiżikokimiċi ta' varjetajiet differenti ta 'lamtu tal-patata, u sabet li l-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl tal-lamtu tal-patata varja ma' varjetajiet differenti, u l-effett tiegħu fuq il-proprjetajiet tal-lamtu b'daqs kbir ta 'partiċelli Aktar sinifikanti; ir-reazzjoni ta 'hydroxypropylation tikkawża ħafna frammenti u skanalaturi fuq il-wiċċ tal-granuli tal-lamtu; Is-sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl tista' ttejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet ta 'nefħa, is-solubilità fl-ilma u s-solubilità tal-lamtu f'dimethyl sulfoxide, u ttejjeb il-lamtu t-trasparenza tal-pejst [346]. Lawal et al. studja l-effett tas-sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet tal-lamtu tal-patata ħelwa. L-istudju wera li wara l-modifika ta 'hydroxypropyl, il-kapaċità ta' nefħa ħielsa u s-solubilità fl-ilma tal-lamtu tjiebu; ir-rikristallizzazzjoni u r-retrogradazzjoni tal-lamtu indiġenu ġew inibiti; Id-diġestibbiltà hija mtejba [347]. Schmitz et al. ipprepara l-lamtu hydroxypropyl tapioca u sab li kellu kapaċità ta 'nefħa u viskożità ogħla, rata ta' tixjiħ aktar baxxa, u stabbiltà ogħla ta 'friża-tidwib [344].

Madankollu, hemm ftit studji dwar il-proprjetajiet reoloġiċi tal-lamtu hydroxypropyl, u l-effetti tal-modifika hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistemi komposti bbażati fuq il-lamtu rari ġew irrappurtati s'issa. Chun et al. studja r-reoloġija ta 'soluzzjoni ta' lamtu tar-ross hydroxypropyl b'konċentrazzjoni baxxa (5%). Ir-riżultati wrew li l-effett tal-modifika ta 'hydroxypropyl fuq l-istat fiss u l-viskoelastiċità dinamika tas-soluzzjoni tal-lamtu kien relatat mal-grad ta' sostituzzjoni, u ammont żgħir ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl Propyl jista 'jbiddel b'mod sinifikanti l-proprjetajiet reoloġiċi tas-soluzzjonijiet tal-lamtu; il-koeffiċjent tal-viskożità tas-soluzzjonijiet tal-lamtu jonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni, u d-dipendenza fuq it-temperatura tal-proprjetajiet reoloġiċi tagħha tiżdied biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl. L-ammont jonqos mal-grad ta' sostituzzjoni dejjem jiżdied [342]. Lee et al. studja l-effett tas-sostituzzjoni tal-idrossipropil fuq il-proprjetajiet fiżiċi u l-proprjetajiet reoloġiċi tal-lamtu tal-patata ħelwa, u r-riżultati wrew li l-abbiltà ta 'nefħa u s-solubilità fl-ilma tal-lamtu żdiedet biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni tal-idrossipropil; Il-valur tal-entalpija jonqos maż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl; il-koeffiċjent tal-viskożità, il-viskożità kumplessa, l-istress tar-rendiment, il-viskożità kumplessa u l-modulu dinamiku tas-soluzzjoni tal-lamtu kollha jonqsu biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, indiċi ta 'fluwidu u fattur ta' telf Jiżdied bil-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl; is-saħħa tal-ġell tal-kolla tal-lamtu tonqos, l-istabbiltà tal-iffriżar u t-tidwib tiżdied, u l-effett tas-sinereżi jonqos [235].

F'dan il-kapitolu, ġie studjat l-effett tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema HPMC/HPS tal-ġell kiesaħ u sħun. Is-sitwazzjoni ta 'tranżizzjoni hija ta' sinifikat kbir għal fehim fil-fond tar-relazzjoni bejn il-formazzjoni tal-istruttura u l-proprjetajiet reoloġiċi. Barra minn hekk, il-mekkaniżmu ta 'ġelazzjoni tas-sistema kompost ta' tkessiħ b'lura HPMC/HPS ġie diskuss b'mod preliminari, sabiex tiġi pprovduta xi gwida teoretika għal sistemi simili oħra ta 'ġell li jkessħu b'lura.

5.1 Materjali u Tagħmir

5.1.1 Materjali sperimentali ewlenin

5.1.2 Strumenti u tagħmir prinċipali

5.2 Metodu sperimentali

5.2.1 Preparazzjoni ta' soluzzjonijiet komposti

Soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS ta '15% bi proporzjonijiet ta' komposti differenti (100/0, 50/50, 0/100) u HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil (G80, A939, A1081) ġew ippreparati. Il-metodi ta' preparazzjoni ta' A1081, A939, HPMC u s-soluzzjonijiet komposti tagħhom huma murija f'2.2.1. G80 u s-soluzzjonijiet komposti tiegħu ma 'HPMC huma ġelatinizzati billi tħawwad taħt il-kondizzjonijiet ta' 1500psi u 110 ° C f'awtoklavi, minħabba li l-lamtu Native G80 huwa amylose għoli (80%), u t-temperatura ta 'ġelatinizzazzjoni tiegħu hija ogħla minn 100 °C, li ma tistax tkun milħuq bil-metodu oriġinali ta' ġelatinizzazzjoni tal-banju ta' l-ilma [348].

5.2.2 Proprjetajiet reoloġiċi ta' soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS

5.2.2.1 Prinċipju ta' analiżi reoloġika

L-istess bħal 2.2.2.1

5.2.2.2 Metodu tat-test tal-modalità tal-fluss

Intużat morsa tal-pjanċa parallela b'dijametru ta '60 mm, u l-ispazjar tal-pjanċa ġie ssettjat għal 1 mm.

1. Hemm metodu tat-test tal-fluss pre-shear u thixotropy fi tliet stadji. L-istess bħal 2.2.2.2.
2. Metodu tat-test tal-fluss mingħajr pre-shear u thixotropic ring thixotropy. It-temperatura tat-test hija 25 °C, a. Shearing b'veloċità dejjem tiżdied, firxa tar-rata ta 'shear 0-1000 s-1, ħin ta' shearing 1 min; b. Shearing kostanti, rata ta 'shearing 1000 s-1, ħin ta' shearing 1 min; c. Shearing b'veloċità mnaqqsa, il-firxa tar-rata ta 'shear hija 1000-0s-1, u l-ħin ta' shearing huwa 1 min.

5.2.2.3 Metodu tat-test tal-modalità tal-oxxillazzjoni

Intuża pjanċa parallela b'dijametru ta '60 mm, u l-ispazjar tal-pjanċa ġie ssettjat għal 1 mm.

1. Knis varjabbli tad-deformazzjoni. Temperatura tat-test 25 °C, frekwenza 1 Hz, deformazzjoni 0.01-100 %.
2. Skennjar tat-temperatura. Frekwenza 1 Hz, deformazzjoni 0.1 %, a. Proċess ta 'tisħin, temperatura 5-85 °C, rata ta' tisħin 2 °C/min; b. Proċess ta 'tkessiħ, temperatura 85-5 °C, rata ta' tkessiħ 2 °C/min. Siġill taż-żejt tas-silikonju jintuża madwar il-kampjun biex jiġi evitat it-telf ta 'umdità waqt l-ittestjar.
3. Knis tal-frekwenza. Varjazzjoni 0.1 %, frekwenza 1-100 rad/s. It-testijiet twettqu f'5 °C u 85 °C, rispettivament, u ekwilibrati fit-temperatura tat-test għal 5 min qabel l-ittestjar.

Ir-relazzjoni bejn il-modulu tal-ħażna G′ u l-modulu tat-telf G″ tas-soluzzjoni tal-polimeru u l-frekwenza angolari ω issegwi liġi tal-qawwa:

fejn n′ u n″ huma l-għoljiet ta' log G′-log ω u log G″-log ω, rispettivament;

G0′ u G0″ huma l-interċettazzjonijiet ta' log G′-log ω u log G″-log ω, rispettivament.

5.2.3 Mikroskopju ottiku

5.2.3.1 Prinċipju tal-istrument

L-istess bħal 4.2.3.1

5.2.3.2 Metodu tat-test

Is-soluzzjoni kompost 3% 5:5 HPMC/HPS inħarġet f'temperaturi differenti ta '25 °C, 45 °C, u 85 °C, niżel fuq slide tal-ħġieġ miżmuma fl-istess temperatura, u mitfugħa f'film irqiq. soluzzjoni saff u mnixxef fl-istess temperatura. Il-films ġew imtebba 'b'soluzzjoni ta' jodju 1%, imqiegħda fil-qasam tal-mikroskopju tad-dawl għall-osservazzjoni u fotografati.

5.3 Riżultati u Diskussjoni

5.3.1 Analiżi tal-viskożità u tal-mudell tal-fluss

5.3.1.1 Metodu tat-test tal-fluss mingħajr pre-shear u thixotropic ring thixotropy

Bl-użu tal-metodu tat-test tal-fluss mingħajr pre-shearing u l-metodu thixotropic ring thixotropic, ġiet studjata l-viskożità ta 'soluzzjoni kompost HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl HPS. Ir-riżultati huma murija fil-Figura 5-1. Jista 'jidher mill-figura li l-viskożità tal-kampjuni kollha turi xejra ta' tnaqqis biż-żieda tar-rata ta 'shear taħt l-azzjoni ta' forza ta 'shear, li turi ċertu grad ta' fenomenu ta 'shear thinning. Il-biċċa l-kbira tas-soluzzjonijiet jew it-tidwib tal-polimeri b'konċentrazzjoni għolja jgħaddu minn disanglement qawwi u riarranġament molekulari taħt shear, u b'hekk juru mġiba ta 'fluwidu psewdoplastiku [305, 349, 350]. Madankollu, il-gradi ta 'shear thinning ta' soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS ta 'HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl huma differenti.

Fig. 5-1 Viskożitajiet vs. rata ta 'shear tas-soluzzjoni HPS/HPMC bi grad differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydropropyl ta' HPS (mingħajr pre-shearing, is-simboli solidi u vojta jippreżentaw rata ta 'żieda u proċess ta' rata li tonqos, rispettivament)

Jista 'jidher mill-figura li l-grad ta' viskożità u shear thinning tal-kampjun HPS pur huma ogħla minn dawk tal-kampjun kompost HPMC/HPS, filwaqt li l-grad ta 'shear thinning tas-soluzzjoni HPMC huwa l-aktar baxx, prinċipalment minħabba li l-viskożità ta' HPS f'temperatura baxxa hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik ta 'HPMC. Barra minn hekk, għas-soluzzjoni kompost HPMC/HPS bl-istess proporzjon ta 'kompost, il-viskożità tiżdied bil-grad ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl. Dan jista 'jkun minħabba li ż-żieda ta' gruppi hydroxypropyl fil-molekuli tal-lamtu tkisser ir-rabtiet tal-idroġenu intermolekulari u għalhekk twassal għad-diżintegrazzjoni tal-granuli tal-lamtu. L-idrossipropilazzjoni naqqset b'mod sinifikanti l-fenomenu ta 'shear thinning tal-lamtu, u l-fenomenu ta' shear thinning tal-lamtu indiġenu kien l-aktar ovvju. Biż-żieda kontinwa tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, il-grad ta 'shear thinning ta' HPS naqas gradwalment.

Il-kampjuni kollha għandhom ċrieki tixotropiċi fuq il-kurva tar-rata ta 'shear stress-shear, li jindika li l-kampjuni kollha għandhom ċertu grad ta' tixotropija. Is-saħħa tixotropika hija rappreżentata mid-daqs taż-żona taċ-ċirku tixotropiku. Aktar ma jkun tixotropiku l-kampjun [351]. L-indiċi tal-fluss n u l-koeffiċjent tal-viskożità K tas-soluzzjoni tal-kampjun jistgħu jiġu kkalkulati bil-liġi tal-qawwa Ostwald-de Waele (ara l-ekwazzjoni (2-1)).

Tabella 5-1 Indiċi tal-imġieba tal-fluss (n) u indiċi tal-konsistenza tal-fluwidu (K) matul il-proċess tar-rata li qed tiżdied u t-tnaqqis tar-rata u ż-żona tal-linja tat-tixotropija tas-soluzzjoni HPS/HPMC bi grad differenti ta’ sostituzzjoni tal-idropropil ta’ HPS f’25 °C

It-Tabella 5-1 turi l-indiċi tal-fluss n, il-koeffiċjent tal-viskożità K u l-erja taċ-ċirku thixotropic ta 'soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl HPS fil-proċess ta' żieda fil-shearing u tnaqqis ta 'shearing. Jista 'jidher mit-tabella li l-indiċi tal-fluss n tal-kampjuni kollha huwa inqas minn 1, li jindika li s-soluzzjonijiet tal-kampjuni kollha huma fluwidi psewdoplastik. Għas-sistema kompost HPMC/HPS bl-istess grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS, l-indiċi tal-fluss n jiżdied biż-żieda tal-kontenut HPMC, li jindika li ż-żieda ta 'HPMC tagħmel is-soluzzjoni komposta turi karatteristiċi ta' fluwidu Newtonjan aktar b'saħħithom. Madankollu, biż-żieda tal-kontenut ta 'HPMC, il-koeffiċjent tal-viskożità K naqas kontinwament, li jindika li ż-żieda ta' HPMC naqqset il-viskożità tas-soluzzjoni kompost, minħabba li l-koeffiċjent tal-viskożità K kien proporzjonali għall-viskożità. Il-valur n u l-valur K ta 'HPS pur bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl fl-istadju ta' shear li qed jogħlew it-tnejn naqsu biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, li jindika li l-modifika ta 'hydroxypropylation tista' ttejjeb il-psewdoplastiċità tal-lamtu u tnaqqas il-Viskożità tas-soluzzjonijiet tal-lamtu. Għall-kuntrarju, il-valur ta 'n jiżdied maż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni fl-istadju ta 'shear li jonqos, li jindika li l-hydroxypropylation ittejjeb l-imġieba tal-fluwidu Newtonjan tas-soluzzjoni wara shearing b'veloċità għolja. Il-valur n u l-valur K tas-sistema kompost HPMC/HPS ġew affettwati kemm mill-idrossipropilazzjoni tal-HPS kif ukoll mill-HPMC, li kienu r-riżultat tal-azzjoni magħquda tagħhom. Meta mqabbel mal-istadju tal-shearing li qed jiżdied, il-valuri n tal-kampjuni kollha fl-istadju tal-shearing li qed jonqos saru akbar, filwaqt li l-valuri K saru iżgħar, li jindikaw li l-viskożità tas-soluzzjoni kompost tnaqqset wara shearing b'veloċità għolja, u l- L-imġiba tal-fluwidu Newtonjan tas-soluzzjoni kompost ġiet imsaħħa. .

Iż-żona ta 'ċirku thixotropic naqset biż-żieda tal-kontenut ta' HPMC, li tindika li ż-żieda ta 'HPMC naqqset it-tixotropija tas-soluzzjoni kompost u tejbet l-istabbiltà tagħha. Għas-soluzzjoni kompost HPMC/HPS bl-istess proporzjon ta 'taħlit, iż-żona ta' ċirku thixotropic tonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS, li jindika li l-idrossipropilazzjoni ttejjeb l-istabbiltà ta 'HPS.

5.3.1.2 Metodu ta 'shearing b'metodu ta' qtugħ minn qabel u thixotropic fi tliet stadji

Il-metodu ta 'shear bil-pre-shear intuża biex jistudja l-bidla tal-viskożità tas-soluzzjoni kompost HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl HPS b'rata ta' shear. Ir-riżultati huma murija fil-Figura 5-2. Jista 'jidher mill-figura li s-soluzzjoni HPMC ma turi kważi l-ebda shear thinning, filwaqt li l-kampjuni l-oħra juru shear thinning. Dan huwa konsistenti mar-riżultati miksuba bil-metodu ta 'shearing mingħajr pre-shearing. Jista 'jidher ukoll mill-figura li b'rati ta' shear baxxi, il-kampjun sostitwit ħafna idrossipropil juri reġjun plateau.

Fig. 5-2 Viscosities vs. shear rate tas-soluzzjoni HPS/HPMC bi grad differenti ta' sostituzzjoni ta' hydropropyl ta' HPS (bil-pre-shearing)

Il-viskożità zero-shear (h0), l-indiċi tal-fluss (n) u l-koeffiċjent tal-viskożità (K) miksuba bit-twaħħil huma murija fit-Tabella 5-2. Mit-tabella, nistgħu naraw li għall-kampjuni HPS puri, il-valuri n miksuba miż-żewġ metodi jiżdiedu bil-grad ta 'sostituzzjoni, li jindika li l-imġieba bħal solida tas-soluzzjoni tal-lamtu tonqos hekk kif il-grad ta' sostituzzjoni jiżdied. Biż-żieda tal-kontenut ta 'HPMC, il-valuri n kollha wrew xejra 'l isfel, li jindika li HPMC naqqas l-imġieba solida tas-soluzzjoni. Dan juri li r-riżultati tal-analiżi kwalitattiva taż-żewġ metodi huma konsistenti.

Meta tqabbel id-dejta miksuba għall-istess kampjun taħt metodi ta 'test differenti, jinstab li l-valur ta' n miksub wara pre-shearing huwa dejjem akbar minn dak miksub bil-metodu mingħajr pre-shearing, li jindika li s-sistema komposta miksuba mill-pre-shearing -metodu ta 'shearing huwa solidu bħall-imġieba hija aktar baxxa minn dik imkejla bil-metodu mingħajr pre-shearing. Dan huwa minħabba li r-riżultat finali miksub fit-test mingħajr pre-shear huwa fil-fatt ir-riżultat ta 'l-azzjoni magħquda tar-rata ta' shear u l-ħin ta 'shear, filwaqt li l-metodu tat-test bi pre-shear l-ewwel jelimina l-effett thixotropic minn shear għoli għal ċertu perjodu ta' ħin. Għalhekk, dan il-metodu jista 'jiddetermina b'mod aktar preċiż il-fenomenu tat-thinning tal-shear u l-karatteristiċi tal-fluss tas-sistema kompost.

Mit-tabella, nistgħu naraw ukoll li għall-istess proporzjon ta 'taħlit (5:5), il-valur n tas-sistema ta' kompost huwa qrib 1, u n-n imqaxxar minn qabel jiżdied bil-grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil Dan juri li HPMC huwa fażi kontinwa fis-sistema kompost, u HPMC għandha effett aktar qawwi fuq kampjuni tal-lamtu bi grad baxx ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, li huwa konsistenti mar-riżultat li l-valur n jiżdied maż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni mingħajr pre-shearing għall-kuntrarju. Il-valuri K tas-sistemi komposti bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni fiż-żewġ metodi huma simili, u m'hemm l-ebda tendenza partikolarment ovvja, filwaqt li l-viskożità zero-shear turi tendenza ċara 'l isfel, minħabba li l-viskożità zero-shear hija indipendenti mill-shear rata. Il-viskożità intrinsika tista 'tirrifletti b'mod preċiż il-proprjetajiet tas-sustanza nnifisha.

Fig. 5-3 Tixotropija ta' tliet intervalli tas-soluzzjoni tat-taħlita HPS/HPMC bi grad differenti ta' sostituzzjoni ta' idropropil ta' HPS

Il-metodu thixotropic fi tliet stadji intuża biex jistudja l-effett ta 'gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl tal-lamtu hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet tixotropiċi tas-sistema kompost. Jista 'jidher mill-Figura 5-3 li fl-istadju ta' shear baxx, il-viskożità tas-soluzzjoni tonqos biż-żieda tal-kontenut HPMC, u tonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni, li hija konsistenti mal-liġi ta' viskożità ta 'shear żero.

Il-grad ta 'rkupru strutturali wara ħin differenti fl-istadju ta' rkupru huwa espress mir-rata ta 'rkupru tal-viskożità DSR, u l-metodu ta' kalkolu huwa muri f'2.3.2. Jista 'jidher mit-Tabella 5-2 li fl-istess ħin ta' rkupru, id-DSR ta 'HPS pur huwa aktar baxx b'mod sinifikanti minn dak ta' HPMC pur, li huwa prinċipalment minħabba li l-molekula HPMC hija katina riġida, u l-ħin ta 'rilassament tiegħu huwa qasir, u l-istruttura tista 'tiġi rkuprata fi żmien qasir. tirkupra. Filwaqt li HPS hija katina flessibbli, il-ħin ta 'rilassament tiegħu huwa twil, u l-irkupru tal-istruttura jieħu żmien twil. Biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni, id-DSR ta' HPS pur jonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni, li jindika li l-idrossipropilazzjoni ttejjeb il-flessibbiltà tal-katina molekulari tal-lamtu u tagħmel il-ħin ta' rilassament tal-HPS itwal. Id-DSR tas-soluzzjoni kompost hija aktar baxxa minn dik ta 'HPS pur u kampjuni HPMC pur, iżda biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl, id-DSR tal-kampjun kompost jiżdied, li jindika li t-tixotropija tas-sistema kompost tiżdied mal- żieda tas-sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl. Tnaqqas bi grad dejjem jiżdied ta 'sostituzzjoni radikali, li hija konsistenti mar-riżultati mingħajr pre-shearing.

Tabella 5-2 Viskożità ta 'shear żero (h0), indiċi tal-imġieba tal-fluss (n), indiċi tal-konsistenza tal-fluwidu (K) matul ir-rata dejjem tiżdied u l-grad ta' rkupru tal-istruttura (DSR) wara ċertu żmien ta 'rkupru għas-soluzzjoni HPS/HPMC b'idropropil differenti grad ta' sostituzzjoni ta' HPS f'25 °C

Fil-qosor, it-test fi stat fiss mingħajr pre-shearing u t-test tat-tixotropija taċ-ċirku thixotropic jistgħu janalizzaw b'mod kwalitattiv kampjuni b'differenzi kbar ta 'prestazzjoni, iżda għall-komposti bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl b'differenzi żgħar ta' prestazzjoni Ir-riżultati tar-riċerka tas-soluzzjoni huma kuntrarji għal ir-riżultati reali, minħabba li d-dejta mkejla huma r-riżultati komprensivi tal-influwenza tar-rata ta 'shear u l-ħin ta' shear, u ma jistgħux verament jirriflettu l-influwenza ta 'varjabbli wieħed.

5.3.2 Reġjun viscoelastiku lineari

Huwa magħruf sew li għall-idroġels, il-modulu tal-ħażna G′ huwa ddeterminat mill-ebusija, is-saħħa u n-numru tal-ktajjen molekulari effettivi, u l-modulu tat-telf G′′ huwa determinat mill-migrazzjoni, il-moviment u l-frizzjoni ta’ molekuli żgħar u gruppi funzjonali . Huwa determinat mill-konsum tal-enerġija frizzjonali bħall-vibrazzjoni u r-rotazzjoni. Sinjal tal-eżistenza tal-intersezzjoni tal-modulu tal-ħażna G′ u l-modulu tat-telf G″ (jiġifieri tan δ = 1). It-tranżizzjoni minn soluzzjoni għal ġel tissejjaħ il-punt tal-ġel. Il-modulu tal-ħażna G′ u l-modulu tat-telf G″ ħafna drabi jintużaw biex jistudjaw l-imġiba tal-ġelazzjoni, ir-rata ta 'formazzjoni u l-proprjetajiet strutturali tal-istruttura tan-netwerk tal-ġel [352]. Jistgħu wkoll jirriflettu l-iżvilupp tal-istruttura interna u l-istruttura molekulari matul il-formazzjoni tal-istruttura tan-netwerk tal-ġel. interazzjoni [353].

Il-Figura 5-4 turi l-kurvi tal-knis tar-razza ta 'soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl HPS fi frekwenza ta' 1 Hz u firxa ta 'strain ta' 0.01% -100%. Jista 'jidher mill-figura li fiż-żona ta' deformazzjoni aktar baxxa (0.01-1%), il-kampjuni kollha ħlief HPMC huma G′> G″, li juru stat tal-ġel. Għal HPMC, G′ huwa fil-forma kollha Il-firxa varjabbli hija dejjem inqas minn G”, li tindika li HPMC jinsab fi stat ta 'soluzzjoni. Barra minn hekk, id-dipendenza tad-deformazzjoni tal-viskoelastiċità ta 'kampjuni differenti hija differenti. Għall-kampjun G80, id-dipendenza tal-frekwenza tal-viskoelastiċità hija aktar ovvja: meta d-deformazzjoni tkun akbar minn 0.3%, wieħed jista 'jara li G' jonqos gradwalment, akkumpanjat minn żieda sinifikanti f'G”. żieda, kif ukoll żieda sinifikanti f'tan δ; u jaqsmu meta l-ammont ta 'deformazzjoni huwa 1.7%, li jindika li l-istruttura tan-netwerk tal-ġel ta' G80 hija mħassra serjament wara li l-ammont ta 'deformazzjoni jaqbeż 1.7%, u tkun fi stat ta' soluzzjoni.

Fig. 5-4 Il-modulu tal-ħażna (G′) u l-modulu tat-telf (G″) kontra r-razza għal taħlitiet HPS/HPMC bil-grad differenti ta’ sostituzzjoni ta’ hydroypropyl ta’ HPS (Is-simboli solidi u vojta jippreżentaw G′ u G″, rispettivament)

Fig. 5-5 tan δ vs. strain għal soluzzjoni ta' taħlita HPMC/HPS bil-grad differenti ta' sostituzzjoni ta' idropropil ta' HPS

Jista 'jidher mill-figura li r-reġjun viscoelastic lineari ta' HPS pur huwa ovvjament imdejjaq bit-tnaqqis tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl. Fi kliem ieħor, hekk kif il-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl jiżdied, il-bidliet sinifikanti fil-kurva tan δ għandhom tendenza li jidhru fil-medda ta' ammont ta 'deformazzjoni ogħla. B'mod partikolari, ir-reġjun viscoelastiku lineari ta 'G80 huwa l-aktar dejjaq tal-kampjuni kollha. Għalhekk, ir-reġjun viscoelastiku lineari ta 'G80 jintuża biex jiddetermina

Kriterji għad-determinazzjoni tal-valur tal-varjabbli ta' deformazzjoni fis-serje ta' testijiet li ġejjin. Għas-sistema kompost HPMC/HPS bl-istess proporzjon ta 'taħlit, ir-reġjun viscoelastiku lineari jonqos ukoll bit-tnaqqis tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl ta' HPS, iżda l-effett li jiċkien tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl fuq ir-reġjun viscoelastiku lineari mhuwiex daqshekk ovvju.

5.3.3 Proprjetajiet viscoelastiċi waqt it-tisħin u t-tkessiħ

Il-proprjetajiet viscoelastiċi dinamiċi ta 'soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS ta' HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil huma murija fil-Figura 5-6. Kif jidher mill-figura, HPMC jesibixxi erba 'stadji matul il-proċess tat-tisħin: reġjun tal-plateau inizjali, żewġ stadji li jiffurmaw l-istruttura, u reġjun tal-plateau finali. Fl-istadju inizjali tal-plateau, G′ <G″, il-valuri ta 'G′ u G″ huma żgħar, u għandhom tendenza li jonqsu ftit biż-żieda tat-temperatura, li juru l-imġieba viskoelastika likwida komuni. Il-ġelazzjoni termali ta 'HPMC għandha żewġ stadji distinti ta' formazzjoni ta 'strutturi mdawra mill-intersezzjoni ta' G′ u G″ (jiġifieri, il-punt ta 'tranżizzjoni soluzzjoni-ġel, madwar 49 °C), li hija konsistenti mar-rapporti preċedenti. Konsistenti [160, 354]. F'temperatura għolja, minħabba assoċjazzjoni idrofobika u assoċjazzjoni idrofilika, HPMC gradwalment jifforma struttura tan-netwerk inkroċjat [344, 355, 356]. Fir-reġjun tal-plateau tad-denb, il-valuri ta 'G′ u G″ huma għoljin, li jindika li l-istruttura tan-netwerk tal-ġel HPMC hija ffurmata bis-sħiħ.

Dawn l-erba 'stadji ta' HPMC jidhru b'mod sekwenzjali f'ordni invers hekk kif it-temperatura tonqos. L-intersezzjoni ta 'G′ u G″ tinbidel għar-reġjun ta' temperatura baxxa f'madwar 32 °C matul l-istadju tat-tkessiħ, li jista 'jkun dovut għal isteresi [208] jew l-effett ta' kondensazzjoni tal-katina f'temperatura baxxa [355]. Simili għal HPMC, kampjuni oħra matul il-proċess tat-tisħin Hemm ukoll erba 'stadji fi, u l-fenomenu riversibbli jseħħ matul il-proċess tat-tkessiħ. Madankollu, jista 'jidher mill-figura li G80 u A939 juru proċess simplifikat mingħajr intersezzjoni bejn G' u G”, u l-kurva ta 'G80 lanqas biss tidher. Iż-żona tal-pjattaforma fuq wara.

Għal HPS pur, grad ogħla ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil jista 'jbiddel kemm it-temperaturi inizjali u finali tal-formazzjoni tal-ġel, speċjalment it-temperatura inizjali, li hija 61 °C għal G80, A939, u A1081, rispettivament. , 62 °C u 54 °C. Barra minn hekk, għal kampjuni HPMC / HPS bl-istess proporzjon ta 'taħlit, hekk kif il-grad ta' sostituzzjoni jiżdied, il-valuri ta 'G′ u G″ it-tnejn għandhom tendenza li jonqsu, li huwa konsistenti mar-riżultati ta' studji preċedenti [357, 358]. Hekk kif il-grad ta 'sostituzzjoni jiżdied, in-nisġa tal-ġell issir ratba. Għalhekk, l-idrossipropilazzjoni tkisser l-istruttura ordnata tal-lamtu nattiv u ttejjeb l-idrofiliċità tiegħu [343].

Għall-kampjuni komposti HPMC/HPS, kemm G′ u G″ naqsu biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS, li kien konsistenti mar-riżultati ta 'HPS pur. Barra minn hekk, biż-żieda ta 'HPMC, il-grad ta' sostituzzjoni kellu effett sinifikanti fuq G′ L-effett b'G” isir inqas evidenti.

Il-kurvi viskoelastiċi tal-kampjuni komposti HPMC/HPS kollha wrew l-istess xejra, li tikkorrispondi għal HPS f'temperatura baxxa u HPMC f'temperatura għolja. Fi kliem ieħor, f'temperatura baxxa, HPS tiddomina l-proprjetajiet viscoelastiċi tas-sistema komposta, filwaqt li f'temperatura għolja HPMC jiddetermina l-proprjetajiet viscoelastiċi tas-sistema komposta. Dan ir-riżultat huwa prinċipalment attribwibbli għal HPMC. B'mod partikolari, HPS huwa ġel kiesaħ, li jinbidel minn stat ta 'ġel għal stat ta' soluzzjoni meta jissaħħan; għall-kuntrarju, HPMC huwa ġel sħun, li gradwalment jifforma ġel bi struttura tan-netwerk tat-temperatura dejjem tiżdied. Għas-sistema kompost HPMC/HPS, f'temperatura baxxa, il-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema kompost huma kkontribwiti prinċipalment mill-ġell kiesaħ HPS, u f'temperatura għolja, f'temperaturi sħan, il-ġelazzjoni ta 'HPMC tiddomina fis-sistema kompost.

Fig. 5-6 Modulu tal-ħażna (G′), modulu tat-telf (G″) u tan δ vs. temperatura għal soluzzjoni ta’ taħlita HPS/HPMC bil-grad differenti ta’ sostituzzjoni ta’ hydroypropyl ta’ HPS

Il-modulu tas-sistema kompost HPMC/HPS, kif mistenni, huwa bejn il-moduli ta 'HPMC pur u HPS pur. Barra minn hekk, is-sistema kumplessa turi G′> G″ fil-medda kollha tal-iskannjar tat-temperatura, li tindika li kemm HPMC kif ukoll HPS jistgħu jiffurmaw bonds tal-idroġenu intermolekulari ma 'molekuli tal-ilma, rispettivament, u jistgħu wkoll jiffurmaw bonds tal-idroġenu intermolekulari ma' xulxin. Barra minn hekk, Fuq il-kurva tal-fattur tat-telf, is-sistemi kumplessi kollha għandhom quċċata tan δ f'madwar 45 °C, li jindika li t-tranżizzjoni tal-fażi kontinwa seħħet fis-sistema kumplessa. Din it-tranżizzjoni tal-fażi se tiġi diskussa fil-5.3.6 li jmiss. kompli d-diskussjoni.

5.3.4 Effett tat-temperatura fuq il-viskożità kompost

Il-fehim tal-effett tat-temperatura fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tal-materjali huwa importanti minħabba l-firxa wiesgħa ta 'temperaturi li jistgħu jseħħu waqt l-ipproċessar u l-ħażna [359, 360]. Fil-medda ta '5 °C - 85 °C, l-effett tat-temperatura fuq il-viskożità kumplessa ta' soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl HPS jidher fil-Figura 5-7. Mill-Figura 5-7(a), wieħed jista 'jara li l-viskożità kumplessa ta' HPS pur tonqos b'mod sinifikanti biż-żieda tat-temperatura; il-viskożità ta 'HPMC pur tonqos ftit mill-ewwel għal 45 °C biż-żieda tat-temperatura. ittejjeb.

Il-kurvi tal-viskożità tal-kampjuni komposti kollha wrew xejriet simili mat-temperatura, l-ewwel jonqsu b'żieda fit-temperatura u mbagħad żdiedu b'żieda fit-temperatura. Barra minn hekk, il-viskożità tal-kampjuni komposti hija eqreb għal dik ta 'HPS f'temperatura baxxa u eqreb għal dik ta' HPMC f'temperatura għolja. Dan ir-riżultat huwa wkoll relatat mal-imġieba ta 'ġelazzjoni partikolari ta' kemm HPMC kif ukoll HPS. Il-kurva tal-viskożità tal-kampjun kompost uriet transizzjoni mgħaġġla f'45 °C, probabbilment minħabba transizzjoni ta 'fażi fis-sistema komposta HPMC/HPS. Madankollu, ta 'min jinnota li l-viskożità tal-kampjun kompost G80/HPMC 5:5 f'temperatura għolja hija ogħla minn dik ta' HPMC pur, li hija prinċipalment dovuta għall-viskożità intrinsika ogħla ta 'G80 f'temperatura għolja [361]. Taħt l-istess proporzjon ta 'taħlit, il-viskożità kompost tas-sistema ta' kompost tonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS. Għalhekk, l-introduzzjoni ta 'gruppi hydroxypropyl fil-molekuli tal-lamtu tista' twassal għat-tkissir ta 'bonds tal-idroġenu intramolekulari fil-molekuli tal-lamtu.

Fig. 5-7 Viskożità kumplessa vs temperatura għal taħlitiet HPS/HPMC bil-grad differenti ta' sostituzzjoni ta' hydroypropyl ta' HPS

L-effett tat-temperatura fuq il-viskożità kumplessa tas-sistema kompost HPMC/HPS jikkonforma mar-relazzjoni ta 'Arrhenius f'ċerta firxa ta' temperatura, u l-viskożità kumplessa għandha relazzjoni esponenzjali mat-temperatura. L-ekwazzjoni ta' Arrhenius hija kif ġej:

Fosthom, η* hija l-viskożità kumplessa, Pa s;

A hija kostanti, Pa s;

T hija t-temperatura assoluta, K;

R hija l-kostanti tal-gass, 8.3144 J·mol–1·K–1;

E hija l-enerġija ta 'attivazzjoni, J·mol–1.

Imwaħħal skont il-formula (5-3), il-kurva tal-viskożità-temperatura tas-sistema kompost tista 'tinqasam f'żewġ partijiet skont il-quċċata tan δ f'45 °C; is-sistema komposta f'5 °C – 45 °C u 45 °C – 85 ° Il-valuri tal-enerġija ta 'attivazzjoni E u l-kostanti A miksuba bit-twaħħil fil-medda ta' C huma murija fit-Tabella 5-3. Il-valuri kkalkulati tal-enerġija ta 'attivazzjoni E huma bejn -174 kJ·mol-1 u 124 kJ·mol-1, u l-valuri tal-kostanti A huma bejn 6.24×10-11 Pa·s u 1.99×1028 Pa·s. Fi ħdan il-firxa ta 'twaħħil, il-koeffiċjenti ta' korrelazzjoni mwaħħla kienu ogħla (R2 = 0.9071 –0.9892) ħlief għall-kampjun G80/HPMC. Il-kampjun G80/HPMC għandu koeffiċjent ta 'korrelazzjoni aktar baxx (R2= 0.4435) fil-medda tat-temperatura ta' 45 °C – 85 °C, li jista 'jkun dovut għall-ebusija intrinsikament ogħla ta' G80 u l-piż aktar mgħaġġel tiegħu meta mqabbel ma 'rata ta' kristallizzazzjoni HPS oħra [ 362]. Din il-proprjetà ta 'G80 tagħmilha aktar probabbli li tifforma komposti mhux omoġenji meta magħquda ma' HPMC.

Fil-medda tat-temperatura ta '5 °C – 45 °C, il-valur E tal-kampjun kompost HPMC/HPS huwa kemmxejn inqas minn dak ta' HPS pur, li jista 'jkun dovut għall-interazzjoni bejn HPS u HPMC. Naqqas id-dipendenza tat-temperatura tal-viskożità. Il-valur E ta 'HPMC pur huwa ogħla minn dak tal-kampjuni l-oħra. L-enerġiji ta 'attivazzjoni għall-kampjuni kollha li fihom il-lamtu kienu valuri pożittivi baxxi, li jindikaw li f'temperaturi aktar baxxi, it-tnaqqis fil-viskożità bit-temperatura kien inqas evidenti u l-formulazzjonijiet urew nisġa bħal lamtu.

Tabella 5-3 Parametri ta' l-ekwazzjoni ta' Arrhenius (E: enerġija ta' attivazzjoni; A: kostanti; R 2: koeffiċjent ta' determinazzjoni) mill-Eq.(1) għat-taħlitiet HPS/HPMC bi gradi differenti ta' idrossipropilazzjoni ta' HPS

Madankollu, fil-medda ta 'temperatura ogħla ta' 45 °C – 85 °C, il-valur E inbidel kwalitattivament bejn kampjuni komposti HPS pur u HPMC/HPS, u l-valur E ta 'HPSs puri kien 45.6 kJ·mol-1 - Fil-medda ta' 124 kJ·mol−1, il-valuri E tal-kumplessi huma fil-medda ta -3.77 kJ·mol−1– -72.2 kJ·mol−1. Din il-bidla turi l-effett qawwi ta 'HPMC fuq l-enerġija ta' attivazzjoni tas-sistema kumplessa, peress li l-valur E ta 'HPMC pur huwa -174 kJ mol-1. Il-valuri E ta 'HPMC pur u s-sistema komposta huma negattivi, li jindika li f'temperaturi ogħla, il-viskożità tiżdied b'temperatura dejjem tiżdied, u l-kompost juri nisġa ta' mġiba bħal HPMC.

L-effetti ta 'HPMC u HPS fuq il-viskożità kumplessa ta' sistemi komposti HPMC/HPS f'temperatura għolja u temperatura baxxa huma konsistenti mal-proprjetajiet viscoelastiċi diskussi.

5.3.5 Proprjetajiet mekkaniċi dinamiċi

Figuri 5-8 juru l-kurvi tal-knis tal-frekwenza f'5 °C ta 'soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS ta' HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl. Jista 'jidher mill-figura li HPS pur juri imġieba tipika bħal solida (G′> G″), filwaqt li HPMC hija mġieba bħal likwidu (G′ <G″). Il-formulazzjonijiet kollha HPMC/HPS wrew imġieba bħal solida. Għall-biċċa l-kbira tal-kampjuni, kemm G′ kif ukoll G″ jiżdiedu bi frekwenza dejjem tiżdied, li jindika li l-imġiba solida tal-materjal hija b'saħħitha.

HPMCs puri juru dipendenza ċara tal-frekwenza li huwa diffiċli li wieħed jara f'kampjuni HPS puri. Kif mistenni, is-sistema kumplessa HPMC/HPS uriet ċertu grad ta 'dipendenza fuq il-frekwenza. Għall-kampjuni kollha li fihom HPS, n′ huwa dejjem aktar baxx minn n″, u G″ juri dipendenza fuq frekwenza aktar qawwija minn G′, li jindika li dawn il-kampjuni huma aktar elastiċi milli viskużi [352, 359, 363]. Għalhekk, il-prestazzjoni tal-kampjuni komposti hija ddeterminata prinċipalment minn HPS, li hija prinċipalment minħabba li HPMC tippreżenta stat ta 'soluzzjoni ta' viskożità aktar baxxa f'temperatura baxxa.

Tabella 5-4 n′, n″, G0′ u G0″ għal HPS/HPMC bi grad differenti ta' sostituzzjoni ta' idropropil ta' HPS f'5 °C kif determinat mill-Eqs. (5-1) u (5-2)

Fig. 5-8 Modulu tal-ħażna (G′) u modulu tat-telf (G″) vs. frekwenza għal taħlitiet HPS/HPMC bil-grad differenti ta' sostituzzjoni ta' hydroypropyl ta' HPS f'5 °C

HPMCs puri juru dipendenza ċara tal-frekwenza li huwa diffiċli li wieħed jara f'kampjuni HPS puri. Kif mistenni għall-kumpless HPMC/HPS, is-sistema tal-ligand uriet ċertu grad ta 'dipendenza fuq il-frekwenza. Għall-kampjuni kollha li fihom HPS, n′ huwa dejjem aktar baxx minn n″, u G″ juri dipendenza fuq frekwenza aktar qawwija minn G′, li jindika li dawn il-kampjuni huma aktar elastiċi milli viskużi [352, 359, 363]. Għalhekk, il-prestazzjoni tal-kampjuni komposti hija ddeterminata prinċipalment minn HPS, li hija prinċipalment minħabba li HPMC tippreżenta stat ta 'soluzzjoni ta' viskożità aktar baxxa f'temperatura baxxa.

Figuri 5-9 juru l-kurvi tal-knis tal-frekwenza ta 'soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS ta' HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl f'85 °C. Kif jidher mill-figura, il-kampjuni l-oħra kollha tal-HPS ħlief A1081 urew imġieba tipika bħal solida. Għal A1081, il-valuri ta 'G' u G” huma qrib ħafna, u G' huwa kemmxejn iżgħar minn G”, li jindika li A1081 iġib ruħu bħala fluwidu.

Dan jista 'jkun minħabba li A1081 huwa ġel kiesaħ u jgħaddi minn transizzjoni minn ġel għal soluzzjoni f'temperatura għolja. Min-naħa l-oħra, għal kampjuni bl-istess proporzjon ta 'taħlit, il-valuri ta' n′, n″, G0′ u G0″ (Tabella 5-5) kollha naqsu biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil, li jindika li l-idrossipropilazzjoni naqset is-solidu- imġieba bħal tal-lamtu f'temperatura għolja (85°C). B'mod partikolari, in-n′ u n″ ta 'G80 huma qrib 0, li juru imġieba qawwija bħal solida; b'kuntrast, il-valuri n′ u n″ ta 'A1081 huma qrib 1, li juru imġieba fluwidu qawwija. Dawn il-valuri n' u n” huma konsistenti mad-dejta għal G' u G”. Barra minn hekk, kif jista 'jidher mill-Figuri 5-9, il-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl jista' jtejjeb b'mod sinifikanti d-dipendenza fuq il-frekwenza ta 'HPS f'temperatura għolja.

Fig. 5-9 Modulu tal-ħażna (G′) u modulu tat-telf (G″) vs. frekwenza għal taħlitiet HPS/HPMC bil-grad differenti ta' sostituzzjoni ta' hydroypropyl ta' HPS f'85 °C

Figuri 5-9 juru li HPMC juri imġieba tipika bħal solida (G′> G″) f'85 ° C, li hija attribwita prinċipalment għall-proprjetajiet tat-termogel tagħha. Barra minn hekk, il-G′ u G″ ta 'HPMC ivarjaw bil-frekwenza Iż-żieda ma nbidlitx ħafna, li tindika li m'għandhiex dipendenza ċara fuq il-frekwenza.

Għas-sistema kompost HPMC/HPS, il-valuri ta 'n′ u n″ huma t-tnejn qrib 0, u G0′ hija ogħla b'mod sinifikanti minn G0 (Tabella″ 5-5), li tikkonferma l-imġieba solida tagħha. Min-naħa l-oħra, sostituzzjoni ogħla ta 'hydroxypropyl tista' tbiddel l-HPS minn imġiba simili għal solidu għal likwidu, fenomenu li ma jseħħx fis-soluzzjonijiet komposti. Barra minn hekk, għas-sistema kompost miżjuda ma 'HPMC, biż-żieda tal-frekwenza, kemm G' u G" baqgħu relattivament stabbli, u l-valuri ta' n' u n" kienu qrib dawk ta 'HPMC. Dawn ir-riżultati kollha jissuġġerixxu li HPMC jiddomina l-viskoelastiċità tas-sistema komposta f'temperatura għolja ta '85 ° C.

Tabella 5-5 n′, n″, G0′ u G0″ għal HPS/HPMC b'sostituzzjoni idropropil differenti ta' HPS f'85 °C kif determinat mill-Eqs. (5-1) u (5-2)

5.3.6 Morfoloġija tas-sistema komposta HPMC/HPS

It-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet studjata bil-mikroskopju ottiku tat-tbajja tal-jodju. Is-sistema kompost HPMC/HPS bi proporzjon kompost ta '5:5 ġiet ittestjata f'25 °C, 45 °C u 85 °C. L-immaġini tal-mikroskopju tad-dawl imtebba' hawn taħt huma murija fil-Figuri 5-10. Jista 'jidher mill-figura li wara żebgħa bil-jodju, il-fażi HPS hija miżbugħa f'kulur aktar skur, u l-fażi HPMC turi kulur eħfef minħabba li ma tistax tiġi miżbugħa bil-jodju. Għalhekk, iż-żewġ fażijiet ta 'HPMC/HPS jistgħu jiġu distinti b'mod ċar. F'temperaturi ogħla, iż-żona ta 'reġjuni skuri (fażi HPS) tiżdied u l-erja ta' reġjuni qawwijin (fażi HPMC) tonqos. B'mod partikolari, f'25 °C, HPMC (kulur qawwi) hija l-fażi kontinwa fis-sistema komposta HPMC/HPS, u l-fażi HPS sferika żgħira (kulur skur) hija mxerrda fil-fażi kontinwa HPMC. B'kuntrast, f'85 °C, HPMC saret fażi mxerrda żgħira ħafna u b'forma irregolari mxerrda fil-fażi kontinwa HPS.

Fig. 5-8 Morfoloġiji ta' taħlitiet miżbugħin HPMC/HPS 1:1 f'25 °C, 45 °C u 85 °C

Biż-żieda fit-temperatura, għandu jkun hemm punt ta 'tranżizzjoni tal-morfoloġija tal-fażi tal-fażi kontinwa minn HPMC għal HPS fis-sistema kompost HPMC/HPS. Fit-teorija, għandu jseħħ meta l-viskożità ta 'HPMC u HPS huma l-istess jew simili ħafna. Kif jidher mill-mikrografi ta '45 °C f'Figuri 5-10, id-dijagramma tal-fażi tipika ta' "gżira tal-baħar" ma tidhirx, iżda tiġi osservata fażi ko-kontinwa. Din l-osservazzjoni tikkonferma wkoll il-fatt li tranżizzjoni tal-fażi tal-fażi kontinwa setgħet seħħet fil-quċċata tan δ fil-kurva tat-temperatura tal-fattur tad-dissipazzjoni diskussa f'5.3.3.

Jista 'jidher ukoll mill-figura li f'temperatura baxxa (25 °C), xi partijiet tal-fażi mxerrda HPS skur juru ċertu grad ta' kulur qawwi, li jista 'jkun minħabba li parti mill-fażi HPMC teżisti fil-fażi HPS fil- forma ta’ fażi mxerrda. nofs. B'kumbinazzjoni, f'temperatura għolja (85 °C), xi partiċelli skuri żgħar huma mqassma fil-fażi mxerrda HPMC ta 'kulur qawwi, u dawn il-partiċelli skuri żgħar huma l-fażi kontinwa HPS. Dawn l-osservazzjonijiet jissuġġerixxu li jeżisti ċertu grad ta 'mesophase fis-sistema kompost HPMC-HPS, u b'hekk jindikaw ukoll li HPMC għandu ċerta kompatibilità ma' HPS.

5.3.7 Dijagramma skematika tat-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS

Ibbażat fuq l-imġieba reoloġika klassika ta 'soluzzjonijiet ta' polimeri u punti ta 'ġel komposti [216, 232] u t-tqabbil mal-kumplessi diskussi fid-dokument, huwa propost mudell ta' prinċipju għat-trasformazzjoni strutturali ta 'kumplessi HPMC / HPS b'temperatura, kif muri fil-Fig. 5-11.

Fig. 5-11 Strutturi skematiċi tat-tranżizzjoni sol-ġel ta' HPMC (a); HPS (b); u HPMC/HPS (c)

L-imġiba tal-ġell ta 'HPMC u l-mekkaniżmu ta' transizzjoni soluzzjoni-ġel relatat tagħha ġew studjati ħafna [159, 160, 207, 208]. Waħda minn dawk aċċettati ħafna hija li l-ktajjen HPMC jeżistu f'soluzzjoni fil-forma ta 'qatet aggregati. Dawn ir-raggruppamenti huma interkonnessi billi jgeżwru xi strutturi taċ-ċelluloża mhux sostitwiti jew li ma tantx jinħallu, u huma konnessi ma 'reġjuni sostitwiti b'mod dens permezz ta' aggregazzjoni idrofobika ta 'gruppi metiliċi u gruppi idroksil. F'temperatura baxxa, molekuli ta 'l-ilma jiffurmaw strutturi simili għal gaġġa barra gruppi idrofobiċi tal-metil u strutturi ta' qoxra ta 'l-ilma barra gruppi idrofiliċi bħal gruppi idrossili, li jipprevjenu lil HPMC milli jifforma bonds ta' idroġenu interkatina f'temperaturi baxxi. Hekk kif it-temperatura tiżdied, HPMC jassorbi l-enerġija u dawn l-istrutturi tal-gaġġa tal-ilma u tal-qoxra tal-ilma jitkissru, li hija l-kinetika tat-tranżizzjoni soluzzjoni-ġel. Il-qsim tal-gaġġa tal-ilma u l-qoxra tal-ilma jesponi l-gruppi tal-metil u idrossipropil għall-ambjent milwiema, li jirriżulta f'żieda sinifikanti fil-volum ħieles. F'temperatura ogħla, minħabba l-assoċjazzjoni idrofobika ta 'gruppi idrofobiċi u l-assoċjazzjoni idrofilika ta' gruppi idrofiliċi, l-istruttura tan-netwerk tridimensjonali tal-ġell hija finalment iffurmata, kif muri fil-Figura 5-11(a).

Wara l-ġelatinizzazzjoni tal-lamtu, l-amylose jinħall mill-granuli tal-lamtu biex jiffurmaw struttura elikali waħda vojta, li hija mdawra kontinwament u finalment tippreżenta stat ta 'koljaturi każwali. Din l-istruttura ta 'helix waħda tifforma kavità idrofobika fuq ġewwa u wiċċ idrofiliku fuq barra. Din l-istruttura densa tal-lamtu tagħtiha stabbiltà aħjar [230-232]. Għalhekk, HPS teżisti fil-forma ta 'koljaturi każwali varjabbli b'xi segmenti helical stirati f'soluzzjoni milwiema f'temperatura għolja. Hekk kif it-temperatura tonqos, ir-rabtiet tal-idroġenu bejn l-HPS u l-molekuli tal-ilma jitkissru u jintilef l-ilma marbut. Fl-aħħarnett, struttura ta 'netwerk tridimensjonali hija ffurmata minħabba l-formazzjoni ta' bonds ta 'idroġenu bejn ktajjen molekulari, u jiġi ffurmat ġel, kif muri fil-Figura 5-11(b).

Normalment, meta żewġ komponenti b'viskożitajiet differenti ħafna huma komposti, il-komponent ta 'viskożità għolja għandu t-tendenza li jifforma fażi mxerrda u huwa mxerred fil-fażi kontinwa tal-komponent ta' viskożità baxxa. F'temperaturi baxxi, il-viskożità ta 'HPMC hija sinifikament aktar baxxa minn dik ta' HPS. Għalhekk, HPMC jifforma fażi kontinwa madwar il-fażi tal-ġel HPS ta 'viskożità għolja. Fit-truf taż-żewġ fażijiet, il-gruppi hydroxyl fuq il-ktajjen HPMC jitilfu parti mill-ilma marbut u jiffurmaw rabtiet idroġenu intermolekulari mal-ktajjen molekulari HPS. Matul il-proċess tat-tisħin, il-ktajjen molekulari tal-HPS imċaqalqu minħabba li jassorbu biżżejjed enerġija u ffurmaw bonds tal-idroġenu mal-molekuli tal-ilma, li rriżultaw fil-qsim tal-istruttura tal-ġel. Fl-istess ħin, l-istruttura tal-gaġġa ta 'l-ilma u l-istruttura tal-qoxra ta' l-ilma fuq il-katina HPMC ġew meqruda u gradwalment inkissru biex jesponu gruppi idrofiliċi u clusters idrofobiċi. F'temperatura għolja, HPMC jifforma struttura tan-netwerk tal-ġel minħabba bonds ta 'idroġenu intermolekulari u assoċjazzjoni idrofobika, u b'hekk issir fażi mxerrda ta' viskożità għolja mxerrda fil-fażi kontinwa HPS ta 'coils każwali, kif muri fil-Figura 5-11 (c). Għalhekk, HPS u HPMC iddominaw il-proprjetajiet reoloġiċi, il-proprjetajiet tal-ġel u l-morfoloġija tal-fażi tal-ġels komposti f'temperaturi baxxi u għoljin, rispettivament.

L-introduzzjoni ta 'gruppi hydroxypropyl f'molekuli tal-lamtu tkisser l-istruttura interna ordnata tal-idroġenu intramolekulari tagħha, sabiex il-molekuli tal-amylose ġelatinizzat ikunu fi stat minfuħ u mġebbda, li jżid il-volum effettiv ta' idratazzjoni tal-molekuli u jinibixxi t-tendenza tal-molekuli tal-lamtu li jitħabblu b'mod każwali f'soluzzjoni milwiema [362]. Għalhekk, il-proprjetajiet goffi u idrofiliċi ta 'hydroxypropyl jagħmlu r-rikombinazzjoni ta' ktajjen molekulari amylose u l-formazzjoni ta 'reġjuni cross-linking diffiċli [233]. Għalhekk, bit-tnaqqis tat-temperatura, meta mqabbel mal-lamtu indiġenu, l-HPS għandu tendenza li jifforma struttura tan-netwerk tal-ġell aktar laxka u artab.

Biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, hemm frammenti helical aktar stirati fis-soluzzjoni HPS, li jistgħu jiffurmaw aktar bonds ta 'idroġenu intermolekulari mal-katina molekulari HPMC fil-konfini taż-żewġ fażijiet, u b'hekk jiffurmaw struttura aktar uniformi. Barra minn hekk, hydroxypropylation tnaqqas il-viskożità tal-lamtu, li tnaqqas id-differenza tal-viskożità bejn HPMC u HPS fil-formulazzjoni. Għalhekk, il-punt ta 'tranżizzjoni tal-fażi fis-sistema kumplessa HPMC/HPS jinbidel għal temperatura baxxa biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl. Dan jista' jiġi kkonfermat bil-bidla f'daqqa fil-viskożità bit-temperatura tal-kampjuni rikostitwiti f'5.3.4.

5.4 Sommarju tal-Kapitolu

F'dan il-kapitolu, ġew ippreparati soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS, u l-effett ta 'grad ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl fuq il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema kompost tal-ġell kiesaħ u sħun HPMC/HPS ġie investigat permezz ta' rheometer. Id-distribuzzjoni tal-fażi tas-sistema kompost tal-ġell kiesaħ u sħun HPMC/HPS ġiet studjata b'analiżi tal-mikroskopju ottiku tat-tbajja tal-jodju. Is-sejbiet ewlenin huma kif ġej:

1. F'temperatura tal-kamra, il-viskożità u t-thinning tal-shear tas-soluzzjoni kompost HPMC/HPS naqsu biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl. Dan huwa prinċipalment minħabba li l-introduzzjoni tal-grupp hydroxypropyl fil-molekula tal-lamtu teqred l-istruttura tal-bond tal-idroġenu intramolekulari tagħha u ttejjeb l-idrofiliċità tal-lamtu.
2. F'temperatura tal-kamra, il-viskożità zero-shear h0, l-indiċi tal-fluss n, u l-koeffiċjent tal-viskożità K ta 'soluzzjonijiet komposti HPMC/HPS huma affettwati kemm mill-HPMC kif ukoll mill-hydroxypropylation. Biż-żieda tal-kontenut HPMC, il-viskożità ta 'shear żero h0 tonqos, l-indiċi tal-fluss n jiżdied, u l-koeffiċjent tal-viskożità K jonqos; il-viskożità ta 'shear żero h0, l-indiċi tal-fluss n u l-koeffiċjent tal-viskożità K ta' HPS pur kollha jiżdiedu bl-hydroxyl Biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-propil, isir iżgħar; iżda għas-sistema kompost, il-viskożità shear żero h0 tonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni, filwaqt li l-indiċi tal-fluss n u l-kostanti tal-viskożità K jiżdiedu biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni.
3. Il-metodu ta 'shearing bi pre-shearing u t-tixotropija fi tliet stadji jistgħu jirriflettu b'mod aktar preċiż il-viskożità, il-proprjetajiet tal-fluss u t-tixotropija tas-soluzzjoni kompost.
4. Ir-reġjun viscoelastic lineari tas-sistema kompost HPMC/HPS idejjaq bit-tnaqqis tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl ta 'HPS.
5. F'din is-sistema kompost ta 'ġel kiesaħ-sħun, HPMC u HPS jistgħu jiffurmaw fażijiet kontinwi f'temperaturi baxxi u għoljin, rispettivament. Din il-bidla fl-istruttura tal-fażi tista 'taffettwa b'mod sinifikanti l-viskożità kumplessa, il-proprjetajiet viscoelastiċi, id-dipendenza tal-frekwenza u l-proprjetajiet tal-ġel tal-ġel kumpless.
6. Bħala fażijiet imxerrda, HPMC u HPS jistgħu jiddeterminaw il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistemi komposti HPMC/HPS f'temperaturi għoljin u baxxi, rispettivament. Il-kurvi viscoelastiċi tal-kampjuni komposti HPMC/HPS kienu konsistenti ma 'HPS f'temperatura baxxa u HPMC f'temperatura għolja.
7. Il-grad differenti ta 'modifika kimika ta' l-istruttura tal-lamtu kellu wkoll effett sinifikanti fuq il-proprjetajiet tal-ġel. Ir-riżultati juru li l-viskożità kumplessa, il-modulu tal-ħażna u l-modulu tat-telf kollha jonqsu biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl. Għalhekk, l-idrossipropilazzjoni tal-lamtu indiġeni tista 'tfixkel l-istruttura ordnata tagħha u żżid l-idrofiliċità tal-lamtu, li tirriżulta f'tessut tal-ġel artab.
8. L-idrossipropilazzjoni tista 'tnaqqas l-imġieba li tixbaħ solidu tas-soluzzjonijiet tal-lamtu f'temperatura baxxa u l-imġieba li tixbah lil likwidu f'temperatura għolja. F'temperatura baxxa, il-valuri ta 'n′ u n″ saru akbar biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl; f'temperatura għolja, valuri n′ u n″ saru iżgħar biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' l-HPS hydroxypropyl.
9. Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura, il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet stabbilita. Kemm il-bidla f'daqqa fil-kurva tal-viskożità tas-sistema komposta kif ukoll il-quċċata tan δ fil-kurva tal-fattur tat-telf jidhru f'45 °C, li hija konsistenti mal-fenomenu tal-fażi ko-kontinwu osservat fil-mikrografu (f'45 °C).

Fil-qosor, is-sistema kompost tal-ġell kiesaħ-sħun HPMC/HPS turi morfoloġija u proprjetajiet speċjali ta 'fażi kkontrollata bit-temperatura. Permezz ta 'diversi modifiki kimiċi ta' lamtu u ċelluloża, is-sistema kompost tal-ġell kiesaħ u sħun HPMC/HPS tista 'tintuża għall-iżvilupp u l-applikazzjoni ta' materjali intelliġenti ta 'valur għoli.

Kapitolu 6 Effetti tal-Grad ta' Sostituzzjoni tal-HPS fuq il-Proprjetajiet u l-Kompatibbiltà tas-Sistema ta' Membrani Komposti HPMC/HPS

Jista 'jidher mill-Kapitolu 5 li l-bidla tal-istruttura kimika tal-komponenti fis-sistema kompost tiddetermina d-differenza fil-proprjetajiet reoloġiċi, proprjetajiet tal-ġel u proprjetajiet oħra ta' pproċessar tas-sistema kompost. Il-prestazzjoni ġenerali għandha impatt sinifikanti.

Dan il-kapitolu jiffoka fuq l-influwenza tal-istruttura kimika tal-komponenti fuq il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi tal-membrana kompost HPMC/HPS. Magħquda mal-influwenza tal-Kapitolu 5 fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost, il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost HPMC/HPS huma stabbiliti- relazzjoni bejn il-proprjetajiet tal-film.

6.1 Materjali u Tagħmir

6.1.1 Materjali sperimentali ewlenin

6.1.2 Strumenti u tagħmir prinċipali

6.2 Metodu sperimentali

6.2.1 Preparazzjoni ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS

Il-konċentrazzjoni totali tas-soluzzjoni kompost hija 8% (w/w), il-proporzjon tal-kompost HPMC/HPS huwa 10:0, 5:5, 0:10, il-plastiċizzant huwa 2.4% (w/w) polyethylene glycol, Il- li jittiekel film kompost ta 'HPMC/HPS ġie ppreparat bil-metodu ta' ikkastjar. Għall-metodu ta' preparazzjoni speċifiku, ara 3.2.1.

6.2.2 Struttura tal-mikrodominju ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS

6.2.2.1 Il-prinċipju tal-analiżi tal-mikrostruttura tat-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir tar-radjazzjoni sinkrotron

Small Angel X-ray Scattering (SAXS) tirreferi għall-fenomenu tat-tifrix ikkawżat mir-raġġ tar-raġġi-X irradja l-kampjun taħt test f'angolu żgħir qrib ir-raġġ tar-raġġi-X. Ibbażat fuq id-differenza tad-densità tal-elettroni nanoskala bejn l-isprejer u l-medju tal-madwar, it-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir huwa komunement użat fl-istudju ta 'materjali polimeri solidi, kollojdali u likwidi fil-medda nanoskala. Meta mqabbel mat-teknoloġija tad-diffrazzjoni tar-raġġi X b'angolu wiesa ', SAXS jista' jikseb informazzjoni strutturali fuq skala akbar, li tista 'tintuża biex tanalizza l-konformazzjoni ta' ktajjen molekulari tal-polimeru, strutturi ta 'perjodu twil, u l-istruttura tal-fażi u d-distribuzzjoni tal-fażi ta' sistemi kumplessi tal-polimeru . Is-sors tad-dawl tar-raġġi X ta 'Synchrotron huwa tip ġdid ta' sors ta 'dawl ta' prestazzjoni għolja, li għandu l-vantaġġi ta 'purità għolja, polarizzazzjoni għolja, polz dejjaq, luminożità għolja u kollimazzjoni għolja, sabiex ikun jista' jikseb l-informazzjoni strutturali nanoskala tal-materjali aktar malajr u b'mod preċiż. L-analiżi tal-ispettru SAXS tas-sustanza mkejla tista 'tikseb kwalitattivament l-uniformità tad-densità tas-sħab tal-elettroni, l-uniformità tad-densità tas-sħab tal-elettroni ta' fażi waħda (devjazzjoni pożittiva mit-teorema ta 'Porod jew Debye), u ċ-ċarezza tal-interface b'żewġ fażijiet (devjazzjoni negattiva minn Porod jew it-teorema ta’ Debye). ), isparser awto-similarità (kemm jekk ikollu karatteristiċi fractal), dispersity dispersity (monodispersity jew polydispersity determinata minn Guinier) u informazzjoni oħra, u d-dimensjoni fractal scatterer, raġġ ta 'ġirazzjoni, u saff medju ta' unitajiet ripetuti jistgħu wkoll jinkisbu kwantitattivament. Ħxuna, daqs medju, frazzjoni ta 'volum ta' disperser, erja tal-wiċċ speċifika u parametri oħra.

6.2.2.2 Metodu tat-test

Fiċ-Ċentru tar-Radjazzjoni Sinkrotron Awstraljan (Clayton, Victoria, Awstralja), is-sors ta 'radjazzjoni sinkrotroni avvanzata tat-tielet ġenerazzjoni tad-dinja (fluss 1013 fotoni/s, wavelength 1.47 Å) intuża biex jiddetermina l-istruttura tal-mikro-dominju u informazzjoni oħra relatata tal-kompost film. Il-mudell tat-tifrix bidimensjonali tal-kampjun tat-test inġabar mid-ditekter Pilatus 1M (erja 169 × 172 μm, daqs tal-pixel 172 × 172 μm), u l-kampjun imkejjel kien fil-medda ta '0.015 < q < 0.15 Å−1 ( q huwa l-vettur tat-tifrix) Il-kurva tat-tifrix tar-raġġi-X b'angolu żgħir ta 'ġewwa ta' ġewwa hija miksuba mill-mudell ta 'tifrix bidimensjonali permezz ta' softwer ScatterBrain, u l-vettur tat-tifrix q u l-angolu tat-tifrix 2 huma kkonvertiti bil-formula i / , fejn huwa l-wavelength tar-raġġi X. Id-dejta kollha kienet pre-normalizzata qabel l-analiżi tad-dejta.

6.2.3 Analiżi termogravimetrika ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS

6.2.3.1 Prinċipju ta' analiżi termogravimetrika

L-istess bħal 3.2.5.1

6.2.3.2 Metodu tat-test

Ara 3.2.5.2

6.2.4 Proprjetajiet tensili ta 'films komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl HPS

6.2.4.1 Prinċipju tal-analiżi tal-proprjetà tat-tensjoni

L-istess bħal 3.2.6.1

6.2.4.2 Metodu tat-test

Ara 3.2.6.2

Bl-użu tal-istandard ISO37, huwa maqtugħ f'splines f'forma ta 'dumbbell, b'tul totali ta' 35mm, distanza bejn il-linji tal-immarkar ta '12mm, u wisa' ta '2mm. Il-kampjuni kollha tat-test ġew ekwilibrati f'75% umdità għal aktar minn 3 d.

6.2.5 Permeabilità ta' l-ossiġnu ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS

6.2.5.1 Prinċipju tal-analiżi tal-permeabilità tal-ossiġnu

L-istess bħal 3.2.7.1

6.2.5.2 Metodu tat-test

Ara 3.2.7.2

6.3 Riżultati u Diskussjoni

6.3.1 Analiżi tal-istruttura tal-kristall ta 'films komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni tal-idrossipropil HPS

Figura 6-1 turi l-ispettri tat-tifrix tar-raġġi X ta 'angolu żgħir ta' films komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS. Jista 'jidher mill-figura li fil-medda ta' skala relattivament kbira ta 'q > 0.3 Å (2θ > 40), qċaċet karatteristiċi ovvji jidhru fil-kampjuni kollha tal-membrana. Mill-mudell tat-tifrix tar-raġġi X tal-film tal-komponent pur (Fig. 6-1a), HPMC pur għandu quċċata karatteristika qawwija ta 'tifrix tar-raġġi X f'0.569 Å, li jindika li HPMC għandu quċċata ta' tifrix tar-raġġi X fl-angolu wiesa ' reġjun ta '7.70 (2θ > 50). Qċaċet karatteristiċi tal-kristall, li jindikaw li HPMC għandha ċerta struttura kristallina hawn. Iż-żewġ kampjuni tal-film tal-lamtu A939 u A1081 pur urew quċċata distinta ta 'tifrix tar-raġġi X f'0.397 Å, li jindika li HPS għandu quċċata karatteristika kristallina fir-reġjun b'angolu wiesa' ta '5.30, li jikkorrispondi mal-quċċata kristallina tat-tip B tal-lamtu. Jista 'jidher b'mod ċar miċ-ċifra li A939 b'sostituzzjoni baxxa ta' idrossipropil għandu żona ta 'quċċata akbar minn A1081 b'sostituzzjoni għolja. Dan huwa prinċipalment minħabba li l-introduzzjoni ta 'grupp hydroxypropyl fil-katina molekulari tal-lamtu tkisser l-istruttura ordnata oriġinali tal-molekuli tal-lamtu, iżżid id-diffikultà ta' arranġament mill-ġdid u cross-linking bejn ktajjen molekulari tal-lamtu, u tnaqqas il-grad ta 'rikristallizzazzjoni tal-lamtu. Biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-grupp hydroxypropyl, l-effett inibitorju tal-grupp hydroxypropyl fuq ir-rikristallizzazzjoni tal-lamtu huwa aktar ovvju.

Jista 'jidher mill-ispettri tat-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir tal-kampjuni komposti (Fig. 6-1b) li l-films komposti HPMC-HPS kollha wrew qċaċet karatteristiċi ovvji f'0.569 Å u 0.397 Å, li jikkorrispondu għall-kristall HPMC 7.70 qċaċet karatteristiċi, rispettivament. L-erja tal-quċċata tal-kristallizzazzjoni tal-HPS tal-film kompost HPMC/A939 hija akbar b'mod sinifikanti minn dik tal-film kompost HPMC/A1081. Ir-riarranġament huwa mrażżan, li huwa konsistenti mal-varjazzjoni taż-żona tal-quċċata tal-kristallizzazzjoni tal-HPS bil-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl f'films ta 'komponenti puri. L-erja tal-quċċata kristallina li tikkorrispondi għal HPMC f'7.70 għall-membrani komposti bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS ma nbidlitx ħafna. Meta mqabbel ma 'l-ispettru ta' kampjuni ta 'komponenti puri (Fig. 5-1a), iż-żoni ta' qċaċet ta 'kristallizzazzjoni HPMC u qċaċet ta' kristallizzazzjoni HPS tal-kampjuni komposti naqsu, li indika li permezz tal-kombinazzjoni tat-tnejn, kemm HPMC kif ukoll HPS jistgħu jkunu effettivi għal il-grupp l-ieħor. Il-fenomenu tar-rikristallizzazzjoni tal-materjal tas-separazzjoni tal-film għandu ċertu rwol inibitorju.

Fig. 6-1 Spettri SAXS ta' films ta' taħlita HPMC/HPS b'diversi grad ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil ta' HPS

Bħala konklużjoni, iż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl u t-taħlit taż-żewġ komponenti jistgħu jinibixxu l-fenomenu ta' rikristallizzazzjoni tal-membrana kompost HPMC/HPS sa ċertu punt. Iż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl ta 'HPS prinċipalment inibbet ir-rikristallizzazzjoni ta' HPS fil-membrana kompost, filwaqt li l-kompost b'żewġ komponenti kellu ċertu rwol inibitorju fir-rikristallizzazzjoni ta 'HPS u HPMC fil-membrana kompost.

6.3.2 Analiżi tal-istruttura frattali awto-simili ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl

It-tul medju tal-katina (R) tal-molekuli tal-polysaccharide bħal molekuli tal-lamtu u molekuli taċ-ċelluloża huwa fil-medda ta '1000-1500 nm, u q huwa fil-medda ta' 0.01-0.1 Å-1, b'qR >> 1. Skond il- Formula tal-porod, il-kampjuni tal-film tal-polysaccharide jistgħu jidhru Ir-relazzjoni bejn l-intensità tat-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir u l-angolu tat-tifrix hija:

Fost dan, I (q) am l-intensità tat-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir;

q huwa l-angolu tat-tifrix;

α hija l-inklinazzjoni tal-Porod.

L-inklinazzjoni Porod α hija relatata mal-istruttura fractal. Jekk α < 3, tindika li l-istruttura tal-materjal hija relattivament laxka, il-wiċċ ta 'l-isprejer huwa lixx, u huwa fractal tal-massa, u d-dimensjoni fractal tiegħu D = α; jekk 3 < α <4, jindika li l-istruttura tal-materjal hija densa u t-tixrid huwa l-wiċċ mhux maħdum, li huwa fractal tal-wiċċ, u d-dimensjoni fractal tiegħu D = 6 – α.

Figura 6-2 turi l-plots lnI(q)-lnq ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS. Jista 'jidher mill-figura li l-kampjuni kollha jippreżentaw struttura fractal awto-simili f'ċerta medda, u l-inklinazzjoni Porod α hija inqas minn 3, li tindika li l-film kompost jippreżenta fractal tal-massa, u l-wiċċ tal-film kompost huwa relattivament bla xkiel. Id-dimensjonijiet tal-fractal tal-massa ta 'membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl HPS huma murija fit-Tabella 6-1.

Tabella 6-1 turi d-dimensjoni fractal ta 'membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl. Jista 'jidher mit-tabella li għal kampjuni HPS puri, id-dimensjoni fractal ta' A939 sostitwita b'hydroxypropyl baxx hija ħafna ogħla minn dik ta 'A1081 sostitwita b'hydroxypropyl għoli, li jindika li biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl, fil-membrana Id-densità tal-istruttura awto-simili titnaqqas b'mod sinifikanti. Dan għaliex l-introduzzjoni ta 'gruppi hydroxypropyl fuq il-katina molekulari tal-lamtu tfixkel b'mod sinifikanti t-twaħħil reċiproku tas-segmenti HPS, li jirriżulta fi tnaqqis fid-densità tal-istruttura awto-simili fil-film. Gruppi idrofiliċi idrossipropiliċi jistgħu jiffurmaw bonds ta 'idroġenu intermolekulari ma' molekuli ta 'l-ilma, u jnaqqsu l-interazzjoni bejn is-segmenti molekulari; gruppi akbar ta 'hydroxypropyl jillimitaw ir-rikombinazzjoni u l-cross-linking bejn is-segmenti molekulari tal-lamtu, għalhekk bil-grad dejjem jiżdied ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl, HPS jifforma struttura awto-simili aktar laxka.

Għas-sistema kompost HPMC/A939, id-dimensjoni fractal ta 'HPS hija ogħla minn dik ta' HPMC, li huwa minħabba li l-lamtu jirrikristallizza, u struttura aktar ordnata hija ffurmata bejn il-ktajjen molekulari, li twassal għall-istruttura awto-simili fil-membrana . Densità għolja. Id-dimensjoni fractal tal-kampjun kompost hija aktar baxxa minn dik taż-żewġ komponenti puri, minħabba li permezz ta 'taħlit, it-twaħħil reċiproku tas-segmenti molekulari taż-żewġ komponenti huwa mxekkel minn xulxin, li jirriżulta fid-densità ta' strutturi awto-simili tonqos. B'kuntrast, fis-sistema kompost HPMC/A1081, id-dimensjoni fractal ta 'HPS hija ħafna inqas minn dik ta' HPMC. Dan huwa minħabba li l-introduzzjoni ta 'gruppi hydroxypropyl fil-molekuli tal-lamtu jinibixxi b'mod sinifikanti r-rikristallizzazzjoni tal-lamtu. L-istruttura awto-simili fl-injam hija aktar maħlula. Fl-istess ħin, id-dimensjoni fractal tal-kampjun kompost HPMC/A1081 hija ogħla minn dik ta 'HPS pur, li hija wkoll differenti b'mod sinifikanti mis-sistema kompost HPMC/A939. Struttura awto-simili, il-molekuli HPMC simili għal katina jistgħu jidħlu fil-kavità tal-istruttura maħlula tagħha, u b'hekk itejbu d-densità tal-istruttura awto-simili tal-HPS, li tindika wkoll li HPS b'sostituzzjoni għolja ta 'hydroxypropyl jista' jifforma kumpless aktar uniformi wara taħlit. ma' HPMC. ingredjenti. Mid-dejta tal-proprjetajiet reoloġiċi, wieħed jista 'jara li l-idrossipropilazzjoni tista' tnaqqas il-viskożità tal-lamtu, għalhekk matul il-proċess ta 'taħlit, id-differenza fil-viskożità bejn iż-żewġ komponenti fis-sistema ta' kompost titnaqqas, li hija aktar li twassal għall-formazzjoni ta ' omoġenju. kompost.

Fig. 6-2 Mudelli lnI(q)-lnq u l-kurvi tajbin tagħha għal films ta’ taħlita HPMC/HPS b’diversi grad ta’ sostituzzjoni ta’ idrossipropil ta’ HPS

Tabella 6-1 Parametri ta 'struttura frattali ta' films ta 'taħlita HPS/HPMC b'diversi grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl ta' HPS

Għall-membrani komposti bl-istess proporzjon ta 'taħlit, id-dimensjoni fractal tonqos ukoll maż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni tal-grupp hydroxypropyl. L-introduzzjoni ta 'hydroxypropyl fil-molekula HPS tista' tnaqqas it-twaħħil reċiproku tas-segmenti tal-polimeru fis-sistema kompost, u b'hekk tnaqqas id-densità tal-membrana kompost; HPS b'sostituzzjoni għolja ta 'hydroxypropyl għandha kompatibilità aħjar ma' HPMC, Aktar faċli biex tifforma kompost uniformi u dens. Għalhekk, id-densità ta 'l-istruttura awto-simili fil-membrana kompost tonqos biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'HPS, li huwa r-riżultat ta' l-influwenza konġunta tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' HPS hydroxypropyl u l-kompatibilità taż-żewġ komponenti fil-kompost. sistema.

6.3.3 Analiżi ta' l-istabbiltà termali ta' films komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS

L-analizzatur termogravimetriku ntuża biex jittestja l-istabbiltà termali ta 'films komposti li jittieklu HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl. Il-Figura 6-3 turi l-kurva termogravimetrika (TGA) u l-kurva tar-rata tat-telf ta 'piż tagħha (DTG) tal-films komposti bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl HPS. Jista 'jidher mill-kurva TGA fil-Figura 6-3(a) li l-kampjuni tal-membrana komposti bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl. Hemm żewġ stadji ovvji ta 'bidla termogravimetrika biż-żieda tat-temperatura. L-ewwel, hemm stadju żgħir ta 'telf ta' piż f'30 ~ 180 °C, li huwa prinċipalment ikkawżat mill-volatilizzazzjoni tal-ilma adsorbit mill-makromolekula tal-polisakkarid. Hemm fażi kbira ta 'telf ta' piż f'300 ~ 450 °C, li hija l-fażi ta 'degradazzjoni termali reali, prinċipalment ikkawżata mid-degradazzjoni termali ta' HPMC u HPS. Jista 'jidher ukoll mill-figura li l-kurvi ta' telf ta 'piż ta' HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil huma simili u differenti b'mod sinifikanti minn dawk ta 'HPMC. Bejn iż-żewġ tipi ta 'kurvi ta' telf ta 'piż għal kampjuni HPMC pur u HPS pur.

Mill-kurvi DTG fil-Figura 6-3(b), wieħed jista 'jara li t-temperaturi ta' degradazzjoni termali ta 'HPS pur bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl huma qrib ħafna, u t-temperaturi tal-ogħla degradazzjoni termali tal-kampjuni A939 u A081 huma 310 °C u 305 °C, rispettivament L-ogħla temperatura tad-degradazzjoni termali tal-kampjun HPMC pur hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik tal-HPS, u t-temperatura massima tagħha hija 365 °C; Il-film kompost HPMC/HPS għandu żewġ qċaċet ta 'degradazzjoni termali fuq il-kurva DTG, li jikkorrispondu għad-degradazzjoni termali ta' HPS u HPMC, rispettivament. Qċaċet karatteristiċi, li jindikaw li hemm ċertu grad ta 'separazzjoni tal-fażi fis-sistema komposta bi proporzjon kompost ta' 5:5, li huwa konsistenti mar-riżultati tad-degradazzjoni termali tal-film kompost bi proporzjon kompost ta '5:5 fil-Kapitolu 3 It-temperaturi tal-ogħla degradazzjoni termali tal-kampjuni tal-film kompost HPMC/A939 kienu 302 °C u 363 °C, rispettivament; l-ogħla temperaturi tad-degradazzjoni termali tal-kampjuni tal-film kompost HPMC/A1081 kienu 306 °C u 363 °C, rispettivament. L-ogħla temperaturi tal-kampjuni tal-film kompost ġew imċaqalqa għal temperaturi aktar baxxi mill-kampjuni tal-komponenti puri, li indikaw li l-istabbiltà termali tal-kampjuni komposti tnaqqset. Għall-kampjuni bl-istess proporzjon ta 'taħlit, it-temperatura tal-quċċata tad-degradazzjoni termali naqset biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl, li jindika li l-istabbiltà termali tal-film kompost naqset biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl. Dan huwa minħabba li l-introduzzjoni ta 'gruppi hydroxypropyl fil-molekuli tal-lamtu tnaqqas l-interazzjoni bejn is-segmenti molekulari u jinibixxi r-riarranġament ordnat tal-molekuli. Huwa konsistenti mar-riżultati li d-densità ta 'strutturi awto-simili tonqos biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl.

Fig. 6-3 Kurvi TGA (a) u l-kurvi derivattivi tagħhom (DTG) (b) ta’ films ta’ taħlita HPMC/HPS b’diversi grad ta’ sostituzzjoni ta’ idrossipropil ta’ HPS

6.3.4 Analiżi tal-proprjetajiet mekkaniċi ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS

Fig. 6-5 Proprjetajiet tensili ta 'films HPMC/HPS b'diversi grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl ta' HPS

Il-proprjetajiet tat-tensjoni tal-films komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS ġew ittestjati permezz ta 'analizzatur tal-proprjetà mekkaniku f'25 °C u 75% umdità relattiva. Figuri 6-5 juru l-modulu elastiku (a), it-titwil fil-waqfa (b) u s-saħħa tat-tensjoni (c) ta 'films komposti bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl. Jista 'jidher mill-figura li għas-sistema kompost HPMC/A1081, biż-żieda tal-kontenut HPS, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-film kompost naqsu gradwalment, u t-titwil fil-waqfa żdied b'mod sinifikanti, li kien konsistenti ma' 3.3. 5 umdità medja u għolja. Ir-riżultati tal-membrani komposti bi proporzjonijiet ta 'taħlit differenti kienu konsistenti.

Għal membrani HPS puri, kemm il-modulu elastiku kif ukoll is-saħħa tat-tensjoni żdiedu bit-tnaqqis tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl, li jissuġġerixxi li l-idrossipropilazzjoni tnaqqas l-ebusija tal-membrana komposta u ttejjeb il-flessibilità tagħha. Dan huwa prinċipalment minħabba li maż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, l-idrofiliċità ta 'HPS tiżdied, u l-istruttura tal-membrana ssir aktar maħlula, li hija konsistenti mar-riżultat li d-dimensjoni fractal tonqos biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni fl-angolu żgħir X- test tat-tifrix tar-raġġi. Madankollu, it-titwil fil-waqfa jonqos bit-tnaqqis tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-grupp ta' hydroxypropyl HPS, li huwa prinċipalment minħabba li l-introduzzjoni ta 'grupp idrossipropil fil-molekula tal-lamtu tista' tinibixxi r-rikristallizzazzjoni tal-lamtu. Ir-riżultati huma konsistenti maż-żieda u t-tnaqqis.

Għall-membrana kompost HPMC/HPS bl-istess proporzjon kompost, il-modulu elastiku tal-materjal tal-membrana jiżdied bit-tnaqqis tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl, u s-saħħa tat-tensjoni u t-titwil fil-waqfa jonqsu t-tnejn bit-tnaqqis tal-grad ta' sostituzzjoni. Ta 'min jinnota li l-proprjetajiet mekkaniċi tal-membrani komposti jvarjaw kompletament bil-proporzjon ta' kompost bil-gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS. Dan huwa prinċipalment minħabba li l-proprjetajiet mekkaniċi tal-membrana kompost mhumiex affettwati biss mill-grad ta 'sostituzzjoni HPS fuq l-istruttura tal-membrana, iżda wkoll mill-kompatibilità bejn il-komponenti fis-sistema kompost. Il-viskożità ta 'HPS tonqos biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl, huwa aktar favorevoli li tifforma kompost uniformi permezz ta' kompost.

6.3.5 Analiżi tal-permeabilità tal-ossiġnu ta' membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl

L-ossidazzjoni kkawżata mill-ossiġnu hija l-istadju inizjali f'ħafna modi kif tikkawża t-taħsir tal-ikel, għalhekk films komposti li jittieklu b'ċerti proprjetajiet ta 'barriera tal-ossiġnu jistgħu jtejbu l-kwalità tal-ikel u jtawlu l-ħajja fuq l-ixkaffa tal-ikel [108, 364]. Għalhekk, ġew imkejla r-rati ta 'trażmissjoni ta' ossiġnu ta 'membrani komposti HPMC/HPS bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl, u r-riżultati huma murija fil-Figura 5-6. Jista 'jidher mill-figura li l-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrani HPS puri kollha hija ħafna aktar baxxa minn dik tal-membrani HPMC puri, li jindika li l-membrani HPS għandhom proprjetajiet aħjar ta' barriera tal-ossiġnu minn membrani HPMC, li hija konsistenti mar-riżultati preċedenti. Għal membrani HPS puri bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, ir-rata ta 'trażmissjoni ta' ossiġnu tiżdied biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni, li tindika li ż-żona fejn l-ossiġnu jgħaddi fil-materjal tal-membrana tiżdied. Dan huwa konsistenti mal-analiżi tal-mikrostruttura tat-tifrix tar-raġġi-X ta 'angolu żgħir li l-istruttura tal-membrana ssir aktar laxka biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl, sabiex il-kanal ta' permeazzjoni ta 'ossiġnu fil-membrana isir akbar, u l-ossiġnu fil-membrana jippermea Hekk kif iż-żona tiżdied, ir-rata tat-trażmissjoni tal-ossiġnu tiżdied ukoll gradwalment.

Fig. 6-6 Permeabilità ta' l-ossiġnu ta' films HPS/HPMC b'diversi grad ta' sostituzzjoni ta' hydroxypropyl ta' HPS

Għall-membrani komposti bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPS, ir-rata ta 'trażmissjoni ta' ossiġnu tonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil. Dan huwa prinċipalment minħabba li fis-sistema ta 'taħlit 5:5, HPS jeżisti fil-forma ta' fażi mxerrda fil-fażi kontinwa HPMC ta 'viskożità baxxa, u l-viskożità ta' HPS tonqos biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl. Iktar ma tkun żgħira d-differenza tal-viskożità, iktar iwassal għall-formazzjoni ta 'kompost omoġenju, iktar ikun tortuous il-kanal tal-permeazzjoni tal-ossiġnu fil-materjal tal-membrana, u iżgħar tkun ir-rata tat-trażmissjoni tal-ossiġnu.

6.4 Sommarju tal-Kapitolu

F'dan il-kapitolu, films komposti li jittieklu HPMC/HPS ġew ippreparati billi jitfgħu HPS u HPMC bi gradi differenti ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, u żżid polyethylene glycol bħala plastiċizzant. L-effett ta 'gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl fuq l-istruttura tal-kristall u l-istruttura tal-mikrodominju tal-membrana kompost ġie studjat permezz tat-teknoloġija tat-tifrix tar-raġġi X b'angolu żgħir tar-radjazzjoni synchrotron. L-effetti ta 'gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl fuq l-istabbiltà termali, il-proprjetajiet mekkaniċi u l-permeabilità tal-ossiġnu ta' membrani komposti u l-liġijiet tagħhom ġew studjati minn analizzatur termogravimetriku, tester tal-proprjetà mekkanika u tester tal-permeabilità tal-ossiġnu. Is-sejbiet ewlenin huma kif ġej:

1. Għall-membrana kompost HPMC/HPS bl-istess proporzjon ta 'taħlit, biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl, iż-żona tal-quċċata tal-kristallizzazzjoni li tikkorrispondi għal HPS f'5.30 tonqos, filwaqt li l-erja tal-quċċata tal-kristallizzazzjoni li tikkorrispondi għal HPMC f'7.70 ma tinbidilx ħafna, li tindika li l- hydroxypropylation tal-lamtu jistgħu jinibixxu l-rikristallizzazzjoni tal-lamtu fil-film kompost.
2. Meta mqabbla mal-membrani ta 'komponenti puri ta' HPMC u HPS, iż-żoni tal-quċċata tal-kristallizzazzjoni ta 'HPS (5.30) u HPMC (7.70) tal-membrani komposti huma mnaqqsa, li jindika li permezz tal-kombinazzjoni tat-tnejn, kemm HPMC kif ukoll HPS jistgħu jkunu effettivi f' il-membrani komposti. Ir-rikristallizzazzjoni ta 'komponent ieħor għandha ċertu rwol inibitorju.
3. Il-membrani komposti HPMC/HPS kollha wrew struttura fractal tal-massa awto-simili. Għal membrani komposti bl-istess proporzjon kompost, id-densità tal-materjal tal-membrana naqset b'mod sinifikanti biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl; sostituzzjoni baxxa tal-HPS hydroxypropyl Id-densità tal-materjal tal-membrana kompost hija sinifikament aktar baxxa minn dik tal-materjal ta 'żewġ komponenti puri, filwaqt li d-densità tal-materjal tal-membrana kompost bi grad għoli ta' sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl hija ogħla minn dik tal-membrana HPS pura, li hija prinċipalment minħabba li d-densità tal-materjal tal-membrana kompost hija affettwata fl-istess ħin. L-effett tal-HPS hydroxypropylation fuq it-tnaqqis tal-irbit tas-segment tal-polimeru u l-kompatibilità bejn iż-żewġ komponenti tas-sistema komposta.
4. Hydroxypropylation ta 'HPS tista' tnaqqas l-istabbiltà termali ta 'films komposti HPMC/HPS, u t-temperatura tal-quċċata tad-degradazzjoni termali tal-films komposti tiċċaqlaq għar-reġjun ta' temperatura baxxa biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, li huwa minħabba li l-grupp hydroxypropyl fil-molekuli tal-lamtu. L-introduzzjoni tnaqqas l-interazzjoni bejn is-segmenti molekulari u tinibixxi l-arranġament mill-ġdid ordnat tal-molekuli.
5. Il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-membrana HPS pura naqsu biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl, filwaqt li t-titwil fil-waqfa żdied. Dan huwa prinċipalment minħabba li l-hydroxypropylation jinibixxi r-rikristallizzazzjoni tal-lamtu u jagħmel il-film kompost jifforma struttura aktar laxka.
6. Il-modulu elastiku tal-film kompost HPMC/HPS naqas biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl, iżda s-saħħa tat-tensjoni u t-titwil fil-waqfa żdiedu, minħabba li l-proprjetajiet mekkaniċi tal-film kompost ma kinux affettwati mill-grad ta' sostituzzjoni tal-HPS hydroxypropyl. Minbarra l-influwenza ta ', huwa wkoll affettwat mill-kompatibilità taż-żewġ komponenti tas-sistema kompost.
7. Il-permeabilità ta 'l-ossiġnu ta' HPS pur tiżdied biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, minħabba li l-hydroxypropylation tnaqqas id-densità tar-reġjun amorfu ta 'HPS u żżid iż-żona ta' permeazzjoni ta 'ossiġnu fil-membrana; Membrana kompost HPMC/HPS Il-permeabilità ta 'l-ossiġnu tonqos biż-żieda tal-grad ta' sostituzzjoni ta 'hydroxypropyl, li hija prinċipalment minħabba li l-HPS hyperhydroxypropylated għandu kompatibilità aħjar ma' HPMC, li jwassal għal tortuosità akbar tal-kanal ta 'permeazzjoni ta' l-ossiġnu fil-membrana kompost. Permeabilità mnaqqsa tal-ossiġnu.

Ir-riżultati sperimentali ta 'hawn fuq juru li l-proprjetajiet makroskopiċi bħall-proprjetajiet mekkaniċi, l-istabbiltà termali u l-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrani komposti HPMC/HPS huma relatati mill-qrib mal-istruttura kristallina interna tagħhom u l-istruttura tar-reġjun amorfu, li mhumiex affettwati biss mis-sostituzzjoni tal-idrossipropil HPS, iżda ukoll mill-kumpless. Influwenza ta 'kompatibilità b'żewġ komponenti ta' sistemi ligand.

Konklużjoni u Outlook

1. Konklużjoni

F'din id-dokument, il-ġel termali HPMC u l-ġell kiesaħ HPS huma komposti, u s-sistema tal-kompost tal-ġel reverse kiesaħ u sħun HPMC/HPS hija mibnija. Il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, il-proporzjon tat-taħlit u l-effett ta 'shearing fuq is-sistema kompost huma studjati b'mod sistematiku l-influwenza ta' proprjetajiet reoloġiċi bħal viskożità, indiċi tal-fluss u tixotropija, flimkien mal-proprjetajiet mekkaniċi, proprjetajiet termomekkaniċi dinamiċi, permeabilità tal-ossiġnu, proprjetajiet ta 'trażmissjoni tad-dawl u stabbiltà termali ta' films komposti ppreparati bil-metodu tal-ikkastjar. Proprjetajiet komprensivi, u żebgħa tal-inbid tal-jodju l-kompatibilità, it-tranżizzjoni tal-fażi u l-morfoloġija tal-fażi tas-sistema kompost ġew studjati permezz ta 'mikroskopija ottika, u ġiet stabbilita r-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi ta' HPMC/HPS. Sabiex tikkontrolla l-proprjetajiet tal-komposti billi tikkontrolla l-istruttura tal-fażi u l-kompatibilità tas-sistema kompost HPMC/HPS skont ir-relazzjoni bejn il-proprjetajiet makroskopiċi u l-istruttura mikromorfoloġika tas-sistema kompost HPMC/HPS. Billi studjaw l-effetti ta 'HPS modifikati kimikament bi gradi differenti fuq il-proprjetajiet reoloġiċi, proprjetajiet tal-ġel, mikrostruttura u proprjetajiet makroskopiċi tal-membrani, ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema HPMC/HPS tal-ġel invers kiesaħ u sħun ġiet investigata aktar. Ir-relazzjoni bejn it-tnejn, u mudell fiżiku ġie stabbilit biex jiċċara l-mekkaniżmu ta 'ġelazzjoni u l-fatturi li jinfluwenzaw u l-liġijiet tal-ġel kiesaħ u sħun fis-sistema kompost. Studji rilevanti ġibdu l-konklużjonijiet li ġejjin.

1. It-tibdil tal-proporzjon tal-kompost tas-sistema kompost HPMC/HPS jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-proprjetajiet reoloġiċi bħal viskożità, fluwidità u tixotropija ta' HPMC f'temperatura baxxa. Ir-relazzjoni bejn il-proprjetajiet reoloġiċi u l-mikrostruttura tas-sistema kompost ġiet studjata aktar. Ir-riżultati speċifiċi huma kif ġej:

(1) F'temperatura baxxa, is-sistema komposta hija struttura ta '"sea-gżira" ta' fażi kontinwa mxerrda, u t-tranżizzjoni tal-fażi kontinwa sseħħ f'4:6 bit-tnaqqis tal-proporzjon tal-kompost HPMC/HPS. Meta l-proporzjon tat-taħlit ikun għoli (aktar kontenut ta 'HPMC), HPMC b'viskożità baxxa hija l-fażi kontinwa, u HPS hija l-fażi mxerrda. Għas-sistema kompost HPMC/HPS, meta l-komponent ta 'viskożità baxxa huwa l-fażi kontinwa u l-komponent ta' viskożità għolja huwa l-fażi kontinwa, il-kontribuzzjoni tal-viskożità tal-fażi kontinwa għall-viskożità tas-sistema kompost hija differenti b'mod sinifikanti. Meta l-HPMC ta 'viskożità baxxa hija l-fażi kontinwa, il-viskożità tas-sistema kompost tirrifletti prinċipalment il-kontribuzzjoni tal-viskożità ta' fażi kontinwa; meta l-HPS ta 'viskożità għolja hija l-fażi kontinwa, l-HPMC bħala l-fażi mxerrda se jnaqqas il-viskożità tal-HPS ta' viskożità għolja. effett. Biż-żieda tal-kontenut ta 'HPS u l-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni fis-sistema kompost, il-fenomenu ta' viskożità u shear thinning tas-sistema kompost żdiedu gradwalment, il-fluwidità naqset, u l-imġieba simili tas-sistema kompost ġiet imsaħħa. Il-viskożità u t-tixotropija ta' HPMC huma bbilanċjati bil-formulazzjoni bl-HPS.

(2) Għal sistema ta 'taħlit 5:5, HPMC u HPS jistgħu jiffurmaw fażijiet kontinwi f'temperaturi baxxi u għoljin, rispettivament. Din il-bidla fl-istruttura tal-fażi tista 'taffettwa b'mod sinifikanti l-viskożità kumplessa, il-proprjetajiet viscoelastiċi, id-dipendenza tal-frekwenza u l-proprjetajiet tal-ġel tal-ġel kumpless. Bħala fażijiet imxerrda, HPMC u HPS jistgħu jiddeterminaw il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistemi komposti HPMC/HPS f'temperaturi għoljin u baxxi, rispettivament. Il-kurvi viscoelastiċi tal-kampjuni komposti HPMC/HPS kienu konsistenti ma 'HPS f'temperatura baxxa u HPMC f'temperatura għolja.

(3) Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura, il-proprjetajiet reoloġiċi u l-proprjetajiet tal-ġel tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet stabbilita. Kemm il-bidla f'daqqa fil-kurva tal-viskożità tas-sistema komposta kif ukoll il-quċċata tan delta fil-kurva tal-fattur tat-telf jidhru f'45 °C, li hija konsistenti mal-fenomenu tal-fażi ko-kontinwu osservat fil-mikrografu (f'45 °C).

1. Billi tistudja l-mikrostruttura u l-proprjetajiet mekkaniċi, proprjetajiet termomekkaniċi dinamiċi, trażmissjoni tad-dawl, permeabilità tal-ossiġnu u stabbiltà termali tal-membrani komposti ppreparati taħt proporzjonijiet differenti ta 'taħlit u konċentrazzjonijiet ta' soluzzjoni, flimkien ma 'teknoloġija tal-mikroskopija ottika taż-żebgħa tal-jodju, riċerka Il-morfoloġija tal-fażi, transizzjoni tal-fażi u kompatibilità tal-kumplessi ġew investigati, u ġiet stabbilita r-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi tal-kumplessi. Ir-riżultati speċifiċi huma kif ġej:

(1) M'hemm l-ebda interface ovvju b'żewġ fażijiet fl-immaġini SEM tal-films komposti bi proporzjonijiet ta 'taħlit differenti. Ħafna mill-films komposti għandhom punt wieħed biss ta 'transizzjoni tal-ħġieġ fir-riżultati tad-DMA, u ħafna mill-films komposti għandhom quċċata waħda biss ta' degradazzjoni termali fil-kurva DTG. Dawn flimkien jindikaw li HPMC għandha ċerta kompatibilità mal-HPS.

(2) L-umdità relattiva għandha effett sinifikanti fuq il-proprjetajiet mekkaniċi tal-films komposti HPMC/HPS, u l-grad tal-effett tiegħu jiżdied biż-żieda tal-kontenut HPS. F'umdità relattiva aktar baxxa, kemm il-modulu elastiku kif ukoll is-saħħa tat-tensjoni tal-films komposti żdiedu biż-żieda tal-kontenut ta 'HPS, u t-titwil fil-waqfa tal-films komposti kien sinifikament aktar baxx minn dak tal-films komponent pur. Biż-żieda ta 'umdità relattiva, il-modulu elastiku u s-saħħa tat-tensjoni tal-film kompost naqsu, u t-titwil fil-waqfa żdied b'mod sinifikanti, u r-relazzjoni bejn il-proprjetajiet mekkaniċi tal-film kompost u l-proporzjon ta' kompost uriet mudell ta 'bidla kompletament oppost taħt differenti umdità relattiva. Il-proprjetajiet mekkaniċi ta 'membrani komposti bi proporzjonijiet ta' komposti differenti juru intersezzjoni taħt kundizzjonijiet ta 'umdità relattiva differenti, li tipprovdi l-possibbiltà li tiġi ottimizzata l-prestazzjoni tal-prodott skond rekwiżiti ta' applikazzjoni differenti.

(3) Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura, it-tranżizzjoni tal-fażi, it-trasparenza u l-proprjetajiet mekkaniċi tas-sistema kompost HPMC/HPS ġiet stabbilita. a. L-iktar punt baxx ta 'trasparenza tas-sistema kompost huwa konsistenti mal-punt ta' transizzjoni tal-fażi ta 'HPMC mill-fażi kontinwa għall-fażi mxerrda u l-punt minimu tat-tnaqqis tal-modulu tat-tensjoni. b. Il-modulu ta 'Young u t-titwil fil-waqfa jonqsu biż-żieda tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, li hija relatata b'mod kawżali mal-bidla morfoloġika ta' HPMC minn fażi kontinwa għal fażi mxerrda fis-sistema komposta.

(4) Iż-żieda ta 'HPS iżżid it-tortuosità tal-kanal tal-permeazzjoni tal-ossiġnu fil-membrana kompost, tnaqqas b'mod sinifikanti l-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrana, u ttejjeb il-prestazzjoni tal-barriera tal-ossiġnu tal-membrana HPMC.

1. Ġew studjati l-effett tal-modifika kimika HPS fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost u l-proprjetajiet komprensivi tal-membrana kompost bħal struttura tal-kristall, struttura tar-reġjun amorfu, proprjetajiet mekkaniċi, permeabilità tal-ossiġnu u stabbiltà termali. Ir-riżultati speċifiċi huma kif ġej:

(1) L-hydroxypropylation ta 'HPS tista' tnaqqas il-viskożità tas-sistema komposta f'temperatura baxxa, ittejjeb il-fluwidità tas-soluzzjoni komposta, u tnaqqas il-fenomenu ta 'shear thinning; l-hydroxypropylation ta 'HPS tista' tnaqqas ir-reġjun viscoelastiku lineari tas-sistema kompost, tnaqqas it-temperatura ta 'transizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost HPMC/HPS, u ttejjeb l-imġiba solida tas-sistema kompost f'temperatura baxxa u l-fluwidità f'temperatura għolja.

(2) L-idrossipropilazzjoni ta 'HPS u t-titjib tal-kompatibilità taż-żewġ komponenti jistgħu jinibixxu b'mod sinifikanti r-rikristallizzazzjoni tal-lamtu fil-membrana, u jippromwovu l-formazzjoni ta' struttura awto-simili aktar laxka fil-membrana kompost. L-introduzzjoni ta 'gruppi ta' hydroxypropyl goffi fuq il-katina molekulari tal-lamtu tillimita l-irbit reċiproku u l-arranġament mill-ġdid ordnat ta 'segmenti molekulari HPS, li jirriżulta fil-formazzjoni ta' struttura awto-simili ta 'HPS aktar laxka. Għas-sistema kumplessa, iż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl tippermetti li l-molekuli HPMC bħal katina jidħlu fir-reġjun tal-kavità laxka ta 'HPS, li ttejjeb il-kompatibilità tas-sistema kumplessa u ttejjeb id-densità tal-istruttura awto-simili ta' HPS. Il-kompatibilità tas-sistema kompost tiżdied biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni tal-grupp hydroxypropyl, li huwa konsistenti mar-riżultati tal-proprjetajiet reoloġiċi.

(3) Il-proprjetajiet makroskopiċi bħall-proprjetajiet mekkaniċi, l-istabbiltà termali u l-permeabilità tal-ossiġnu tal-membrana kompost HPMC/HPS huma relatati mill-qrib mal-istruttura kristallina interna tagħha u l-istruttura tar-reġjun amorfu. L-effett magħqud taż-żewġ effetti tal-kompatibilità taż-żewġ komponenti.

1. Bl-istudju tal-effetti tal-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni, it-temperatura u l-modifika kimika tal-HPS fuq il-proprjetajiet reoloġiċi tas-sistema kompost, ġie diskuss il-mekkaniżmu ta 'ġelazzjoni tas-sistema tal-kompost tal-ġel invers tas-sħana HPMC/HPS. Ir-riżultati speċifiċi huma kif ġej:

(1) Hemm konċentrazzjoni kritika (8%) fis-sistema kompost, taħt il-konċentrazzjoni kritika, HPMC u HPS jeżistu f'ktajjen molekulari indipendenti u reġjuni ta 'fażi; meta tintlaħaq il-konċentrazzjoni kritika, il-fażi HPS tiġi ffurmata fis-soluzzjoni bħala kondensat. Iċ-ċentru tal-ġell huwa struttura ta 'mikroġel konnessa mill-intertwining ta' ktajjen molekulari HPMC; 'l fuq mill-konċentrazzjoni kritika, l-intertwining hija aktar kumplessa u l-interazzjoni hija aktar b'saħħitha, u s-soluzzjoni turi mġiba simili għal dik ta' tidwib tal-polimeru.

(2) Is-sistema kumplessa għandha punt ta 'tranżizzjoni ta' fażi kontinwa bil-bidla tat-temperatura, li hija relatata mal-imġieba tal-ġell ta 'HPMC u HPS fis-sistema kumplessa. F'temperaturi baxxi, il-viskożità ta 'HPMC hija sinifikament aktar baxxa minn dik ta' HPS, għalhekk HPMC jifforma fażi kontinwa madwar il-fażi tal-ġel HPS ta 'viskożità għolja. Fit-truf taż-żewġ fażijiet, il-gruppi hydroxyl fuq il-katina HPMC jitilfu parti mill-ilma li torbot tagħhom u jiffurmaw rabtiet idroġenu intermolekulari mal-katina molekulari HPS. Matul il-proċess tat-tisħin, il-ktajjen molekulari tal-HPS imċaqalqu minħabba li jassorbu biżżejjed enerġija u ffurmaw bonds tal-idroġenu mal-molekuli tal-ilma, li rriżultaw fil-qsim tal-istruttura tal-ġel. Fl-istess ħin, l-istrutturi tal-gaġġa ta 'l-ilma u tal-qoxra ta' l-ilma fuq il-ktajjen HPMC ġew meqruda, u nkissru gradwalment biex jesponu gruppi idrofiliċi u clusters idrofobiċi. F'temperatura għolja, HPMC jifforma struttura tan-netwerk tal-ġel minħabba bonds ta 'idroġenu intermolekulari u assoċjazzjoni idrofobika, u b'hekk issir fażi mxerrda ta' viskożità għolja mxerrda fil-fażi kontinwa HPS ta 'coils każwali.

(3) Biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl ta 'HPS, il-kompatibilità tas-sistema kompost HPMC/HPS titjieb, u t-temperatura ta' transizzjoni tal-fażi fis-sistema kompost timxi għal temperatura baxxa. Biż-żieda tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' hydroxypropyl, hemm frammenti helical aktar stirati fis-soluzzjoni HPS, li jistgħu jiffurmaw aktar bonds ta 'idroġenu intermolekulari mal-katina molekulari HPMC fil-konfini taż-żewġ fażijiet, u b'hekk jiffurmaw struttura aktar uniformi. Hydroxypropylation inaqqas il-viskożità tal-lamtu, sabiex id-differenza tal-viskożità bejn HPMC u HPS fil-kompost titnaqqas, li twassal għall-formazzjoni ta 'kompost aktar omoġenju, u l-valur minimu tad-differenza tal-viskożità bejn iż-żewġ komponenti jimxi għall-baxx reġjun tat-temperatura.

2. Punti ta' innovazzjoni

1. Iddisinja u tibni s-sistema tal-kompost tal-ġell ta 'fażi inversa kiesħa u sħuna HPMC/HPS, u tistudja sistematikament il-proprjetajiet reoloġiċi uniċi ta' din is-sistema, speċjalment il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni kompost, il-proporzjon tal-kompost, it-temperatura u l-modifika kimika tal-komponenti. Il-liġijiet tal-influwenza tal-proprjetajiet reoloġiċi, il-proprjetajiet tal-ġel u l-kompatibilità tas-sistema kompost ġew studjati aktar, u l-morfoloġija tal-fażi u t-tranżizzjoni tal-fażi tas-sistema kompost ġew studjati aktar flimkien mal-osservazzjoni tal-mikroskopju ottiku taż-żebgħa tal-jodju, u l-mikro-morfoloġiku struttura tas-sistema kompost ġiet stabbilita- relazzjoni proprjetajiet reoloġiċi-proprjetajiet ġel. Għall-ewwel darba, il-mudell Arrhenius intuża biex jitwaħħal il-liġi tal-formazzjoni tal-ġel tal-ġels komposti ta 'fażi inversa kiesħa u sħuna f'meded ta' temperatura differenti.

2. Id-distribuzzjoni tal-fażi, it-tranżizzjoni tal-fażi u l-kompatibilità tas-sistema kompost HPMC/HPS ġew osservati permezz tat-teknoloġija tal-analiżi tal-mikroskopju ottiku taż-żebgħa tal-jodju, u l-proprjetajiet mekkaniċi ta 'trasparenza ġew stabbiliti billi tgħaqqad il-proprjetajiet ottiċi u l-proprjetajiet mekkaniċi ta' films komposti. Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi bħall-morfoloġija tal-fażi tal-proprjetajiet u l-morfoloġija tal-fażi tal-proprjetajiet mekkaniċi tal-konċentrazzjoni. Hija l-ewwel darba li tosserva direttament il-liġi tal-bidla tal-morfoloġija tal-fażi ta 'din is-sistema komposta b'proporzjon ta' kompost, temperatura u konċentrazzjoni, speċjalment il-kundizzjonijiet tat-tranżizzjoni tal-fażi u l-effett tat-tranżizzjoni tal-fażi fuq il-proprjetajiet tas-sistema kompost.

3. L-istruttura kristallina u l-istruttura amorfa ta 'membrani komposti bi gradi differenti ta' sostituzzjoni ta 'HPS hydroxypropyl ġew studjati minn SAXS, u l-mekkaniżmu ta' ġelazzjoni u l-influwenza ta 'ġels komposti ġew diskussi flimkien ma' riżultati reoloġiċi u proprjetajiet makroskopiċi bħal permeabilità ta 'ossiġnu ta' membrani komposti. Fatturi u liġijiet, instab għall-ewwel darba li l-viskożità tas-sistema kompost hija relatata mad-densità tal-istruttura awto-simili fil-membrana kompost, u tiddetermina direttament il-proprjetajiet makroskopiċi bħall-permeabilità tal-ossiġnu u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-kompost membrana, u jistabbilixxi r-relazzjoni proprjetajiet reoloġiċi-mikrostruttura-membrana bejn il-proprjetajiet tal-materjal.

3. Outlook

F'dawn l-aħħar snin, l-iżvilupp ta 'materjali tal-ippakkjar tal-ikel sikuri u li jittieklu li jużaw polimeri naturali rinnovabbli bħala materja prima sar hotspot ta' riċerka fil-qasam tal-ippakkjar tal-ikel. F'din id-dokument, polysaccharide naturali jintuża bħala l-materja prima ewlenija. Billi tgħaqqad HPMC u HPS, titnaqqas l-ispiża tal-materja prima, tittejjeb il-prestazzjoni tal-ipproċessar tal-HPMC f'temperatura baxxa, u titjieb il-prestazzjoni tal-barriera tal-ossiġnu tal-membrana komposta. Permezz tal-kombinazzjoni ta 'analiżi reoloġika, analiżi tal-mikroskopju ottiku taż-żebgħa tal-jodju u mikrostruttura tal-film kompost u analiżi komprensiva tal-prestazzjoni, ġew studjati l-morfoloġija tal-fażi, it-tranżizzjoni tal-fażi, is-separazzjoni tal-fażi u l-kompatibilità tas-sistema kompost tal-ġel bil-maqlub kiesaħ-sħun. Ir-relazzjoni bejn il-mikrostruttura u l-proprjetajiet makroskopiċi tas-sistema kompost ġiet stabbilita. Skont ir-relazzjoni bejn il-proprjetajiet makroskopiċi u l-istruttura mikromorfoloġika tas-sistema kompost HPMC/HPS, l-istruttura tal-fażi u l-kompatibilità tas-sistema kompost jistgħu jiġu kkontrollati biex jikkontrollaw il-materjal kompost. Ir-riċerka f'dan id-dokument għandha sinifikat ta 'gwida importanti għall-proċess ta' produzzjoni attwali; il-mekkaniżmu tal-formazzjoni, fatturi li jinfluwenzaw u liġijiet ta 'ġels komposti inversi kesħin u sħun huma diskussi, li hija sistema kompost simili ta' ġels inversi kesħin u sħun. Ir-riċerka ta 'dan id-dokument tipprovdi mudell teoretiku biex jipprovdi gwida teoretika għall-iżvilupp u l-applikazzjoni ta' materjali intelliġenti speċjali kkontrollati b'temperatura. Ir-riżultati tar-riċerka ta 'dan id-dokument għandhom valur teoretiku tajjeb. Ir-riċerka ta 'dan id-dokument tinvolvi l-intersezzjoni ta' ikel, materjal, ġel u kompost u dixxiplini oħra. Minħabba l-limitazzjoni tal-ħin u l-metodi ta 'riċerka, ir-riċerka ta' dan is-suġġett għad għandha ħafna punti mhux mitmuma, li jistgħu jiġu approfonditi u mtejba mill-aspetti li ġejjin. jespandi:

Aspetti teoretiċi:

1. Biex tesplora l-effetti ta 'proporzjonijiet ta' fergħat tal-katina differenti, piżijiet molekulari u varjetajiet ta 'HPS fuq il-proprjetajiet reoloġiċi, proprjetajiet tal-membrana, morfoloġija tal-fażi, u kompatibilità tas-sistema kompost, u biex tesplora l-liġi tal-influwenza tagħha fuq il-mekkaniżmu tal-formazzjoni tal-ġel tal-kompost. sistema.
2. Investiga l-effetti tal-grad ta 'sostituzzjoni ta' idrossipropil HPMC, grad ta 'sostituzzjoni ta' methoxyl, piż molekulari u sors fuq il-proprjetajiet reoloġiċi, proprjetajiet tal-ġel, proprjetajiet tal-membrana u kompatibilità tas-sistema tas-sistema kompost, u janalizza l-effett tal-modifika kimika HPMC fuq il-kondensazzjoni tal-kompost. Influwenza r-regola tal-mekkaniżmu tal-formazzjoni tal-ġel.
3. Ġew studjati l-influwenza ta 'melħ, pH, plastiċizzant, aġent ta' cross-linking, aġent antibatteriku u sistemi komposti oħra fuq proprjetajiet reoloġiċi, proprjetajiet tal-ġel, struttura u proprjetajiet tal-membrana u l-liġijiet tagħhom.

Applikazzjoni:

1. Ottimizza l-formula għall-applikazzjoni tal-ippakkjar ta 'pakketti ta' tħawwir, pakketti tal-ħxejjex u sopop solidi, u studja l-effett ta 'preservazzjoni ta' ħwawar, ħxejjex u sopop matul il-perjodu tal-ħażna, il-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjali, u l-bidliet fil-prestazzjoni tal-prodott meta jkunu soġġetti għal forzi esterni , u Solubilità fl-ilma u indiċi iġjeniku tal-materjal. Jista 'jiġi applikat ukoll għal ikel granulat bħal kafè u tè tal-ħalib, kif ukoll ippakkjar li jittiekel ta' kejkijiet, ġobon, deżerti u ikel ieħor.
2. Ottimizza d-disinn tal-formula għall-applikazzjoni ta 'kapsuli tal-pjanti mediċinali botaniċi, tistudja aktar il-kundizzjonijiet tal-ipproċessar u l-aħjar għażla ta' aġenti awżiljarji, u pprepara prodotti ta 'kapsula vojta. Ġew ittestjati indikaturi fiżiċi u kimiċi bħal frijabbiltà, ħin ta 'diżintegrazzjoni, kontenut ta' metall tqil u kontenut mikrobjali.
3. Għall-applikazzjoni taż-żamma friska ta 'frott u ħaxix, prodotti tal-laħam, eċċ., Skond il-metodi ta' pproċessar differenti ta 'bexx, tgħaddis, u pittura, agħżel il-formula xierqa, u studja r-rata ta' frott immuffat, telf ta 'umdità, konsum ta' nutrijenti, ebusija ta 'ħxejjex wara l-ippakkjar matul il-perjodu tal-ħażna, tleqqija u togħma u indikaturi oħra; il-kulur, pH, valur TVB-N, aċidu thiobarbituric u numru ta 'mikro-organiżmi ta' prodotti tal-laħam wara l-ippakkjar.