Rheology र संगतताHPMC/HPSजटिल
मुख्य शब्दहरू: hydroxypropyl methylcellulose; हाइड्रोक्सीप्रोपाइल स्टार्च; rheological गुण; अनुकूलता; रासायनिक परिमार्जन।
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) एक polysaccharide पोलिमर हो जुन सामान्यतया खाद्य फिल्महरूको तयारीमा प्रयोग गरिन्छ। यो व्यापक रूपमा खाद्य र चिकित्सा क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ। फिल्ममा राम्रो पारदर्शिता, मेकानिकल गुण र तेल अवरोध गुणहरू छन्। यद्यपि, HPMC एक थर्मली प्रेरित जेल हो, जसले कम तापक्रम र उच्च उत्पादन ऊर्जा खपतमा यसको खराब प्रशोधन कार्यसम्पादन निम्त्याउँछ; थप रूपमा, यसको महँगो कच्चा मालको मूल्यले औषधि क्षेत्र सहित यसको व्यापक अनुप्रयोगलाई सीमित गर्दछ। Hydroxypropyl स्टार्च (HPS) खाद्य पदार्थ र औषधिको क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने खाद्य सामग्री हो। यसमा स्रोत र कम मूल्य को एक विस्तृत श्रृंखला छ। यो HPMC को लागत कम गर्न एक आदर्श सामग्री हो। यसबाहेक, HPS को कोल्ड जेल गुणहरूले HPMC को चिपचिपापन र अन्य rheological गुणहरू सन्तुलन गर्न सक्छ। , कम तापमान मा यसको प्रशोधन प्रदर्शन सुधार गर्न। थप रूपमा, HPS खाद्य फिल्ममा उत्कृष्ट अक्सिजन बाधा गुणहरू छन्, त्यसैले यसले HPMC खाद्य फिल्मको अक्सिजन अवरोध गुणहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्न सक्छ।
HPS कम्पाउन्डिङको लागि HPMC मा थपिएको थियो, र HPMC/HPS कोल्ड र तातो रिभर्स्ड-फेज जेल कम्पाउन्ड प्रणाली निर्माण गरिएको थियो। गुणहरूको प्रभाव कानूनको बारेमा छलफल गरिएको थियो, समाधानमा HPS र HPMC बीचको अन्तरक्रिया संयन्त्र, कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलता र चरण संक्रमणको बारेमा छलफल गरिएको थियो, र यौगिक प्रणालीको rheological गुण र संरचना बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि यौगिक प्रणालीको महत्वपूर्ण एकाग्रता (8%), महत्वपूर्ण एकाग्रता भन्दा तल, HPMC र HPS स्वतन्त्र आणविक चेनहरू र चरण क्षेत्रहरूमा अवस्थित छ; महत्वपूर्ण एकाग्रता भन्दा माथि, HPS चरण जेल केन्द्रको रूपमा समाधानमा बनाइन्छ, माइक्रोजेल संरचना, जुन HPMC आणविक चेनहरूको इन्टरविनिङद्वारा जोडिएको हुन्छ, एक पोलिमर पिघ्ने जस्तै व्यवहार प्रदर्शन गर्दछ। यौगिक प्रणालीको rheological गुणहरू र यौगिक अनुपात लोगारिदमिक योग नियम अनुरूप छन्, र सकारात्मक र नकारात्मक विचलन को एक निश्चित डिग्री देखाउँछ, संकेत गर्दछ कि दुई घटक राम्रो अनुकूलता छ। यौगिक प्रणाली कम तापक्रममा निरन्तर चरण-छरिएको चरण "समुद्र-द्वीप" संरचना हो, र निरन्तर चरण संक्रमण 4:6 मा HPMC/HPS कम्पाउन्ड अनुपातको कमीसँग हुन्छ।
खाद्य वस्तुहरूको महत्त्वपूर्ण घटकको रूपमा, खाद्य प्याकेजिङले खानालाई परिसंचरण र भण्डारणको प्रक्रियामा बाह्य कारकहरूद्वारा क्षतिग्रस्त र प्रदूषित हुनबाट रोक्न सक्छ, जसले गर्दा खानाको शेल्फ जीवन र भण्डारण अवधि विस्तार हुन्छ। खाद्य प्याकेजिङ सामग्रीको नयाँ प्रकारको रूपमा जुन सुरक्षित र खान योग्य छ, र एक निश्चित पोषण मूल्य पनि छ, खाद्य फिल्मको खाद्य प्याकेजिङ र संरक्षण, फास्ट फूड र औषधि क्याप्सुलहरूमा व्यापक आवेदन सम्भावनाहरू छन्, र हालको खानामा अनुसन्धान हटस्पट भएको छ। प्याकेजिङ सम्बन्धित क्षेत्रहरू।
HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्ली कास्टिङ विधिद्वारा तयार गरिएको थियो। कम्पोजिट प्रणालीको अनुकूलता र चरण विभाजनलाई इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी, गतिशील थर्मोमेकानिकल गुण विश्लेषण र थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषण स्क्यान गरेर थप अन्वेषण गरियो, र कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुणहरू अध्ययन गरियो। र अक्सिजन पारगम्यता र अन्य झिल्ली गुणहरू। नतिजाहरूले देखाउँदछ कि कुनै पनि स्पष्ट दुई-चरण इन्टरफेस सबै कम्पोजिट फिल्महरूको SEM छविहरूमा फेला पर्दैन, धेरै जसो कम्पोजिट फिल्महरूको DMA नतिजाहरूमा केवल एक गिलास संक्रमण बिन्दु छ, र DTG कर्भहरूमा केवल एउटा थर्मल डिग्रेडेसन पीक देखिन्छ। अधिकांश कम्पोजिट फिल्महरू। HPMC को HPS सँग निश्चित अनुकूलता छ। HPMC मा HPS को थप्दा कम्पोजिट झिल्लीको अक्सिजन बाधा गुणहरूमा उल्लेखनीय सुधार हुन्छ। कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुणहरू मिश्रित अनुपात र वातावरणको सापेक्ष आर्द्रतासँग धेरै भिन्न हुन्छन्, र क्रसओभर बिन्दु प्रस्तुत गर्दछ, जसले विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताहरूको लागि उत्पादन अनुकूलनको लागि सन्दर्भ प्रदान गर्न सक्छ।
माइक्रोस्कोपिक आकारविज्ञान, चरण वितरण, चरण संक्रमण र HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको अन्य सूक्ष्म संरचनाहरू साधारण आयोडिन डाईङ अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषणद्वारा अध्ययन गरिएको थियो, र यौगिक प्रणालीको पारदर्शिता र मेकानिकल गुणहरू पराबैंगनी स्पेक्ट्रोफोटोमिटर र मेकानिकल गुण परीक्षकद्वारा अध्ययन गरिएको थियो। माइक्रोस्कोपिक रूपात्मक संरचना र HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको म्याक्रोस्कोपिक व्यापक प्रदर्शन बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। परिणामहरूले देखाउँछ कि मेसोफेसहरूको ठूलो संख्या कम्पाउन्ड प्रणालीमा अवस्थित छ, जसको राम्रो अनुकूलता छ। यौगिक प्रणालीमा एक चरण संक्रमण बिन्दु छ, र यो चरण संक्रमण बिन्दु एक निश्चित यौगिक अनुपात र समाधान एकाग्रता निर्भरता छ। यौगिक प्रणालीको पारदर्शिताको सबैभन्दा कम बिन्दु HPMC को चरण संक्रमण बिन्दु निरन्तर चरणबाट फैलिएको चरण र तन्य मोड्युलसको न्यूनतम बिन्दुसँग अनुरूप छ। यंगको मोड्युलस र ब्रेकमा लम्बाइ समाधान एकाग्रताको वृद्धिको साथ घट्यो, जसले एचपीएमसीको निरन्तर चरणबाट फैलिएको चरणमा संक्रमणसँग कारण सम्बन्ध राखेको थियो।
एक rheometer को rheological गुण र HPMC/HPS चिसो र तातो उल्टो चरण जेल कम्पाउन्ड प्रणाली को जेल गुण मा HPS को रासायनिक परिमार्जन को प्रभाव को अध्ययन गर्न को लागी प्रयोग गरिएको थियो। क्षमताहरू र चरण संक्रमणहरू अध्ययन गरियो, र माइक्रोस्ट्रक्चर र rheological र जेल गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। अनुसन्धान परिणामहरूले देखाउँछ कि HPS को हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनले कम तापमानमा कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहट कम गर्न सक्छ, कम्पाउन्ड समाधानको तरलता सुधार गर्न सक्छ, र कतरनी पातलो हुने घटनालाई कम गर्न सक्छ; HPS को hydroxypropylation ले यौगिक प्रणाली को रैखिक चिपचिपापन संकुचित गर्न सक्छ। लोचदार क्षेत्रमा, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण संक्रमण तापमान कम हुन्छ, र कम तापमानमा कम्पाउन्ड प्रणालीको ठोस-जस्तो व्यवहार र उच्च तापक्रममा तरलता सुधार हुन्छ। HPMC र HPS क्रमशः कम र उच्च तापक्रममा निरन्तर चरणहरू बनाउँदछ, र फैलिएको चरणहरूले उच्च र निम्न तापक्रममा मिश्रित प्रणालीको rheological गुणहरू र जेल गुणहरू निर्धारण गर्दछ। मिश्रित प्रणालीको चिपचिपापन वक्रमा अचानक परिवर्तन र घाटा कारक वक्रमा ट्यान डेल्टा शिखर 45 डिग्री सेल्सियसमा देखा पर्दछ, जसले 45 डिग्री सेल्सियसमा आयोडिन-स्टेन्ड माइक्रोग्राफमा अवलोकन गरिएको सह-निरन्तर चरण घटनालाई प्रतिध्वनि गर्दछ।
कम्पोजिट फिल्मको क्रिस्टलीय संरचना र माइक्रो-डिभिजनल संरचनामा HPS को रासायनिक परिमार्जनको प्रभाव सिन्क्रोट्रोन विकिरण सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ टेक्नोलोजी द्वारा अध्ययन गरिएको थियो, र यान्त्रिक गुणहरू, अक्सिजन अवरोध गुणहरू र समग्र फिल्मको थर्मल स्थिरता थिए। यौगिक प्रणालीहरूको सूक्ष्म संरचना र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरूमा यौगिक घटकहरूको रासायनिक संरचना परिवर्तनको प्रभावलाई व्यवस्थित रूपमा अध्ययन गरियो। सिन्क्रोट्रोन विकिरणको नतिजाहरूले HPS को हाइड्रोक्साइप्रोपाइलेशन र दुई घटकहरूको अनुकूलताको सुधारले झिल्लीमा स्टार्चको पुन: स्थापनालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा रोक्न सक्छ र कम्पोजिट झिल्लीमा ढीलो स्व-समान संरचनाको गठनलाई बढावा दिन सक्छ। HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुण, थर्मल स्थिरता र अक्सिजन पारगम्यता जस्ता म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू यसको आन्तरिक क्रिस्टलीय संरचना र आकारहीन क्षेत्र संरचनासँग नजिकबाट सम्बन्धित छन्। दुई प्रभावहरूको संयुक्त प्रभाव।
अध्याय एक परिचय
खाद्य वस्तुहरूको एक महत्त्वपूर्ण घटकको रूपमा, खाद्य प्याकेजिङ सामग्रीहरूले परिसंचरण र भण्डारणको समयमा भौतिक, रासायनिक र जैविक क्षति र प्रदूषणबाट खानालाई जोगाउन सक्छ, खानाको गुणस्तर कायम राख्न सक्छ, खाना उपभोगलाई सहज बनाउन र खाना सुनिश्चित गर्न सक्छ। दीर्घकालीन भण्डारण र संरक्षण, र उपभोगलाई आकर्षित गर्न र सामग्री लागत भन्दा पर मूल्य प्राप्त गर्न खानाको उपस्थिति दिनुहोस् [1-4]। खाद्य प्याकेजिङ सामग्रीको नयाँ प्रकारको रूपमा जुन सुरक्षित र खान योग्य छ, र एक निश्चित पोषण मूल्य पनि छ, खाद्य फिल्मको खाद्य प्याकेजिङ र संरक्षण, फास्ट फूड र औषधि क्याप्सुलहरूमा व्यापक आवेदन सम्भावनाहरू छन्, र हालको खानामा अनुसन्धान हटस्पट भएको छ। प्याकेजिङ सम्बन्धित क्षेत्रहरू।
खाद्य फिल्महरू छिद्रपूर्ण नेटवर्क संरचना भएका चलचित्रहरू हुन्, जुन सामान्यतया प्राकृतिक खाद्य पोलिमरहरू प्रशोधन गरेर प्राप्त गरिन्छ। प्रकृतिमा अवस्थित धेरै प्राकृतिक पोलिमरहरूमा जेल गुणहरू हुन्छन्, र तिनीहरूको जलीय समाधानहरूले केही परिस्थितिहरूमा हाइड्रोजेलहरू बनाउन सक्छ, जस्तै केही प्राकृतिक पोलिसाकराइडहरू, प्रोटीनहरू, लिपिडहरू, आदि। प्राकृतिक संरचनात्मक पोलिसेकराइडहरू जस्तै स्टार्च र सेल्युलोज, लामो-चेन हेलिक्स र स्थिर रासायनिक गुणहरूको विशेष आणविक संरचनाको कारण, दीर्घकालीन र विभिन्न भण्डारण वातावरणको लागि उपयुक्त हुन सक्छ, र खाद्य फिल्म बनाउने सामग्रीको रूपमा व्यापक रूपमा अध्ययन गरिएको छ। एउटै पोलिसेकराइडबाट बनाइएका खाद्य फिल्महरूको प्रदर्शनमा प्रायः निश्चित सीमाहरू हुन्छन्। तसर्थ, एकल पोलिसैकराइड खाद्य फिल्महरूको सीमितताहरू हटाउन, विशेष गुणहरू प्राप्त गर्न वा नयाँ प्रकार्यहरू विकास गर्न, उत्पादन मूल्यहरू घटाउन, र तिनीहरूको अनुप्रयोगहरू विस्तार गर्न, सामान्यतया दुई प्रकारका पोलिसैकराइडहरू प्रयोग गरिन्छ। वा माथिको प्राकृतिक पोलिसेकराइडहरू पूरक गुणहरूको प्रभाव प्राप्त गर्न मिश्रित छन्। यद्यपि, विभिन्न पोलिमरहरू बीचको आणविक संरचनामा भिन्नताको कारण, त्यहाँ एक निश्चित संरचनात्मक एन्ट्रोपी हुन्छ, र धेरैजसो पोलिमर कम्प्लेक्सहरू आंशिक रूपमा मिल्दो वा असंगत हुन्छन्। बहुलक जटिलको चरण आकार विज्ञान र अनुकूलताले समग्र सामग्रीको गुणहरू निर्धारण गर्नेछ। प्रशोधनको क्रममा विरूपण र प्रवाह इतिहासले संरचनामा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। तसर्थ, बहुलक जटिल प्रणालीको rheological गुणहरू जस्ता म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू अध्ययन गरिन्छ। माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलॉजिकल संरचनाहरू बीचको अन्तरसम्बन्ध जस्तै चरण मोर्फोलोजी र अनुकूलता कम्पोजिट सामग्रीको प्रदर्शन, विश्लेषण र परिमार्जन, प्रशोधन प्रविधि, निर्देशन सूत्र डिजाइन र प्रशोधन मेसिनरी डिजाइन, र उत्पादन मूल्याङ्कनको लागि महत्त्वपूर्ण छ। उत्पादन को प्रशोधन प्रदर्शन र विकास र नयाँ बहुलक सामाग्री को आवेदन ठूलो महत्व छ।
यस अध्यायमा, खाद्य फिल्म सामग्रीहरूको अनुसन्धान स्थिति र अनुप्रयोग प्रगतिको विस्तृत रूपमा समीक्षा गरिएको छ; प्राकृतिक हाइड्रोजेल को अनुसन्धान स्थिति; पोलिमर कम्पाउन्डिङको उद्देश्य र विधि र पोलिसैकराइड कम्पाउन्डिङको अनुसन्धान प्रगति; मिश्रित प्रणाली को rheological अनुसन्धान विधि; चिसो र तातो रिभर्स जेल प्रणालीको rheological गुणहरू र मोडेल निर्माण विश्लेषण र छलफल गरिन्छ, साथै यस पेपर सामग्रीको अनुसन्धानको महत्त्व, अनुसन्धान उद्देश्य र अनुसन्धान।
1.1 खाद्य फिल्म
खाद्य फिल्म भन्नाले प्राकृतिक खाद्य पदार्थहरू (जस्तै संरचनात्मक पोलिसेकराइड, लिपिड, प्रोटिन) मा आधारित प्लास्टिसाइजर र क्रस-लिङ्किङ एजेन्टहरू थप्ने सन्दर्भलाई बुझाउँछ, विभिन्न अन्तरआणविक अन्तरक्रियाहरू, कम्पाउन्डिङ, तताउने, कोटिंग, सुकाउने, आदि मार्फत। छिद्रपूर्ण नेटवर्क भएको फिल्म। उपचार द्वारा बनाईएको संरचना। यसले विभिन्न प्रकार्यहरू प्रदान गर्न सक्छ जस्तै ग्यास, नमी, सामग्री र बाह्य हानिकारक पदार्थहरूमा चयनयोग्य अवरोध गुणहरू, ताकि संवेदी गुणस्तर र खानाको आन्तरिक संरचना सुधार गर्न, र भण्डारण अवधि वा खाद्य उत्पादनहरूको शेल्फ जीवन लम्ब्याउन।
1.1.1 खाद्य फिल्महरूको विकास इतिहास
खाद्य फिल्मको विकास 12 औं र 13 औं शताब्दीमा पत्ता लगाउन सकिन्छ। त्यसबेला, चिनियाँहरूले सिट्रस र कागतीहरू कोट गर्नको लागि वेक्सिङको सरल विधि प्रयोग गर्थे, जसले फलफूल र तरकारीहरूमा पानीको कमीलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्यो, जसले गर्दा फलफूल र तरकारीहरूले आफ्नो मौलिक चमक कायम राख्छन्, जसले गर्दा फलफूलको शेल्फ लाइफ लामो हुन्छ। तरकारीहरू, तर फलफूल र तरकारीहरूको एरोबिक श्वासप्रश्वासलाई अत्यधिक रूपमा रोक्छ, फलफूल किण्वन बिग्रन्छ। 15 औं शताब्दीमा, एशियालीहरूले सोया दूधबाट खाद्य फिल्म बनाउन सुरु गरिसकेका थिए, र यसलाई खानाको सुरक्षा र खानाको उपस्थिति बढाउन प्रयोग गर्थे [२०]। 16 औं शताब्दीमा, अंग्रेजहरूले खानाको ओसिलोपन घटाउनको लागि खाद्य सतहहरू कोट गर्न बोसो प्रयोग गरे। 19 औं शताब्दीमा, सुक्रोज पहिलो पटक नट, बादाम र हेजलनटहरूमा खाद्य कोटिंगको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो भण्डारणको क्रममा अक्सीकरण र बान्की हुनबाट जोगाउन। 1830 मा, स्याउ र नाशपाती जस्ता फलफूलका लागि व्यावसायिक तातो-पघ्ने प्याराफिन फिल्महरू देखा पर्यो। 19 औं शताब्दीको अन्त्यमा, जिलेटिन फिल्महरू मासु उत्पादनहरू र खाद्य संरक्षणको लागि अन्य खाद्य पदार्थहरूको सतहमा छर्किन्छन्। 1950 को प्रारम्भमा, ताजा फलफूल र तरकारीहरू कोटिंग र संरक्षणको लागि कार्नाउबा मोम, इत्यादिलाई तेल-भित्र-पानी इमल्सनमा बनाइएको थियो। सन् १९५० को दशकको उत्तरार्धमा, मासुजन्य उत्पादनहरूमा लागू हुने खाद्य फिल्महरूमा अनुसन्धानको विकास हुन थाल्यो, र सबैभन्दा व्यापक र सफल उदाहरण भनेको जनावरको सानो आन्द्राबाट प्रशोधन गरिएका एनिमा उत्पादनहरू हुन्।
1950 को दशक देखि, यो भन्न सकिन्छ कि खाद्य फिल्म को अवधारणा मात्र वास्तव मा प्रस्ताव गरिएको छ। त्यसबेलादेखि, धेरै शोधकर्ताहरूले खाद्य फिल्महरूमा कडा चासो विकास गरेका छन्। 1991 मा, निस्परेसले केरा र अन्य फलहरूलाई कोटिंग र संरक्षणमा कार्बोक्साइमिथाइल सेलुलोज (सीएमसी) लागू गरे, फलको श्वासप्रश्वास कम भयो, र क्लोरोफिलको क्षतिमा ढिलाइ भयो। पार्क एट अल। 1994 मा O2 र CO2 मा जेन प्रोटीन फिलिमको प्रभावकारी बाधा गुणहरू रिपोर्ट गरियो, जसले टमाटरको पानीको कमी, ओइलाउने र विलोपनलाई सुधार गर्यो। 1995 मा, लोर्डिनले स्टार्चको उपचार गर्न पातलो क्षारीय घोल प्रयोग गरे, र ताजापनको लागि कोट स्ट्रबेरीमा ग्लिसरिन थपे, जसले स्ट्रबेरीको पानीको कमी र ढिलो बिग्रने दरलाई कम गर्यो। बाबर्जीले सन् १९९६ मा फिल्म बनाउने तरल पदार्थको माइक्रो-लिक्विफेक्सन र अल्ट्रासोनिक उपचारद्वारा खाद्य फिल्म गुणहरू सुधार गरे, त्यसैले फिल्म बनाउने तरल पदार्थको कणको आकार उल्लेखनीय रूपमा घटाइएको थियो र इमल्सनको एकरूपता स्थिरता सुधारिएको थियो। 1998 मा, Padegett et al। सोयाबीन प्रोटीन खाद्य फिल्ममा लाइसोजाइम वा निसिन थपियो र यसलाई खाना लपेट्न प्रयोग गरियो, र खानामा ल्याक्टिक एसिड ब्याक्टेरियाको बृद्धिलाई प्रभावकारी रूपमा रोकियो [३०]। 1999 मा, Yin Qinghong et al। स्याउ र अन्य फलफूलहरूको संरक्षण र भण्डारणको लागि फिल्म कोटिंग एजेन्ट बनाउन मोमको प्रयोग गरियो, जसले श्वासप्रश्वासलाई रोक्न सक्छ, संकुचन र वजन घटाउनबाट रोक्न सक्छ, र माइक्रोबियल आक्रमणलाई रोक्न सक्छ।
धेरै वर्षदेखि, आइसक्रिम प्याकेजिङका लागि मकै बेकिंग बीकरहरू, क्यान्डी प्याकेजिङका लागि ग्लुटिनस राइस पेपर, र मासुका भाँडाहरूका लागि टोफू स्किनहरू विशिष्ट खाद्य प्याकेजिङ हुन्। तर 1967 मा खाद्य फिल्महरूको व्यावसायिक अनुप्रयोगहरू लगभग अस्तित्वमा थिएनन्, र मैन-लेपित फल संरक्षणको पनि धेरै सीमित व्यावसायिक प्रयोग थियो। 1986 सम्म, केहि कम्पनीहरूले खाद्य फिल्म उत्पादनहरू उपलब्ध गराउन थाले, र 1996 सम्म, खाद्य फिल्म कम्पनीहरूको संख्या 600 भन्दा बढी पुगेको थियो। वर्तमानमा, खाद्य प्याकेजिङ संरक्षणमा खाद्य फिल्मको प्रयोग बढ्दै गएको छ, र एक हासिल गरेको छ। 100 मिलियन अमेरिकी डलर भन्दा बढी को वार्षिक राजस्व।
1.1.2 विशेषताहरू र खाद्य फिल्महरूको प्रकार
सान्दर्भिक अनुसन्धानका अनुसार, खाद्य फिल्मका निम्न उत्कृष्ट फाइदाहरू छन्: खाद्य फिल्मले विभिन्न खाद्य पदार्थहरूको पारस्परिक स्थानान्तरणको कारणले खाद्य गुणस्तरको गिरावट र बिग्रनलाई रोक्न सक्छ; केही खाद्य फिल्म कम्पोनेन्टहरूसँग विशेष पोषण मूल्य र स्वास्थ्य हेरचाह प्रकार्य हुन्छ; खाद्य फिल्ममा CO2, O2 र अन्य ग्याँसहरूमा वैकल्पिक अवरोध गुणहरू छन्; खाद्य फिल्म माइक्रोवेभ, बेकिंग, फ्राइड फूड र औषधि फिल्म र कोटिंगको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ; खाद्य फिल्मलाई एन्टिअक्सिडेन्ट र संरक्षक र अन्य क्यारियरको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा खानाको शेल्फ लाइफ विस्तार हुन्छ; खाद्य फिलिमलाई खानाको गुणस्तर सुधार गर्न र खानाको संवेदी गुणहरू सुधार गर्न रङ र पोषणयुक्त फोर्टिफायरहरू आदिका लागि वाहकको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ; खाद्य फिल्म सुरक्षित र खान योग्य छ, र खाना संग एकसाथ उपभोग गर्न सकिन्छ; खाद्य प्याकेजिङ फिलिमहरू सानो मात्रा वा खानाको एकाइहरूको प्याकेजिङको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ, र परम्परागत प्याकेजिङ्ग सामग्रीहरूसँग बहु-तह कम्पोजिट प्याकेजिङ्ग बनाउँदछ, जसले प्याकेजिङ्ग सामग्रीको समग्र अवरोध प्रदर्शन सुधार गर्दछ।
खाद्य प्याकेजिङ फिल्महरूमा माथिको कार्यात्मक गुणहरू हुनुको कारण मुख्यतया तिनीहरू भित्र एक निश्चित तीन-आयामी नेटवर्क संरचनाको गठनमा आधारित छ, यसरी निश्चित शक्ति र अवरोध गुणहरू देखाउँदै। खाद्य प्याकेजिङ फिल्मको कार्यात्मक गुणहरू यसको कम्पोनेन्टहरूको गुणहरूद्वारा महत्त्वपूर्ण रूपमा प्रभावित हुन्छन्, र आन्तरिक पोलिमर क्रसलिङ्किङको डिग्री, नेटवर्क संरचनाको एकरूपता र घनत्व पनि विभिन्न फिल्म-निर्माण प्रक्रियाहरूद्वारा प्रभावित हुन्छन्। प्रदर्शनमा स्पष्ट भिन्नताहरू छन् [15, 35]। खाद्य फिल्महरूमा घुलनशीलता, रंग, पारदर्शिता, आदि जस्ता केही अन्य गुणहरू पनि हुन्छन्। उपयुक्त खाद्य फिल्म प्याकेजिङ सामग्रीहरू विभिन्न प्रयोग वातावरण र प्याकेज गरिने उत्पादन वस्तुहरूमा भिन्नता अनुसार चयन गर्न सकिन्छ।
खाद्य फिल्मको निर्माण विधि अनुसार, यसलाई फिल्म र कोटिंग्समा विभाजन गर्न सकिन्छ: (१) पूर्व-तयार स्वतन्त्र फिल्महरूलाई सामान्यतया फिल्म भनिन्छ। (२) लेप, डुबाउने र छर्केर खानाको सतहमा बन्ने पातलो तहलाई कोटिंग भनिन्छ। फिल्महरू मुख्यतया विभिन्न सामग्रीहरू भएका खानाहरूका लागि प्रयोग गरिन्छ जुन व्यक्तिगत रूपमा प्याकेज गर्न आवश्यक हुन्छ (जस्तै मसला प्याकेटहरू र सुविधायुक्त खानाहरूमा तेल प्याकेटहरू), एउटै सामग्री भएका तर छुट्टै प्याकेज गर्न आवश्यक पर्ने खानाहरू (जस्तै कफी, दूध पाउडर, आदि), र औषधि वा स्वास्थ्य सेवा उत्पादनहरू। क्याप्सूल सामग्री; कोटिंग मुख्यतया फलफूल र तरकारीहरू, मासु उत्पादनहरू, औषधिहरूको कोटिंग र नियन्त्रित-रिलीज माइक्रोक्याप्सुलहरूको संयोजन जस्ता ताजा खानाको संरक्षणको लागि प्रयोग गरिन्छ।
खाद्य प्याकेजिङ्ग फिल्मको फिल्म बनाउने सामग्री अनुसार, यसलाई विभाजन गर्न सकिन्छ: पोलिसैकराइड खाद्य फिल्म, प्रोटीन खाद्य फिल्म, लिपिड खाद्य फिल्म, माइक्रोबियल खाद्य फिल्म र समग्र खाद्य फिल्म।
1.1.3 खाद्य फिल्मको आवेदन
खाद्य प्याकेजिङ सामग्रीको नयाँ प्रकारको रूपमा जुन सुरक्षित र खान योग्य छ, र एक निश्चित पोषण मूल्य पनि छ, खाद्य फिल्म खाद्य प्याकेजिङ उद्योग, औषधि क्षेत्र, फलफूल र तरकारीहरूको भण्डारण र संरक्षण, प्रशोधन र संरक्षणमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। मासु र जलीय उत्पादनहरू, फास्ट फूडको उत्पादन, र तेलको उत्पादन। फ्राइड बेक्ड क्यान्डीजस्ता खाद्य पदार्थहरूको संरक्षणमा यसको व्यापक प्रयोग सम्भावनाहरू छन्।
1.1.3.1 खाद्य प्याकेजिङ मा आवेदन
ओसिलोपन, अक्सिजन र सुगन्धित पदार्थहरूको प्रवेश रोक्नको लागि स्प्रे, ब्रश, डुबाइ, इत्यादि द्वारा प्याकेज गरिने खानामा फिल्म बनाउने घोल छोपिएको छ, जसले प्रभावकारी रूपमा प्याकेजिङको क्षतिलाई कम गर्न र प्याकेजिङ तहहरूको संख्या कम गर्न सक्छ। ; खानाको बाहिरी तहलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्नुहोस् प्लास्टिक प्याकेजिङ्गका अवयवहरूको जटिलताले यसको रिसाइकल र प्रशोधनलाई सहज बनाउँछ, र वातावरणीय प्रदूषण घटाउँछ; यो विभिन्न घटकहरू बीचको पारस्परिक स्थानान्तरणलाई कम गर्न बहु-घटक जटिल खाद्य पदार्थहरूको केही घटकहरूको छुट्टै प्याकेजिङमा लागू गरिन्छ, जसले गर्दा वातावरणमा प्रदूषण कम हुन्छ। खानाको खराबी वा खानाको गुणस्तरमा गिरावट कम गर्नुहोस्। खाद्य फिल्मलाई प्याकेजिङ पेपर वा खाद्य प्याकेजिङका लागि प्याकेजिङ झोलामा प्रशोधन गरिन्छ, जसले सुरक्षा, सरसफाइ र सुविधा मात्र प्राप्त गर्दैन, तर वातावरणमा सेतो प्रदूषणको दबाबलाई पनि कम गर्छ।
मकै, भटमास र गहुँलाई मुख्य कच्चा पदार्थको रूपमा प्रयोग गर्दै, कागज जस्तो अनाज फिल्महरू तयार गर्न सकिन्छ र ससेज र अन्य खाद्य पदार्थहरूको प्याकेजिङको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्रयोग पछि, यदि तिनीहरू प्राकृतिक वातावरणमा खारेज भए पनि, तिनीहरू बायोडिग्रेडेबल हुन्छन् र माटो सुधार गर्न माटो मलमा परिणत गर्न सकिन्छ। । मुख्य सामग्रीको रूपमा स्टार्च, चिटोसन र बीन ड्रगहरू प्रयोग गरेर, फास्ट फूड चाउचाउ र फ्रेन्च फ्राइज जस्ता फास्ट फूड प्याकेज गर्नका लागि खाद्य र्यापिङ पेपर तयार गर्न सकिन्छ, जुन सुविधाजनक, सुरक्षित र धेरै लोकप्रिय छ; मसला प्याकेटहरू, ठोस सूपहरूका लागि प्रयोग गरिन्छ कच्चा माल जस्ता सुविधाजनक खानाहरूको प्याकेजिङ, जसलाई प्रयोग गर्दा सीधै भाँडामा पकाउन सकिन्छ, खाना दूषित हुनबाट रोक्न, खानाको पोषण बढाउन र सरसफाइमा सहज बनाउन सक्छ। सुकेको एभोकाडो, आलु र भाँचिएको चामललाई किण्वन गरी पोलिस्याकराइडमा परिणत गरिन्छ, जसलाई रङ्गहीन र पारदर्शी, राम्रो अक्सिजन बाधा गुण र यान्त्रिक गुणहरू भएका नयाँ खाद्य भित्री प्याकेजिङ सामग्रीहरू तयार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, र दूध पाउडरको प्याकेजिङका लागि प्रयोग गरिन्छ। , सलाद तेल र अन्य उत्पादनहरू [19]। सैन्य खानाको लागि, उत्पादन प्रयोग गरिसकेपछि, परम्परागत प्लास्टिक प्याकेजिङ्ग सामग्री वातावरणमा खारेज गरिन्छ र शत्रु ट्र्याकिङको लागि मार्कर हुन्छ, जुन ठेगाना प्रकट गर्न सजिलो हुन्छ। पिज्जा, पेस्ट्री, केचप, आइसक्रिम, दही, केक र डेसर्ट जस्ता बहु-घटक विशेष खानाहरूमा, प्लास्टिक प्याकेजिङ सामग्रीहरू प्रयोग गर्न सीधा थप्न सकिँदैन, र खाद्य प्याकेजिङ फिल्मले यसको अद्वितीय फाइदाहरू देखाउँछ, जसले समूहहरूको संख्या घटाउन सक्छ। स्वादका पदार्थहरूको माइग्रेसनले उत्पादनको गुणस्तर र सौन्दर्यता सुधार गर्छ [२१]। खाद्य प्याकेजिङ फिल्म ब्याटर प्रणाली को माइक्रोवेव खाद्य प्रसंस्करण मा प्रयोग गर्न सकिन्छ। मासु उत्पादनहरू, तरकारीहरू, चीजहरू र फलहरू स्प्रे गरेर, डुबाइ वा ब्रश, आदि द्वारा पूर्व-प्याकेज गरी जम्मा गरी भण्डारण गरिन्छ, र केवल खपतको लागि माइक्रोवेभ गर्न आवश्यक छ।
यद्यपि थोरै व्यावसायिक खाद्य प्याकेजिङ कागजातहरू र झोलाहरू उपलब्ध छन्, धेरै प्याटेन्टहरू सम्भावित खाद्य प्याकेजिङ्ग सामग्रीहरूको सूत्रीकरण र आवेदनमा दर्ता गरिएका छन्। फ्रान्सेली खाद्य नियामक अधिकारीहरूले हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज, स्टार्च र सोडियम सरबेट मिलेर बनेको “SOLUPAN” नामको औद्योगिक खाद्य प्याकेजिङ झोलालाई अनुमोदन गरेको छ, र व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध छ।
1.1.3.2 चिकित्सा मा आवेदन
जिलेटिन, सेल्युलोज डेरिभेटिभहरू, स्टार्च र खाद्य गम औषधि र स्वास्थ्य उत्पादनहरूको नरम र कडा क्याप्सुलको खोलहरू तयार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसले प्रभावकारी रूपमा औषधि र स्वास्थ्य उत्पादनहरूको प्रभावकारिता सुनिश्चित गर्न सक्छ, र सुरक्षित र खान योग्य छ; केही औषधिहरूमा निहित तीतो स्वाद हुन्छ, जुन बिरामीहरूलाई प्रयोग गर्न गाह्रो हुन्छ। स्वीकृत, खाद्य फिल्महरू त्यस्ता औषधिहरूको लागि स्वाद-मास्किंग कोटिंग्सको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ; केहि इन्टरिक पोलिमर पोलिमरहरू पेट (pH 1.2) वातावरणमा घुलनशील हुँदैनन्, तर आन्द्रा (pH 6.8) वातावरणमा घुलनशील हुन्छन् र आन्द्राको सस्टेन्ड-रिलीज ड्रग कोटिंगमा प्रयोग गर्न सकिन्छ; लक्षित औषधिहरूको वाहकको रूपमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।
Blanco-Fernandez et al। एक chitosan acetylated monoglyceride कम्पोजिट फिल्म तयार गर्यो र यसलाई भिटामिन ई को एन्टिअक्सिडेन्ट गतिविधि को निरन्तर रिलीज को लागी प्रयोग गर्यो, र प्रभाव उल्लेखनीय थियो। दीर्घकालीन एन्टिअक्सिडेन्ट प्याकेजिङ्ग सामाग्री। Zhang et al। जिलेटिनको साथ मिश्रित स्टार्च, पोलीथीन ग्लाइकोल प्लास्टिसाइजर थपियो, र परम्परागत प्रयोग गरियो। कम्पोजिट फिल्मको डिपिङ प्रक्रियाद्वारा खोक्रो कडा क्याप्सुलहरू तयार पारिएको थियो, र समग्र फिल्मको पारदर्शिता, यान्त्रिक गुणहरू, हाइड्रोफिलिक गुणहरू र चरण मोर्फोलोजी अध्ययन गरियो। राम्रो क्याप्सूल सामग्री [52]। लाल आदि। प्यारासिटामोल क्याप्सुलको भित्री कोटिंगको लागि काफिरिनलाई खाद्य कोटिंगमा बनाइयो, र खाद्य फिल्मको मेकानिकल गुण, थर्मल गुणहरू, अवरोध गुणहरू र ड्रग रिलिज गुणहरूको अध्ययन गर्यो। नतिजाले ग्लियाडिन फिल्मका विभिन्न किसिमका कडा क्याप्सुलको कोटिंग पेटमा भाँचिएको नभई पिएच ६.८ मा औषधि आन्द्रामा छोडेको देखाएको छ । Paik et al। HPMC phthalate कणहरू इन्डोमेथासिनको साथ लेपित, र HPMC को खाद्य फिल्म बनाउने तरल औषधि कणहरूको सतहमा छर्कियो, र औषधिको इन्ट्रापमेन्ट दर, औषधि कणहरूको औसत कण आकार, खाद्य फिल्मको नतिजाले HPMCN-लेपित देखाएको थियो। इन्डोमेथासिन मौखिक औषधिले औषधिको तीतो स्वाद मास्क गर्ने र औषधि डेलिभरीलाई लक्षित गर्ने उद्देश्य हासिल गर्न सक्छ। ओलादजादब्बासवादी आदि। पारम्परिक जिलेटिन क्याप्सुलको विकल्पको रूपमा खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गर्न क्यारेजेननसँग मिश्रित परिमार्जित सागो स्टार्च, र यसको सुकाउने गतिविज्ञान, थर्मोमेकानिकल गुण, भौतिक रसायनिक गुण र अवरोध गुणहरू अध्ययन गरे, नतिजाहरूले देखाए कि मिश्रित खाद्य फिल्ममा जिलेटिनसँग मिल्दोजुल्दो गुणहरू छन्। औषधि क्याप्सुलको उत्पादनमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
1.1.3.3 फलफूल र तरकारी संरक्षण मा आवेदन
ताजा फलफूल र तरकारीहरू छनोट गरेपछि, बायोकेमिकल प्रतिक्रियाहरू र श्वासप्रश्वास अझै तीव्र रूपमा भइरहेका छन्, जसले फलफूल र तरकारीहरूको तन्तुको क्षतिलाई गति दिन्छ, र कोठाको तापक्रममा फलफूल र तरकारीहरूमा चिस्यान गुमाउन सजिलो हुन्छ। आन्तरिक तन्तुहरूको गुणस्तर र फलफूल र तरकारीहरूको संवेदी गुणहरू। अस्वीकार। तसर्थ, फलफूल र तरकारीहरूको भण्डारण र ढुवानीमा संरक्षण सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण मुद्दा बनेको छ; परम्परागत संरक्षण विधिहरूमा कमजोर संरक्षण प्रभाव र उच्च लागत छ। फलफूल र तरकारीहरूको कोटिंग संरक्षण हाल कोठाको तापक्रम संरक्षणमा सबैभन्दा प्रभावकारी विधि हो। खाद्य फिल्म बनाउने तरल फलफूल र तरकारीको सतहमा लेपित हुन्छ, जसले सूक्ष्मजीवहरूको आक्रमणलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न सक्छ, श्वासप्रश्वास, पानीको कमी र फलफूल र तरकारीको तन्तुको पोषक तत्वको हानि कम गर्न सक्छ, फलफूल र तरकारीको तन्तुहरूको शारीरिक उमेर ढिलो गर्न सक्छ, र फलफूल र तरकारी टिस्युहरू मूल मोटा र चिल्लो राख्नुहोस्। चमकदार उपस्थिति, ताजा राख्न र भण्डारण अवधि लम्ब्याउने उद्देश्य प्राप्त गर्न। अमेरिकीहरूले खाद्य फिल्म तयार गर्न मुख्य कच्चा मालको रूपमा वनस्पति तेलबाट निकालिएको एसिटाइल मोनोग्लिसराइड र चीज प्रयोग गर्छन्, र फलफूल र तरकारीहरू ताजा राख्न, निर्जलीकरण, ब्राउनिंग र सूक्ष्मजीवहरूको आक्रमण रोक्न प्रयोग गर्छन्, ताकि यसलाई कायम राख्न सकियोस्। लामो समय। ताजा राज्य। जापानले फोहोर रेशमलाई कच्चा मालको रूपमा प्रयोग गर्दछ आलु ताजा राख्ने फिल्म तयार गर्न, जसले शीत भण्डारणको तुलनामा ताजा राख्ने प्रभाव प्राप्त गर्न सक्छ। अमेरिकीहरूले तरल तरल बनाउन वनस्पतिको तेल र फलफूललाई मुख्य कच्चा मालको रूपमा प्रयोग गर्छन्, र काटिएका फललाई ताजा राख्छन्, र संरक्षण प्रभाव राम्रो हुन्छ भन्ने पत्ता लगाए।
मार्केज र अन्य। कच्चा मालको रूपमा मट्ठा प्रोटीन र पेक्टिन प्रयोग गर्यो, र कम्पोजिट खाद्य फिल्म तयार गर्न क्रस-लिङ्किङका लागि ग्लुटामिनेज थपियो, जुन ताजा काटिएका स्याउ, टमाटर र गाजरहरू कोट गर्न प्रयोग गरिएको थियो, जसले वजन घटाउने दरलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ। , ताजा काटिएका फलफूल र तरकारीहरूको सतहमा सूक्ष्मजीवहरूको वृद्धिलाई रोक्नुहोस्, र ताजा काटिएका फलफूल र तरकारीहरूको स्वाद र स्वाद कायम राख्ने आधारमा शेल्फ लाइफ लम्ब्याउनुहोस्। शि लेई र अन्य। चिटोसन खाद्य फिल्मको साथ लेपित रेड ग्लोब अंगूर, जसले अंगूरको तौल घटाउन र सड्ने दरलाई कम गर्न सक्छ, अंगूरको रंग र चमक कायम राख्न सक्छ, र घुलनशील ठोस पदार्थको ह्रासलाई ढिलो गर्न सक्छ। chitosan, सोडियम alginate, सोडियम carboxymethylcellulose र polyacrylate कच्चा पदार्थको रूपमा प्रयोग गर्दै, Liu et al। फलफूल र तरकारीहरू ताजा राख्नको लागि बहु-तह कोटिंग द्वारा खाद्य फिल्महरू तयार पारे, र तिनीहरूको आकारविज्ञान, पानीको घुलनशीलता, इत्यादिको अध्ययन गरियो। परिणामहरूले देखायो कि सोडियम कार्बोक्सीमेथाइल सेलुलोज-चिटोसन-ग्लिसरोल कम्पोजिट फिल्मले उत्कृष्ट संरक्षण प्रभाव पारेको छ। Sun Qingshen et al। सोयाबीन प्रोटीन आइसोलेटको कम्पोजिट फिल्मको अध्ययन गरियो, जुन स्ट्रबेरीको संरक्षणको लागि प्रयोग गरिन्छ, जसले स्ट्रबेरीको वाष्पस्रावलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सक्छ, उनीहरूको श्वासप्रश्वासलाई रोक्छ, र सडेको फलको दर कम गर्दछ। फेरेरा र अन्य। कम्पोजिट फिलिम तयार गर्न फलफूल र तरकारीको अवशेषको पाउडर र आलुको बोक्राको पाउडर प्रयोग गरियो, कम्पोजिट फिल्मको पानीको घुलनशीलता र यान्त्रिक गुणहरूको अध्ययन गरियो, र हथर्न संरक्षण गर्न कोटिंग विधि प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाएको छ कि हथर्नको शेल्फ जीवन लामो थियो। ५०%, तौल घटाउने दर ३०-५७% ले घट्यो, र अर्गानिक एसिड र आर्द्रतामा खासै परिवर्तन भएन। Fu Xiaowei et al। चिटोसन खाद्य फिल्मद्वारा ताजा मिर्चको संरक्षणको अध्ययन गर्यो, र परिणामहरूले देखायो कि यसले भण्डारणको क्रममा ताजा मिर्चको श्वासप्रश्वासको तीव्रतालाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ र मिर्चको उमेर ढिलो गर्न सक्छ। Navarro-Tarazaga et al। प्लमहरू जोगाउन मोम-परिमार्जित HPMC खाद्य फिल्म प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि मोमले अक्सिजन र आर्द्रता अवरोध गुणहरू र HPMC फिल्महरूको मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न सक्छ। प्लमको तौल घटाउने दर उल्लेखनीय रूपमा कम भएको थियो, भण्डारणको क्रममा फलको नरम र रगत बग्ने सुधार गरिएको थियो, र प्लमको भण्डारण अवधि लामो थियो। Tang Liying et al। स्टार्च परिमार्जनमा शेलक क्षारको समाधान प्रयोग गरियो, खाद्य प्याकेजिङ फिल्म तयार गरियो, र यसको फिल्म गुणहरू अध्ययन गरियो; एकै समयमा, ताजाताको लागि आँप कोट गर्न यसको फिल्म-बनाउने तरल प्रयोग गर्नाले प्रभावकारी रूपमा सास फेर्न कम गर्न सक्छ यसले भण्डारणको समयमा खैरो हुने घटनालाई रोक्न सक्छ, तौल घटाउने दर कम गर्न र भण्डारण अवधि लम्ब्याउन सक्छ।
1.1.3.4 मासु उत्पादनहरूको प्रशोधन र संरक्षणमा प्रयोग
प्रचुर मात्रामा पोषक तत्वहरू र उच्च-पानी गतिविधि भएका मासु उत्पादनहरू प्रशोधन, ढुवानी, भण्डारण र उपभोगको प्रक्रियामा सूक्ष्मजीवहरूले सजिलै आक्रमण गर्छन्, जसले गर्दा रङ र फ्याट ओक्सिडेसन र अन्य बिग्रेको हुन्छ। मासु उत्पादनहरूको भण्डारण अवधि र शेल्फ जीवन लम्ब्याउनको लागि, मासु उत्पादनहरूमा इन्जाइमहरूको गतिविधि र सतहमा सूक्ष्मजीवहरूको आक्रमणलाई रोक्न प्रयास गर्न आवश्यक छ, र फ्याट ओक्सीकरणको कारणले गर्दा रंग र गन्धको बिग्रनलाई रोक्न। हाल, खाद्य फिल्म संरक्षण देश र विदेश मा मासु संरक्षण मा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ एक सामान्य तरिका हो। यसलाई परम्परागत विधिसँग तुलना गर्दा खाने फिल्ममा प्याक गरिएका मासुजन्य पदार्थमा बाह्य सूक्ष्मजीवहरूको आक्रमण, बोसोको अक्सिडेटिभ रेन्सिडिटी र जुसको कमीमा उल्लेख्य सुधार भएको र मासुजन्य पदार्थको गुणस्तरमा उल्लेख्य सुधार भएको पाइन्छ । शेल्फ जीवन विस्तार गरिएको छ।
मासु उत्पादनहरूको खाद्य फिल्ममा अनुसन्धान 1950 को दशकको अन्तमा सुरु भयो, र सबैभन्दा सफल अनुप्रयोग केस कोलाजेन खाद्य फिल्म थियो, जुन ससेज उत्पादन र प्रशोधनमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ। Emiroglu et al। एन्टिब्याक्टेरियल फिल्म बनाउन सोयाबीन प्रोटीन खाद्य फिल्ममा तिलको तेल थपियो, र जमेको मासुमा यसको एन्टिब्याक्टेरियल प्रभाव अध्ययन गरियो। परिणामहरूले देखाए कि एन्टिब्याक्टेरियल फिल्मले Staphylococcus aureus को प्रजनन र वृद्धिलाई उल्लेखनीय रूपमा रोक्न सक्छ। Wook et al। प्रोआन्थोसायनिडिन खाद्य फिल्म तयार गर्यो र फ्रिजमा राखिएको सुँगुरको मासुलाई ताजापनको लागि प्रयोग गर्यो। १४ दिनसम्म भण्डारण गरेपछि पोर्क चपको रंग, pH, TVB-N मान, थायोबार्बिट्युरिक एसिड र माइक्रोबियल काउन्ट अध्ययन गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि प्रोएन्थोसायनिडिनको खाद्य फिल्मले थाइओबार्बिट्युरिक एसिडको गठनलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न, फ्याटी एसिड बिग्रनबाट रोक्न, मासु उत्पादनको सतहमा सूक्ष्मजीवहरूको आक्रमण र प्रजननलाई कम गर्न, मासु उत्पादनहरूको गुणस्तर सुधार गर्न र भण्डारण अवधि लम्ब्याउन सक्छ। शेल्फ जीवन। Jiang Shaotong et al। स्टार्च-सोडियम एल्जिनेट कम्पोजिट झिल्ली समाधानमा चिया पोलिफेनोल र एलिसिन थपियो, र तिनीहरूलाई चिसो पोर्कको ताजापन जोगाउन प्रयोग गरियो, जुन ०-४ डिग्री सेल्सियसमा १९ दिनभन्दा बढीको लागि भण्डारण गर्न सकिन्छ। Cartagena et al। पोर्क स्लाइसहरूको संरक्षणमा निसिन एन्टिमाइक्रोबियल एजेन्टसँग थपिएको कोलाजेन खाद्य फिल्मको एन्टिब्याक्टेरियल प्रभाव रिपोर्ट गरियो, कोलाजेन खाद्य फिल्मले रेफ्रिजरेटेड पोर्क स्लाइसहरूको आर्द्रता माइग्रेसन कम गर्न, मासु उत्पादनहरूको बाक्लोपनमा ढिलाइ गर्न, र 2% कोलेजन फिल्म थप्न सक्छ। निसिनको उत्कृष्ट संरक्षण प्रभाव थियो। वाङ रुई एट अल। पिएच, वाष्पशील आधार नाइट्रोजन, रातोपन र भण्डारण भएको १६ दिन भित्रमा गाईको मासुको कुल संख्याको तुलनात्मक विश्लेषण गरेर सोडियम अल्जिनेट, चिटोसन र कार्बोक्साइमेथाइल फाइबरको परिवर्तनहरू अध्ययन गरियो। चिसो गाईको मासुको ताजापन जोगाउन सोडियम भिटामिनको तीन प्रकारका खाद्य फिल्महरू प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि सोडियम अल्जिनेटको खाद्य फिल्मले एक आदर्श ताजगी संरक्षण प्रभाव थियो। Caprioli et al। पकाएको टर्कीको स्तनलाई सोडियम केसिनेट खाद्य फिल्मले बेर्नुहोस् र त्यसपछि यसलाई 4 डिग्री सेल्सियसमा फ्रिज गर्नुहोस्। अध्ययनले देखाएको छ कि सोडियम केसिनेट खाद्य फिल्मले प्रशीतन समयमा टर्कीको मासुलाई ढिलो गर्न सक्छ। रक्सीको।
1.1.3.5 जलीय उत्पादनहरूको संरक्षणमा आवेदन
जलीय उत्पादनहरूको गुणस्तरमा गिरावट मुख्यतया नि: शुल्क नमीको कमी, स्वादको बिग्रने र जलीय उत्पादनको बनावटको बिग्रनेमा प्रकट हुन्छ। माइक्रोबियल आक्रमणले गर्दा जलीय उत्पादनहरूको विघटन, अक्सिडेशन, विकृतीकरण र सुख्खा खपत सबै जलीय उत्पादनहरूको शेल्फ जीवनलाई असर गर्ने महत्त्वपूर्ण कारकहरू हुन्। जमेको भण्डारण जलीय उत्पादनहरूको संरक्षणको लागि एक सामान्य विधि हो, तर त्यहाँ प्रक्रियामा गुणस्तर ह्रासको एक निश्चित डिग्री पनि हुनेछ, जुन ताजा पानीको माछाको लागि विशेष गरी गम्भीर छ।
जलीय उत्पादनहरूको खाद्य फिल्म संरक्षण 1970 को दशकको अन्तमा सुरु भयो र अहिले व्यापक रूपमा प्रयोग भएको छ। खाद्य फिल्मले जमे भएका जलीय उत्पादनहरूलाई प्रभावकारी रूपमा संरक्षण गर्न सक्छ, पानीको हानि कम गर्न सक्छ, र फ्याट अक्सिडेशन रोक्नको लागि एन्टिअक्सिडेन्टहरूसँग पनि मिलाउन सकिन्छ, जसले गर्दा शेल्फ जीवन र शेल्फ जीवन विस्तार गर्ने उद्देश्य प्राप्त हुन्छ। मीनाचीसुन्दरम आदि। स्टार्चलाई म्याट्रिक्सको रूपमा प्रयोग गरी स्टार्चमा आधारित मिश्रित खाद्य फिल्म तयार गरी र ल्वाङ र दालचीनी जस्ता मसलाहरू थपेर सेतो झींगाको संरक्षणको लागि प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि खाद्य स्टार्च फिल्मले सूक्ष्मजीवहरूको वृद्धिलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न सक्छ, फ्याट अक्सिडेशनलाई कम गर्न सक्छ, फ्रिजमा राखिएको सेतो झिंगाको शेल्फ लाइफ 10 डिग्री सेल्सियस र 4 डिग्री सेल्सियसमा क्रमशः 14 र 12 दिनसम्म लामो थियो। चेङ युआनयुआन र अन्यले पुलुलान घोलको संरक्षकको अध्ययन गरे र ताजा पानीको माछा निकाले। संरक्षणले सूक्ष्मजीवहरूको बृद्धिलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न सक्छ, माछाको प्रोटिन र फ्याटको ओक्सीकरणलाई ढिलो गर्न सक्छ, र उत्कृष्ट संरक्षण प्रभाव हुन्छ। युनुस र अन्य। जिलेटिन खाद्य फिल्मको साथ लेपित इन्द्रेणी ट्राउट जसमा बे पातको आवश्यक तेल थपिएको थियो, र 4 डिग्री सेल्सियसमा फ्रिज संरक्षणको प्रभावको अध्ययन गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि जिलेटिन खाद्य फिल्म 22 दिन सम्म इन्द्रेणी ट्राउटको गुणस्तर कायम राख्न प्रभावकारी थियो। लामो समय को लागी। वाङ सिवेई एट अल। मुख्य सामग्रीको रूपमा सोडियम अल्जिनेट, चिटोसन र सीएमसी प्रयोग गरियो, खाद्य फिल्म लिक्विड तयार गर्न स्टियरिक एसिड थपियो, र ताजापनको लागि पेनेयस भान्नेमी कोट गर्न प्रयोग गरियो। अध्ययनले सीएमसी र चिटोसनको कम्पोजिट फिल्मले तरल पदार्थले राम्रो संरक्षण प्रभाव पारेको देखाएको छ र यसले शेल्फ लाइफ करिब २ दिनसम्म बढाउन सक्छ। याङ शेङपिङ र अरूले ताजा कपालको टेलको प्रशीतन र संरक्षणको लागि चिटोसन-टि पोलिफेनोल खाद्य फिल्म प्रयोग गरे, जसले कपालको सतहमा ब्याक्टेरियाको प्रजननलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न सक्छ, वाष्पशील हाइड्रोक्लोरिक एसिडको निर्माणमा ढिलाइ गर्न सक्छ, र कपालको शेल्फ लाइफ विस्तार गर्न सक्छ। लगभग 12 दिन।
1.1.3.6 फ्राइड खानामा आवेदन
गहिरो फ्राइड खाना एक ठूलो उत्पादन संग एक व्यापक रूपमा लोकप्रिय तयार खाना हो। यसलाई पोलिसेकराइड र प्रोटीन खाद्य फिल्मले बेरिएको छ, जसले फ्राइङ प्रक्रियाको समयमा खानाको रंग परिवर्तन रोक्न र तेल खपत कम गर्न सक्छ। अक्सिजन र आर्द्रता को प्रवेश [80]। गेलन गमले भुटेको खानालाई 35%-63% ले तेल खपत घटाउन सक्छ, जस्तै शशिमी फ्राइ गर्दा, यसले तेलको खपत 63% घटाउन सक्छ; आलु चिप्स फ्राइ गर्दा, यसले तेल खपत 35%-63% घटाउन सक्छ। 60%, आदि द्वारा इन्धन खपत कम। [81]।
Singthong et al। सोडियम एल्जिनेट, कार्बोक्साइमेथाइल सेलुलोज र पेक्टिन जस्ता पोलिसेकराइडहरूका खाद्य फिल्महरू बनाए, जुन भुटेको केराको स्ट्रिप्सको कोटिंगको लागि प्रयोग गरिन्थ्यो, र फ्राइ गरेपछि तेल अवशोषण दरको अध्ययन गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि पेक्टिन र कार्बोक्सिलले मिथाइलसेलुलोजको साथ लेपित फ्राइड केले स्ट्रिप्सले राम्रो संवेदी गुणस्तर देखायो, जसमध्ये पेक्टिन खाद्य फिल्मले तेल अवशोषण कम गर्नमा उत्कृष्ट प्रभाव पारेको थियो [८२]। Holownia et al। फ्राइड चिकन फिलेटको सतहमा कोटेड एचपीएमसी र एमसी फिल्महरू तेल खपत, फ्राइङ तेलमा फ्याटी एसिड सामग्री र रंग मूल्यमा परिवर्तनहरू अध्ययन गर्न। पूर्व-कोटिंगले तेल अवशोषण कम गर्न र तेल जीवन सुधार गर्न सक्छ [83]। Sheng Meixiang et al। सीएमसी, चिटोसन र सोयाबिन प्रोटिन आइसोलेट, आलुका चिप्स कोटेड गरी उच्च तापक्रममा फ्राइ गरी तेलको अवशोषण, पानीको मात्रा, रंग, एक्रिलामाइड सामग्री र आलुका चिप्सको सेन्सरी गुणस्तरको अध्ययन गर्न मिल्ने फिल्महरू बनाएको थियो। , नतिजाहरूले देखाए कि सोयाबीन प्रोटीन आइसोलेट खाद्य फिल्मले फ्राइड आलु चिप्सको तेल खपत कम गर्नमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पारेको छ, र चिटोसन खाद्य फिल्मले एक्रिलामाइड सामग्री कम गर्नमा राम्रो प्रभाव पारेको छ [84]। साल्भाडोर र अन्य। गहुँको स्टार्च, परिमार्जित मकैको स्टार्च, डेक्सट्रिन र ग्लुटेनको साथ फ्राइड स्क्विड रिंगको सतहलाई लेपित गरियो, जसले स्क्विड रिंगहरूको कुरकुरा सुधार गर्न र तेल अवशोषण दर कम गर्न सक्छ [85]।
1.1.3.7 बेक्ड सामानहरूमा आवेदन
बेक्ड सामानहरूको उपस्थिति सुधार गर्न खाद्य फिल्मलाई चिकनी कोटिंगको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ; बेक्ड सामानको शेल्फ लाइफ सुधार गर्न ओसिलो, अक्सिजन, ग्रीस, इत्यादिमा बाधाको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, उदाहरणका लागि, चिटोसन खाद्य फिल्म सतह कोटिंग रोटीको लागि प्रयोग गरिन्छ यो कुरकुरा खाजा र खाजाको लागि टाँस्ने रूपमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ, उदाहरणका लागि, भुटेको मूंगफलीलाई प्रायः नुन र सिजनहरू कोट गर्न टाँसिएको हुन्छ [८७]।
क्रिस्टोस र अन्य। सोडियम एल्जिनेट र ह्वी प्रोटिनको खाद्य फिल्महरू बनायो र तिनीहरूलाई ल्याक्टोबैसिलस रहमनोसस प्रोबायोटिक रोटीको सतहमा लेपित गरियो। अध्ययनले देखाएको छ कि प्रोबायोटिक्सको बाँच्ने दरमा उल्लेखनीय सुधार भएको थियो, तर दुई प्रकारको रोटीले पाचन संयन्त्रहरू धेरै समान छन्, त्यसैले खाद्य फिल्मको कोटिंगले रोटीको बनावट, स्वाद र थर्मोफिजिकल गुणहरू परिवर्तन गर्दैन [88]। पनुवत आदि। खाने योग्य कम्पोजिट फिल्म तयार गर्न मिथाइल सेलुलोज म्याट्रिक्समा भारतीय गोजबेरीको अर्क थपियो, र भुटेको काजूको ताजापन जोगाउन प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि कम्पोजिट खाद्य फिल्मले भण्डारणको समयमा भुटेको काजूलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न सक्छ। गुणस्तर बिग्रियो र भुटेको काजूको शेल्फ लाइफ ९० दिनसम्म विस्तार गरियो [८९]। Schou et al। सोडियम केसिनेट र ग्लिसरिनको साथ पारदर्शी र लचिलो खाद्य फिल्म बनायो, र यसको यान्त्रिक गुणहरू, पानी पारगम्यता र बेक्ड ब्रेड स्लाइसहरूमा यसको प्याकेजिङ प्रभावको अध्ययन गर्यो। नतिजाहरूले देखाए कि सोडियम केसिनेटको खाद्य फिल्मले बेक्ड रोटी बेक्यो। ब्रेडिङ पछि, यसको कठोरता कोठाको तापमानमा भण्डारणको 6 घण्टा भित्र कम गर्न सकिन्छ [90]। Du et al। प्रयोग गरिएको स्याउ-आधारित खाद्य फिल्म र टमाटर-आधारित खाद्य फिल्म रोस्ट कुखुरालाई बेराउन प्लान्ट आवश्यक तेलहरू थपिएको छ, जसले कुखुरालाई भुन्नु अघि सूक्ष्मजीवहरूको वृद्धिलाई मात्र रोक्दैन, तर भुने पछि कुखुराको स्वाद पनि बढाउँछ [91]। Javanmard et al। गहुँको स्टार्चको खान मिल्ने फिल्म तयार गर्यो र पकाएको पिस्ताको कर्नेललाई लपेट्न प्रयोग गर्यो। नतिजाहरूले देखाएको छ कि खाद्य स्टार्च फिल्मले नटको अक्सिडेटिभ बाक्लोपनलाई रोक्न सक्छ, नटको गुणस्तर सुधार गर्न सक्छ, र तिनीहरूको शेल्फ जीवन [92] लाई लम्ब्याउन सक्छ। माजिद र अन्य। भुटेको मूंगफली कोट गर्न व्हे प्रोटीन खाद्य फिल्म प्रयोग गरियो, जसले अक्सिजन बाधा बढाउन सक्छ, बदामको बाक्लोपन घटाउन सक्छ, भुटेको मूंगफली भंगुरता सुधार गर्न सक्छ, र यसको भण्डारण अवधि लम्ब्याउन सक्छ [93]।
1.1.3.8 कन्फेक्शनरी उत्पादनहरूमा आवेदन
क्यान्डी उद्योगमा वाष्पशील घटकहरूको प्रसारको लागि उच्च आवश्यकताहरू छन्, त्यसैले चकलेट र पॉलिश सतहहरू भएका क्यान्डीहरूको लागि, वाष्पशील कम्पोनेन्टहरू भएको कोटिंग तरललाई प्रतिस्थापन गर्न पानीमा घुलनशील खाद्य फिल्महरू प्रयोग गर्न आवश्यक छ। खाद्य प्याकेजिङ्ग फिल्मले क्यान्डीको सतहमा अक्सिजन र आर्द्रताको माइग्रेसन कम गर्नको लागि चिकनी सुरक्षात्मक फिल्म बनाउन सक्छ [१९]। कन्फेक्शनरीमा मट्ठा प्रोटीन खाद्य फिल्महरूको प्रयोगले यसको अस्थिर घटकहरूको प्रसारलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सक्छ। जब चकलेटलाई कुकीज र पिनट बटर जस्ता तेलयुक्त खानेकुराहरू समावेश गर्न प्रयोग गरिन्छ, तेल चकलेटको बाहिरी तहमा सर्छ, जसले चकलेटलाई टाँस्छ र "रिभर्स फ्रस्ट" घटना निम्त्याउँछ, तर भित्री सामग्री सुक्छ, परिणामस्वरूप यसको स्वादमा परिवर्तन। ग्रीस बाधा प्रकार्यको साथ खाद्य फिल्म प्याकेजिङ्ग सामग्रीको एक तह थप्दा यो समस्या समाधान गर्न सक्छ [94]।
नेल्सन एट अल। धेरै लिपिडहरू भएको क्यान्डीहरू कोट गर्न मेथाइलसेलुलोज खाद्य फिल्म प्रयोग गरियो र धेरै कम लिपिड पारगम्यता देखायो, जसले गर्दा चकलेटमा फ्रस्टिंग घटनालाई रोक्छ [95]। मेयर्सले च्युइंग गममा हाइड्रोजेल-वैक्स बिलेयर खाद्य फिल्म लागू गरे, जसले यसको आसंजन सुधार गर्न, पानीको अस्थिरता कम गर्न र यसको शेल्फ जीवन [२१] लम्ब्याउन सक्छ। Fadini et al द्वारा तयार गरिएको पानी। डेकोलेजेन-कोकोआ बटर खाद्य कम्पोजिट फिल्म यसको मेकानिकल गुण र पानी पारगम्यता को लागी अध्ययन गरिएको थियो, र यो राम्रो परिणाम संग चकलेट उत्पादनहरु को लागि कोटिंग को रूप मा प्रयोग गरिएको थियो [96]।
1.1.4 सेल्युलोज-आधारित खाद्य फिल्महरू
सेल्युलोज-आधारित खाद्य फिल्म एक प्रकारको खाद्य फिल्म हो जुन सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा सेल्युलोज र यसको डेरिभेटिभहरू प्रकृतिमा मुख्य कच्चा मालको रूपमा बनाइन्छ। सेल्युलोजमा आधारित खाद्य फिल्म गन्धहीन र स्वादहीन हुन्छ, र राम्रो मेकानिकल बल, तेल अवरोध गुण, पारदर्शिता, लचिलोपन र राम्रो ग्यास अवरोध गुणहरू छन्। यद्यपि, सेल्युलोजको हाइड्रोफिलिक प्रकृतिको कारण, सेलुलोज-आधारित खाद्य फिल्मको प्रतिरोध पानीको प्रदर्शन सामान्यतया अपेक्षाकृत कमजोर छ [82, 97-99]।
खाद्य उद्योग उत्पादनमा फोहोर सामग्रीबाट बनेको सेलुलोजमा आधारित खाद्य फिल्मले उत्कृष्ट प्रदर्शनका साथ खाद्य प्याकेजिङ फिल्महरू प्राप्त गर्न सक्छ, र उत्पादनहरूको थप मूल्य बढाउन फोहोर सामग्रीहरू पुन: प्रयोग गर्न सक्छ। फेरेरा र अन्य। सेलुलोजमा आधारित खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गर्न आलुको बोक्रा पाउडरसँग फलफूल र तरकारीको अवशेषको पाउडर मिश्रित गरियो, र ताजगी जोगाउन हथर्नको कोटिंगमा लागू गरियो, र राम्रो नतिजाहरू प्राप्त भयो [62]। Tan Huizi et al। बीन ड्रग्सबाट निकालिएको आहार फाइबरलाई आधार सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्यो र सोयाबीन फाइबरको खाद्य फिल्म तयार गर्न निश्चित मात्रामा मोटोपन थपियो, जसमा राम्रो मेकानिकल गुणहरू र अवरोध गुणहरू छन् [१००], जुन मुख्य रूपमा प्याकेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ फास्ट फूड चाउचाउ सिजन। , यो सुविधाजनक र पौष्टिक छ सामग्री प्याकेज सीधा तातो पानीमा भंग गर्न।
पानीमा घुलनशील सेलुलोज डेरिभेटिभहरू, जस्तै मिथाइल सेलुलोज (MC), कार्बोक्साइमेथाइल सेलुलोज (CMC) र हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज (HPMC), एक निरन्तर म्याट्रिक्स बनाउन सक्छ र सामान्यतया खाद्य फिल्म विकास र अनुसन्धानमा प्रयोग गरिन्छ। Xiao Naiyu et al। MC लाई मुख्य फिल्म बनाउने सब्सट्रेटको रूपमा प्रयोग गर्यो, पोलिथिलीन ग्लाइकोल र क्याल्सियम क्लोराइड र अन्य सहायक सामग्रीहरू थपियो, कास्टिङ विधिद्वारा MC खाद्य फिल्म तयार गरियो, र ओलेक्राननको संरक्षणमा लागू गरियो, जसले ओलेक्रेननको मुखलाई लामो बनाउन सक्छ। पीचको शेल्फ जीवन 4.5 दिन [101] हो। Esmaeili et al। कास्टिङ गरेर MC खाद्य फिल्म तयार गरी बिरुवाको आवश्यक तेल माइक्रोक्याप्सुलको कोटिंगमा लगाइयो। नतिजाहरूले देखाए कि एमसी फिल्ममा राम्रो तेल-ब्लकिङ प्रभाव छ र फ्याटी एसिड बिगार्न रोक्नको लागि खाना प्याकेजिङ्गमा लागू गर्न सकिन्छ [१०२]। Tian et al। स्टेरिक एसिड र असंतृप्त फ्याटी एसिडको साथ परिमार्जित एमसी खाद्य फिल्महरू, जसले एमसी खाद्य फिल्महरूको पानी-अवरोधित गुणहरू सुधार गर्न सक्छ [१०३]। Lai Fengying et al। एमसी खाद्य फिल्मको फिल्म-निर्माण प्रक्रियामा विलायक प्रकारको प्रभाव र खाद्य फिल्मको बाधा गुणहरू र मेकानिकल गुणहरू अध्ययन गरे [104]।
CMC झिल्ली O2, CO2 र तेलहरूमा राम्रो अवरोध गुणहरू छन्, र व्यापक रूपमा खाद्य र औषधिको क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ [99]। बिफानी आदि। सीएमसी मेम्ब्रेनहरू तयार पारे र झिल्लीको पानी अवरोध गुणहरू र ग्यास अवरोध गुणहरूमा पातको अर्कको प्रभावको अध्ययन गरे। नतिजाहरूले देखाए कि पातको अर्कको थपले झिल्लीको आर्द्रता र अक्सिजन अवरोध गुणहरूमा उल्लेखनीय सुधार गर्न सक्छ, तर CO2 को लागि होइन। बाधा गुणहरू निकासीको एकाग्रतासँग सम्बन्धित छन् [१०५]। de Moura et al। तयार chitosan न्यानो पार्टिकल्स सीएमसी फिल्महरू प्रबलित, र थर्मल स्थिरता, मेकानिकल गुणहरू र समग्र फिल्महरूको पानी घुलनशीलता अध्ययन। परिणामहरूले देखाउँछ कि chitosan न्यानो कणहरूले प्रभावकारी रूपमा मेकानिकल गुणहरू र CMC फिल्महरूको थर्मल स्थिरता सुधार गर्न सक्छ। सेक्स [९८]। Ghanbarzadeh et al। सीएमसी खाद्य फिल्महरू तयार गर्यो र सीएमसी फिल्महरूको भौतिक रसायनिक गुणहरूमा ग्लिसरोल र ओलिक एसिडको प्रभावहरूको अध्ययन गर्यो। नतिजाहरूले देखाए कि फिल्महरूको अवरोध गुणहरू उल्लेखनीय रूपमा सुधार भएका थिए, तर मेकानिकल गुणहरू र पारदर्शिता घट्यो [99]। चेंग एट अल। एक carboxymethyl cellulose-konjac glucomannan खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गर्यो, र कम्पोजिट फिल्मको भौतिक रसायनिक गुणहरूमा पाम तेलको प्रभावको अध्ययन गर्यो। नतिजाहरूले देखाए कि सानो लिपिड माइक्रोस्फियरहरूले समग्र फिल्मलाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउन सक्छ। सतह हाइड्रोफोबिसिटी र पानी अणु पारिमेशन च्यानल को वक्रता झिल्ली [106] को नमी अवरोध प्रदर्शन सुधार गर्न सक्छ।
एचपीएमसीसँग राम्रो फिलिम बनाउने गुणहरू छन्, र यसको फिल्म लचिलो, पारदर्शी, रंगहीन र गन्धहीन छ, र राम्रो तेल-बाधा गुणहरू छन्, तर यसको यान्त्रिक गुणहरू र पानी-ब्लक गर्ने गुणहरू सुधार गर्न आवश्यक छ। Zuniga et al द्वारा अध्ययन। HPMC फिल्म निर्माण समाधानको प्रारम्भिक माइक्रोस्ट्रक्चर र स्थिरताले फिल्मको सतह र आन्तरिक संरचनालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्न सक्छ, र फिल्म संरचनाको गठनको क्रममा तेलका थोपाहरू प्रवेश गर्ने तरिकाले प्रकाश प्रसारण र सतह गतिविधिलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्न सक्छ। चलचित्र। एजेन्टको थपले फिल्म-निर्माण समाधानको स्थिरता सुधार गर्न सक्छ, जसले बारीमा फिल्मको सतह संरचना र अप्टिकल गुणहरूलाई असर गर्छ, तर मेकानिकल गुणहरू र हावा पारगम्यता कम हुँदैन [107]। Klangmuang et al। HPMC फिलिमको मेकानिकल गुणहरू र अवरोध गुणहरू सुधार गर्न HPMC खाद्य फिल्म बढाउन र परिमार्जन गर्न जैविक रूपमा परिमार्जित माटो र मोम प्रयोग गरियो। अध्ययनले मोम र माटो परिमार्जन पछि एचपीएमसी खाद्य फिल्मको मेकानिकल गुणहरू खाद्य फिल्मको तुलनामा देखाएको थियो। नमी घटकहरूको प्रदर्शन सुधारिएको थियो [108]। डोगन र अन्य। HPMC खाद्य फिल्म तयार गर्यो, र HPMC फिल्मलाई बढाउन र परिमार्जन गर्न माइक्रोक्रिस्टलाइन सेल्युलोज प्रयोग गर्यो, र फिल्मको पानी पारगम्यता र मेकानिकल गुणहरूको अध्ययन गर्यो। परिणामहरूले देखाएको छ कि परिमार्जित फिल्मको आर्द्रता अवरोध गुणहरू महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन भएन। , तर यसको मेकानिकल गुणहरू उल्लेखनीय रूपमा सुधार गरिएको छ [१०९]। Choi et al। खाने योग्य कम्पोजिट फिल्म तयार गर्न HPMC म्याट्रिक्समा ओरेगानो पात र बर्गामोट आवश्यक तेल थपियो, र ताजा प्लमको कोटिंग संरक्षणमा लागू गरियो। अध्ययनले देखाएको छ कि खाद्य कम्पोजिट फिल्मले प्लमको श्वासप्रश्वासलाई प्रभावकारी रूपमा रोक्न, इथिलीनको उत्पादन घटाउन, तौल घटाउने दर घटाउन, र प्लमको गुणस्तर सुधार गर्न सक्छ [110]। एस्टेगलाल र अन्य। एचपीएमसीलाई जिलेटिनसँग मिलाएर खान मिल्ने कम्पोजिट फिल्महरू तयार गर्न र खान मिल्ने कम्पोजिट फिल्महरूको अध्ययन गर्यो। भौतिक रसायनिक गुणहरू, यांत्रिक गुणहरू र HPMC जिलेटिनको अनुकूलताले देखाएको छ कि HPMC जिलेटिन कम्पोजिट फिल्महरूको तन्य गुणहरू महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन भएन, जुन औषधीय क्याप्सुलहरू [111] को तयारीमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। Villacres et al। एचपीएमसी-कासावा स्टार्च खाद्य मिश्रित फिल्महरूको मेकानिकल गुणहरू, ग्यास अवरोध गुणहरू र जीवाणुरोधी गुणहरू अध्ययन गरियो। परिणामहरूले देखाए कि कम्पोजिट फिल्महरूमा राम्रो अक्सिजन बाधा गुणहरू र जीवाणुरोधी प्रभावहरू थिए [112]। Byun et al। shellac-HPMC कम्पोजिट झिल्ली तयार गर्यो, र कम्पोजिट झिल्लीमा इमल्सीफायर र शेलक एकाग्रताका प्रकारहरूको प्रभावहरूको अध्ययन गर्यो। इमल्सीफायरले कम्पोजिट झिल्लीको पानी अवरुद्ध गुणहरू कम गर्यो, तर यसको यांत्रिक गुणहरू उल्लेखनीय रूपमा कम भएन; शेलकको थपले HPMC झिल्लीको थर्मल स्थिरतामा धेरै सुधार गर्यो, र यसको प्रभाव शेलक एकाग्रता [113] को वृद्धिसँगै बढ्यो।
१.१.५ स्टार्चमा आधारित खाद्य फिल्महरू
स्टार्च खाद्य फिल्महरूको तयारीको लागि प्राकृतिक बहुलक हो। यसको फराकिलो स्रोत, कम मूल्य, जैव अनुकूलता र पोषण मूल्यको फाइदाहरू छन्, र खाद्य र औषधि उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ [114-117]। भर्खरै, खाद्य भण्डारण र संरक्षणका लागि शुद्ध स्टार्च खाद्य फिल्महरू र स्टार्चमा आधारित खाद्य मिश्रित फिल्महरूमा अनुसन्धानहरू एक पछि अर्को देखा परेका छन् [118]। उच्च एमाइलोज स्टार्च र यसको हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेटेड परिमार्जित स्टार्च स्टार्चमा आधारित खाद्य फिल्महरू [११९] को तयारीका लागि मुख्य सामग्री हुन्। स्टार्च को प्रतिगामी एक फिल्म बनाउन को लागी यसको क्षमता को मुख्य कारण हो। एमाइलोज सामग्री जति उच्च हुन्छ, इन्टरमोलिक्युलर बन्धन जति कडा हुन्छ, प्रतिगामी उत्पादन गर्न सजिलो हुन्छ, र फिल्म निर्माण गर्ने गुण राम्रो हुन्छ, र फिल्मको अन्तिम तन्य शक्ति हुन्छ। ठूलो। Amylose कम अक्सिजन पारगम्यता संग पानी-घुलनशील फिल्महरू बनाउन सक्छ, र उच्च तापमान वातावरण अन्तर्गत उच्च-amylose फिल्महरूको अवरोध गुणहरू कम हुँदैन, जसले प्याकेज गरिएको खानालाई प्रभावकारी रूपमा सुरक्षित गर्न सक्छ [120]।
स्टार्च खाद्य फिल्म, रंगहीन र गन्धहीन, राम्रो पारदर्शिता, पानी घुलनशीलता र ग्यास अवरोध गुणहरू छन्, तर यसले अपेक्षाकृत बलियो हाइड्रोफिलिसिटी र खराब नमी अवरोध गुणहरू देखाउँछ, त्यसैले यो मुख्य रूपमा खाद्य अक्सिजन र तेल अवरोध प्याकेजिङ [121-123] मा प्रयोग गरिन्छ। थप रूपमा, स्टार्च-आधारित झिल्लीहरू बुढ्यौली र प्रतिगामी हुने खतरामा छन्, र तिनीहरूको मेकानिकल गुणहरू अपेक्षाकृत कमजोर छन् [१२४]। माथिका कमजोरीहरू हटाउनको लागि, स्टार्चलाई भौतिक, रासायनिक, इन्जाइम्याटिक, आनुवंशिक र थपिक विधिहरूद्वारा परिमार्जन गर्न सकिन्छ स्टार्च-आधारित खाद्य फिल्महरूको गुणहरू सुधार गर्न [114]।
Zhang Zhengmao et al। स्ट्रबेरीलाई कोट गर्न अल्ट्रा-फाइन स्टार्च खाद्य फिल्म प्रयोग गर्यो र पत्ता लगायो कि यसले प्रभावकारी रूपमा पानीको कमीलाई कम गर्न सक्छ, घुलनशील चिनी सामग्रीको कमीलाई ढिलाइ गर्न सक्छ, र स्ट्रबेरीको भण्डारण अवधिलाई प्रभावकारी रूपमा लम्ब्याउन सक्छ [१२५]। गार्सिया र अन्य। परिमार्जित स्टार्च फिलिम बनाउने तरल पदार्थ प्राप्त गर्न विभिन्न चेन रेसियोसहित परिमार्जित स्टार्च, जुन ताजा स्ट्रबेरी कोटिंग फिल्म संरक्षणको लागि प्रयोग गरिएको थियो। दर र क्षय दर uncoated समूह को भन्दा राम्रो थियो [126]। Ghanbarzadeh et al। साइट्रिक एसिड क्रस-लिङ्किङद्वारा परिमार्जित स्टार्च र रासायनिक रूपमा क्रस-लिङ्क गरिएको परिमार्जित स्टार्च फिल्म प्राप्त गरियो। अध्ययनहरूले देखाएको छ कि क्रस-लिङ्किङ परिमार्जन पछि, ओसिलो बाधा गुणहरू र स्टार्च फिल्महरूको मेकानिकल गुणहरू सुधारिएको थियो [127]। Gao Qunyu et al। स्टार्चको इन्जाइम्याटिक हाइड्रोलाइसिस उपचार गरियो र स्टार्च खाने योग्य फिल्म प्राप्त भयो, र यसको मेकानिकल गुणहरू जस्तै तन्य शक्ति, लम्बाइ र फोल्डिंग प्रतिरोध बढ्यो, र इन्जाइम कार्य समय बढ्दै जाँदा आर्द्रता अवरोध प्रदर्शन बढ्यो। उल्लेखनीय सुधार [128]। Parra et al। राम्रो मेकानिकल गुणहरू र कम पानी वाष्प प्रसारण दर [१२९] भएको खाद्य फिल्म तयार गर्न ट्यापियोका स्टार्चमा क्रस-लिङ्किङ एजेन्ट थपियो। फोन्सेका एट अल। आलुको स्टार्चलाई अक्सिडाइज गर्न सोडियम हाइपोक्लोराइट प्रयोग गरियो र अक्सिडाइज्ड स्टार्चको खाद्य फिल्म तयार गरियो। अध्ययनले देखाएको छ कि यसको जल वाष्प प्रसारण दर र पानी घुलनशीलता उल्लेखनीय रूपमा कम भएको थियो, जुन उच्च-पानी गतिविधि खानाको प्याकेजिङ्गमा लागू गर्न सकिन्छ [१३०]।
अन्य खाद्य पोलिमर र प्लाष्टिसाइजरहरूसँग कम्पाउन्ड स्टार्च स्टार्च-आधारित खाद्य फिल्महरूको गुणहरू सुधार गर्न महत्त्वपूर्ण विधि हो। हाल, सामान्यतया प्रयोग हुने जटिल पोलिमरहरू प्रायः हाइड्रोफिलिक कोलोइडहरू हुन्, जस्तै पेक्टिन, सेलुलोज, समुद्री शैवाल पोलिसैकराइड, चिटोसन, क्यारेजेनन र xanthan गम [१३१]।
मारिया रोड्रिगेज र अन्य। आलु स्टार्च र प्लास्टिसाइजर वा सर्फ्याक्टेन्टहरू स्टार्च-आधारित खाद्य फिल्महरू तयार गर्न मुख्य सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरियो, प्लास्टिसाइजरहरूले फिल्म लचिलोपन बढाउन सक्छ र सर्फ्याक्टेन्टहरूले फिल्म स्ट्रेचबिलिटी कम गर्न सक्छ [१३२]। Santana et al। कासावा स्टार्च खाद्य फिल्महरू बढाउन र परिमार्जन गर्न nanofibers प्रयोग गरियो, र सुधारिएको मेकानिकल गुणहरू, अवरोध गुणहरू, र थर्मल स्थिरता [133] संग स्टार्च-आधारित खाद्य मिश्रित फिल्महरू प्राप्त गरे। Azevedo et al। एक समान फिल्म सामग्री तयार गर्न थर्मोप्लास्टिक स्टार्चको साथ कम्पाउन्ड व्हे प्रोटीन, ह्वी प्रोटीन र थर्मोप्लास्टिक स्टार्चमा बलियो इन्टरफेसियल आसंजन हुन्छ, र व्हे प्रोटीनले स्टार्चको उपलब्धतामा उल्लेखनीय सुधार गर्न सक्छ। खाद्य फिल्महरूको पानी-अवरोधन र मेकानिकल गुणहरू [१३४]। एडिरेज र अन्य। ट्यापियोका स्टार्चमा आधारित खाद्य फिल्म तयार गर्यो, र फिल्मको भौतिक र रासायनिक संरचना, मेकानिकल गुणहरू र थर्मल गुणहरूमा प्लास्टिसाइजरको प्रभावको अध्ययन गर्यो। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि प्लास्टिसाइजरको प्रकार र एकाग्रताले ट्यापियोका स्टार्च फिल्मलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्न सक्छ। यूरिया र ट्राइथिलीन ग्लाइकोल जस्ता अन्य प्लास्टिसाइजरहरूको तुलनामा, पेक्टिनमा उत्तम प्लाष्टिकाइजिंग प्रभाव छ, र पेक्टिन-प्लास्टिकाइज्ड स्टार्च फिल्ममा राम्रो पानी-अवरोधक गुणहरू छन् [१३५]। साबेरी र अन्य। मटर स्टार्च, ग्वार गम र ग्लिसरीन खान योग्य कम्पोजिट फिल्महरू तयार गर्न प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि मटर स्टार्चले फिल्म मोटाई, घनत्व, एकता, पानी पारगम्यता र तन्य शक्तिमा प्रमुख भूमिका खेलेको छ। ग्वार गम यसले झिल्लीको तन्य शक्ति र लोचदार मोड्युलसलाई असर गर्न सक्छ, र ग्लिसरोलले झिल्लीको लचिलोपन सुधार गर्न सक्छ [१३६]। जी एट अल। कम्पाउन्ड गरिएको चिटोसन र मकैको स्टार्च, र स्टार्चमा आधारित जीवाणुरोधी फिल्म तयार गर्न क्याल्सियम कार्बोनेट न्यानो कणहरू थपियो। अध्ययनले देखाएको छ कि स्टार्च र चिटोसनको बीचमा अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू बनाइएका थिए, र फिल्मको मेकानिकल गुणहरू थिए र एन्टिब्याक्टेरियल गुणहरू बढाइएको थियो [१३७]। मीरा र अन्य। काओलिन न्यानो पार्टिकल्सको साथ परिष्कृत र परिमार्जित मकै स्टार्च खाद्य एन्टिब्याक्टेरियल फिल्म, र कम्पोजिट फिल्मको मेकानिकल र थर्मल गुणहरू सुधार गरियो, र एन्टिब्याक्टेरियल प्रभावलाई असर परेन [१३८]। ओर्टेगा-टोरो एट अल। स्टार्चमा HPMC थपियो र खान योग्य फिल्म तयार गर्न साइट्रिक एसिड थपियो। अध्ययनले देखाएको छ कि एचपीएमसी र साइट्रिक एसिडको थपले प्रभावकारी रूपमा स्टार्चको उमेरलाई रोक्न सक्छ र खाद्य फिल्मको पानी पारगम्यता कम गर्न सक्छ, तर अक्सिजन बाधा गुणहरू घट्छ [१३९]।
1.2 पोलिमर हाइड्रोजेल
हाइड्रोजेलहरू तीन-आयामी नेटवर्क संरचना भएका हाइड्रोफिलिक पोलिमरहरूको एक वर्ग हो जुन पानीमा अघुलनशील हुन्छ तर पानीले फुल्न सक्छ। म्याक्रोस्कोपिक रूपमा, हाइड्रोजेलको निश्चित आकार हुन्छ, प्रवाह हुन सक्दैन, र ठोस पदार्थ हो। माइक्रोस्कोपिक रूपमा, पानीमा घुलनशील अणुहरू हाइड्रोजेलमा विभिन्न आकार र आकारहरूमा वितरित गर्न सकिन्छ र विभिन्न प्रसार दरहरूमा फैलिन्छ, त्यसैले हाइड्रोजेलले समाधानको गुणहरू प्रदर्शन गर्दछ। हाइड्रोजेलको आन्तरिक संरचनामा सीमित शक्ति हुन्छ र सजिलै नष्ट हुन्छ। यो ठोस र तरलको बीचमा अवस्थित छ। यो ठोस को समान लोच छ, र एक वास्तविक ठोस देखि स्पष्ट रूप मा फरक छ।
1.2.1 बहुलक हाइड्रोजेलको सिंहावलोकन
1.2.1.1 बहुलक हाइड्रोजेल को वर्गीकरण
पोलिमर हाइड्रोजेल एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना हो जुन बहुलक अणुहरू [१४३-१४६] बीचको भौतिक वा रासायनिक क्रस-लिङ्किङद्वारा बनेको हुन्छ। यसले आफैं फुल्नको लागि पानीमा ठूलो मात्रामा पानी अवशोषित गर्दछ, र एकै समयमा, यसले यसको त्रि-आयामी संरचना कायम राख्न सक्छ र पानीमा अघुलनशील हुन सक्छ। पानी।
हाइड्रोजेल वर्गीकरण गर्न धेरै तरिकाहरू छन्। क्रस-लिङ्किङ गुणहरूमा भिन्नताको आधारमा, तिनीहरू भौतिक जेल र रासायनिक जेलहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ। भौतिक जेलहरू अपेक्षाकृत कमजोर हाइड्रोजन बन्डहरू, आयनिक बन्डहरू, हाइड्रोफोबिक अन्तरक्रियाहरू, भ्यान डेर वाल्स बलहरू र पोलिमर आणविक चेनहरू र अन्य भौतिक शक्तिहरू बीचको भौतिक उलझनद्वारा बनाइन्छ, र विभिन्न बाह्य वातावरणहरूमा समाधानहरूमा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ। यसलाई उल्टो जेल भनिन्छ; रासायनिक जेल सामान्यतया एक स्थायी त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना हो जुन रासायनिक बन्डहरू जस्तै गर्मी, प्रकाश, इनिसिएटर, आदिको उपस्थितिमा कोभ्यालेन्ट बन्डहरू क्रस-लिङ्क गरेर गठन गरिन्छ। जेल बनेपछि, यो अपरिवर्तनीय र स्थायी हुन्छ, जसलाई पनि भनिन्छ। साँचो कन्डेनसेटको लागि [१४७-१४९]। भौतिक जेलहरूलाई सामान्यतया रासायनिक परिमार्जनको आवश्यकता पर्दैन र कम विषाक्तता हुन्छ, तर तिनीहरूको मेकानिकल गुणहरू अपेक्षाकृत कमजोर हुन्छन् र ठूलो बाह्य तनाव सामना गर्न गाह्रो हुन्छ; रासायनिक जेलहरू सामान्यतया राम्रो स्थिरता र यांत्रिक गुणहरू छन्।
विभिन्न स्रोतहरूको आधारमा, हाइड्रोजेलहरूलाई सिंथेटिक बहुलक हाइड्रोजेल र प्राकृतिक बहुलक हाइड्रोजेलहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ। सिंथेटिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू सिंथेटिक पोलिमरहरूको रासायनिक पोलिमराइजेशनद्वारा बनाइएका हाइड्रोजेलहरू हुन्, जसमा मुख्यतया पोलीएक्रिलिक एसिड, पोलिभिनिल एसीटेट, पोलीएक्रिलामाइड, पोलीथिलीन अक्साइड, आदि। प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू पोलिमर हाइड्रोजेलहरू प्राकृतिक पोलिमरहरू जस्तै पोलिसेकराइडहरू र प्रकृतिमा प्रोटीनहरू, सेल्युलोज, अल्जिनेट, स्टार्च, एगारोज, हाइलुरोनिक एसिड, जिलेटिन, र कोलाजेन [6, 7, 150], 151] लगायत प्राकृतिक पोलिमरहरूको क्रस-लिङ्किङद्वारा बनाइन्छ। प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू सामान्यतया फराकिलो स्रोत, कम मूल्य र कम विषाक्तताको विशेषताहरू हुन्छन्, र सिंथेटिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू सामान्यतया प्रशोधन गर्न सजिलो हुन्छ र ठूलो उत्पादन हुन्छ।
बाह्य वातावरणमा विभिन्न प्रतिक्रियाहरूको आधारमा, हाइड्रोजेलहरूलाई परम्परागत हाइड्रोजेल र स्मार्ट हाइड्रोजेलहरूमा पनि विभाजन गर्न सकिन्छ। परम्परागत हाइड्रोजेलहरू बाह्य वातावरणमा हुने परिवर्तनहरूप्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील हुन्छन्; स्मार्ट हाइड्रोजेलहरूले बाह्य वातावरणमा साना परिवर्तनहरू महसुस गर्न सक्छन् र भौतिक संरचना र रासायनिक गुणहरूमा समान परिवर्तनहरू उत्पादन गर्न सक्छन् [152-156]। तापमान-संवेदनशील हाइड्रोजेलहरूको लागि, वातावरणको तापक्रमसँगै भोल्युम परिवर्तन हुन्छ। सामान्यतया, त्यस्ता पोलिमर हाइड्रोजेलहरूमा हाइड्रोफिलिक समूहहरू जस्तै हाइड्रोक्सिल, ईथर र एमाइड वा हाइड्रोफोबिक समूहहरू जस्तै मिथाइल, इथाइल र प्रोपाइल हुन्छन्। बाह्य वातावरणको तापक्रमले जेल अणुहरू, हाइड्रोजन बन्धन र पानीको अणुहरू र पोलिमर चेनहरू बीचको अन्तरक्रियामा हाइड्रोफिलिक वा हाइड्रोफोबिक अन्तरक्रियालाई असर गर्न सक्छ, जसले गर्दा जेल प्रणालीको सन्तुलनलाई असर गर्छ। पीएच-संवेदनशील हाइड्रोजेलहरूको लागि, प्रणालीमा सामान्यतया एसिड-बेस परिमार्जन गर्ने समूहहरू जस्तै कार्बोक्सिल समूहहरू, सल्फोनिक एसिड समूहहरू वा एमिनो समूहहरू समावेश हुन्छन्। परिवर्तनशील पीएच वातावरणमा, यी समूहहरूले प्रोटोनहरू अवशोषित वा रिलीज गर्न सक्छन्, जेलमा हाइड्रोजन बन्धन र आन्तरिक र बाह्य आयन सांद्रताहरू बीचको भिन्नता परिवर्तन गर्न, परिणामस्वरूप जेलको भोल्युम परिवर्तन हुन्छ। विद्युतीय क्षेत्र, चुम्बकीय क्षेत्र र प्रकाश-संवेदनशील हाइड्रोजेलहरूको लागि, तिनीहरू क्रमशः पोलीइलेक्ट्रोलाइट्स, धातु अक्साइडहरू, र फोटोसेन्सिटिभ समूहहरू जस्ता कार्यात्मक समूहहरू समावेश गर्दछ। विभिन्न बाह्य उत्तेजनाहरू अन्तर्गत, प्रणालीको तापक्रम वा आयनीकरण डिग्री परिवर्तन हुन्छ, र त्यसपछि जेल भोल्युम तापमान वा pH-संवेदनशील हाइड्रोजेल जस्तै सिद्धान्तद्वारा परिवर्तन हुन्छ।
विभिन्न जेल व्यवहारहरूमा आधारित, हाइड्रोजेलहरू चिसो-प्रेरित जेलहरू र थर्मल-प्रेरित जेलहरू [157] मा विभाजित गर्न सकिन्छ। कोल्ड जेल, छोटकरीमा कोल्ड जेल भनिन्छ, एक म्याक्रोमोलेक्युल हो जुन उच्च तापक्रममा अनियमित कुण्डलको रूपमा अवस्थित हुन्छ। शीतलन प्रक्रियाको समयमा, इन्टरमोलिक्युलर हाइड्रोजन बन्डको कार्यको कारण, हेलिकल टुक्राहरू बिस्तारै गठन हुन्छन्, जसले गर्दा समाधानबाट प्रक्रिया पूरा हुन्छ। जेलमा संक्रमण [158]; थर्मो-प्रेरित जेल, थर्मल जेल भनेर चिनिन्छ, कम तापमानमा समाधान स्थितिमा एक म्याक्रोमोलेक्यूल हो। तताउने प्रक्रियाको बखत, हाइड्रोफोबिक अन्तरक्रिया, इत्यादिको माध्यमबाट त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बनाइन्छ, यसरी गेलेसन ट्रान्जिसन पूरा हुन्छ [१५९], १६०]।
हाइड्रोजेलहरूलाई विभिन्न सञ्जाल गुणहरू, माइक्रोस्कोपिक हाइड्रोजेलहरू र म्याक्रोस्कोपिक हाइड्रोजेलहरू विभिन्न जेल आकारहरू, र बायोडिग्रेडेबल गुणहरूमा आधारित होमोपोलिमेरिक हाइड्रोजेलहरू, कोपोलिमराइज्ड हाइड्रोजेलहरू र इन्टरपेनिट्रेटिंग नेटवर्क हाइड्रोजेलहरूमा पनि विभाजन गर्न सकिन्छ। डिग्रेडेबल हाइड्रोजेल र गैर-डिग्रेडेबल हाइड्रोजेलमा बिभिन्न रूपमा विभाजित।
१.२.१.२ प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलको प्रयोग
प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलमा राम्रो बायोकम्प्याटिबिलिटी, उच्च लचिलोपन, प्रचुर स्रोत, वातावरण प्रति संवेदनशीलता, उच्च पानी प्रतिधारण र कम विषाक्तताको विशेषताहरू छन्, र बायोमेडिसिन, खाद्य प्रशोधन, वातावरण संरक्षण, कृषि र वन उत्पादनमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। उद्योग र अन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ [१४२, १६१-१६५]।
बायोमेडिकल सम्बन्धित क्षेत्रहरूमा प्राकृतिक बहुलक हाइड्रोजेलहरूको प्रयोग। प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरूसँग राम्रो बायोकम्प्याटिबिलिटी, बायोडिग्रेडेबिलिटी, र कुनै विषाक्त साइड इफेक्टहरू छैनन्, त्यसैले तिनीहरू घाउको ड्रेसिङको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ र मानव टिश्युहरूसँग प्रत्यक्ष सम्पर्क गर्न सकिन्छ, जसले प्रभावकारी रूपमा भिट्रोमा सूक्ष्मजीवहरूको आक्रमणलाई कम गर्न सक्छ, शरीरको तरल पदार्थको क्षतिलाई रोक्न सक्छ, र अक्सिजनलाई अनुमति दिन्छ। पार गर्न। घाउ निको पार्छ; कन्ट्याक्ट लेन्सहरू तयार गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, आरामदायी पहिरन, राम्रो अक्सिजन पारगम्यता, र आँखा रोगहरूको सहायक उपचारको फाइदाहरू [१६६, १६७]। प्राकृतिक पोलिमरहरू जीवित तन्तुहरूको संरचनासँग मिल्दोजुल्दो हुन्छन् र मानव शरीरको सामान्य चयापचयमा भाग लिन सक्छन्, त्यसैले त्यस्ता हाइड्रोजेलहरूलाई टिस्यु इन्जिनियरिङ स्काफोल्ड सामग्री, टिस्यु इन्जिनियरिङ कार्टिलेज मर्मत आदिको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। आकारको र इंजेक्शन-मोल्डेड मचानहरू। पूर्व-मोल्डेड स्टेन्टहरूले पानीको प्रयोग गर्दछ जेलको विशेष त्रि-आयामी नेटवर्क संरचनाले यसलाई जैविक तन्तुहरूमा एक निश्चित समर्थन भूमिका खेल्न सक्षम बनाउँछ जबकि कोशिकाहरूको लागि एक विशिष्ट र पर्याप्त वृद्धि ठाउँ प्रदान गर्दछ, र यसले कोशिकाको वृद्धि, भिन्नता, र क्षरणलाई पनि प्रेरित गर्न सक्छ। मानव शरीर द्वारा अवशोषण [168]। इन्जेक्शन-मोल्डेड स्टेन्टहरूले हाइड्रोजेलको चरण संक्रमण व्यवहारलाई प्रवाहित समाधान अवस्थामा इन्जेक्सन गरिसकेपछि द्रुत रूपमा जेलहरू बनाउन प्रयोग गर्दछ, जसले रोगीहरूको पीडा कम गर्न सक्छ [169]। केहि प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू वातावरणीय रूपमा संवेदनशील हुन्छन्, त्यसैले तिनीहरू औषधि-नियन्त्रित रिलीज सामग्रीको रूपमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, ताकि तिनीहरूमा राखिएका औषधिहरूलाई मानव शरीरको आवश्यक भागहरूमा समय र मात्रात्मक रूपमा छोड्न सकिन्छ, विषाक्त र साइडलाई कम गर्न। मानव शरीर मा औषधि को प्रभाव [170]।
खाद्य-सम्बन्धित क्षेत्रहरूमा प्राकृतिक बहुलक हाइड्रोजेलहरूको प्रयोग। प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू मानिसहरूको दिनको तीनवटा खानाको महत्त्वपूर्ण भाग हुन्, जस्तै केही मिठाइहरू, क्यान्डीहरू, मासुको विकल्प, दही र आइसक्रिम। यो प्रायः खाद्य वस्तुहरूमा खाना additive को रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसले यसको भौतिक गुणहरू सुधार गर्न र यसलाई चिल्लो स्वाद दिन सक्छ। उदाहरण को लागी, यो सूप र सस मा एक मोटो को रूप मा, रस मा एक emulsifier को रूप मा, र एक निलम्बन एजेन्ट को रूप मा प्रयोग गरिन्छ। दुधको पेय पदार्थमा, पुडिंग र एस्पिक्समा जेलिङ एजेन्टको रूपमा, बियरमा स्पष्टीकरण एजेन्ट र फोम स्टेबिलाइजरको रूपमा, चीजमा सिनेरेसिस अवरोधकको रूपमा, ससेजहरूमा बाइंडरको रूपमा, स्टार्च रेट्रोग्रेडेसन अवरोधकहरू रोटी र मक्खनमा प्रयोग गरिन्छ [171-174 ]। फूड एडिटिभ ह्यान्डबुकबाट, यो देख्न सकिन्छ कि ठूलो संख्यामा प्राकृतिक बहुलक हाइड्रोजेलहरू खाद्य प्रशोधनका लागि खाद्य additives को रूपमा अनुमोदित छन् [175]। प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू स्वास्थ्य उत्पादनहरू र कार्यात्मक खाद्य पदार्थहरूको विकासमा पौष्टिक बलको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै आहार फाइबरहरू, वजन घटाउने उत्पादनहरू र कब्जियत विरोधी उत्पादनहरूमा प्रयोग गरिन्छ [176, 177]; प्रीबायोटिक्सको रूपमा, तिनीहरू कोलोनिक स्वास्थ्य हेरचाह उत्पादनहरू र कोलोन क्यान्सर रोक्नको लागि उत्पादनहरूमा प्रयोग गरिन्छ [१७८]; प्राकृतिक पोलिमर हाइड्रोजेलहरू खाद्य वा सड्ने कोटिंग्स वा फिल्महरूमा बनाउन सकिन्छ, जसलाई फलफूल र तरकारी संरक्षण जस्ता खाद्य प्याकेजिङ सामग्रीको क्षेत्रमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, फलफूल र तरकारीहरूमा कोटिंग गरेर सतहमा, यसले शेल्फ लाइफ लामो गर्न सक्छ। फलफूल र तरकारीहरू र फलफूल र तरकारीहरू ताजा र कोमल राख्नुहोस्; यसलाई ससेज र मसलाहरू जस्ता सुविधायुक्त खानाहरूका लागि प्याकेजिङ्ग सामग्रीको रूपमा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ सरसफाईको लागि [१७९, १८०]।
अन्य क्षेत्रहरूमा प्राकृतिक बहुलक हाइड्रोजेलहरूको आवेदन। दैनिक आवश्यकताहरूको सन्दर्भमा, यसलाई क्रीमयुक्त छाला हेरचाह वा सौन्दर्य प्रसाधनहरूमा थप्न सकिन्छ, जसले उत्पादनलाई भण्डारणमा सुख्खा हुनबाट मात्र रोक्न सक्दैन, तर छालालाई चिरस्थायी र मॉइस्चराइज गर्न पनि सक्छ; यो सुन्दरता मेकअपमा स्टाइल, मोइस्चराइजिंग र सुगन्धको ढिलो रिलीजको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ; यसलाई दैनिक आवश्यकताहरू जस्तै पेपर तौलिया र डायपरहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ [१८१]। कृषिमा, यसलाई खडेरीको प्रतिरोध गर्न र बिरुवाहरू जोगाउन र श्रम तीव्रता कम गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ; बिरुवाको बीउको लागि कोटिंग एजेन्टको रूपमा, यसले बीउको अंकुरण दरलाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउन सक्छ; जब बिरुवा प्रत्यारोपणमा प्रयोग गरिन्छ, यसले बिरुवाको बाँच्ने दर बढाउन सक्छ; कीटनाशक, उपयोग सुधार र प्रदूषण कम [१८२, १८३]। वातावरणको सन्दर्भमा, यो ढल उपचारको लागि फ्लोक्कुलन्ट र शोषकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ जुन प्रायः भारी धातु आयनहरू, सुगन्धित यौगिकहरू र रङहरू समावेश गर्दछ जल स्रोतहरू जोगाउन र वातावरण सुधार गर्न [१८४]। उद्योगमा, यसलाई निर्जलीकरण एजेन्ट, ड्रिलिंग स्नेहक, केबल र्यापिङ सामग्री, सील सामग्री र चिसो भण्डारण एजेन्ट, आदिको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। [१८५]।
१.२.२ हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज थर्मोजेल
सेल्युलोज एक प्राकृतिक macromolecular यौगिक हो जुन प्रारम्भिक अध्ययन गरिएको छ, मानव संग निकट सम्बन्ध छ, र प्रकृति मा सबै भन्दा प्रचुर मात्रामा छ। यो व्यापक रूपमा उच्च बिरुवाहरू, शैवाल र सूक्ष्मजीवहरूमा अवस्थित छ [186, 187]। सेल्युलोजले बिस्तारै यसको व्यापक स्रोत, कम मूल्य, नवीकरणीय, बायोडिग्रेडेबल, सुरक्षित, गैर-विषाक्त, र राम्रो जैव अनुकूलता [188] को कारणले व्यापक ध्यान आकर्षित गरेको छ।
1.2.2.1 सेल्युलोज र यसको ईथर डेरिवेटिभहरू
सेल्युलोज β-1,4 ग्लाइकोसिडिक बन्डहरू [189-191] मार्फत D-anhydroglucose संरचनात्मक एकाइहरूको जडानद्वारा बनाइएको एक रैखिक लामो-चेन पोलिमर हो। अघुलनशील। आणविक श्रृंखलाको प्रत्येक छेउमा एउटा अन्तिम समूह बाहेक, प्रत्येक ग्लुकोज एकाइमा तीन ध्रुवीय हाइड्रोक्सिल समूहहरू छन्, जसले निश्चित परिस्थितिहरूमा ठूलो संख्यामा अन्तरआणविक र अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू बनाउन सक्छ; र सेल्युलोज एक polycyclic संरचना हो, र आणविक श्रृंखला अर्ध-कठोर छ। चेन, उच्च क्रिस्टलिनिटी, र संरचनामा अत्यधिक नियमित, त्यसैले यसमा उच्च डिग्री पोलिमराइजेशन, राम्रो आणविक अभिविन्यास, र रासायनिक स्थिरता [83, 187] को विशेषताहरू छन्। सेलुलोज चेनले ठूलो संख्यामा हाइड्रोक्सिल समूहहरू समावेश गरेको हुनाले, उत्कृष्ट अनुप्रयोग गुणहरू [192, 193] संग सेलुलोज डेरिवेटिभहरू प्राप्त गर्न एस्टेरिफिकेशन, अक्सिडेशन, र इथरिफिकेशन जस्ता विभिन्न विधिहरूद्वारा रासायनिक रूपमा परिमार्जन गर्न सकिन्छ।
सेल्युलोज डेरिभेटिभहरू पोलिमर रसायन विज्ञानको क्षेत्रमा प्रारम्भिक अनुसन्धान र उत्पादन गरिएका उत्पादनहरू मध्ये एक हो। तिनीहरू प्रयोगको विस्तृत दायराको साथ बहुलक ठीक रासायनिक सामग्री हुन्, जुन प्राकृतिक बहुलक सेल्युलोजबाट रासायनिक रूपमा परिमार्जन गरिन्छ। तिनीहरूमध्ये, सेलुलोज ईथरहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यो औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण रासायनिक कच्चा माल मध्ये एक हो [194]।
त्यहाँ सेलुलोज ईथरका धेरै प्रकारहरू छन्, ती सबैमा सामान्यतया तिनीहरूको अद्वितीय र उत्कृष्ट गुणहरू छन्, र खाद्य र औषधि [१९५] जस्ता धेरै क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ। MC मिथाइल समूह भएको सेल्युलोज ईथरको सबैभन्दा सरल प्रकार हो। प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ, यसलाई पातलो क्षारीय घोल, पानी, अल्कोहल र सुगन्धित हाइड्रोकार्बन विलायकमा भंग गर्न सकिन्छ, अनौंठो थर्मल जेल गुणहरू देखाउँदै। [१९६]। सीएमसी प्राकृतिक सेल्युलोजबाट क्षारीकरण र अम्लीकरणद्वारा प्राप्त एनियोनिक सेलुलोज ईथर हो।
यो सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको र प्रयोग गरिएको सेलुलोज ईथर हो, जुन पानीमा घुलनशील छ [197]। HPC, एक हाइड्रोक्साइल्काइल सेल्युलोज ईथर क्षारीय र ईथरफाइंग सेल्युलोज द्वारा प्राप्त, राम्रो थर्मोप्लास्टिकिटी छ र यसले थर्मल जेल गुणहरू पनि प्रदर्शन गर्दछ, र यसको जेल तापमान हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन [198] को डिग्री द्वारा उल्लेखनीय रूपमा प्रभावित हुन्छ। HPMC, एक महत्त्वपूर्ण मिश्रित ईथर, थर्मल जेल गुणहरू पनि छन्, र यसको जेल गुणहरू दुई प्रतिस्थापक र तिनीहरूको अनुपात [199] सँग सम्बन्धित छन्।
1.2.2.2 Hydroxypropyl methylcellulose संरचना
Hydroxypropyl मिथाइल सेलुलोज (HPMC), आणविक संरचना चित्र 1-3 मा देखाइएको छ, एक विशिष्ट गैर-आयनिक पानी-घुलनशील सेल्युलोज मिश्रित ईथर हो। मिथाइल क्लोराइड र प्रोपाइलिन अक्साइडको इथरिफिकेशन प्रतिक्रिया [२००,२०१] प्राप्त गर्न गरिन्छ, र रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण चित्र १-४ मा देखाइएको छ।
त्यहाँ एकै समयमा HPMC को संरचनात्मक एकाइमा हाइड्रोक्सी प्रोपोक्सी (-[OCH2CH(CH3)] n OH), methoxy (-OCH3) र unreacted hydroxyl समूहहरू छन्, र यसको प्रदर्शन विभिन्न समूहहरूको संयुक्त कार्यको प्रतिबिम्ब हो। [२०२]। दुई प्रतिस्थापकहरू बीचको अनुपात दुई ईथरफाइङ्ग एजेन्टहरूको मास अनुपात, सोडियम हाइड्रोक्साइडको एकाग्रता र द्रव्यमान, र सेल्युलोज [२०३] को प्रति एकाइ द्रव्यमान ईथरिफाइङ एजेन्टहरूको जन अनुपात द्वारा निर्धारण गरिन्छ। Hydroxy propoxy एक सक्रिय समूह हो, जसलाई थप alkylated र hydroxy alkylated हुन सक्छ; यो समूह लामो-शाखा भएको चेन भएको हाइड्रोफिलिक समूह हो, जसले चेन भित्र प्लाष्टिकाइज गर्नमा निश्चित भूमिका खेल्छ। Methoxy एक अन्त-क्यापिंग समूह हो, जसले प्रतिक्रिया पछि यो प्रतिक्रिया साइट को निष्क्रियता निम्त्याउँछ; यो समूह एक हाइड्रोफोबिक समूह हो र एक अपेक्षाकृत छोटो संरचना छ [204, 205]। प्रतिक्रिया नगरिएको र भर्खरै प्रस्तुत गरिएका हाइड्रोक्सिल समूहहरू प्रतिस्थापन गर्न जारी रहन सक्छन्, परिणामस्वरूप जटिल अन्तिम रासायनिक संरचना, र HPMC गुणहरू निश्चित दायरा भित्र भिन्न हुन्छन्। HPMC को लागि, प्रतिस्थापनको एक सानो मात्राले यसको भौतिक रसायनिक गुणहरू एकदम फरक बनाउन सक्छ [२०६], उदाहरणका लागि, उच्च मेथोक्सी र कम हाइड्रोक्साइप्रोपाइल एचपीएमसीको भौतिक रासायनिक गुणहरू एमसीको नजिक छन्; HPMC को प्रदर्शन HPC को नजिक छ।
1.2.2.3 हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोजको गुण
(1) HPMC को थर्मोजेलेबिलिटी
HPMC चेनमा हाइड्रोफोबिक-मिथाइल र हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयको कारणले अद्वितीय हाइड्रेशन-डिहाइड्रेशन विशेषताहरू छन्। यो बिस्तारै तातो हुँदा जिलेसन रूपान्तरणबाट गुज्रिन्छ, र चिसो भएपछि समाधान अवस्थामा फर्कन्छ। त्यो हो, यसमा थर्मल रूपमा प्रेरित जेल गुणहरू छन्, र जेलेसन घटना एक उल्टाउन मिल्ने तर समान प्रक्रिया हो।
HPMC को गेलेसन मेकानिजमको सन्दर्भमा, यो व्यापक रूपमा स्वीकार गरिएको छ कि तल्लो तापक्रममा (जेलेसन तापक्रम भन्दा तल), घोलमा HPMC र ध्रुवीय पानीका अणुहरू हाइड्रोजन बन्डहरूद्वारा एक तथाकथित "बर्डकेज"-जस्तो सुप्रामोलेक्युलर संरचना बनाइन्छ। त्यहाँ हाइड्रेटेड HPMC को आणविक चेनहरू बीच केही साधारण उलझनहरू छन्, त्यो बाहेक, त्यहाँ केही अन्य अन्तरक्रियाहरू छन्। जब तापक्रम बढ्छ, HPMC ले पहिले पानीको अणु र HPMC अणुहरू बीचको अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्धन तोड्न ऊर्जा अवशोषित गर्दछ, पिंजरा जस्तो आणविक संरचनालाई नष्ट गर्दछ, बिस्तारै आणविक चेनमा बाँधिएको पानी गुमाउँछ, र हाइड्रोक्सीप्रोपाइल र मेथोक्सी समूहहरू उजागर गर्दछ। तापक्रम बढ्दै जाँदा (जेलको तापमानमा पुग्न), HPMC अणुहरूले बिस्तारै हाइड्रोफोबिक एसोसिएशन मार्फत तीन-आयामी नेटवर्क संरचना बनाउँछन्, HPMC gels अन्ततः गठन हुन्छ [160, 207, 208]।
अकार्बनिक लवणको थपले HPMC को जेल तापमानमा केही प्रभाव पार्छ, केहिले नुन विघटन घटनाको कारण जेलको तापमान घटाउँछ, र अरूले नुन विघटन घटना [209] को कारण जेल तापमान बढाउँछ। NaCl जस्ता नुनहरू थप्दा, नुन निकाल्ने घटना हुन्छ र HPMC को जेल तापमान घट्छ [210, 211]। HPMC मा नुनहरू थपिएपछि, पानीका अणुहरू नुन आयनहरूसँग मिलाउन बढी झुकाव हुन्छन्, जसले गर्दा पानीका अणुहरू र HPMC बीचको हाइड्रोजन बन्ड नष्ट हुन्छ, HPMC अणुहरू वरपरको पानीको तह खपत हुन्छ, र HPMC अणुहरू द्रुत रूपमा छोड्न सकिन्छ। हाइड्रोफोबिसिटी। संघ, जेल गठन को तापमान बिस्तारै कम हुन्छ। यसको विपरित, जब NaSCN जस्ता नुनहरू थपिन्छन्, नुन विघटनको घटना हुन्छ र HPMC को जेल तापमान बढ्छ [212]। जेल तापक्रममा आयनहरूको घट्दो प्रभावको क्रम हो: SO42− > S2O32− > H2PO4− > F− > Cl− > Br− > NO3− > I− > ClO4− > SCN− , क्यासनहरूको क्रम जेल तापमान वृद्धि हो: Li+ > Na+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ [२१३]।
जब केहि कार्बनिक साना अणुहरू जस्तै मोनोहाइड्रिक अल्कोहलहरू हाइड्रोक्सिल समूहहरू थपिन्छन्, जेल तापमान थप मात्राको वृद्धिको साथ बढ्छ, अधिकतम मान देखाउँदछ र त्यसपछि चरण विभाजन नभएसम्म घट्छ [214, 215]। यो मुख्यतया यसको सानो आणविक वजनको कारण हो, जुन परिमाणको क्रममा पानीको अणुहरूसँग तुलना गर्न सकिन्छ, र कम्पाउन्डिंग पछि आणविक-स्तर मिसिबिलिटी प्राप्त गर्न सक्छ।
(2) HPMC को घुलनशीलता
HPMC मा MC जस्तै तातो पानी अघुलनशील र चिसो-पानी घुलनशील गुणहरू छन्, तर विभिन्न पानी घुलनशीलता [203] अनुसार चिसो फैलावट प्रकार र तातो फैलावट प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ। चिसो छरिएको HPMC चाँडै चिसो पानीमा पानीमा फैलिन सक्छ, र यसको चिपचिपापन समय अवधि पछि बढ्छ, र यो साँच्चै पानीमा भंग हुन्छ; तातो फैलिएको HPMC, यसको विपरित, कम तापक्रममा पानी थप्दा जमघट देखाउँछ, तर यो थप्न गाह्रो छ। उच्च-तापमानको पानीमा, HPMC चाँडै फैलिन सक्छ, र तापमान घटेपछि चिपचिपाहट बढ्छ, वास्तविक HPMC जलीय समाधान बन्न सक्छ। पानीमा HPMC को घुलनशीलता मेथोक्सी समूहहरूको सामग्रीसँग सम्बन्धित छ, जुन 85 °C, 65 °C र 60 °C उच्च देखि निम्नसम्म तातो पानीमा अघुलनशील हुन्छ। सामान्यतया, एचपीएमसी एसीटोन र क्लोरोफर्म जस्ता जैविक विलायकहरूमा अघुलनशील हुन्छ, तर इथानोल जलीय समाधान र मिश्रित जैविक समाधानहरूमा घुलनशील हुन्छ।
(3) HPMC को नुन सहनशीलता
HPMC को गैर-आयनिक प्रकृतिले यसलाई पानीमा आयनीकरण गर्न असक्षम बनाउँछ, त्यसैले यसले मेटल आयनहरूसँग अवक्षेपण गर्न प्रतिक्रिया गर्दैन। यद्यपि, नुन थप्दा तापक्रमलाई असर गर्छ जसमा HPMC जेल बनाइन्छ। जब नुन एकाग्रता बढ्छ, HPMC को जेल तापमान घट्छ; जब नुन एकाग्रता flocculation बिन्दु भन्दा कम छ, HPMC समाधान को चिपचिपापन बढाउन सकिन्छ, त्यसैले आवेदन मा, नुन को एक उचित मात्रा थपेर मोटो बनाउन को उद्देश्य हासिल गर्न सकिन्छ [210, 216]।
(4) HPMC को एसिड र क्षार प्रतिरोध
सामान्यतया, HPMC बलियो एसिड-आधार स्थिरता छ र pH 2-12 मा pH द्वारा प्रभावित हुँदैन। HPMC ले पातलो एसिडको एक निश्चित डिग्रीमा प्रतिरोध देखाउँछ, तर केन्द्रित एसिडको लागि चिपचिपापनमा कमी हुने प्रवृत्ति देखाउँछ; क्षारले यसमा थोरै प्रभाव पार्छ, तर थोरै बढ्न सक्छ र त्यसपछि बिस्तारै समाधान चिपचिपापन घटाउन सक्छ [217, 218]।
(5) HPMC चिपचिपापन को प्रभाव कारक
HPMC स्यूडोप्लास्टिक हो, यसको समाधान कोठाको तापक्रममा स्थिर हुन्छ, र यसको चिपचिपापन आणविक वजन, एकाग्रता र तापमानले प्रभावित हुन्छ। एउटै एकाग्रतामा, उच्च HPMC आणविक वजन, उच्च चिपचिपापन; एउटै आणविक वजन उत्पादन को लागी, उच्च HPMC एकाग्रता, उच्च चिपचिपापन; HPMC उत्पादनको चिपचिपापन तापमान वृद्धि संग घट्छ, र जेल गठन तापमान मा पुग्छ, gelation [9, 219, 220] को कारण चिपचिपापन मा अचानक वृद्धि संग।
(6) HPMC को अन्य गुणहरू
एचपीएमसीसँग इन्जाइमहरूको बलियो प्रतिरोध छ, र इन्जाइमहरूको प्रतिरोध प्रतिस्थापनको डिग्रीको साथ बढ्छ। तसर्थ, अन्य चिनी उत्पादनहरू [189, 212] भन्दा भण्डारणको समयमा उत्पादनको गुणस्तर अधिक स्थिर छ। HPMC सँग केहि पायसकारी गुणहरू छन्। हाइड्रोफोबिक मेथोक्सी समूहहरूलाई इमल्सनमा तेल चरणको सतहमा मोटो सोखने तह बनाउनको लागि सोख्न सकिन्छ, जसले सुरक्षात्मक तहको रूपमा काम गर्न सक्छ; पानीमा घुलनशील हाइड्रोक्सिल समूहहरूलाई निरन्तर चरण सुधार गर्न पानीसँग जोड्न सकिन्छ। चिपचिपापन, फैलिएको चरणको एकीकरणलाई रोक्छ, सतह तनाव कम गर्दछ, र इमल्सन [२२१] स्थिर गर्दछ। HPMC लाई पानीमा घुलनशील पोलिमरहरू जस्तै जिलेटिन, मिथाइलसेल्युलोज, लोकस्ट बीन गम, क्यारेजेनन र गम अरेबिक एकसमान र पारदर्शी समाधान बनाउन मिलाउन सकिन्छ, र ग्लिसरिन र पोलिथिलीन ग्लाइकोल जस्ता प्लास्टिसाइजरहरूसँग पनि मिसाउन सकिन्छ। [२००, २०१, २१४]।
१.२.२.४ हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोजको प्रयोगमा विद्यमान समस्याहरू
पहिलो, उच्च मूल्यले HPMC को व्यापक अनुप्रयोगलाई सीमित गर्दछ। यद्यपि HPMC फिल्ममा राम्रो पारदर्शिता, ग्रीस बाधा गुणहरू र मेकानिकल गुणहरू छन्। यद्यपि, यसको उच्च मूल्य (लगभग 100,000/टन) ले यसको व्यापक अनुप्रयोगलाई सीमित गर्दछ, क्याप्सुलहरू जस्ता उच्च-मूल्य औषधि अनुप्रयोगहरूमा पनि। HPMC यति महँगो हुनुको कारण पहिलो हो किनभने HPMC तयार गर्न प्रयोग गरिने कच्चा पदार्थ सेल्युलोज तुलनात्मक रूपमा महँगो छ। थप रूपमा, दुई प्रतिस्थापन समूहहरू, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूह र मेथोक्सी समूह, एकै समयमा HPMC मा कलम गरिन्छ, जसले यसको तयारी प्रक्रियालाई धेरै गाह्रो बनाउँछ। जटिल, त्यसैले HPMC उत्पादनहरू अधिक महँगो छन्।
दोस्रो, कम तापक्रममा HPMC को कम चिपचिपापन र कम जेल शक्ति गुणहरूले विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा यसको प्रक्रियाशीलता कम गर्दछ। HPMC एक थर्मल जेल हो, जुन कम तापक्रममा धेरै कम चिपचिपापनको साथ समाधान अवस्थामा अवस्थित हुन्छ, र उच्च तापक्रममा चिपचिपा ठोस-जस्तै जेल बनाउन सक्छ, त्यसैले कोटिंग, स्प्रे गर्ने र डुबाउने जस्ता प्रशोधन प्रक्रियाहरू उच्च तापक्रममा गर्नुपर्दछ। । अन्यथा, समाधान सजिलै तल प्रवाह हुनेछ, गैर-एकसमान फिल्म सामग्रीको गठनमा, जसले उत्पादनको गुणस्तर र प्रदर्शनलाई असर गर्नेछ। यस्तो उच्च तापक्रम सञ्चालनले अपरेशनको कठिनाई गुणांक बढाउँछ, परिणामस्वरूप उच्च उत्पादन ऊर्जा खपत र उच्च उत्पादन लागत।
1.2.3 Hydroxypropyl स्टार्च कोल्ड जेल
स्टार्च प्राकृतिक वातावरणमा बिरुवाहरूको प्रकाश संश्लेषण द्वारा संश्लेषित एक प्राकृतिक बहुलक यौगिक हो। यसको घटक polysaccharides सामान्यतया प्रोटिन, फाइबर, तेल, चिनी र खनिज संग दाना को रूप मा बिरुवाहरु को बीउ र tubers मा भण्डारण गरिन्छ। वा जरामा [२२२]। स्टार्च मानिसहरूको लागि ऊर्जा खपतको मुख्य स्रोत मात्र होइन, तर एक महत्त्वपूर्ण औद्योगिक कच्चा माल पनि हो। यसको व्यापक स्रोत, कम मूल्य, हरियो, प्राकृतिक र नवीकरणीय भएको कारण, यो खाद्य र औषधि, किण्वन, पेपरमेकिंग, कपडा र पेट्रोलियम उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग भएको छ [२२३]।
1.2.3.1 स्टार्च र यसको डेरिभेटिभहरू
स्टार्च एक प्राकृतिक उच्च बहुलक हो जसको संरचनात्मक एकाइ α-D-anhydroglucose एकाइ हो। विभिन्न एकाइहरू ग्लाइकोसिडिक बन्डद्वारा जोडिएका छन्, र यसको आणविक सूत्र (C6H10O5) n हो। स्टार्च ग्रेन्युलहरूमा आणविक श्रृंखलाको एक भाग α-1,4 ग्लाइकोसिडिक बन्डहरू द्वारा जोडिएको छ, जुन रैखिक एमाइलोज हो; आणविक श्रृंखलाको अर्को भाग यस आधारमा α-1,6 ग्लाइकोसिडिक बन्डद्वारा जोडिएको छ, जुन शाखायुक्त एमाइलोपेक्टिन [२२४] हो। स्टार्च ग्रेन्युलहरूमा, त्यहाँ क्रिस्टलीय क्षेत्रहरू छन् जसमा अणुहरू व्यवस्थित व्यवस्थामा व्यवस्थित छन् र अनाकार क्षेत्रहरू छन् जहाँ अणुहरू अव्यवस्थित रूपमा व्यवस्थित छन्। भाग रचना। क्रिस्टलीय क्षेत्र र अमोर्फस क्षेत्र बीच कुनै स्पष्ट सीमा छैन, र एमाइलोपेक्टिन अणुहरू धेरै क्रिस्टलीय क्षेत्रहरू र अनाकार क्षेत्रहरूबाट जान सक्छन्। स्टार्च संश्लेषण को प्राकृतिक प्रकृति को आधार मा, स्टार्च मा polysaccharide संरचना बिरुवा प्रजातिहरु र स्रोत साइटहरु [225] संग भिन्न हुन्छ।
यद्यपि स्टार्च यसको फराकिलो स्रोत र नवीकरणीय गुणहरूको कारणले औद्योगिक उत्पादनको लागि महत्त्वपूर्ण कच्चा पदार्थ बनेको छ, नेटिभ स्टार्चमा सामान्यतया खराब पानी घुलनशीलता र फिल्म निर्माण गर्ने गुणहरू, कम इमल्सिफाइङ र जेलिङ क्षमताहरू, र अपर्याप्त स्थिरता जस्ता बेफाइदाहरू छन्। यसको आवेदन दायरा विस्तार गर्न, स्टार्च सामान्यतया भौतिक रसायनिक रूपमा यसलाई विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताहरूमा अनुकूलन गर्न परिमार्जन गरिन्छ [38, 114]। स्टार्च अणुहरूमा प्रत्येक ग्लुकोज संरचनात्मक एकाइमा तीनवटा मुक्त हाइड्रोक्सिल समूहहरू छन्। यी हाइड्रोक्सिल समूहहरू अत्यधिक सक्रिय छन् र पोलियोलहरू जस्तै गुणहरू भएको स्टार्च प्रदान गर्दछ, जसले स्टार्च विकृत प्रतिक्रियाको सम्भावना प्रदान गर्दछ।
परिमार्जन पछि, नेटिभ स्टार्चका केही गुणहरूलाई ठूलो हदसम्म सुधार गरिएको छ, नेटिभ स्टार्चको प्रयोगको दोषहरू हटाउन, त्यसैले परिमार्जित स्टार्चले हालको उद्योगमा निर्णायक भूमिका खेल्छ [२२६]। अक्सिडाइज्ड स्टार्च अपेक्षाकृत परिपक्व प्रविधिको साथ सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने परिमार्जित स्टार्च मध्ये एक हो। नेटिभ स्टार्चको तुलनामा, अक्सिडाइज्ड स्टार्चलाई जिलेटिनाइज गर्न सजिलो हुन्छ। उच्च आसंजन को लाभ। Esterified स्टार्च एक स्टार्च व्युत्पन्न हो जुन स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्सिल समूहहरूको एस्टेरिफिकेशन द्वारा बनाईएको हो। प्रतिस्थापनको धेरै कम डिग्रीले नेटिभ स्टार्चको गुणहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन गर्न सक्छ। स्टार्च पेस्टको पारदर्शिता र फिल्म बनाउने गुण स्पष्ट रूपमा सुधारिएको छ। इथरफाइड स्टार्च पोलिस्टार्च ईथर उत्पन्न गर्न स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्सिल समूहहरूको ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया हो, र यसको प्रतिगामी कमजोरी हुन्छ। बलियो क्षारीय अवस्थाहरूमा जुन अक्सिडाइज्ड स्टार्च र एस्टरिफाइड स्टार्च प्रयोग गर्न सकिँदैन, ईथर बन्ड पनि अपेक्षाकृत स्थिर रहन सक्छ। hydrolysis को प्रवण। एसिड-परिमार्जित स्टार्च, स्टार्चलाई अमाइलोज सामग्री बढाउन एसिडको साथ उपचार गरिन्छ, जसको परिणामस्वरूप वर्धित प्रतिगामी र स्टार्च पेस्ट हुन्छ। यो अपेक्षाकृत पारदर्शी छ र चिसोमा ठोस जेल बनाउँछ [114]।
1.2.3.2 Hydroxypropyl स्टार्च संरचना
Hydroxypropyl स्टार्च (HPS), जसको आणविक संरचना चित्र 1-4 मा देखाइएको छ, एक गैर-आयनिक स्टार्च ईथर हो, जुन क्षारीय अवस्था [२२३, २२७, २२८] अन्तर्गत स्टार्चको साथ प्रोपाइलिन अक्साइडको ईथरिफिकेशन प्रतिक्रियाद्वारा तयार हुन्छ। रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण चित्र 1-6 मा देखाइएको छ।
HPS को संश्लेषणको क्रममा, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्च उत्पन्न गर्न स्टार्चसँग प्रतिक्रिया गर्नुको अतिरिक्त, प्रोपाइलिन अक्साइडले पनि हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्चसँग प्रतिक्रिया गरेर पोलीओक्सीप्रोपाइल साइड चेनहरू उत्पन्न गर्न सक्छ। प्रतिस्थापन को डिग्री। प्रतिस्थापनको डिग्री (DS) ले प्रति ग्लुकोसिल समूह प्रतिस्थापित हाइड्रोक्सिल समूहहरूको औसत संख्यालाई जनाउँछ। स्टार्चका धेरैजसो ग्लुकोसिल समूहहरूमा 3 हाइड्रोक्सिल समूहहरू हुन्छन् जुन प्रतिस्थापन गर्न सकिन्छ, त्यसैले अधिकतम DS 3 हो। प्रतिस्थापनको मोलर डिग्री (MS) ले ग्लुकोसिल समूह [223, 229] को प्रति मोल प्रतिस्थापनको औसत मासलाई जनाउँछ। हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशन प्रतिक्रियाको प्रक्रिया अवस्था, स्टार्च ग्रेन्युल मोर्फोलजी, र नेटिभ स्टार्चमा एमाइलोज र एमाइलोपेक्टिनको अनुपात सबैले एमएसको आकारलाई असर गर्छ।
1.2.3.3 हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्चको गुण
(1) HPS को कोल्ड जेलेशन
तातो HPS स्टार्च पेस्टका लागि, विशेष गरी उच्च एमाइलोज सामग्री भएको प्रणाली, चिसो प्रक्रियाको क्रममा, स्टार्च पेस्टमा रहेको एमाइलोज आणविक चेनहरू तीन-आयामी नेटवर्क संरचना बनाउन एकअर्कासँग फँस्छन्, र स्पष्ट ठोस-जस्तो व्यवहार देखाउँछन्। यो एक इलास्टोमर बन्छ, एक जेल बनाउँछ, र पुन: तातो पछि समाधान स्थितिमा फर्कन सक्छ, त्यो हो, यसमा चिसो जेल गुणहरू छन्, र यो जेल घटनामा उल्टो गुणहरू छन् [२२८]।
जिलेटिनाइज्ड एमाइलोज एक समाक्षीय एकल हेलिकल संरचना बनाउनको लागि लगातार कुंडल गरिएको छ। यी एकल हेलिकल संरचनाहरूको बाहिरी भाग हाइड्रोफिलिक समूह हो, र भित्री भाग हाइड्रोफोबिक गुहा हो। उच्च तापक्रममा, HPS जलीय घोलमा अनियमित कुण्डलको रूपमा अवस्थित हुन्छ जसबाट केही एकल हेलिकल खण्डहरू फैलिन्छन्। जब तापमान कम हुन्छ, HPS र पानी बीचको हाइड्रोजन बन्धनहरू भाँचिन्छन्, संरचनात्मक पानी हराउछ, र आणविक चेनहरू बीचको हाइड्रोजन बन्धनहरू लगातार बनाइन्छ, अन्तमा तीन-आयामी नेटवर्क जेल संरचना बनाउँछ। स्टार्चको जेल सञ्जालमा भरिने चरण जिलेटिनाइजेसन पछि अवशिष्ट स्टार्च ग्रेन्युलहरू वा टुक्राहरू हुन्, र केही एमाइलोपेक्टिनको अन्तर्क्रियाले पनि जेल [230-232] को गठनमा योगदान गर्दछ।
(2) HPS को हाइड्रोफिलिसिटी
हाइड्रोफिलिक हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयले स्टार्च अणुहरू बीचको हाइड्रोजन बन्डको बललाई कमजोर बनाउँछ, स्टार्च अणुहरू वा खण्डहरूको आन्दोलनलाई बढावा दिन्छ, र स्टार्च माइक्रोक्रिस्टलहरूको पग्लने तापक्रम घटाउँछ; स्टार्च ग्रेन्युलहरूको संरचना परिवर्तन हुन्छ, र स्टार्च ग्रेन्युलहरूको सतह नराम्रो हुन्छ तापक्रम बढ्दै जाँदा, केही दरारहरू वा प्वालहरू देखा पर्दछ, जसले गर्दा पानीका अणुहरू सजिलैसँग स्टार्च ग्रेन्युलहरूको भित्री भागमा प्रवेश गर्न सक्छन्, जसले स्टार्चलाई फुल्न र जिलेटिनाइज गर्न सजिलो बनाउँदछ, त्यसैले स्टार्चको जिलेटिनाइजेशन तापमान घट्छ। प्रतिस्थापनको डिग्री बढ्दै जाँदा, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्चको जिलेटिनाइजेशन तापमान घट्छ, र अन्तमा यो चिसो पानीमा फुल्न सक्छ। हाइड्रोक्सीप्रोपिलेशन पछि, प्रवाह योग्यता, कम तापमान स्थिरता, पारदर्शिता, घुलनशीलता, र स्टार्च पेस्टको फिल्म-निर्माण गुणहरू सुधार गरियो [२३३–२३५]।
(3) HPS को स्थिरता
HPS उच्च स्थिरता संग एक गैर-आयनिक स्टार्च ईथर हो। हाइड्रोलिसिस, अक्सिडेशन, र क्रस-लिङ्किङ जस्ता रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको समयमा, ईथर बन्धन तोडिनेछैन र प्रतिस्थापकहरू खस्ने छैनन्। त्यसकारण, एचपीएसका गुणहरू इलेक्ट्रोलाइट्स र पीएचबाट अपेक्षाकृत कम प्रभावित हुन्छन्, यो सुनिश्चित गर्दै कि यो एसिड-बेस पीएच [236-238] को विस्तृत दायरामा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
1.2.3.4 खाद्य र औषधिको क्षेत्रमा HPS को आवेदन
HPS गैर-विषाक्त र स्वादहीन छ, राम्रो पाचन प्रदर्शन र अपेक्षाकृत कम हाइड्रोलाइजेट चिपचिपापन संग। यसलाई स्वदेश तथा विदेशमा सुरक्षित खानयोग्य परिमार्जित स्टार्चको रुपमा चिनिन्छ । 1950 को दशकको सुरुमा, संयुक्त राज्यले हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्चलाई खानामा प्रत्यक्ष प्रयोगको लागि अनुमोदन गर्यो [223, 229, 238]। HPS एक परिमार्जित स्टार्च हो जुन खाद्य क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, मुख्यतया मोटो बनाउने एजेन्ट, सस्पेन्डिङ एजेन्ट र स्टेबिलाइजरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
यो सुविधायुक्त खाना र पेय पदार्थ, आइसक्रिम, र जाम जस्ता जमे भएका खानाहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ; यसले आंशिक रूपमा जिलेटिन जस्ता उच्च-मूल्य खाद्य गिजाहरू प्रतिस्थापन गर्न सक्छ; यसलाई खाद्य फिल्महरूमा बनाउन सकिन्छ र खाना कोटिंग्स र प्याकेजिङ्गको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ [२२९, २३६]।
एचपीएस सामान्यतया औषधिको क्षेत्रमा फिलर, औषधीय बालीका लागि बाँध्ने, ट्याब्लेटका लागि विघटन, औषधि नरम र कडा क्याप्सुलहरूको लागि सामग्री, औषधि कोटिंग्स, कृत्रिम रातो रक्त कोशिकाहरू र प्लाज्मा मोटाइहरूका लागि एन्टी-कन्डेन्सिङ एजेन्टहरू, आदिको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। [२३९] ।
1.3 पोलिमर कम्पाउन्डिङ
बहुलक सामग्री जीवनका सबै पक्षहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ र अपरिहार्य र महत्त्वपूर्ण सामग्रीहरू हुन्। विज्ञान र प्रविधिको निरन्तर विकासले मानिसहरूको आवश्यकताहरू थप र अधिक विविध बनाउँछ, र यो सामान्यतया एकल-घटक बहुलक सामग्रीहरूको लागि मानव जातिको विविध अनुप्रयोग आवश्यकताहरू पूरा गर्न गाह्रो हुन्छ। कम मूल्य, उत्कृष्ट प्रदर्शन, सुविधाजनक प्रशोधन र फराकिलो अनुप्रयोगको साथ बहुलक सामग्रीहरू प्राप्त गर्न दुई वा बढी पोलिमरहरू संयोजन गर्नु सबैभन्दा किफायती र प्रभावकारी विधि हो, जसले धेरै शोधकर्ताहरूको ध्यान आकर्षित गरेको छ र थप ध्यान दिइयो [240-242] ।
1.3.1 पोलिमर कम्पाउन्डिङको उद्देश्य र विधि
पोलिमर कम्पाउन्डिङको मुख्य उद्देश्य: (l) सामग्रीको व्यापक गुणहरू अनुकूलन गर्न। विभिन्न पोलिमरहरू मिश्रित हुन्छन्, ताकि अन्तिम यौगिकले एकल म्याक्रोमोलेक्युलको उत्कृष्ट गुणहरू राख्छ, एकअर्काको बलहरूबाट सिक्न र यसको कमजोरीहरूलाई पूरक बनाउँछ, र बहुलक सामग्रीहरूको व्यापक गुणहरूलाई अनुकूलन गर्दछ। (2) सामग्री लागत घटाउनुहोस्। केही बहुलक सामग्री उत्कृष्ट गुणहरू छन्, तर तिनीहरू महँगो छन्। त्यसकारण, तिनीहरू प्रयोगलाई असर नगरी लागत कम गर्न अन्य सस्तो पोलिमरहरूसँग कम्पाउन्ड गर्न सकिन्छ। (3) सामग्री प्रशोधन गुणहरू सुधार गर्नुहोस्। केही सामग्रीहरूमा उत्कृष्ट गुणहरू छन् तर प्रशोधन गर्न गाह्रो छ, र उपयुक्त अन्य पोलिमरहरू तिनीहरूको प्रशोधन गुणहरू सुधार गर्न थप्न सकिन्छ। (4) सामग्रीको निश्चित गुणलाई बलियो बनाउन। एक विशेष पक्ष मा सामग्री को प्रदर्शन सुधार गर्न को लागी, अर्को बहुलक यसलाई परिमार्जन गर्न प्रयोग गरिन्छ। (5) सामग्रीको नयाँ प्रकार्यहरू विकास गर्नुहोस्।
सामान्य बहुलक कम्पाउन्डिङ विधिहरू: (l) पिघलने कम्पाउन्डिङ। कम्पाउन्डिङ उपकरणको कतर्न कार्य अन्तर्गत, विभिन्न पोलिमरहरू कम्पाउन्डिङका लागि चिपचिपा प्रवाह तापक्रमभन्दा माथि तताइन्छ, र त्यसपछि कम्पाउन्डिङ पछि चिसो र दानेदार बनाइन्छ। (२) समाधान पुनर्गठन। दुई कम्पोनेन्टहरू हलचल र एक साझा विलायक प्रयोग गरेर मिश्रित हुन्छन्, वा घुलनशील विभिन्न बहुलक समाधानहरू समान रूपमा हलचल गरिन्छ, र त्यसपछि बहुलक कम्पाउन्ड प्राप्त गर्न विलायक हटाइन्छ। (३) इमल्शन कम्पाउन्डिङ। एउटै इमल्सीफायर प्रकारका विभिन्न पोलिमर इमल्सनहरू हलचल र मिश्रण गरेपछि, पोलिमर कम्पाउन्ड प्राप्त गर्न पोलिमरलाई सह-प्रक्षेपण गर्न कोगुलेन्ट थपिन्छ। (4) कोपोलिमराइजेशन र कम्पाउन्डिङ। ग्राफ्ट copolymerization, ब्लक copolymerization र प्रतिक्रियात्मक copolymerization सहित, मिश्रित प्रक्रिया रासायनिक प्रतिक्रिया संग छ। (५) इन्टरपेनेट्रेटिंग नेटवर्क [१०]।
१.३.२ प्राकृतिक पोलिसेकराइडको कम्पाउन्डिङ
प्राकृतिक polysaccharides प्रकृति मा बहुलक सामग्री को एक सामान्य वर्ग हो, जो सामान्यतया रासायनिक परिमार्जन र उत्कृष्ट गुण को एक किस्म को प्रदर्शन को लागी। जे होस्, एकल पोलिसेकराइड सामग्रीहरूमा प्रायः केही प्रदर्शन सीमाहरू हुन्छन्, त्यसैले प्रत्येक कम्पोनेन्टको कार्यसम्पादन फाइदाहरू पूरै बनाउन र अनुप्रयोगको दायरा विस्तार गर्ने उद्देश्य प्राप्त गर्न विभिन्न पोलिसैकराइडहरू प्रायः मिश्रित हुन्छन्। 1980s को रूपमा, विभिन्न प्राकृतिक polysaccharides को कम्पाउन्डिङ मा अनुसन्धान पर्याप्त वृद्धि भएको छ [243]। स्वदेश र विदेशमा प्राकृतिक पोलिसेकराइड कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुसन्धानले मुख्यतया दही र गैर-दहीको कम्पाउन्ड प्रणाली र दुई प्रकारको गैर-दही पोलिस्याकराइडको कम्पाउन्ड प्रणालीमा केन्द्रित छ।
१.३.२.१ प्राकृतिक पोलिसेकराइड हाइड्रोजेलको वर्गीकरण
प्राकृतिक पोलिसेकराइडहरू जेल बनाउन सक्ने क्षमता अनुसार दही र गैर-कर्डलानमा विभाजन गर्न सकिन्छ। केही पोलिसेकराइडहरूले आफैंले जेलहरू बनाउन सक्छन्, त्यसैले तिनीहरूलाई दही भनिन्छ, जस्तै carrageenan, आदि। अरूमा आफैंमा gelling गुणहरू छैनन्, र तिनीहरूलाई गैर-दही पोलिसाकराइड भनिन्छ, जस्तै xanthan गम।
हाइड्रोजेलहरू जलीय घोलमा प्राकृतिक दहीलाई विघटन गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ। नतिजा जेलको थर्मोभर्सबिलिटी र यसको मोड्युलसको तापमान निर्भरताको आधारमा, यसलाई निम्न चार विभिन्न प्रकारहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ [244]:
(१) क्रायोजेल, पोलिसेकराइड घोलले कम तापमानमा मात्र जेल प्राप्त गर्न सक्छ, जस्तै क्यारेजनन।
(२) थर्मली प्रेरित जेल, पोलिसैकराइड समाधानले मात्र उच्च तापमानमा जेल प्राप्त गर्न सक्छ, जस्तै ग्लुकोमनन।
(३) पोलिसेकराइड समाधानले कम तापक्रममा जेल मात्र प्राप्त गर्न सक्दैन, तर उच्च तापक्रममा जेल पनि प्राप्त गर्न सक्छ, तर मध्यवर्ती तापक्रममा समाधान अवस्था प्रस्तुत गर्दछ।
(4) समाधानले बीचमा एक निश्चित तापमानमा मात्र जेल प्राप्त गर्न सक्छ। विभिन्न प्राकृतिक दहीको आफ्नै महत्वपूर्ण (न्यूनतम) एकाग्रता छ, जसको माथि जेल प्राप्त गर्न सकिन्छ। जेल को महत्वपूर्ण एकाग्रता polysaccharide आणविक श्रृंखला को निरन्तर लम्बाइ संग सम्बन्धित छ; जेलको शक्ति समाधानको एकाग्रता र आणविक वजनबाट धेरै प्रभावित हुन्छ, र सामान्यतया, एकाग्रता बढ्दै जाँदा जेलको शक्ति बढ्छ [२४५]।
1.3.2.2 दही र गैर दहीको मिश्रित प्रणाली
दहीको साथ गैर-कर्डलान कम्पाउन्डिंगले सामान्यतया पोलिसैकराइड्स [246] को जेल शक्ति सुधार गर्दछ। konjac गम र carrageenan को कम्पाउन्डिंगले कम्पोजिट जेल नेटवर्क संरचनाको स्थिरता र जेल लोच बढाउँछ, र यसको जेल शक्तिमा उल्लेखनीय सुधार गर्दछ। Wei Yu et al। कम्पाउन्ड carrageenan र konjac गम, र मिश्रित पछि जेल संरचना छलफल। अध्ययनले पत्ता लगायो कि carrageenan र konjac गम कम्पाउन्डिंग पछि, एक synergistic प्रभाव उत्पादन भएको थियो, र carrageenan द्वारा हावी भएको नेटवर्क संरचना गठन भएको थियो, कोन्जाक गम यसमा फैलिएको छ, र यसको जेल नेटवर्क शुद्ध carrageenan [247] भन्दा घना छ। कोह्यामा आदि। carrageenan/konjac गमको यौगिक प्रणालीको अध्ययन गर्यो, र परिणामहरूले देखायो कि konjac गमको आणविक तौलको निरन्तर वृद्धिसँगै, समग्र जेलको फुट्ने तनाव बढ्दै गयो; विभिन्न आणविक तौल भएको konjac गमले समान जेल गठन देखायो। तापमान। यस कम्पाउन्ड प्रणालीमा, जेल सञ्जालको गठन carrageenan द्वारा गरिएको छ, र दुई curdlan अणुहरू बीचको अन्तरक्रियाले कमजोर क्रस-लिङ्क गरिएका क्षेत्रहरू [248] को गठनमा परिणाम दिन्छ। निशिनारी आदि। gellan gum/konjac गम कम्पाउन्ड प्रणालीको अध्ययन गर्यो, र परिणामहरूले देखायो कि कम्पाउन्ड जेलमा monovalent cations को प्रभाव अधिक स्पष्ट थियो। यसले प्रणाली मोडुलस र जेल गठन तापमान बढाउन सक्छ। Divalent cations ले एक निश्चित हदसम्म कम्पोजिट जेलको गठनलाई बढावा दिन सक्छ, तर अत्यधिक मात्राले चरण विभाजनको कारण बनाउँछ र प्रणालीको मोड्युलस कम गर्नेछ [246]। Breneer et al। carrageenan, locust बीन गम र konjac गम को कम्पाउन्डिङ अध्ययन गर्यो, र पत्ता लगायो कि carrageenan, locust bean गम र konjac गमले synergistic प्रभावहरू उत्पादन गर्न सक्छ, र इष्टतम अनुपात सलह बीन गम/carrageenan 1:5.5, konjac gum/carrageen गम:1 , र जब तीन एक साथ मिश्रित हुन्छन्, synergistic प्रभाव carrageenan/konjac gum को जस्तै हुन्छ, यसले संकेत गर्दछ कि तीन को कुनै विशेष कम्पाउन्डिङ छैन। अन्तरक्रिया [२४९]
1.3.2.2 दुई गैर-दही कम्पाउन्ड प्रणालीहरू
जेल गुणहरू नभएका दुई प्राकृतिक पोलिसेकराइडहरूले कम्पाउन्डिङ मार्फत जेल गुणहरू प्रदर्शन गर्न सक्छन्, परिणामस्वरूप जेल उत्पादनहरू [250]। xanthan गम संग सलह बीन गम को संयोजन एक synergistic प्रभाव पैदा गर्दछ जसले नयाँ gels को गठन प्रेरित गर्दछ [251]। कम्पाउन्डिङका लागि कोन्जाक ग्लुकोमनानमा xanthan गम थपेर नयाँ जेल उत्पादन पनि प्राप्त गर्न सकिन्छ [252]। Wei Yanxia et al। सलह बीन गम र xanthan गम को जटिल को rheological गुणहरु को अध्ययन। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि सलह बीन गम र xanthan गम को कम्पाउन्ड एक synergistic प्रभाव उत्पादन गर्दछ। जब कम्पाउन्ड भोल्युम अनुपात 4: 6 हो, सबैभन्दा बलियो synergistic प्रभाव [253]। Fitzsimons et al। कोठाको तापक्रममा र तताउने अवस्थामा xanthan गमसँग मिश्रित konjac glucomannan। नतिजाहरूले देखाए कि सबै यौगिकहरूले जेल गुणहरू प्रदर्शन गरे, दुई बीचको समन्वयात्मक प्रभावलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ। कम्पाउन्डिङ तापमान र xanthan गम को संरचनात्मक अवस्था दुई [254] बीचको अन्तरक्रियालाई असर गर्दैन। गुओ शाउजुन र अन्यले सुँगुरको मल बीन गम र ज्यान्थन गमको मूल मिश्रणको अध्ययन गरे, र परिणामहरूले देखाए कि सुँगुरको मल बीन गम र xanthan गममा बलियो समन्वयात्मक प्रभाव छ। सुँगुरको मल बीन गम र xanthan गम कम्पाउन्ड चिपकने इष्टतम कम्पाउन्डिङ अनुपात 6/4 (w/w) हो। यो सोयाबीन गम को एकल घोल को 102 गुणा छ, र जेल बनाइन्छ जब कम्पाउन्ड गम को एकाग्रता 0.4% पुग्छ। यौगिक चिपकने वाला उच्च चिपचिपापन, राम्रो स्थिरता र rheological गुण छ, र एक उत्कृष्ट खाद्य-गम [255] हो।
1.3.3 बहुलक कम्पोजिटहरूको अनुकूलता
अनुकूलता, थर्मोडायनामिक दृष्टिकोणबाट, आणविक-स्तर अनुकूलता प्राप्त गर्नलाई जनाउँछ, जसलाई पारस्परिक घुलनशीलता पनि भनिन्छ। Flory-Huggins मोडेल सिद्धान्त अनुसार, कम्पाउन्डिङ प्रक्रियाको समयमा बहुलक यौगिक प्रणालीको मुक्त ऊर्जा परिवर्तन गिब्स मुक्त ऊर्जा सूत्र अनुरूप छ:
△���=△���-T△S (१-१)
ती मध्ये, △���जटिल मुक्त ऊर्जा हो, △���जटिल ताप हो, जटिल एन्ट्रोपी हो; निरपेक्ष तापमान छ; जटिल प्रणाली एक उपयुक्त प्रणाली हो जब मुक्त ऊर्जा परिवर्तन हुन्छ △���जटिल प्रक्रिया को समयमा [256]।
धेरै थोरै प्रणालीहरूले थर्मोडायनामिक अनुकूलता हासिल गर्न सक्छन् भन्ने तथ्यबाट मिसिबिलिटीको अवधारणा उत्पन्न हुन्छ। मिसिबिलिटीले समरूप कम्प्लेक्सहरू बनाउन विभिन्न घटकहरूको क्षमतालाई बुझाउँछ, र सामान्यतया प्रयोग गरिएको मापदण्ड भनेको कम्प्लेक्सहरूले एकल गिलास संक्रमण बिन्दु प्रदर्शन गर्दछ।
थर्मोडायनामिक अनुकूलताबाट भिन्न, सामान्यीकृत अनुकूलताले कम्पाउन्ड प्रणालीमा प्रत्येक घटकको एकअर्कालाई समायोजन गर्ने क्षमतालाई बुझाउँछ, जुन व्यावहारिक दृष्टिकोणबाट प्रस्तावित छ [257]।
सामान्यीकृत अनुकूलताको आधारमा, बहुलक यौगिक प्रणालीहरू पूर्ण रूपमा उपयुक्त, आंशिक रूपमा मिल्दो र पूर्ण रूपमा असंगत प्रणालीहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ। पूर्णतया मिल्दो प्रणालीको अर्थ यौगिक आणविक स्तरमा थर्मोडायनामिक रूपमा मिसाइबल छ; आंशिक रूपमा मिल्दो प्रणाली भनेको कम्पाउन्ड निश्चित तापमान वा संरचना दायरा भित्र उपयुक्त छ; पूर्णतया असंगत प्रणाली भनेको यौगिक हो आणविक-स्तर मिसिबिलिटी कुनै पनि तापक्रम वा संरचनामा प्राप्त गर्न सकिँदैन।
केही संरचनात्मक भिन्नताहरू र विभिन्न पोलिमरहरू बीचको संरचनात्मक एन्ट्रोपीको कारण, धेरैजसो बहुलक जटिल प्रणालीहरू आंशिक रूपमा मिल्दो वा असंगत छन् [11, 12]। कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण विभाजन र मिश्रणको स्तरमा निर्भर गर्दै, आंशिक रूपमा मिल्दो प्रणालीको अनुकूलता पनि धेरै फरक हुनेछ [११]। पोलिमर कम्पोजिटहरूको म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू तिनीहरूको आन्तरिक माइक्रोस्कोपिक आकार विज्ञान र प्रत्येक घटकको भौतिक र रासायनिक गुणहरूसँग नजिकबाट सम्बन्धित छन्। 240], त्यसैले यो सूक्ष्म आकारविज्ञान र यौगिक प्रणालीको अनुकूलता अध्ययन गर्न ठूलो महत्त्व छ।
बाइनरी यौगिकहरूको अनुकूलताको लागि अनुसन्धान र विशेषता विधिहरू:
(1) ग्लास संक्रमण तापमान T���तुलना विधि। तुलना गर्दा टि���T संग कम्पाउन्ड को���यसको कम्पोनेन्टहरू, यदि केवल एक टी���कम्पाउन्डमा देखिन्छ, कम्पाउन्ड प्रणाली एक उपयुक्त प्रणाली हो; यदि त्यहाँ दुई T छन्���र दुई टी���यौगिकको स्थितिहरू दुई समूहहरूमा छन् बिन्दु T को बीचमा���यौगिक प्रणाली आंशिक रूपमा मिल्दो प्रणाली हो भनेर संकेत गर्दछ; यदि त्यहाँ दुई T छन्���, र तिनीहरू दुई घटक T को स्थानहरूमा अवस्थित छन्���, यसले संकेत गर्दछ कि कम्पाउन्ड प्रणाली एक असंगत प्रणाली हो।
T���तुलना विधिमा प्रायः प्रयोग हुने परीक्षण उपकरणहरू डायनामिक थर्मोमेकानिकल विश्लेषक (DMA) र विभेदक स्क्यानिङ क्यालोरिमिटर (DSC) हुन्। यो विधिले तुरुन्तै कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलताको न्याय गर्न सक्छ, तर यदि टी���दुई कम्पोनेन्टहरू समान छन्, एकल T���कम्पाउन्डिङ पछि पनि देखा पर्नेछ, त्यसैले यो विधिमा केही कमजोरीहरू छन् [१०]।
(2) रूपात्मक अवलोकन विधि। पहिले, यौगिकको म्याक्रोस्कोपिक मोर्फोलोजी अवलोकन गर्नुहोस्। यदि यौगिकमा स्पष्ट चरण विभाजन छ भने, यो प्रारम्भिक रूपमा यौगिक प्रणाली एक असंगत प्रणाली हो भनेर न्याय गर्न सकिन्छ। दोस्रो, माइक्रोस्कोपिक आकारविज्ञान र यौगिकको चरण संरचना माइक्रोस्कोप द्वारा अवलोकन गरिन्छ। दुई कम्पोनेन्टहरू जुन पूर्ण रूपमा मिल्दो छन् एक समान अवस्था बनाउँदछ। तसर्थ, राम्रो अनुकूलता भएको कम्पाउन्डले समान चरण वितरण र सानो फैलिएको चरण कण आकार अवलोकन गर्न सक्छ। र धमिलो इन्टरफेस।
प्रायः टोपोग्राफी अवलोकन विधिमा प्रयोग हुने परीक्षण उपकरणहरू अप्टिकल माइक्रोस्कोप र स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप (SEM) हुन्। टोपोग्राफी अवलोकन विधिलाई अन्य विशेषता विधिहरूसँग संयोजनमा सहायक विधिको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।
(३) पारदर्शिता विधि। आंशिक रूपमा मिल्दो कम्पाउन्ड प्रणालीमा, दुई घटकहरू निश्चित तापमान र संरचना दायरा भित्र मिल्दो हुन सक्छन्, र चरण विभाजन यस दायरा बाहिर हुनेछ। एकसमान प्रणालीबाट दुई-चरण प्रणालीमा कम्पाउन्ड प्रणालीको रूपान्तरणको प्रक्रियामा, यसको प्रकाश प्रसारण परिवर्तन हुनेछ, त्यसैले यौगिकको पारदर्शिता अध्ययन गरेर यसको अनुकूलता अध्ययन गर्न सकिन्छ।
यो विधि केवल सहायक विधिको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, किनभने जब दुई बहुलकहरूको अपवर्तक सूचकांकहरू समान हुन्छन्, दुई असंगत पोलिमरहरूलाई कम्पाउन्ड गरेर प्राप्त कम्पाउन्ड पनि पारदर्शी हुन्छ।
(4) Rheological विधि। यस विधिमा, कम्पाउन्डको भिस्कोइलेस्टिक प्यारामिटरहरूको अचानक परिवर्तनलाई चरण विभाजनको संकेतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, उदाहरणका लागि, चिपचिपापन-तापमान वक्रको अचानक परिवर्तन चरण विभाजन चिन्ह लगाउन प्रयोग गरिन्छ, र स्पष्ट परिवर्तनको अचानक परिवर्तन। शियर तनाव-तापमान वक्र चरण विभाजन को संकेत को रूप मा प्रयोग गरिन्छ। कम्पाउन्डिङ पछि चरण विभाजन बिना कम्पाउन्डिङ प्रणाली राम्रो अनुकूलता छ, र चरण विभाजन संग असंगत वा आंशिक रूपमा मिल्दो प्रणाली [258]।
(5) हानको वक्र विधि। हानको वक्र lg छ���'(���) lg G", यदि यौगिक प्रणालीको हानको वक्रमा कुनै तापक्रम निर्भरता छैन, र विभिन्न तापक्रममा हानको वक्रले मुख्य वक्र बनाउँछ भने, यौगिक प्रणाली उपयुक्त छ; यदि यौगिक प्रणाली उपयुक्त छ भने हानको वक्र तापक्रममा निर्भर हुन्छ। यदि हानको वक्र फरक तापक्रममा एकअर्काबाट अलग छ र मुख्य वक्र बनाउन सक्दैन भने, यौगिक प्रणाली असंगत वा आंशिक रूपमा मिल्दो छ। त्यसकारण, कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलता हानको वक्रको विभाजन अनुसार न्याय गर्न सकिन्छ।
(6) समाधान चिपचिपापन विधि। यो विधिले कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलतालाई चित्रण गर्न समाधान चिपचिपापनको परिवर्तन प्रयोग गर्दछ। विभिन्न समाधान सांद्रता अन्तर्गत, कम्पाउन्डको चिपचिपापन संरचना विरुद्ध प्लट गरिएको छ। यदि यो एक रैखिक सम्बन्ध हो भने, यसको मतलब यौगिक प्रणाली पूर्ण रूपमा उपयुक्त छ; यदि यो एक nonlinear सम्बन्ध हो भने, यसको मतलब यौगिक प्रणाली आंशिक रूपमा उपयुक्त छ; यदि यो S आकारको वक्र हो भने, यसले यौगिक प्रणाली पूर्णतया असंगत छ भनेर देखाउँछ [१०]।
(7) इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी। दुई पोलिमरहरू कम्पाउन्ड गरिसकेपछि, यदि अनुकूलता राम्रो छ भने, त्यहाँ हाइड्रोजन बन्डहरू जस्ता अन्तरक्रियाहरू हुनेछन्, र पोलिमर चेनमा प्रत्येक समूहको इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रममा विशेषता समूहहरूको ब्यान्ड स्थितिहरू परिवर्तन हुनेछन्। जटिल र प्रत्येक कम्पोनेन्टको विशेषता समूह ब्यान्डहरूको अफसेटले जटिल प्रणालीको अनुकूलतालाई न्याय गर्न सक्छ।
थप रूपमा, थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषकहरू, एक्स-रे विवर्तन, सानो कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ, लाइट स्क्याटरिङ, न्यूट्रोन इलेक्ट्रोन स्क्याटरिङ, आणविक चुम्बकीय अनुनाद र अल्ट्रासोनिक प्रविधिहरू [१०] द्वारा कम्प्लेक्सहरूको अनुकूलता पनि अध्ययन गर्न सकिन्छ।
1.3.4 hydroxypropyl methylcellulose/hydroxypropyl starch compounding को अनुसन्धान प्रगति
१.३.४.१ हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज र अन्य पदार्थहरूको कम्पाउन्डिङ
HPMC र अन्य पदार्थहरूको यौगिकहरू मुख्यतया ड्रग-नियन्त्रित रिलीज प्रणाली र खाद्य वा सड्ने फिल्म प्याकेजिङ्ग सामग्रीहरूमा प्रयोग गरिन्छ। औषधि-नियन्त्रित रिलीजको प्रयोगमा, प्राय: एचपीएमसीसँग कम्पाउन्ड गरिएका पोलिमरहरूमा सिंथेटिक पोलिमरहरू जस्तै पोलिभिनिल अल्कोहल (पीवीए), ल्याक्टिक एसिड-ग्लाइकोलिक एसिड कोपोलिमर (पीएलजीए) र पोलीकाप्रोल्याक्टोन (पीसीएल), साथै प्रोटीनहरू, प्राकृतिक पोलिमरहरू समावेश हुन्छन्। polysaccharides। अब्देल-जाहेर र अन्य। संरचनात्मक संरचना, थर्मल स्थिरता र HPMC/PVA कम्पोजिटहरूको प्रदर्शनसँग तिनीहरूको सम्बन्धको अध्ययन गर्यो, र नतिजाहरूले देखाए कि दुई पोलिमरहरूको उपस्थितिमा केही गलतपन छ [259]। Zabihi et al। इन्सुलिनको नियन्त्रित र दिगो रिलीजको लागि माइक्रोक्याप्सुलहरू तयार गर्न HPMC/PLGA कम्प्लेक्स प्रयोग गरियो, जसले पेट र आन्द्रा [260] मा निरन्तर रिलीज प्राप्त गर्न सक्छ। जावेद आदि। कम्पाउन्ड हाइड्रोफिलिक HPMC र हाइड्रोफोबिक PCL र HPMC/PCL कम्प्लेक्सहरूलाई माइक्रोक्याप्सुल सामग्रीको रूपमा ड्रग नियन्त्रित र दिगो रिलीजको लागि प्रयोग गरियो, जुन कम्पाउन्डिङ अनुपात समायोजन गरेर मानव शरीरको विभिन्न भागहरूमा जारी गर्न सकिन्छ [261]। Ding et al। rheological गुणहरू जस्तै चिपचिपापन, गतिशील viscoelasticity, क्रिप रिकभरी, र HPMC/कोलेजन कम्प्लेक्सको थिक्सोट्रोपी नियन्त्रित औषधि रिलीजको क्षेत्रमा प्रयोग गरिएको, औद्योगिक अनुप्रयोगहरूको लागि सैद्धान्तिक मार्गदर्शन प्रदान गरी अध्ययन गर्यो [262]। अर्थनारी, कै र राई आदि। [२६३-२६५] एचपीएमसी र पोलिसेकराइड्सको कम्प्लेक्सहरू जस्तै किटोसन, xanthan गम, र सोडियम एल्जिनेटलाई भ्याक्सिन र औषधि निरन्तर रिलीजको प्रक्रियामा लागू गरियो, र नतिजाहरूले नियन्त्रणयोग्य औषधि रिलीज प्रभाव देखाए [२६३-२६५]।
खाद्य वा डिग्रेडेबल फिल्म प्याकेजिङ्ग सामग्रीको विकासमा, प्रायः एचपीएमसीसँग कम्पाउन्ड गरिएका पोलिमरहरू मुख्यतया प्राकृतिक पोलिमरहरू जस्तै लिपिड, प्रोटिन र पोलिसेकराइडहरू हुन्। Karaca, Fagundes र Contreras-Oliva et al। HPMC/लिपिड कम्प्लेक्सहरू सहित खाद्य मिश्रित झिल्लीहरू तयार पारियो, र तिनीहरूलाई क्रमशः प्लम, चेरी टमाटर र सिट्रसको संरक्षणमा प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि एचपीएमसी/लिपिड जटिल झिल्लीहरूले ताजा-राख्ने [266-268] को जीवाणुरोधी प्रभाव राम्रो थियो। शेट्टी, रुबिलर, र डिंग आदि। मेकानिकल गुणहरू, थर्मल स्थिरता, माइक्रोस्ट्रक्चर, र HPMC, रेशम प्रोटीन, मट्ठा प्रोटीन अलग, र कोलाजेन, क्रमशः [269-271] बाट तयार खाद्य मिश्रित फिल्महरूको कम्पोनेन्टहरू बीचको अन्तरक्रियाको अध्ययन गर्यो। एस्टेगलाल र अन्य। जैव-आधारित प्याकेजिङ्ग सामग्रीहरूमा प्रयोगको लागि खाद्य फिल्महरू तयार गर्न जिलेटिनको साथ HPMC बनाइएको [111]। प्रिया, कोन्डावेती, साकाटा र ओर्टेगा-टोरो आदि। क्रमशः HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/ethyl सेल्युलोज र HPMC/स्टार्च खाद्य मिश्रित फिल्महरू तयार पारियो, र तिनीहरूको थर्मल स्थिरता, मेकानिकल गुण गुणहरू, माइक्रोस्ट्रक्चर र जीवाणुरोधी गुणहरू [139, 272-274] अध्ययन गरियो। HPMC/PLA कम्पाउन्ड पनि खाद्य वस्तुहरूको लागि प्याकेजिङ्ग सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, सामान्यतया बाहिर निकालेर [२७५]।
खाद्य वा डिग्रेडेबल फिल्म प्याकेजिङ्ग सामग्रीको विकासमा, प्रायः एचपीएमसीसँग कम्पाउन्ड गरिएका पोलिमरहरू मुख्यतया प्राकृतिक पोलिमरहरू जस्तै लिपिड, प्रोटिन र पोलिसेकराइडहरू हुन्। Karaca, Fagundes र Contreras-Oliva et al। HPMC/लिपिड कम्प्लेक्सहरू सहित खाद्य मिश्रित झिल्लीहरू तयार पारियो, र तिनीहरूलाई क्रमशः प्लम, चेरी टमाटर र सिट्रसको संरक्षणमा प्रयोग गरियो। नतिजाहरूले देखाए कि एचपीएमसी/लिपिड जटिल झिल्लीहरूले ताजा-राख्ने [266-268] को जीवाणुरोधी प्रभाव राम्रो थियो। शेट्टी, रुबिलर, र डिंग आदि। मेकानिकल गुणहरू, थर्मल स्थिरता, माइक्रोस्ट्रक्चर, र HPMC, रेशम प्रोटीन, मट्ठा प्रोटीन अलग, र कोलाजेन, क्रमशः [269-271] बाट तयार खाद्य मिश्रित फिल्महरूको कम्पोनेन्टहरू बीचको अन्तरक्रियाको अध्ययन गर्यो। एस्टेगलाल र अन्य। जैव-आधारित प्याकेजिङ्ग सामग्रीहरूमा प्रयोगको लागि खाद्य फिल्महरू तयार गर्न जिलेटिनको साथ HPMC बनाइएको [111]। प्रिया, कोन्डावेती, साकाटा र ओर्टेगा-टोरो आदि। क्रमशः HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan, HPMC/ethyl सेल्युलोज र HPMC/स्टार्च खाद्य मिश्रित फिल्महरू तयार पारियो, र तिनीहरूको थर्मल स्थिरता, मेकानिकल गुण गुणहरू, माइक्रोस्ट्रक्चर र जीवाणुरोधी गुणहरू [139, 272-274] अध्ययन गरियो। HPMC/PLA कम्पाउन्ड पनि खाद्य वस्तुहरूको लागि प्याकेजिङ्ग सामग्रीको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, सामान्यतया बाहिर निकालेर [२७५]।
1.3.4.2 स्टार्च र अन्य पदार्थहरूको कम्पाउन्डिङ
स्टार्च र अन्य पदार्थहरूको कम्पाउन्डिङसम्बन्धी अनुसन्धान सुरुमा पोलिल्याक्टिक एसिड (पीएलए), पोलीकाप्रोल्याक्टोन (पीसीएल), पोलिब्युटेन सुसिनिक एसिड (पीबीएसए), इत्यादि सहित विभिन्न हाइड्रोफोबिक एलिफेटिक पोलिएस्टर पदार्थहरूमा केन्द्रित थियो। 276]। मुलर र अन्य। स्टार्च/पीएलए कम्पोजिटहरूको संरचना र गुणहरू र दुई बीचको अन्तरक्रियाको अध्ययन गर्यो, र परिणामहरूले देखायो कि दुई बीचको अन्तरक्रिया कमजोर थियो र कम्पोजिटहरूको मेकानिकल गुणहरू कमजोर थिए [२७७]। Correa, Komur र Diaz-Gomez et al। बायोडिग्रेडेबल सामग्री, बायोमेडिकल सामग्री र टिस्यु इन्जिनियरिङ मचान सामग्री [२७८-२८०] को विकासमा लागू गरिएका स्टार्च/पीसीएल कम्प्लेक्सको मेकानिकल गुणहरू, rheological गुणहरू, जेल गुणहरू र अनुकूलताको अध्ययन गरियो। Ohkika et al। कोर्नस्टार्च र PBSA को मिश्रण धेरै आशाजनक छ भनेर फेला पारियो। जब स्टार्च सामग्री 5-30% हुन्छ, स्टार्च ग्रेन्युलहरूको सामग्री बढाउने मोड्युलस बढाउन सक्छ र ब्रेकमा तन्य तनाव र लम्बाइ कम गर्न सक्छ [281,282]। हाइड्रोफोबिक एलिफेटिक पलिएस्टर हाइड्रोफिलिक स्टार्चसँग थर्मोडायनामिक रूपमा असंगत छ, र विभिन्न कम्प्याटिबिलाइजरहरू र additives सामान्यतया स्टार्च र पलिएस्टर बीचको चरण इन्टरफेस सुधार गर्न थपिन्छन्। Szadkowska, Ferri, र Li et al। सिलानोल-आधारित प्लास्टिसाइजर, मेलिक एनहाइड्राइड अलसीको तेल, र स्टार्च/पीएलए कम्प्लेक्सको संरचना र गुणहरूमा कार्यात्मक वनस्पति तेल डेरिभेटिभहरूको प्रभावहरूको अध्ययन गर्यो, क्रमशः [283-285]। ओर्टेगा-टोरो, यू एट अल। सामग्री गुणहरू र स्थिरता [२८६, २८७] सुधार गर्न क्रमशः स्टार्च/पीसीएल कम्पाउन्ड र स्टार्च/पीबीएसए कम्पाउन्डलाई कम्प्याटिबिलाइज गर्न साइट्रिक एसिड र डिफेनिलमेथेन डाइसोसायनेट प्रयोग गरियो।
हालका वर्षहरूमा, प्रोटिन, पोलिसेकराइड र लिपिड जस्ता प्राकृतिक पोलिमरहरूसँग स्टार्चको कम्पाउन्डिङमा थप अनुसन्धानहरू भएका छन्। Teklehaimanot, Sahin-Nadeen र Zhang et al क्रमशः स्टार्च/जेन, स्टार्च/व्ही प्रोटीन र स्टार्च/जिलेटिन कम्प्लेक्सको भौतिक रसायनिक गुणहरू अध्ययन गरे, र नतिजाहरू सबैले राम्रो नतिजा हासिल गरे, जुन खाना बायोमटेरियल र क्याप्सुलहरूमा लागू गर्न सकिन्छ [52, २८८, २८९]। Lozanno-Navarro, Talon र Ren et al। प्रकाश प्रसारण, मेकानिकल गुणहरू, जीवाणुरोधी गुणहरू र स्टार्च/chitosan कम्पोजिट फिल्महरूको chitosan एकाग्रता क्रमशः अध्ययन गरियो, र समग्र फिल्मको जीवाणुरोधी प्रभाव सुधार गर्न प्राकृतिक अर्क, चिया पोलिफेनोल र अन्य प्राकृतिक जीवाणुरोधी एजेन्टहरू थपियो। अनुसन्धान नतिजाहरूले देखाउँछन् कि स्टार्च / चिटोसन कम्पोजिट फिल्ममा खाना र औषधिको सक्रिय प्याकेजिङमा ठूलो क्षमता छ [२९०-२९२]। कौशिक, घान्बरजादेह, अर्भानितोयान्निस, र झांग आदि। क्रमशः स्टार्च/सेलुलोज नैनोक्रिस्टल्स, स्टार्च/कार्बोक्सिमथिलसेलुलोज, स्टार्च/मिथाइलसेल्युलोज, र स्टार्च/हाइड्रोक्सीप्रोपाइलमेथाइलसेल्युलोज कम्पोजिट फिल्महरू, र खाद्य/बायोडिग्रेडेबल प्याकेजिङ्ग सामग्रीहरूमा मुख्य अनुप्रयोगहरू [२९३-२९५] को गुणहरू अध्ययन गरियो। Dafe, Jumaidin र Lascombes et al। स्टार्च/फूड गम यौगिकहरू जस्तै स्टार्च/पेक्टिन, स्टार्च/अगर र स्टार्च/कारागेनन, मुख्य रूपमा खाना र खाद्य प्याकेजिङको क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ [२९६-२९८]। ट्यापियोका स्टार्च/मकैको तेल, स्टार्च/लिपिड कम्प्लेक्सको भौतिक रासायनिक गुणहरू पेरेज, डे एट अल द्वारा अध्ययन गरिएको थियो, मुख्यतया बाहिर निकालिएको खाद्य पदार्थहरूको उत्पादन प्रक्रियालाई मार्गदर्शन गर्न [299, 300]।
१.३.४.३ हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज र स्टार्चको कम्पाउन्डिङ
हाल, देश र विदेशमा एचपीएमसी र स्टार्चको कम्पाउन्ड प्रणालीमा धेरै अध्ययनहरू छैनन्, र तिनीहरूमध्ये धेरैले स्टार्चको बुढ्यौली घटना सुधार गर्न स्टार्च म्याट्रिक्समा थोरै मात्रामा एचपीएमसी थपिरहेका छन्। Jimenez et al। स्टार्च झिल्लीको पारगम्यता सुधार गर्न नेटिभ स्टार्चको उमेर घटाउन HPMC प्रयोग गर्यो। परिणामहरूले देखाए कि एचपीएमसी थप्दा स्टार्चको उमेर घट्यो र कम्पोजिट झिल्लीको लचिलोपन बढ्यो। कम्पोजिट झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यता उल्लेखनीय रूपमा बढेको थियो, तर वाटरप्रूफ प्रदर्शन भएन। कति परिवर्तन भएको छ [३०१]। Villacres, Basch et al। एचपीएमसी/स्टार्च कम्पोजिट फिल्म प्याकेजिङ्ग सामग्रीहरू तयार गर्न एचपीएमसी र ट्यापियोका स्टार्चलाई कम्पाउन्ड गरियो, र कम्पोजिट फिल्ममा ग्लिसरीनको प्लाष्टिकाइजिङ प्रभाव र कम्पोजिट फिल्मको एन्टिब्याक्टेरियल गुणहरूमा पोटासियम सरबेट र निसिनको प्रभावहरूको अध्ययन गरियो। नतिजाहरूले देखाउँछ कि एचपीएमसी सामग्रीको बृद्धि संग, मिश्रित फिल्मको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति बढेको छ, ब्रेकमा लम्बाइ घटेको छ, र पानीको वाष्प पारगम्यतामा कम प्रभाव छ; पोटासियम सोर्बेट र निसिन दुबैले कम्पोजिट फिल्मलाई सुधार गर्न सक्छ। दुई एन्टिब्याक्टेरियल एजेन्टहरूको एन्टिब्याक्टेरियल प्रभाव राम्रो हुन्छ जब सँगै प्रयोग गरिन्छ [112, 302]। ओर्टेगा-टोरो एट अल। HPMC/स्टार्च हट-प्रेस गरिएको कम्पोजिट झिल्लीको गुणहरू अध्ययन गर्यो, र कम्पोजिट झिल्लीको गुणहरूमा साइट्रिक एसिडको प्रभावको अध्ययन गर्यो। परिणामहरूले देखाए कि HPMC स्टार्च निरन्तर चरणमा फैलिएको थियो, र साइट्रिक एसिड र HPMC दुबै स्टार्चको उमेरमा प्रभाव पारेको थियो। निषेध को एक निश्चित डिग्री [139]। Ayorinde et al। मौखिक अमलोडिपाइनको कोटिंगको लागि HPMC/स्टार्च कम्पोजिट फिल्म प्रयोग गरियो, र परिणामहरूले देखायो कि कम्पोजिट फिल्मको विघटन समय र रिलीज दर धेरै राम्रो थियो [303]।
Zhao Ming et al। HPMC चलचित्रहरूको पानी अवधारण दरमा स्टार्चको प्रभावको अध्ययन गर्यो, र परिणामहरूले देखायो कि स्टार्च र HPMC को एक निश्चित synergistic प्रभाव थियो, जसको परिणामस्वरूप पानी प्रतिधारण दर [304] मा समग्र वृद्धि भयो। Zhang et al। HPMC/HPS कम्पाउन्डको फिल्म गुणहरू र समाधानको rheological गुणहरू अध्ययन गरियो। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीसँग निश्चित अनुकूलता छ, यौगिक झिल्ली प्रदर्शन राम्रो छ, र HPS को HPMC को rheological गुणहरूमा राम्रो सन्तुलन प्रभाव छ [305, 306]। उच्च HPMC सामग्री भएको HPMC/स्टार्च कम्पाउन्ड प्रणालीमा थोरै अध्ययनहरू छन्, र तिनीहरूमध्ये धेरैजसो कम प्रदर्शन अनुसन्धानमा छन्, र यौगिक प्रणालीमा सैद्धान्तिक अनुसन्धान अपेक्षाकृत कमी छ, विशेष गरी HPMC/HPS को जेल कोल्ड-ताट उल्टो। - चरण मिश्रित जेल। मेकानिस्टिक अध्ययनहरू अझै खाली अवस्थामा छन्।
1.4 बहुलक कम्प्लेक्सको रियोलोजी
बहुलक सामग्रीहरू प्रशोधन गर्ने प्रक्रियामा, प्रवाह र विकृति अनिवार्य रूपमा देखा पर्नेछ, र rheology त्यो विज्ञान हो जसले सामग्रीको प्रवाह र विरूपण नियमहरू अध्ययन गर्दछ [307]। प्रवाह तरल पदार्थको सम्पत्ति हो, जबकि विरूपण ठोस (क्रिस्टलाइन) सामग्रीको सम्पत्ति हो। तरल प्रवाह र ठोस विकृतिको सामान्य तुलना निम्नानुसार छ:
बहुलक सामग्रीको व्यावहारिक औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा, तिनीहरूको चिपचिपापन र भिस्कोइलास्टिकिटीले तिनीहरूको प्रशोधन प्रदर्शन निर्धारण गर्दछ। प्रशोधन र मोल्डिंग को प्रक्रिया मा, कतरनी दर को परिवर्तन संग, बहुलक सामाग्री को चिपचिपापन परिमाण को धेरै आदेश को एक ठूलो परिमाण हुन सक्छ। परिवर्तन गर्नुहोस् [308]। भिस्कोसिटी र शीयर थिनिङ जस्ता Rheological गुणहरूले पोलिमर सामग्रीको प्रशोधन गर्दा पम्पिङ, पर्फ्युजन, फैलावट र स्प्रेइङको नियन्त्रणलाई प्रत्यक्ष रूपमा असर गर्छ र पोलिमर सामग्रीको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण गुणहरू हुन्।
1.4.1 पोलिमरहरूको भिस्कोइलास्टिकिटी
बाह्य बल अन्तर्गत, बहुलक तरलले प्रवाह मात्र गर्न सक्दैन, तर विरूपण पनि देखाउँदछ, एक प्रकारको "भिस्कोइलास्टिकिटी" प्रदर्शन देखाउँदछ, र यसको सार "ठोस-तरल दुई-चरण" [३०९] को सहअस्तित्व हो। यद्यपि, यो viscoelasticity साना विकृतिहरूमा रैखिक viscoelasticity होइन, तर nonlinear viscoelasticity जहाँ सामग्रीले ठूलो विरूपण र लामो समयसम्म तनाव प्रदर्शन गर्दछ [310]।
प्राकृतिक पोलिसेकराइड जलीय घोललाई हाइड्रोसोल पनि भनिन्छ। पातलो घोलमा, पोलिसैकराइड म्याक्रोमोलिक्युलहरू एकअर्काबाट अलग गरिएको कुण्डलको रूपमा हुन्छन्। जब एकाग्रता निश्चित मानमा बढ्छ, म्याक्रोमोलेकुलर कुण्डलहरू एकअर्कालाई अन्तर्निहित र ओभरल्याप गर्दछ। मानलाई महत्त्वपूर्ण एकाग्रता भनिन्छ [311]। आलोचनात्मक एकाग्रताको तल, समाधानको चिपचिपाहट अपेक्षाकृत कम छ, र यो न्युटोनियन तरल पदार्थ व्यवहार देखाउँदै, शियर दरले प्रभावित हुँदैन; जब महत्वपूर्ण एकाग्रता पुग्छ, मूल रूपमा अलगावमा सर्ने म्याक्रोमोलिक्युलहरू एकअर्कासँग फँस्न थाल्छन्, र समाधानको चिपचिपापन उल्लेखनीय रूपमा बढ्छ। वृद्धि [312]; जब एकाग्रता महत्वपूर्ण एकाग्रता भन्दा बढि हुन्छ, कतरनी पातलो अवलोकन गरिन्छ र समाधानले गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ व्यवहार प्रदर्शन गर्दछ [245]।
केही हाइड्रोसोलहरूले केही परिस्थितिहरूमा जेलहरू बनाउन सक्छन्, र तिनीहरूको भिस्कोइलास्टिक गुणहरू सामान्यतया भण्डारण मोडुलस G', घाटा मोडुलस G" र तिनीहरूको आवृत्ति निर्भरता द्वारा विशेषता हुन्छन्। भण्डारण मोड्युलस प्रणालीको लोचसँग मेल खान्छ, जबकि घाटा मोडुलस प्रणालीको चिपचिपापनसँग मेल खान्छ [311]। पातलो समाधानहरूमा, अणुहरू बीच कुनै उलझन हुँदैन, त्यसैले फ्रिक्वेन्सीको विस्तृत दायरामा, G′ G″ भन्दा धेरै सानो हुन्छ, र बलियो आवृत्ति निर्भरता देखाउँदछ। G′ र G″ फ्रिक्वेन्सी ω र यसको चतुर्भुजको समानुपातिक भएकाले, फ्रिक्वेन्सी उच्च हुँदा, G′ > G″। जब एकाग्रता महत्वपूर्ण एकाग्रता भन्दा उच्च हुन्छ, G′ र G″ अझै पनि आवृत्ति निर्भरता हुन्छ। जब फ्रिक्वेन्सी कम हुन्छ, G′ <G″, र फ्रिक्वेन्सी बिस्तारै बढ्दै जान्छ, दुई पार हुनेछन्, र G′> उच्च आवृत्ति क्षेत्र G” मा उल्टो हुनेछ।
प्राकृतिक पोलिसेकराइड हाइड्रोसोल जेलमा परिणत हुने महत्वपूर्ण बिन्दुलाई जेल पोइन्ट भनिन्छ। जेल पोइन्टका धेरै परिभाषाहरू छन्, र सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग गरिएको rheology मा गतिशील viscoelasticity को परिभाषा हो। जब प्रणालीको भण्डारण मोड्युलस G′ घाटा मोडुलस G″ को बराबर हुन्छ, यो जेल बिन्दु हो, र G′ > G″ जेल गठन [312, 313]।
केही प्राकृतिक पोलिसेकराइड अणुहरू कमजोर संघहरू बनाउँछन्, र तिनीहरूको जेल संरचना सजिलै नष्ट हुन्छ, र G' G भन्दा थोरै ठूलो हुन्छ", कम आवृत्ति निर्भरता देखाउँदै; जबकि केही प्राकृतिक पोलिसेकराइड अणुहरूले स्थिर क्रस-लिङ्किङ क्षेत्रहरू बनाउन सक्छन्, जुन जेल संरचना बलियो छ, G′ G″ भन्दा धेरै ठूलो छ, र कुनै आवृत्ति निर्भरता छैन [311]।
1.4.2 बहुलक परिसरहरूको Rheological व्यवहार
पूर्णतया मिल्दो बहुलक यौगिक प्रणालीको लागि, कम्पाउन्ड एक समान प्रणाली हो, र यसको भिस्कोइलास्टिकिटी सामान्यतया एकल बहुलकको गुणहरूको योग हो, र यसको भिस्कोइलास्टिकिटी साधारण अनुभवजन्य नियमहरू द्वारा वर्णन गर्न सकिन्छ [314]। अभ्यासले प्रमाणित गरेको छ कि समरूप प्रणाली यसको यांत्रिक गुणहरूको सुधारको लागि अनुकूल छैन। यसको विपरित, चरण-विभाजित संरचनाहरूसँग केही जटिल प्रणालीहरूमा उत्कृष्ट प्रदर्शन छ [315]।
आंशिक रूपमा मिल्दो कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलता प्रणाली कम्पाउन्ड अनुपात, कतरन दर, तापमान र घटक संरचना, अनुकूलता वा चरण विभाजन देखाउने जस्ता कारकहरूद्वारा प्रभावित हुनेछ, र अनुकूलताबाट चरण विभाजनमा संक्रमण अपरिहार्य छ। प्रणाली को viscoelasticity मा महत्वपूर्ण परिवर्तन को लागी अग्रणी [316, 317]। हालैका वर्षहरूमा, आंशिक रूपमा मिल्दो बहुलक जटिल प्रणालीहरूको भिस्कोइलास्टिक व्यवहारमा धेरै अध्ययनहरू भएका छन्। अनुसन्धानले देखाउँछ कि संगतता क्षेत्रमा यौगिक प्रणालीको rheological व्यवहारले समानता प्रणालीको विशेषताहरू प्रस्तुत गर्दछ। चरण विभाजन क्षेत्रमा, rheological व्यवहार एकरूप क्षेत्र र अत्यन्त जटिल र पूर्ण रूपमा फरक छ।
प्रशोधन प्रविधिको सही चयन, सूत्रहरूको तर्कसंगत डिजाइन, उत्पादनको गुणस्तरमा कडा नियन्त्रण र उत्पादनको उचित कटौतीको लागि विभिन्न सांद्रता, कम्पाउन्डिङ रेसियो, सियर रेट, तापक्रम, आदि अन्तर्गत कम्पाउन्डिङ प्रणालीको rheological गुणहरू बुझ्न महत्त्वपूर्ण छ। ऊर्जा खपत। [३०९]। उदाहरणका लागि, तापमान-संवेदनशील सामग्रीहरूको लागि, तापमान समायोजन गरेर सामग्रीको चिपचिपापन परिवर्तन गर्न सकिन्छ। र प्रशोधन प्रदर्शन सुधार; सामग्रीको शियर थिनिङ क्षेत्र बुझ्नुहोस्, सामग्रीको प्रशोधन कार्यसम्पादन नियन्त्रण गर्नको लागि उपयुक्त कतरनी दर चयन गर्नुहोस्, र उत्पादन दक्षता सुधार गर्नुहोस्।
1.4.3 यौगिकको rheological गुणहरूलाई असर गर्ने कारकहरू
१.४.३.१ रचना
भौतिक र रासायनिक गुणहरू र यौगिक प्रणालीको आन्तरिक संरचना प्रत्येक घटकको गुणहरूको संयुक्त योगदान र घटकहरू बीचको अन्तरक्रियाको एक व्यापक प्रतिबिम्ब हो। तसर्थ, प्रत्येक घटकको भौतिक र रासायनिक गुणहरू नै यौगिक प्रणालीमा निर्णायक भूमिका खेल्छन्। विभिन्न पोलिमरहरू बीचको अनुकूलताको डिग्री व्यापक रूपमा भिन्न हुन्छ, केहि धेरै मिल्दो छन्, र केहि लगभग पूर्ण रूपमा असंगत छन्।
1.4.3.2 कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुपात
बहुलक यौगिक प्रणालीको भिस्कोइलास्टिकिटी र मेकानिकल गुणहरू यौगिक अनुपातको परिवर्तनसँग महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन हुनेछ। यो किनभने कम्पाउन्ड अनुपातले कम्पाउन्ड प्रणालीमा प्रत्येक घटकको योगदान निर्धारण गर्दछ, र प्रत्येक घटकलाई पनि असर गर्छ। अन्तरक्रिया र चरण वितरण। Xie Yajie et al। chitosan/hydroxypropyl cellulose को अध्ययन गर्यो र पत्ता लगायो कि कम्पाउन्डको चिपचिपाहट हाइड्रोक्सीप्रोपाइल सेलुलोज सामग्री [318] को वृद्धि संग उल्लेखनीय रूपमा बढेको छ। Zhang Yayuan et al। xanthan गम र मकैको स्टार्चको जटिलताको अध्ययन गरे र फेला पारे कि जब xanthan गमको अनुपात 10% थियो, जटिल प्रणालीको स्थिरता गुणांक, उपज तनाव र फ्लुइड इन्डेक्स उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो। स्पष्ट रूपमा [319]।
१.४.३.३ शियर दर
धेरैजसो पोलिमर तरल पदार्थहरू स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थहरू हुन्, जुन न्युटनको प्रवाहको नियमसँग मेल खाँदैन। मुख्य विशेषता यो हो कि चिपचिपापन मूल रूपमा कम कतरनी अन्तर्गत अपरिवर्तित छ, र चिपचिपापन कतरनी दर [308, 320] को वृद्धि संग तीव्र रूपमा घट्छ। पोलिमर तरल को प्रवाह वक्र लगभग तीन क्षेत्र मा विभाजित गर्न सकिन्छ: कम कतरनी न्यूटोनियन क्षेत्र, कतर पातलो क्षेत्र र उच्च कतरनी स्थिरता क्षेत्र। जब शियर दर शून्यमा जान्छ, तनाव र तनाव रैखिक हुन्छ, र तरलको प्रवाह व्यवहार न्यूटोनियन तरल पदार्थ जस्तै हुन्छ। यस समयमा, चिपचिपापन एक निश्चित मानमा जान्छ, जसलाई शून्य-शियर चिपचिपापन η0 भनिन्छ। η0 ले सामग्रीको अधिकतम विश्राम समय प्रतिबिम्बित गर्दछ र बहुलक सामग्रीको एक महत्त्वपूर्ण प्यारामिटर हो, जुन बहुलकको औसत आणविक वजन र चिपचिपा प्रवाहको सक्रियता ऊर्जासँग सम्बन्धित छ। शियर थिनिङ जोनमा, शियर दरको वृद्धिसँगै चिपचिपाहट बिस्तारै घट्दै जान्छ, र "शियर थिनिङ" को घटना हुन्छ। यो क्षेत्र बहुलक सामग्री को प्रशोधन मा एक विशिष्ट प्रवाह क्षेत्र हो। उच्च कतरनी स्थिरता क्षेत्रमा, कतरनी दर बढ्दै जाँदा, चिपचिपापन अर्को स्थिर, असीम कतरनी चिपचिपापन η∞ मा जान्छ, तर यो क्षेत्र पुग्न सामान्यतया गाह्रो हुन्छ।
1.4.3.4 तापक्रम
तापमानले प्रत्यक्ष रूपमा अणुहरूको अनियमित थर्मल गतिको तीव्रतालाई असर गर्छ, जसले अन्तरआणविक अन्तरक्रियाहरू जस्तै प्रसार, आणविक चेन अभिविन्यास, र उलझनलाई प्रभाव पार्न सक्छ। सामान्यतया, बहुलक सामग्री को प्रवाह को समयमा, आणविक चेन को आन्दोलन खण्ड मा गरिन्छ; तापक्रम बढ्दै जाँदा, मुक्त मात्रा बढ्छ, र खण्डहरूको प्रवाह प्रतिरोध घट्छ, त्यसैले चिपचिपाहट घट्छ। यद्यपि, केही पोलिमरहरूको लागि, तापक्रम बढ्दै जाँदा, चेनहरू बीच हाइड्रोफोबिक एसोसिएसन हुन्छ, त्यसैले चिपचिपापन बढ्छ।
बिभिन्न पोलिमरहरूको तापमानमा संवेदनशीलताको फरक डिग्री हुन्छ, र एउटै उच्च पोलिमरले विभिन्न तापमान दायराहरूमा यसको संयन्त्रको प्रदर्शनमा फरक प्रभाव पार्छ।
१.५ यस विषयको अनुसन्धानको महत्व, अनुसन्धान उद्देश्य र अनुसन्धान सामग्री
१.५.१ अनुसन्धानको महत्व
यद्यपि एचपीएमसी खाद्य र औषधिको क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने सुरक्षित र खाद्य सामग्री हो, यसमा राम्रो फिल्म बनाउने, फैलाउने, गाढा बनाउने र स्थिर गर्ने गुणहरू छन्। HPMC फिल्ममा राम्रो पारदर्शिता, तेल बाधा गुणहरू, र मेकानिकल गुणहरू छन्। यद्यपि, यसको उच्च मूल्य (लगभग 100,000/टन) ले यसको व्यापक अनुप्रयोगलाई सीमित गर्दछ, क्याप्सुलहरू जस्ता उच्च-मूल्य औषधि अनुप्रयोगहरूमा पनि। थप रूपमा, HPMC एक थर्मलली प्रेरित जेल हो, जुन कम तापक्रममा कम चिपचिपापनको साथ समाधान अवस्थामा अवस्थित हुन्छ, र उच्च तापक्रममा चिपचिपा ठोस-जस्तै जेल बनाउन सक्छ, त्यसैले कोटिंग, स्प्रे गर्ने र डुबाउने जस्ता प्रशोधन प्रक्रियाहरू बोक्नुपर्छ। उच्च तापमानमा बाहिर, उच्च उत्पादन ऊर्जा खपत र उच्च उत्पादन लागत। कम तापमानमा HPMC को कम चिपचिपापन र जेल शक्ति जस्ता गुणहरूले धेरै अनुप्रयोगहरूमा HPMC को प्रक्रियाशीलता कम गर्दछ।
यसको विपरित, HPS एक सस्तो (लगभग 20,000/टन) खाद्य सामग्री हो जुन खाद्य र औषधिको क्षेत्रमा पनि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। HPMC यति महँगो हुनुको कारण HPMC तयार गर्न प्रयोग गरिने कच्चा पदार्थ सेल्युलोज HPS को तयारी गर्न प्रयोग गरिने कच्चा माल स्टार्च भन्दा महँगो छ। थप रूपमा, एचपीएमसीलाई दुई विकल्पहरू, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल र मेथोक्सीसँग कलम गरिएको छ। नतिजाको रूपमा, तयारी प्रक्रिया धेरै जटिल छ, त्यसैले HPMC को मूल्य HPS को भन्दा धेरै उच्च छ। यो परियोजनाले केही महँगो HPMCs लाई कम मूल्यको HPS ले प्रतिस्थापन गर्ने र समान प्रकार्यहरू कायम राख्ने आधारमा उत्पादन मूल्य घटाउने आशा राखेको छ।
थप रूपमा, HPS एक चिसो जेल हो, जुन कम तापक्रममा भिस्कोइलास्टिक जेल अवस्थामा अवस्थित हुन्छ र उच्च तापक्रममा प्रवाहित समाधान बनाउँछ। त्यसकारण, HPMC मा HPS थप्दा HPMC को जेल तापमान घटाउन सक्छ र कम तापक्रममा यसको चिपचिपापन बढाउन सक्छ। र जेल शक्ति, कम तापमान मा यसको प्रक्रियाशीलता सुधार। यसबाहेक, HPS खाद्य फिल्ममा राम्रो अक्सिजन अवरोध गुणहरू छन्, त्यसैले HPMC मा HPS थप्दा खाद्य फिल्मको अक्सिजन अवरोध गुणहरू सुधार गर्न सकिन्छ।
संक्षेपमा, HPMC र HPS को संयोजन: पहिलो, यसको महत्त्वपूर्ण सैद्धान्तिक महत्त्व छ। HPMC एक तातो जेल हो, र HPS एक चिसो जेल हो। दुई कम्पाउन्ड गरेर, तातो र चिसो जेलहरू बीच सैद्धान्तिक रूपमा एक संक्रमण बिन्दु हो। HPMC/HPS चिसो र तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको स्थापना र यसको संयन्त्र अनुसन्धानले यस प्रकारको चिसो र तातो रिभर्स्ड-फेज जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुसन्धानको लागि नयाँ तरिका प्रदान गर्न सक्छ, स्थापित सैद्धान्तिक मार्गदर्शन। दोस्रो, यसले उत्पादन लागत घटाउन र उत्पादन नाफा सुधार गर्न सक्छ। HPS र HPMC को संयोजन मार्फत, कच्चा माल र उत्पादन ऊर्जा खपत को मामला मा उत्पादन लागत कम गर्न सकिन्छ, र उत्पादन नाफा धेरै सुधार गर्न सकिन्छ। तेस्रो, यसले प्रशोधन प्रदर्शन सुधार गर्न र अनुप्रयोग विस्तार गर्न सक्छ। HPS को थपले कम तापमानमा HPMC को एकाग्रता र जेल शक्ति बढाउन सक्छ, र कम तापक्रममा यसको प्रशोधन प्रदर्शन सुधार गर्न सक्छ। साथै, उत्पादन प्रदर्शन सुधार गर्न सकिन्छ। HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गर्न HPS थपेर, खाद्य फिल्मको अक्सिजन अवरोध गुणहरू सुधार गर्न सकिन्छ।
बहुलक यौगिक प्रणालीको अनुकूलताले प्रत्यक्ष रूपमा सूक्ष्म आकारविज्ञान र यौगिकको व्यापक गुणहरू, विशेष गरी मेकानिकल गुणहरू निर्धारण गर्न सक्छ। तसर्थ, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलता अध्ययन गर्न यो धेरै महत्त्वपूर्ण छ। HPMC र HPS दुबै हाइड्रोफिलिक पोलिसाकराइडहरू हुन् जसमा समान संरचनात्मक एकाइ-ग्लुकोज र एउटै कार्यात्मक समूह हाइड्रोक्साइप्रोपाइलद्वारा परिमार्जन गरिएको छ, जसले HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलतालाई धेरै सुधार गर्दछ। जे होस्, HPMC एक चिसो जेल हो र HPS एक तातो जेल हो, र दुईको उल्टो जेल व्यवहारले HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण विभाजन घटनालाई निम्त्याउँछ। संक्षेपमा, HPMC/HPS चिसो-तातो जेल कम्पोजिट प्रणालीको चरण आकार विज्ञान र चरण संक्रमण एकदम जटिल छ, त्यसैले यस प्रणालीको अनुकूलता र चरण विभाजन धेरै रोचक हुनेछ।
बहुलक जटिल प्रणालीहरूको रूपात्मक संरचना र rheological व्यवहार अन्तरसम्बन्धित छन्। एकातिर, प्रशोधनको क्रममा rheological व्यवहारले प्रणालीको रूपात्मक संरचनामा ठूलो प्रभाव पार्नेछ; अर्कोतर्फ, प्रणालीको rheological व्यवहारले प्रणालीको रूपात्मक संरचनामा भएका परिवर्तनहरूलाई सही रूपमा प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ। तसर्थ, उत्पादन, प्रशोधन र गुणस्तर नियन्त्रणको लागि HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको rheological गुणहरू अध्ययन गर्न यो ठूलो महत्त्वको छ।
HPMC/HPS चिसो र तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको मोर्फोलोजिकल संरचना, अनुकूलता र rheology जस्ता म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू गतिशील छन्, र समाधान एकाग्रता, कम्पाउन्डिङ अनुपात, कतरनी दर र तापमान जस्ता कारकहरूको श्रृंखलाबाट प्रभावित हुन्छन्। माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलॉजिकल संरचना र समग्र प्रणालीको म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्धलाई कम्पोजिट प्रणालीको रूपात्मक संरचना र अनुकूलता नियन्त्रण गरेर विनियमित गर्न सकिन्छ।
1.5.2 अनुसन्धान उद्देश्य
HPMC/HPS चिसो र तातो रिभर्स्ड-फेज जेल कम्पाउन्ड प्रणाली निर्माण गरिएको थियो, यसको rheological गुणहरू अध्ययन गरिएको थियो, र प्रणालीको rheological गुणहरूमा कम्पाउन्डिङ अनुपात र प्रशोधन अवस्थाहरूको घटकहरूको भौतिक र रासायनिक संरचनाको प्रभावहरू अन्वेषण गरियो। HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गरियो, र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू जस्तै मेकानिकल गुणहरू, वायु पारगम्यता र फिल्मको अप्टिकल गुणहरू अध्ययन गरियो, र प्रभावकारी कारकहरू र कानूनहरू अन्वेषण गरियो। HPMC/HPS चिसो र तातो रिभर्स्ड-फेज जेल जटिल प्रणालीको चरण संक्रमण, अनुकूलता र चरण विभाजनलाई व्यवस्थित रूपमा अध्ययन गर्नुहोस्, यसको प्रभावकारी कारकहरू र संयन्त्रहरू अन्वेषण गर्नुहोस्, र माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलजिकल संरचना र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापना गर्नुहोस्। कम्पोजिट प्रणालीको रूपात्मक संरचना र अनुकूलता कम्पोजिट सामग्रीको गुणहरू नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ।
1.5.3 अनुसन्धान सामग्री
अपेक्षित अनुसन्धान उद्देश्य प्राप्त गर्न, यस पेपरले निम्न अनुसन्धान गर्नेछ:
(१) HPMC/HPS चिसो र तातो रिभर्स्ड-फेज जेल कम्पाउन्ड प्रणाली निर्माण गर्नुहोस्, र कम्पाउन्ड समाधानको rheological गुणहरू अध्ययन गर्न रिओमिटर प्रयोग गर्नुहोस्, विशेष गरी एकाग्रता, कम्पाउन्डिङ अनुपात र कतरन दरको चिपचिपापन र प्रवाह सूचकांकमा प्रभावहरू। यौगिक प्रणाली। थिक्सोट्रोपी र थिक्सोट्रोपी जस्ता rheological गुणहरूको प्रभाव र कानूनको अनुसन्धान गरियो, र चिसो र तातो मिश्रित जेलको गठन संयन्त्र प्रारम्भिक रूपमा अन्वेषण गरिएको थियो।
(2) HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गरिएको थियो, र स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप प्रत्येक कम्पोनेन्टको अन्तर्निहित गुण र कम्पोजिट फिल्मको माइक्रोस्कोपिक आकार विज्ञानमा संरचना अनुपातको प्रभाव अध्ययन गर्न प्रयोग गरिएको थियो; मेकानिकल सम्पत्ति परीक्षक प्रत्येक कम्पोनेन्टको अन्तर्निहित गुणहरू अध्ययन गर्न प्रयोग गरिएको थियो, कम्पोजिट फिल्मको संरचना कम्पोजिट फिल्मको मेकानिकल गुणहरूमा अनुपात र वातावरणीय सापेक्ष आर्द्रताको प्रभाव; अक्सिजन प्रसारण दर परीक्षक र UV-Vis स्पेक्ट्रोफोटोमिटरको प्रयोग कम्पोनेन्टहरूको अन्तर्निहित गुणहरूको प्रभावहरू र कम्पोजिट फिल्मको अक्सिजन र प्रकाश प्रसारण गुणहरूमा कम्पाउन्ड अनुपात अध्ययन गर्न HPMC/HPS चिसोको अनुकूलता र चरण पृथक्करण। तातो इन्वर्स जेल कम्पोजिट प्रणाली स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी, थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषण र गतिशील थर्मोमेकानिकल विश्लेषण द्वारा अध्ययन गरिएको थियो।
(3) माइक्रोस्कोपिक आकार विज्ञान र HPMC/HPS चिसो-तातो उल्टो जेल कम्पोजिट प्रणालीको मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गरिएको थियो, र नमूनाको चरण वितरण र चरण संक्रमणमा कम्पाउन्ड एकाग्रता र मिश्रित अनुपातको प्रभावलाई अप्टिकल माइक्रोस्कोप र आयोडिन रंगाई विधिद्वारा अध्ययन गरिएको थियो; नमूनाहरूको मेकानिकल गुणहरू र प्रकाश प्रसारण गुणहरूमा यौगिक एकाग्रता र यौगिक अनुपातको प्रभाव नियम स्थापित गरिएको थियो। HPMC/HPS चिसो-तातो इन्वर्स जेल कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर र मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्ध अनुसन्धान गरिएको थियो।
(4) rheological गुणहरूमा HPS प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभावहरू र HPMC/HPS चिसो-तातो उल्टो-फेज जेल कम्पोजिट प्रणालीको जेल गुणहरू। HPS प्रतिस्थापन डिग्री, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहट र अन्य rheological गुणहरूमा कतरनी दर र तापमानको प्रभाव, साथै जेल संक्रमण बिन्दु, मोडुलस फ्रिक्वेन्सी निर्भरता र अन्य जेल गुणहरू र तिनीहरूका नियमहरू रिओमीटर प्रयोग गरेर अध्ययन गरियो। नमूनाहरूको तापमान-निर्भर चरण वितरण र चरण संक्रमण आयोडिन स्टेनिंग द्वारा अध्ययन गरिएको थियो, र HPMC/HPS चिसो-तातो उल्टो-चरण जेल जटिल प्रणालीको gelation संयन्त्र वर्णन गरिएको थियो।
(5) म्याक्रोस्कोपिक गुणहरूमा HPS को रासायनिक संरचना परिमार्जनको प्रभाव र HPMC/HPS चिसो-तातो उल्टो-फेज जेल कम्पोजिट प्रणालीको अनुकूलता। HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्म तयार गरिएको थियो, र क्रिस्टल संरचना र कम्पोजिट फिल्मको माइक्रो-डोमेन संरचनामा HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभाव सिन्क्रोट्रोन विकिरण सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ टेक्नोलोजी द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुणहरूमा एचपीएस हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभाव कानून मेकानिकल गुण परीक्षक द्वारा अध्ययन गरिएको थियो; कम्पोजिट झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यतामा एचपीएस प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभाव कानून अक्सिजन पारगम्यता परीक्षक द्वारा अध्ययन गरिएको थियो; HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको थर्मल स्थिरतामा समूह प्रतिस्थापन डिग्रीको HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रभाव।
अध्याय 2 HPMC/HPS यौगिक प्रणाली को Rheological अध्ययन
प्राकृतिक बहुलक-आधारित खाद्य फिल्महरू अपेक्षाकृत सरल गीला विधि [321] द्वारा तयार गर्न सकिन्छ। पहिले, पोलिमरलाई तरल चरणमा भंग वा छरिएको हुन्छ खाद्य फिल्म बनाउने तरल वा फिल्म बनाउने निलम्बन तयार गर्न, र त्यसपछि विलायक हटाएर केन्द्रित गरिन्छ। यहाँ, अपरेशन सामान्यतया अलि बढी तापक्रममा सुकाएर गरिन्छ। यो प्रक्रिया सामान्यतया पूर्व प्याकेज गरिएका खाद्य फिल्महरू उत्पादन गर्न प्रयोग गरिन्छ, वा डुबाइ, ब्रश वा स्प्रे गरेर सिधै फिल्म-निर्माण समाधानको साथ उत्पादन कोट गर्न प्रयोग गरिन्छ। खाद्य फिल्म प्रशोधनको डिजाइनलाई फिल्म बनाउने तरल पदार्थको सही rheological डाटाको अधिग्रहण आवश्यक छ, जुन खाद्य प्याकेजिङ फिल्महरू र कोटिंग्स [322] को उत्पादन गुणस्तर नियन्त्रणको लागि ठूलो महत्त्व हो।
HPMC एक थर्मल चिपकने वाला हो, जसले उच्च तापक्रममा जेल बनाउँछ र कम तापक्रममा समाधानको स्थितिमा हुन्छ। यो थर्मल जेल गुणले कम तापमानमा यसको चिपचिपापन धेरै कम बनाउँछ, जुन डुबाउने, ब्रश गर्ने र डुबाउने जस्ता विशिष्ट उत्पादन प्रक्रियाहरूको लागि अनुकूल हुँदैन। सञ्चालन, कम तापमान मा खराब प्रक्रियाशीलता को परिणामस्वरूप। यसको विपरित, HPS एक चिसो जेल हो, कम तापमानमा चिपचिपा जेल अवस्था, र उच्च तापमान। कम चिपचिपापन समाधान राज्य। तसर्थ, यी दुईको संयोजनबाट, HPMC को rheological गुणहरू जस्तै कम तापक्रममा चिपचिपापनलाई निश्चित हदसम्म सन्तुलित गर्न सकिन्छ।
यो अध्यायले HPMC/HPS चिसो-तातो इन्वर्स जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको शून्य-शियर भिस्कोसिटी, फ्लो इन्डेक्स र थिक्सोट्रोपी जस्ता rheological गुणहरूमा समाधान एकाग्रता, मिश्रित अनुपात र तापमानको प्रभावहरूमा केन्द्रित छ। थप नियम प्रारम्भिक रूपमा कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलता छलफल गर्न प्रयोग गरिन्छ।
2.2 प्रयोगात्मक विधि
2.2.1 HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको तयारी
पहिले HPMC र HPS ड्राई पाउडर तौल्नुहोस्, र 15% (w/w) एकाग्रता र 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 0:10 को विभिन्न अनुपात अनुसार मिश्रण गर्नुहोस्; त्यसपछि 70 डिग्री सेल्सियस पानीमा थप्नुहोस्, HPMC पूर्ण रूपमा फैलाउन 120 rpm/min मा 30 मिनेटको लागि द्रुत रूपमा हलचल गर्नुहोस्; त्यसपछि समाधानलाई 95 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि तातो गर्नुहोस्, एचपीएसलाई पूर्ण रूपमा जिलेटिनाइज गर्नको लागि समान गतिमा 1 घन्टाको लागि द्रुत रूपमा हलचल गर्नुहोस्; जिलेटिनाइजेशन पूरा भयो त्यस पछि, समाधानको तापमान द्रुत रूपमा 70 डिग्री सेल्सियसमा घटाइयो, र HPMC 40 मिनेटको लागि 80 rpm/min को ढिलो गतिमा हलचल गरेर पूर्ण रूपमा भंग भयो। (यस लेखमा भएका सबै w/w हुन्: नमूना/कुल समाधान द्रव्यमानको सुख्खा आधार मास)।
2.2.2 HPMC/HPS यौगिक प्रणाली को Rheological गुण
2.2.2.1 rheological विश्लेषण को सिद्धान्त
रोटेशनल रिओमिटर माथि र तल समानान्तर क्ल्याम्पहरूको जोडीसँग सुसज्जित छ, र क्ल्याम्पहरू बीचको सापेक्षिक गति मार्फत सरल शियर प्रवाह महसुस गर्न सकिन्छ। रियोमिटरलाई चरण मोड, प्रवाह मोड र दोलन मोडमा परीक्षण गर्न सकिन्छ: चरण मोडमा, रियोमिटरले नमूनामा क्षणिक तनाव लागू गर्न सक्छ, जुन मुख्य रूपमा नमूनाको क्षणिक विशेषता प्रतिक्रिया र स्थिर-राज्य समय परीक्षण गर्न प्रयोग गरिन्छ। मूल्याङ्कन र viscoelastic प्रतिक्रिया जस्तै तनाव विश्राम, क्रिप र रिकभरी; फ्लो मोडमा, रियोमिटरले नमूनामा रैखिक तनाव लागू गर्न सक्छ, जुन मुख्यतया सियर रेटमा नमूनाको चिपचिपाहटको निर्भरता र तापमान र थिक्सोट्रोपीमा चिपचिपापनको निर्भरता परीक्षण गर्न प्रयोग गरिन्छ; दोलन मोडमा, rheometer ले sinusoidal alternating oscillating stress उत्पन्न गर्न सक्छ, जुन मुख्यतया रेखीय भिस्कोइलास्टिक क्षेत्र, थर्मल स्थिरता मूल्याङ्कन र नमूनाको gelation तापमान निर्धारण गर्न प्रयोग गरिन्छ।
2.2.2.2 प्रवाह मोड परीक्षण विधि
४० मिमीको व्यास भएको समानान्तर प्लेट फिक्स्चर प्रयोग गरिएको थियो, र प्लेट स्पेसिङ ०.५ मिमीमा सेट गरिएको थियो।
1. समय संग चिपचिपापन परिवर्तन। परीक्षण तापमान 25 डिग्री सेल्सियस थियो, कतरनी दर 800 s-1 थियो, र परीक्षण समय 2500 s थियो।
2. भिस्कोसिटी कतरनी दर संग भिन्न हुन्छ। परीक्षण तापमान 25 °C, पूर्व-शियर दर 800 s-1, पूर्व-शियर समय 1000 s; शियर दर 10²-10³s।
शियर तनाव (τ) र कतरनी दर (γ) Ostwald-de Waele पावर कानून पछ्याउँछ:
̇τ=K.γ n (2-1)
जहाँ τ शियर तनाव हो, Pa;
γ शियर दर हो, s-1;
n तरलता सूचकांक हो;
K चिपचिपापन गुणांक हो, Pa·sn।
चिपचिपापन बीचको सम्बन्ध (ŋ) पोलिमर समाधान र कतरनी दर (γ) को क्यारेन मोडुलस द्वारा फिट गर्न सकिन्छ:
ती मध्ये,ŋ0कतरनी चिपचिपापन, Pa s;
ŋ∞अनन्त कतरनी चिपचिपापन हो, Pa s;
λ आरामको समय हो, s;
n कतरनी पातलो सूचकांक हो;
3. तीन-चरण थिक्सोट्रोपी परीक्षण विधि। परीक्षण तापमान 25 डिग्री सेल्सियस, ए। स्थिर चरण, कतरनी दर 1 s-1 हो, र परीक्षण समय 50 s हो; b शियर चरण, कतरनी दर 1000 s-1 हो, र परीक्षण समय 20 s हो; ग संरचना रिकभरी प्रक्रिया, कतरनी दर 1 s-1 हो, र परीक्षण समय 250 s हो।
संरचना रिकभरीको प्रक्रियामा, विभिन्न रिकभरी समय पछि संरचनाको रिकभरी डिग्री चिपचिपापनको रिकभरी दर द्वारा व्यक्त गरिएको छ:
DSR=ŋt ⁄ ŋ╳100%
ती मध्ये,ŋt संरचनात्मक रिकभरी टाइममा चिपचिपापन हो ts, Pa s;
hŋपहिलो चरणको अन्त्यमा रहेको चिपचिपापन हो, Pa s।
2.3 परिणाम र छलफल
2.3.1 कम्पाउन्ड प्रणाली को rheological गुण मा कतरनी समय को प्रभाव
एक स्थिर कतरनी दर मा, स्पष्ट चिपचिपापन बढ्दो कतरनी समय संग फरक प्रवृत्ति देखाउन सक्छ। चित्र 2-1 ले HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा समय बनाम चिपचिपापनको विशिष्ट वक्र देखाउँछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि कतर्न समयको विस्तार संग, स्पष्ट चिपचिपापन लगातार घट्दै जान्छ। जब कपाल काट्ने समय लगभग 500 s पुग्छ, चिपचिपापन एक स्थिर स्थितिमा पुग्छ, जसले संकेत गर्दछ कि उच्च-गति कतरण अन्तर्गत कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनको निश्चित मूल्य छ। को समय निर्भरता, अर्थात्, thixotropy एक निश्चित समय दायरा भित्र प्रदर्शन गरिएको छ।
तसर्थ, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहटको भिन्नता कानूनलाई शियर रेटको साथ अध्ययन गर्दा, वास्तविक स्थिर-स्थिति कतरनी परीक्षण अघि, कम्पाउन्ड प्रणालीमा थिक्सोट्रोपीको प्रभाव हटाउन उच्च-गति पूर्व-शियरिङको निश्चित अवधि आवश्यक हुन्छ। । यसरी, एकल कारकको रूपमा शियर दरको साथ चिपचिपापन भिन्नताको कानून प्राप्त हुन्छ। यस प्रयोगमा, सबै नमूनाहरूको चिपचिपापन समयको साथ 800 1/s को उच्च शियर दरमा 1000 s अघि स्थिर अवस्थामा पुग्यो, जुन यहाँ प्लट गरिएको छैन। तसर्थ, भविष्यको प्रायोगिक डिजाइनमा, 1000 s को लागि 800 1/s को उच्च कतरनी दरमा पूर्व-शियरिङ सबै नमूनाहरूको thixotropy को प्रभाव हटाउन अपनाइयो।
2.3.2 यौगिक प्रणाली को rheological गुण मा एकाग्रता को प्रभाव
सामान्यतया, बहुलक समाधानको चिपचिपाहट समाधान एकाग्रताको वृद्धि संग बढ्छ। चित्र 2-2 ले HPMC/HPS सूत्रहरूको चिपचिपापनको शियर दर निर्भरतामा एकाग्रताको प्रभाव देखाउँछ। चित्रबाट, हामी देख्न सक्छौं कि एउटै कतरनी दरमा, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहट समाधान एकाग्रताको वृद्धिसँगै बिस्तारै बढ्छ। विभिन्न सांद्रताका साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको चिपचिपाहट शियर दरको बृद्धिसँगै बिस्तारै घट्यो, स्पष्ट कतरनी पातलो हुने घटना देखाउँदै, जसले संकेत गर्दछ कि विभिन्न सांद्रताका साथ कम्पाउन्ड समाधानहरू स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थहरूको हो। यद्यपि, चिपचिपापनको कतरनी दर निर्भरताले समाधान एकाग्रताको परिवर्तनको साथ फरक प्रवृत्ति देखायो। जब समाधान एकाग्रता कम छ, कम्पोजिट समाधान को कतरनी पातलो घटना सानो छ; समाधान एकाग्रता को वृद्धि संग, कम्पोजिट समाधान को कतरनी पातलो घटना अधिक स्पष्ट छ।
२.३.२.१ कम्पाउन्ड प्रणालीको शून्य शियर चिपचिपापनमा एकाग्रताको प्रभाव
विभिन्न सांद्रताहरूमा कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहट-शियर दर वक्रहरू क्यारेन मोडेलद्वारा फिट गरिएको थियो, र यौगिक समाधानको शून्य-शियर चिपचिपापन एक्स्ट्रपोलेट गरिएको थियो (0.9960 <R₂< 0.9997)। कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपापनमा एकाग्रताको प्रभावलाई शून्य कतरनी चिपचिपाहट र एकाग्रता बीचको सम्बन्ध अध्ययन गरेर थप अध्ययन गर्न सकिन्छ। चित्र 2-3 बाट, यो देख्न सकिन्छ कि कम्पाउन्ड समाधानको शून्य-शियर चिपचिपापन र एकाग्रता बीचको सम्बन्धले शक्ति नियमलाई पछ्याउँछ:
जहाँ k र m स्थिर छन्।
डबल लॉगरिदमिक समन्वयमा, ढलान m को परिमाणमा निर्भर गर्दै, यो देख्न सकिन्छ कि एकाग्रतामा निर्भरताले दुई फरक प्रवृतिहरू प्रस्तुत गर्दछ। डियो-एडवर्ड्स सिद्धान्तका अनुसार, कम एकाग्रतामा, ढलान उच्च हुन्छ (m = 11.9, R2 = 0.9942), जुन पतला समाधानसँग सम्बन्धित छ; उच्च एकाग्रतामा, ढलान अपेक्षाकृत कम हुन्छ (m = 2.8, R2 = 0.9822), जुन उप-केन्द्रित समाधानसँग सम्बन्धित छ। तसर्थ, यौगिक प्रणालीको महत्वपूर्ण एकाग्रता C* यी दुई क्षेत्रहरूको जंक्शन मार्फत 8% निर्धारण गर्न सकिन्छ। विभिन्न अवस्थाहरू र समाधानमा पोलिमरहरूको सांद्रताहरू बीचको साझा सम्बन्ध अनुसार, कम तापक्रम समाधानमा HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको आणविक अवस्था मोडेल प्रस्तावित गरिएको छ, चित्र 2-3 मा देखाइएको छ।
HPS एक चिसो जेल हो, यो कम तापमान मा एक जेल राज्य हो, र यो उच्च तापमान मा एक समाधान राज्य हो। परीक्षण तापमान (25 डिग्री सेल्सियस) मा, HPS एक जेल अवस्था हो, चित्रमा नीलो नेटवर्क क्षेत्रमा देखाइएको रूपमा; यसको विपरित, HPMC एक तातो जेल हो, परीक्षण तापमानमा, यो एक समाधान अवस्थामा छ, जस्तै रातो रेखा अणुमा देखाइएको छ।
C <C* को पातलो समाधानमा, HPMC आणविक चेनहरू मुख्यतया स्वतन्त्र चेन संरचनाको रूपमा अवस्थित हुन्छन्, र बहिष्कृत भोल्युमले चेनहरूलाई एकअर्काबाट अलग बनाउँछ; यसबाहेक, HPS जेल चरणले पूर्ण रूपमा केही HPMC अणुहरूसँग अन्तरक्रिया गर्छ। ढाँचा र HPMC स्वतन्त्र आणविक चेनहरू चित्र 2-2a मा देखाइएझैं एकअर्काबाट अलग रूपमा अवस्थित छन्।
बढ्दो एकाग्रताको साथ, स्वतन्त्र आणविक चेनहरू र चरण क्षेत्रहरू बीचको दूरी बिस्तारै घट्दै गयो। जब महत्वपूर्ण एकाग्रता C* पुग्छ, HPS जेल चरणसँग अन्तरक्रिया गर्ने HPMC अणुहरू बिस्तारै बढ्छन्, र स्वतन्त्र HPMC आणविक चेनहरू एक अर्कासँग जडान हुन थाल्छन्, HPS चरणलाई जेल केन्द्रको रूपमा गठन गर्दछ, र HPMC आणविक चेनहरू एक अर्कासँग जोडिन थाल्छन्। र एक अर्कासँग जोडिएको छ। माइक्रोजेल अवस्था चित्र 2-2b मा देखाइएको छ।
एकाग्रताको थप वृद्धिको साथ, C> C*, HPS जेल चरणहरू बीचको दूरी अझ कम हुन्छ, र फँसिएको HPMC पोलिमर चेनहरू र HPS चरण क्षेत्र अधिक जटिल हुन्छ र अन्तरक्रिया अधिक तीव्र हुन्छ, त्यसैले समाधानले व्यवहार प्रदर्शन गर्दछ। चित्र 2-2c मा देखाइए अनुसार, पोलिमर पग्लिएको जस्तै।
2.3.2.2 यौगिक प्रणाली को तरल व्यवहार मा एकाग्रता को प्रभाव
Ostwald-de Waele पावर कानून (सूत्र (2-1) हेर्नुहोस्) विभिन्न सांद्रता, र प्रवाह सूचकांक n र चिपचिपापन गुणांक संग कम्पाउन्ड प्रणाली को शियर तनाव र कतरनी दर वक्र (पाठ मा देखाइएको छैन) फिट गर्न प्रयोग गरिन्छ। K प्राप्त गर्न सकिन्छ। , उपयुक्त परिणाम तालिका 2-1 मा देखाइएको छ।
तालिका 2-1 प्रवाह व्यवहार सूचकांक (n) र HPS/HPMC समाधानको तरल स्थिरता सूचकांक (K) विभिन्न एकाग्रता 25 °C मा
न्यूटोनियन तरल पदार्थको प्रवाह घातांक n = 1 हो, स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थको प्रवाह घातांक n < 1 हो, र 1 बाट टाढा n विचलित हुन्छ, तरल पदार्थको स्यूडोप्लास्टिकिटी बलियो हुन्छ, र डिलाटन्ट तरल पदार्थको प्रवाह घातांक n > 1 हुन्छ। यो तालिका 2-1 बाट देख्न सकिन्छ कि विभिन्न सांद्रता भएका यौगिक समाधानहरूको n मानहरू सबै 1 भन्दा कम छन्, यौगिक समाधानहरू सबै स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थहरू हुन् भनेर संकेत गर्दछ। कम सांद्रतामा, पुनर्गठित समाधानको n मान ० को नजिक हुन्छ, जसले कम-सांद्रता मिश्रित समाधान न्यूटोनियन तरल पदार्थको नजिक छ भनेर संकेत गर्छ, किनभने कम-सांद्रता मिश्रित समाधानमा, बहुलक चेनहरू एकअर्काबाट स्वतन्त्र रूपमा अवस्थित हुन्छन्। समाधान एकाग्रताको बृद्धि संग, कम्पाउन्ड प्रणालीको n मान बिस्तारै घट्यो, जसले संकेत गर्दछ कि एकाग्रताको बृद्धिले मिश्रित समाधानको स्यूडोप्लास्टिक व्यवहारलाई बढाएको छ। अन्तरक्रियाहरू जस्तै उलझन HPS चरण बीच र संग भएको थियो, र यसको प्रवाह व्यवहार बहुलक पग्लिएको भन्दा नजिक थियो।
कम एकाग्रतामा, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापन गुणांक K सानो हुन्छ (C <8%, K <1 Pa·sn), र एकाग्रता बढ्दै जाँदा, यौगिक प्रणालीको K मान बिस्तारै बढ्दै जान्छ, यसले संकेत गर्दछ कि चिपचिपापन यौगिक प्रणाली घट्यो, जुन शून्य कतरनी चिपचिपापन को एकाग्रता निर्भरता संग संगत छ।
2.3.3 कम्पाउन्डिङ प्रणालीको rheological गुणहरूमा मिश्रित अनुपातको प्रभाव
चित्र. 2-4 भिस्कोसिटी बनाम HPMC/HPS समाधानको कतरनी दर 25 डिग्री सेल्सियसमा फरक मिश्रण अनुपातको साथ
तालिका 2-2 फ्लो व्यवहार सूचकांक (n) र HPS/HPMC समाधानको तरल स्थिरता सूचकांक (K) विभिन्न मिश्रण अनुपात 25 ° मा
आंकडा 2-4 ले HPMC/HPS कम्पाउन्डिङ समाधान चिपचिपाहटको शियर दर निर्भरतामा कम्पाउन्डिङ अनुपातको प्रभाव देखाउँछ। यो आंकडाबाट देख्न सकिन्छ कि कम HPS सामग्री (HPS <20%) संग कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहट शियर दरको वृद्धि संग पर्याप्त परिवर्तन गर्दैन, मुख्यतया किनभने कम HPS सामग्री संग कम्पाउन्ड प्रणालीमा, HPMC समाधान अवस्थामा। कम तापमान मा लगातार चरण हो; उच्च HPS सामग्री भएको कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहट शियर दरको वृद्धिसँगै बिस्तारै घट्दै जान्छ, स्पष्ट कतरनी पातलो हुने घटना देखाउँदै, जसले यौगिक समाधान स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थ हो भनेर संकेत गर्दछ। एउटै कतरनी दरमा, कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपाहट HPS सामग्रीको वृद्धिको साथ बढ्छ, जुन मुख्य रूपमा HPS कम तापक्रममा अधिक चिपचिपा जेल अवस्थामा रहेको कारण हो।
Ostwald-de Waele पावर कानून (सूत्र (2-1) हेर्नुहोस्) प्रयोग गरी विभिन्न कम्पाउन्ड अनुपातहरू, प्रवाह घातांक n र चिपचिपापन गुणांक भएका कम्पाउन्ड प्रणालीहरूको शियर तनाव-शियर दर वक्रहरू (पाठमा देखाइएको छैन) फिट गर्न। K, फिटिङ परिणामहरू तालिका 2-2 मा देखाइएको छ। यो तालिकाबाट देख्न सकिन्छ कि 0.9869 <R2 <0.9999, फिटिंग परिणाम राम्रो छ। कम्पाउन्ड प्रणालीको फ्लो इन्डेक्स n HPS सामग्रीको बृद्धिसँगै बिस्तारै घट्दै जान्छ, जबकि चिपचिपापन गुणांक K ले HPS सामग्रीको बृद्धिको साथ बिस्तारै बढ्दो प्रवृत्ति देखाउँदछ, HPS को थपले कम्पाउन्ड समाधानलाई थप चिसो र प्रवाह गर्न गाह्रो बनाउँछ। । यो प्रवृति Zhang को अनुसन्धान परिणाम संग संगत छ, तर समान मिश्रित अनुपात को लागी, मिश्रित समाधान को n मान Zhang को नतिजा भन्दा उच्च छ [305], जसको मुख्य कारण यो हो कि थिक्सोट्रोपी को प्रभाव हटाउन यो प्रयोग मा पूर्व-शियरिङ प्रदर्शन गरिएको थियो। हटाइन्छ; Zhang परिणाम thixotropy र shear दर को संयुक्त कार्य को परिणाम हो; यी दुई विधिहरूको विभाजन अध्याय 5 मा विस्तृत रूपमा छलफल गरिनेछ।
२.३.३.१ कम्पाउन्डिङ प्रणालीको शून्य शियर चिपचिपापनमा कम्पाउन्डिङ अनुपातको प्रभाव
समरूप बहुलक यौगिक प्रणालीको rheological गुणहरू र प्रणालीमा घटकहरूको rheological गुणहरू बीचको सम्बन्ध लॉगरिदमिक योग नियम अनुरूप हुन्छ। दुई-घटक मिश्रित प्रणालीको लागि, यौगिक प्रणाली र प्रत्येक घटक बीचको सम्बन्धलाई निम्न समीकरणद्वारा व्यक्त गर्न सकिन्छ:
तिनीहरू मध्ये, F जटिल प्रणालीको rheological सम्पत्ति प्यारामिटर हो;
F1, F2 क्रमशः घटक 1 र घटक 2 को rheological मापदण्डहरू हुन्;
∅1 र ∅2 क्रमशः कम्पोनेन्ट 1 र कम्पोनेन्ट 2, र ∅1 ∅2 को द्रव्यमान अंशहरू हुन्।
तसर्थ, विभिन्न कम्पाउन्डिङ अनुपातहरूसँग कम्पाउन्ड गरेपछि कम्पाउन्ड प्रणालीको शून्य-शियर चिपचिपाहटलाई सम्बन्धित अनुमानित मान गणना गर्न लोगारिदमिक योग सिद्धान्त अनुसार गणना गर्न सकिन्छ। विभिन्न यौगिक अनुपातहरु संग मिश्रित समाधान को प्रयोगात्मक मान अझै पनि चिपचिपापन-कतरनी दर वक्र को carren फिटिंग द्वारा एक्स्ट्रापोलेट गरिएको थियो। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको शून्य कतरन चिपचिपाहटको अनुमानित मूल्य फरक मिश्रित अनुपातको साथ प्रयोगात्मक मानसँग तुलना गरिएको छ, चित्र 2-5 मा देखाइएको छ।
चित्रमा थोप्ला रेखा भाग लोगारिदमिक योग नियम द्वारा प्राप्त कम्पाउन्ड समाधान को शून्य कतरन चिपचिपापन को अनुमानित मान हो, र बिन्दु रेखा ग्राफ विभिन्न मिश्रित अनुपात संग मिश्रित प्रणाली को प्रयोगात्मक मान हो। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि कम्पाउन्ड समाधानको प्रयोगात्मक मानले कम्पाउन्डिङ नियमको सापेक्ष एक निश्चित सकारात्मक-नकारात्मक-विचलन प्रदर्शन गर्दछ, यसले संकेत गर्दछ कि कम्पाउन्ड प्रणालीले थर्मोडायनामिक अनुकूलता हासिल गर्न सक्दैन, र यौगिक प्रणाली एक निरन्तर चरण-वितरण हो। कम तापमान दुई चरण प्रणाली को "समुद्री टापु" संरचना; र HPMC/HPS कम्पाउन्डिङ रेसियोको निरन्तर कमीसँगै, कम्पाउन्डिङ अनुपात ४:६ भएपछि कम्पाउन्डिङ प्रणालीको निरन्तर चरण परिवर्तन भयो। अध्यायमा अनुसन्धानको विस्तृत चर्चा गरिएको छ।
यो चित्रबाट स्पष्ट रूपमा देख्न सकिन्छ कि जब HPMC/HPS कम्पाउन्ड अनुपात ठूलो हुन्छ, यौगिक प्रणालीमा नकारात्मक विचलन हुन्छ, जुन उच्च चिपचिपापन HPS तल्लो चिपचिपापन HPMC निरन्तर चरण मध्यमा फैलिएको चरण अवस्थामा वितरित भएको हुन सक्छ। । HPS सामग्रीको बृद्धि संग, यौगिक प्रणालीमा सकारात्मक विचलन छ, यो संकेत गर्दछ कि निरन्तर चरण संक्रमण यस समयमा कम्पाउन्ड प्रणालीमा हुन्छ। उच्च चिपचिपापनको साथ HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको निरन्तर चरण बन्छ, जबकि HPMC HPS को निरन्तर चरणमा अधिक समान स्थितिमा फैलिएको छ।
2.3.3.2 कम्पाउन्डिङ प्रणालीको तरल व्यवहारमा मिश्रित अनुपातको प्रभाव
फिगर 2-6 ले HPS सामग्रीको प्रकार्यको रूपमा मिश्रित प्रणालीको प्रवाह सूचकांक n देखाउँछ। फ्लो इन्डेक्स n लग-लोगारिदमिक समन्वयबाट फिट गरिएको हुनाले, n यहाँ एक रेखीय योगफल हो। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि HPS सामग्रीको वृद्धि संग, कम्पाउन्ड प्रणालीको प्रवाह अनुक्रमणिका n बिस्तारै घट्दै जान्छ, HPS ले यौगिक समाधानको न्यूटोनियन फ्लुइड गुणहरूलाई कम गर्छ र यसको स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थको व्यवहारलाई सुधार गर्दछ। तल्लो भाग उच्च चिपचिपापन संग जेल राज्य हो। यो आकृतिबाट पनि देख्न सकिन्छ कि कम्पाउन्ड प्रणालीको प्रवाह सूचकांक र HPS को सामग्री बीचको सम्बन्ध रैखिक सम्बन्ध (R2 हो 0.98062) को अनुरूप, यसले कम्पाउन्ड प्रणाली राम्रो अनुकूलता छ भनेर देखाउँछ।
2.3.3.3 कम्पाउन्डिङ प्रणालीको चिपचिपापन गुणांकमा मिश्रित अनुपातको प्रभाव
चित्र 2-7 ले HPS सामग्रीको प्रकार्यको रूपमा मिश्रित समाधानको चिपचिपापन गुणांक K देखाउँछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPMC को K मान धेरै सानो छ, जबकि शुद्ध HPS को K मान सबैभन्दा ठूलो छ, जुन HPMC र HPS को जेल गुणहरूसँग सम्बन्धित छ, जुन क्रमशः समाधान र जेल स्थितिमा छन्। कम तापमान। जब कम चिपचिपापन घटकको सामग्री उच्च हुन्छ, त्यो हो, जब HPS को सामग्री कम हुन्छ, कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपापन गुणांक कम चिपचिपापन घटक HPMC को नजिक हुन्छ; जब उच्च-भिस्कोसिटी कम्पोनेन्टको सामग्री उच्च हुन्छ, HPS सामग्रीको वृद्धिसँग कम्पाउन्ड समाधानको K मान बढ्छ, जसले HPS ले कम तापमानमा HPMC को चिपचिपापन बढाएको संकेत गर्छ। यसले मुख्यतया कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनमा निरन्तर चरणको चिपचिपापनको योगदानलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ। विभिन्न अवस्थामा जहाँ कम चिपचिपापन घटक निरन्तर चरण हो र उच्च चिपचिपापन घटक निरन्तर चरण हो, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनमा निरन्तर चरण चिपचिपापनको योगदान स्पष्ट रूपमा फरक छ। जब कम चिपचिपापन HPMC निरन्तर चरण हो, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनले मुख्य रूपमा निरन्तर चरणको चिपचिपापनको योगदानलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ; र जब उच्च-भिस्कोसिटी HPS निरन्तर चरण हो, HPMC ले फैलिएको चरणको रूपमा उच्च-चिसोपन HPS को चिपचिपापन कम गर्नेछ। प्रभाव।
२.३.४ थिक्सोट्रोपी
थिक्सोट्रोपी पदार्थहरू वा बहु प्रणालीहरूको स्थिरता मूल्याङ्कन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, किनभने थिक्सोट्रोपीले आन्तरिक संरचना र कर्तन बल [323-325] अन्तर्गत क्षतिको डिग्रीमा जानकारी प्राप्त गर्न सक्छ। थिक्सोट्रोपीलाई अस्थायी प्रभावहरू र कतरनी इतिहाससँग सम्बन्धित हुन सक्छ जसले माइक्रोस्ट्रक्चरल परिवर्तनहरू [324, 326] निम्त्याउँछ। तीन-चरण thixotropic विधि मिश्रित प्रणाली को thixotropic गुण मा विभिन्न मिश्रित अनुपात को प्रभाव को अध्ययन गर्न को लागी प्रयोग गरिएको थियो। चित्र 2-5 बाट देख्न सकिन्छ, सबै नमूनाहरूले thixotropy को विभिन्न डिग्री प्रदर्शन गरे। कम कतरनी दरहरूमा, कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपापन HPS सामग्रीको वृद्धिको साथ उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो, जुन HPS सामग्रीको साथ शून्य-शियर चिपचिपापनको परिवर्तनसँग अनुरूप थियो।
विभिन्न रिकभरी समयमा कम्पोजिट नमूनाहरूको संरचनात्मक रिकभरी डिग्री DSR सूत्र (2-3) द्वारा गणना गरिन्छ, जस्तै तालिका 2-1 मा देखाइएको छ। यदि DSR <1, नमूनामा कम कतरनी प्रतिरोध छ, र नमूना thixotropic छ; यसको विपरीत, यदि DSR > 1, नमूनामा एन्टी-थिक्सोट्रोपी हुन्छ। तालिकाबाट, हामी देख्न सक्छौं कि शुद्ध HPMC को DSR मान धेरै उच्च छ, लगभग 1, यो किनभने HPMC अणु एक कठोर चेन हो, र यसको विश्राम समय छोटो छ, र संरचना उच्च शियर बल अन्तर्गत छिट्टै पुनःप्राप्त हुन्छ। HPS को DSR मान अपेक्षाकृत कम छ, जसले यसको बलियो थिक्सोट्रोपिक गुणहरू पुष्टि गर्दछ, मुख्यतया किनभने HPS एक लचिलो चेन हो र यसको विश्राम समय लामो छ। संरचना परीक्षण समय सीमा भित्र पूर्ण रूपमा रिकभर गर्न सकेन।
कम्पाउन्ड समाधानको लागि, एउटै रिकभरी समयमा, जब HPMC सामग्री 70% भन्दा बढी हुन्छ, DSR HPS सामग्रीको वृद्धिसँगै द्रुत रूपमा घट्छ, किनभने HPS आणविक चेन एक लचिलो चेन हो, र कठोर आणविक चेनहरूको संख्या। यौगिक प्रणाली मा HPS को थप संग बढ्छ। यदि यो घटाइयो भने, यौगिक प्रणालीको समग्र आणविक खण्डको विश्राम समय लामो हुन्छ, र यौगिक प्रणालीको थिक्सोट्रोपी उच्च कतरनको कार्य अन्तर्गत छिटो पुन: प्राप्त गर्न सकिँदैन। जब HPMC को सामग्री 70% भन्दा कम हुन्छ, DSR HPS को सामग्री बढ्दै जान्छ, जसले यौगिक प्रणालीमा HPS र HPMC को आणविक चेनहरू बीचको अन्तरक्रिया भएको संकेत गर्दछ, जसले आणविकको समग्र कठोरतालाई सुधार गर्दछ। कम्पाउन्ड प्रणालीमा खण्डहरू र कम्पाउन्ड प्रणालीको विश्राम समय कम हुन्छ, र थिक्सोट्रोपी कम हुन्छ।
थप रूपमा, मिश्रित प्रणालीको DSR मान शुद्ध HPMC को भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो, जसले HPMC को thixotropy कम्पाउन्डिंग द्वारा उल्लेखनीय रूपमा सुधार भएको संकेत गर्दछ। कम्पाउन्ड प्रणालीमा अधिकांश नमूनाहरूको DSR मानहरू शुद्ध HPS भन्दा बढी थिए, HPS को स्थिरता निश्चित हदसम्म सुधारिएको संकेत गर्दछ।
यो तालिकाबाट पनि देख्न सकिन्छ कि विभिन्न रिकभरी समयमा, DSR मानहरूले HPMC सामग्री 70% हुँदा सबै भन्दा कम बिन्दु देखाउँदछ, र जब स्टार्च सामग्री 60% भन्दा बढी हुन्छ, जटिलको DSR मान उच्च हुन्छ। शुद्ध HPS को। सबै नमूनाहरूको 10 सेकेन्ड भित्रको DSR मानहरू अन्तिम DSR मानहरूसँग धेरै नजिक छन्, जसले सङ्केत गर्छ कि समग्र प्रणालीको संरचनाले संरचना रिकभरीका अधिकांश कार्यहरू 10 सेकेन्ड भित्र पूरा गरेको छ। यो ध्यान दिन लायक छ कि उच्च HPS सामग्री भएका कम्पोजिट नमूनाहरूले सुरुमा बढ्दै गएको र रिकभरी समयको लम्बाइसँगै घट्ने प्रवृत्ति देखाएको छ, जसले सङ्केत गरेको छ कि कम्पोजिट नमूनाहरूले पनि कम शियरको कार्य अन्तर्गत थिक्सोट्रोपीको निश्चित डिग्री देखाएको छ, र तिनीहरूको संरचना अधिक अस्थिर।
तीन-चरण thixotropy को गुणात्मक विश्लेषण रिपोर्ट गरिएको thixotropic ring परीक्षण परिणाम संग संगत छ, तर मात्रात्मक विश्लेषण परिणाम thixotropic ring परीक्षण परिणाम संग असंगत छन्। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणाली को thixotropy HPS सामग्री [305] को वृद्धि संग thixotropic रिंग विधि द्वारा मापन गरिएको थियो। पहिले घट्यो र त्यसपछि बढ्यो। थिक्सोट्रोपिक घण्टी परीक्षणले थिक्सोट्रोपिक घटनाको अस्तित्व मात्र अनुमान गर्न सक्छ, तर यसलाई पुष्टि गर्न सक्दैन, किनभने थिक्सोट्रोपिक रिंग शियर समय र कतरनी दर [325-327] को एक साथ कार्यको परिणाम हो।
2.4 यस अध्यायको सारांश
यस अध्यायमा, थर्मल जेल HPMC र कोल्ड जेल HPS लाई चिसो र तातो जेलको दुई-चरण कम्पोजिट प्रणाली निर्माण गर्न मुख्य कच्चा मालको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। rheological गुणहरूको प्रभाव जस्तै चिपचिपापन, प्रवाह ढाँचा र thixotropy। विभिन्न राज्यहरू र समाधानमा पोलिमरहरूको सांद्रता बीचको साझा सम्बन्ध अनुसार, कम तापक्रम समाधानमा HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको आणविक अवस्था मोडेल प्रस्तावित छ। यौगिक प्रणालीमा विभिन्न घटकहरूको गुणहरूको लगरिदमिक योग सिद्धान्त अनुसार, यौगिक प्रणालीको अनुकूलता अध्ययन गरियो। मुख्य निष्कर्षहरू निम्नानुसार छन्:
- बिभिन्न सांद्रता भएका कम्पाउन्ड नमूनाहरूले सबैले एक निश्चित डिग्री शियर पातलो देखाएको छ, र एकाग्रताको वृद्धिसँगै शियर पातलो हुने डिग्री बढेको छ।
- एकाग्रताको बृद्धिसँगै, कम्पाउन्ड प्रणालीको प्रवाह सूचकांक घट्यो, र शून्य-कतरनी चिपचिपाहट र चिपचिपापन गुणांक बढ्यो, यसले संकेत गर्दछ कि कम्पाउन्ड प्रणालीको ठोस-जस्तो व्यवहार बढेको छ।
- HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा एक महत्वपूर्ण एकाग्रता (8%) छ, महत्वपूर्ण एकाग्रता भन्दा तल, HPMC आणविक चेनहरू र कम्पाउन्ड समाधानमा HPS जेल चरण क्षेत्र एकअर्काबाट अलग र स्वतन्त्र रूपमा अवस्थित छन्; जब महत्वपूर्ण एकाग्रता पुग्छ, मिश्रित समाधानमा एक माइक्रोजेल अवस्था HPS चरणको साथ जेल केन्द्रको रूपमा बनाइन्छ, र HPMC आणविक चेनहरू एक अर्कासँग जोडिएका हुन्छन् र जोडिएका हुन्छन्; महत्वपूर्ण एकाग्रता भन्दा माथि, भीड HPMC macromolecular चेनहरू र HPS चरण क्षेत्रसँग तिनीहरूको अन्तर्क्रिया अधिक जटिल छ, र अन्तरक्रिया अधिक जटिल छ। अधिक तीव्र, त्यसैले समाधान एक बहुलक पिघल जस्तै व्यवहार गर्दछ।
- कम्पाउन्डिङ अनुपातले HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको rheological गुणहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। HPS सामग्री को वृद्धि संग, कम्पाउन्ड प्रणाली को कतरनी पातलो घटना अधिक स्पष्ट छ, प्रवाह सूचकांक बिस्तारै घट्दै जान्छ, र शून्य-शियर चिपचिपापन र चिपचिपापन गुणांक बिस्तारै बढ्दै जान्छ। बढ्छ, कम्प्लेक्सको ठोस-जस्तो व्यवहार उल्लेखनीय रूपमा सुधार भएको संकेत गर्दछ।
- कम्पाउन्ड प्रणालीको शून्य-शियर चिपचिपापनले लोगारिदमिक योग नियमको सापेक्ष एक निश्चित सकारात्मक-नकारात्मक-विचलन प्रदर्शन गर्दछ। यौगिक प्रणाली एक दुई-चरण प्रणाली हो जसमा कम तापक्रममा निरन्तर चरण-छरिएको चरण "समुद्र-द्वीप" संरचना हुन्छ, र, HPMC/HPS कम्पाउन्डिङ अनुपात ४:६ पछि घट्दा, कम्पाउन्डिङ प्रणालीको निरन्तर चरण परिवर्तन भयो।
- त्यहाँ प्रवाह अनुक्रमणिका र विभिन्न मिश्रित अनुपात संग मिश्रित समाधान को मिश्रित अनुपात बीच एक रैखिक सम्बन्ध छ, जसले मिश्रित प्रणाली राम्रो अनुकूलता छ भनेर संकेत गर्दछ।
- HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, जब कम चिपचिपापन कम्पोनेन्ट निरन्तर चरण हो र उच्च चिपचिपापन घटक निरन्तर चरण हो, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनमा निरन्तर चरण चिपचिपापनको योगदान उल्लेखनीय रूपमा फरक हुन्छ। जब कम चिपचिपापन HPMC निरन्तर चरण हो, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनले मुख्य रूपमा निरन्तर-चरण चिपचिपाहटको योगदानलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ; जब उच्च-भिस्कोसिटी HPS निरन्तर चरण हो, HPMC ले फैलावट चरणको रूपमा उच्च-भिस्कोसिटी HPS को चिपचिपापन कम गर्नेछ। प्रभाव।
- तीन-चरण थिक्सोट्रोपी मिश्रित प्रणालीको थिक्सोट्रोपीमा कम्पाउन्डिङ अनुपातको प्रभाव अध्ययन गर्न प्रयोग गरिएको थियो। मिश्रित प्रणालीको थिक्सोट्रोपीले पहिले घट्ने र त्यसपछि HPMC/HPS कम्पाउन्डिङ अनुपात घट्ने प्रवृत्ति देखाएको छ।
- माथिको प्रयोगात्मक नतिजाहरूले देखाउँदछ कि HPMC र HPS को कम्पाउन्डिङ मार्फत, दुई घटकहरूको rheological गुणहरू, जस्तै चिपचिपाहट, पातलो हुने घटना र thixotropy, एक निश्चित हदसम्म सन्तुलित भएको छ।
अध्याय 3 HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको तयारी र गुणहरू
बहु-घटक प्रदर्शन पूरकता प्राप्त गर्न, उत्कृष्ट प्रदर्शनको साथ नयाँ सामग्रीहरू विकास गर्न, उत्पादन मूल्यहरू घटाउन, र सामग्रीको अनुप्रयोग दायरा विस्तार गर्ने सबैभन्दा प्रभावकारी तरिका बहुलक कम्पाउन्डिङ हो [२४०-२४२, ३२८]। त्यसोभए, केहि आणविक संरचना भिन्नताहरू र विभिन्न पोलिमरहरू बीचको संरचनात्मक एन्ट्रोपीको कारण, धेरैजसो पोलिमर कम्पाउन्डिंग प्रणालीहरू असंगत वा आंशिक रूपमा मिल्दो छन् [11, 12]। बहुलक यौगिक प्रणालीको मेकानिकल गुणहरू र अन्य म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू प्रत्येक घटकको भौतिक रासायनिक गुणहरू, प्रत्येक घटकको कम्पाउन्डिङ अनुपात, कम्पोनेन्टहरू बीचको अनुकूलता, र आन्तरिक माइक्रोस्कोपिक संरचना र अन्य कारकहरूसँग नजिकबाट सम्बन्धित छन् [240, 329]।
रासायनिक संरचनाको दृष्टिकोणबाट, HPMC र HPS दुवै हाइड्रोफिलिक कर्डलान हुन्, एउटै संरचनात्मक एकाइ छ - ग्लुकोज, र एउटै कार्यात्मक समूह - हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूह द्वारा परिमार्जन गरिएको छ, त्यसैले HPMC र HPS राम्रो चरण हुनुपर्छ। क्षमता। यद्यपि, HPMC एक थर्मलली प्रेरित जेल हो, जुन कम तापमानमा धेरै कम चिपचिपापनको साथ एक समाधान अवस्थामा छ, र उच्च तापक्रममा कोलोइड बनाउँछ; HPS एक चिसो-प्रेरित जेल हो, जुन एक कम तापमान जेल हो र उच्च तापमान मा एक समाधान स्थिति मा छ; जेल अवस्था र व्यवहार पूर्णतया विपरीत छन्। HPMC र HPS को कम्पाउन्डिङ राम्रो अनुकूलता संग एक समान प्रणाली को गठन को लागी अनुकूल छैन। रासायनिक संरचना र थर्मोडायनामिक्स दुवैलाई ध्यानमा राख्दै, चिसो-तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणाली स्थापना गर्न HPMC लाई HPS सँग कम्पाउन्ड गर्नु ठूलो सैद्धान्तिक महत्त्व र व्यावहारिक मूल्य हो।
यो अध्याय HPMC/HPS चिसो र तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणालीमा घटकहरूको अन्तर्निहित गुणहरूको अध्ययनमा केन्द्रित छ, कम्पाउन्डिङ अनुपात र माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलोजीमा वातावरणको सापेक्ष आर्द्रता, अनुकूलता र चरण विभाजन, मेकानिकल गुणहरू, अप्टिकल गुणहरू। , र यौगिक प्रणालीको थर्मल ड्रप गुणहरू। र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरूको प्रभाव जस्तै अक्सिजन बाधा गुणहरू।
3.1 सामग्री र उपकरण
3.1.1 मुख्य प्रयोगात्मक सामग्री
3.1.2 मुख्य उपकरण र उपकरणहरू
3.2 प्रयोगात्मक विधि
3.2.1 HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्मको तयारी
HPMC र HPS को 15% (w/w) ड्राई पाउडर 3% (w/w) सँग मिलाइएको थियो। HPS कास्टिङ विधिद्वारा तयार गरिएको थियो।
तयारी विधि: पहिले HPMC र HPS ड्राई पाउडर तौल्नुहोस्, र तिनीहरूलाई विभिन्न अनुपात अनुसार मिलाउनुहोस्; त्यसपछि 70 डिग्री सेल्सियस पानीमा हाल्नुहोस्, र HPMC पूर्ण रूपमा फैलाउन 30 मिनेटको लागि 120 rpm/मिनेटमा छिटो हलचल गर्नुहोस्; त्यसपछि समाधानलाई 95 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथि तातो गर्नुहोस्, एचपीएसलाई पूर्ण रूपमा जिलेटिनाइज गर्न 1 घन्टाको लागि उही गतिमा छिटो हलचल गर्नुहोस्; जिलेटिनाइजेसन पूरा भएपछि, समाधानको तापमान द्रुत रूपमा 70 डिग्री सेल्सियसमा घटाइन्छ, र समाधान 40 मिनेटको लागि 80 rpm/min को ढिलो गतिमा हलचल गरिन्छ। पूर्ण रूपमा HPMC भंग गर्नुहोस्। 15 सेन्टिमिटरको व्यास भएको पोलिस्टाइरिन पेट्री डिशमा 20 ग्राम मिश्रित फिल्म बनाउने घोल खन्याउनुहोस्, यसलाई समतल पार्नुहोस् र 37 डिग्री सेल्सियसमा सुकाउनुहोस्। सुकेको फिल्मलाई डिस्कबाट खाइने कम्पोजिट झिल्ली प्राप्त गर्नको लागि छिलिन्छ।
खाद्य फिल्महरू परीक्षण गर्नु अघि 3 दिन भन्दा बढीको लागि 57% आर्द्रतामा सन्तुलित थिए, र मेकानिकल गुण परीक्षणको लागि प्रयोग गरिएको खाद्य फिल्म भाग 3 दिन भन्दा बढीको लागि 75% आर्द्रतामा सन्तुलित गरिएको थियो।
3.2.2 HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्मको माइक्रोमोर्फोलजी
३.२.२.१ स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपको विश्लेषण सिद्धान्त
स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM) को शीर्षमा रहेको इलेक्ट्रोन बन्दुकले उच्च मात्रामा इलेक्ट्रोन उत्सर्जन गर्न सक्छ। कम र केन्द्रित भएपछि, यसले एक निश्चित ऊर्जा र तीव्रताको साथ इलेक्ट्रोन बीम बनाउन सक्छ। स्क्यानिङ कुण्डलको चुम्बकीय क्षेत्र द्वारा संचालित, एक निश्चित समय र अन्तरिक्ष क्रम अनुसार नमूना बिन्दुको सतह बिन्दु द्वारा स्क्यान गर्नुहोस्। सतह सूक्ष्म-क्षेत्रको विशेषताहरूमा भिन्नताको कारण, नमूना र इलेक्ट्रोन बीम बीचको अन्तरक्रियाले विभिन्न तीव्रताका माध्यमिक इलेक्ट्रोन संकेतहरू उत्पन्न गर्दछ, जुन डिटेक्टरद्वारा सङ्कलन गरिन्छ र विद्युतीय संकेतहरूमा रूपान्तरण गरिन्छ, जुन भिडियोद्वारा प्रवर्द्धन गरिन्छ। र पिक्चर ट्युबको ग्रिडमा इनपुट, पिक्चर ट्यूबको ब्राइटनेस समायोजन गरेपछि, एउटा माध्यमिक इलेक्ट्रोन छवि प्राप्त गर्न सकिन्छ जसले नमूनाको सतहमा सूक्ष्म-क्षेत्रको आकारविज्ञान र विशेषताहरू प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ। परम्परागत अप्टिकल माइक्रोस्कोपको तुलनामा, SEM को रिजोल्युसन तुलनात्मक रूपमा उच्च छ, नमूनाको सतह तहको लगभग 3nm-6nm, जुन सामग्रीको सतहमा सूक्ष्म संरचना सुविधाहरूको अवलोकनको लागि अधिक उपयुक्त छ।
३.२.२.२ परीक्षण विधि
खाद्य फिल्मलाई सुकाउनको लागि डेसिकेटरमा राखिएको थियो, र उपयुक्त साइजको खाद्य फिल्म चयन गरिएको थियो, SEM विशेष नमूना स्टेजमा कन्डक्टिभ टाँसेर टाँसिएको थियो, र त्यसपछि भ्याकुम कोटरले सुनको प्लेट लगाइएको थियो। परीक्षणको क्रममा, नमूनालाई SEM मा राखिएको थियो, र नमूनाको माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलोजी 5 kV को इलेक्ट्रोन बीम एक्सेलेरेशन भोल्टेज अन्तर्गत 300 पटक र 1000 पटक म्याग्निफिकेसनमा अवलोकन र फोटो खिचिएको थियो।
3.2.3 HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्मको लाइट ट्रान्समिटेन्स
3.2.3.1 UV-Vis स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री को विश्लेषण सिद्धान्त
UV-Vis स्पेक्ट्रोफोटोमिटरले 200 ~ 800nm को तरंग लम्बाइको साथ प्रकाश उत्सर्जन गर्न सक्छ र यसलाई वस्तुमा विकिरण गर्न सक्छ। घटना प्रकाशमा प्रकाशको केही विशिष्ट तरंगदैर्ध्यहरू सामग्रीद्वारा अवशोषित हुन्छन्, र आणविक कम्पन ऊर्जा स्तर संक्रमण र इलेक्ट्रोनिक ऊर्जा स्तर संक्रमण हुन्छ। प्रत्येक पदार्थको विभिन्न आणविक, आणविक र आणविक स्थानिक संरचनाहरू भएकाले, प्रत्येक पदार्थको विशिष्ट अवशोषण स्पेक्ट्रम हुन्छ, र पदार्थको सामग्री अवशोषण स्पेक्ट्रममा केही विशिष्ट तरंगदैर्ध्यमा अवशोषणको स्तर अनुसार निर्धारण वा निर्धारण गर्न सकिन्छ। तसर्थ, UV-Vis स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक विश्लेषण पदार्थहरूको संरचना, संरचना र अन्तरक्रिया अध्ययन गर्न प्रभावकारी माध्यमहरू मध्ये एक हो।
जब प्रकाशको किरणले कुनै वस्तुलाई ठोक्छ, घटनाको प्रकाशको अंश वस्तुले अवशोषित गर्दछ, र घटना प्रकाशको अर्को भाग वस्तुको माध्यमबाट प्रसारित हुन्छ; प्रक्षेपित प्रकाश तीव्रता र घटना प्रकाश तीव्रता को अनुपात ट्रान्समिटेन्स हो।
अवशोषण र प्रसारण बीचको सम्बन्धको लागि सूत्र हो:
ती मध्ये, A अवशोषण हो;
T ट्रान्समिटेन्स हो, %।
अन्तिम अवशोषणलाई अवशोषण × 0.25 मिमी/मोटाई द्वारा समान रूपमा सुधार गरिएको थियो।
३.२.३.२ परीक्षण विधि
5% HPMC र HPS समाधानहरू तयार पार्नुहोस्, तिनीहरूलाई विभिन्न अनुपातहरू अनुसार मिलाउनुहोस्, 10 ग्राम फिलिम बनाउने घोललाई 15 सेन्टिमिटरको व्यास भएको पोलिस्टायरिन पेट्री डिशमा खन्याउनुहोस्, र तिनीहरूलाई 37 डिग्री सेल्सियसमा सुकाउनुहोस्। खाद्य फिल्मलाई 1mm × 3mm आयताकार पट्टीमा काट्नुहोस्, यसलाई क्युभेटमा राख्नुहोस्, र क्युभेटको भित्री पर्खालको नजिक खाद्य फिल्म बनाउनुहोस्। एक WFZ UV-3802 UV-vis स्पेक्ट्रोफोटोमिटर 200-800 nm को पूर्ण तरंगदैर्ध्यमा नमूनाहरू स्क्यान गर्न प्रयोग गरिएको थियो, र प्रत्येक नमूना 5 पटक परीक्षण गरिएको थियो।
3.2.4 HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको गतिशील थर्मोमेकानिकल गुणहरू
३.२.४.१ गतिशील थर्मोमेकानिकल विश्लेषणको सिद्धान्त
डायनामिक थर्मोमेकानिकल विश्लेषण (DMA) एक उपकरण हो जसले नमूनाको द्रव्यमान र तापमान बीचको सम्बन्ध निश्चित झटका लोड र प्रोग्राम गरिएको तापमान अन्तर्गत मापन गर्न सक्छ, र आवधिक वैकल्पिक तनाव र समयको कार्य अन्तर्गत नमूनाको मेकानिकल गुणहरू परीक्षण गर्न सक्छ, तापमान र तापमान। आवृत्ति सम्बन्ध।
उच्च आणविक पोलिमरहरूमा भिस्कोइलास्टिक गुणहरू हुन्छन्, जसले एकातिर इलास्टोमर जस्तै मेकानिकल ऊर्जा भण्डार गर्न सक्छ, र अर्कोतिर बलगम जस्तै ऊर्जा खपत गर्दछ। जब आवधिक वैकल्पिक बल लागू हुन्छ, लोचदार भागले ऊर्जालाई सम्भावित ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छ र भण्डारण गर्छ; जबकि चिपचिपा भागले ऊर्जालाई ताप ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छ र यसलाई गुमाउँछ। बहुलक सामग्री सामान्यतया कम तापमान गिलास राज्य र उच्च तापमान रबर राज्य को दुई राज्यहरु प्रदर्शन गर्दछ, र दुई राज्यहरु बीच संक्रमण तापमान गिलास संक्रमण तापमान हो। गिलास ट्रान्जिसन तापमानले सामग्रीको संरचना र गुणहरूलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ, र यो पोलिमरहरूको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण विशेषता तापमानहरू मध्ये एक हो।
पोलिमरहरूको गतिशील थर्मोमेकानिकल गुणहरूको विश्लेषण गरेर, पोलिमरहरूको भिस्कोइलास्टिकिटी अवलोकन गर्न सकिन्छ, र पोलिमरहरूको प्रदर्शन निर्धारण गर्ने महत्त्वपूर्ण प्यारामिटरहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ, ताकि तिनीहरूलाई वास्तविक प्रयोग वातावरणमा राम्रोसँग लागू गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, गतिशील थर्मोमेकानिकल विश्लेषण ग्लास संक्रमण, चरण विभाजन, क्रस-लिङ्किङ, क्रिस्टलाइजेशन र आणविक खण्डहरूको सबै स्तरहरूमा आणविक गतिको लागि धेरै संवेदनशील छ, र पोलिमरहरूको संरचना र गुणहरूमा धेरै जानकारी प्राप्त गर्न सक्छ। यो अक्सर बहुलक को अणुहरु को अध्ययन को लागी प्रयोग गरिन्छ। आन्दोलन व्यवहार। DMA को तापमान स्वीप मोड प्रयोग गरेर, चरण ट्रान्जिसनको घटना जस्तै ग्लास ट्रान्जिसन परीक्षण गर्न सकिन्छ। DSC सँग तुलना गर्दा, DMA सँग उच्च संवेदनशीलता छ र वास्तविक उपयोग अनुकरण गर्ने सामग्रीहरूको विश्लेषणको लागि अधिक उपयुक्त छ।
३.२.४.२ परीक्षण विधि
सफा, समान, समतल र क्षति नभएका नमूनाहरू चयन गर्नुहोस्, र तिनीहरूलाई 10mm × 20mm आयताकार स्ट्रिपहरूमा काट्नुहोस्। नमूनाहरू PerkinElmer, USA बाट Pydris Diamond डायनामिक थर्मोमेकानिकल विश्लेषक प्रयोग गरेर टेन्साइल मोडमा परीक्षण गरिएको थियो। परीक्षण तापमान दायरा 25 ~ 150 ° C थियो, ताप दर 2 ° C/min थियो, आवृत्ति 1 Hz थियो, र परीक्षण प्रत्येक नमूनाको लागि दुई पटक दोहोर्याइएको थियो। प्रयोगको क्रममा, नमूनाको भण्डारण मोड्युलस (E') र हानि मोड्युलस (E") रेकर्ड गरिएको थियो, र भण्डारण मोड्युलसमा घाटा मोडुलसको अनुपात, अर्थात्, ट्यान्जेन्ट कोण tan δ, पनि गणना गर्न सकिन्छ।
3.2.5 HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको थर्मल स्थिरता
३.२.५.१ थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषणको सिद्धान्त
थर्मल ग्रेभिमेट्रिक विश्लेषक (TGA) ले प्रोग्राम गरिएको तापमानमा तापमान वा समयको साथ नमूनाको द्रव्यमानको परिवर्तन मापन गर्न सक्छ, र तताउने प्रक्रियाको क्रममा पदार्थहरूको सम्भावित वाष्पीकरण, पग्लने, सबलिमिसन, निर्जलीकरण, विघटन र अक्सीकरण अध्ययन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। । र अन्य भौतिक र रासायनिक घटनाहरू। नमूना परीक्षण गरिसकेपछि सीधै प्राप्त हुने पदार्थ र तापक्रम (वा समय) बीचको सम्बन्ध वक्रलाई थर्मोग्राभिमेट्रिक (TGA कर्भ) भनिन्छ। वजन घटाने र अन्य जानकारी। व्युत्पन्न थर्मोग्राभिमेट्रिक कर्भ (DTG कर्भ) TGA कर्भको पहिलो-अर्डर व्युत्पन्न पछि प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले तापमान वा समयको साथ परीक्षण गरिएको नमूनाको तौल घटाउने दरको परिवर्तनलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ, र शिखर बिन्दु स्थिरको अधिकतम बिन्दु हो। दर।
३.२.५.२ परीक्षण विधि
एकसमान मोटाई भएको खाद्य फिल्म चयन गर्नुहोस्, यसलाई थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषक परीक्षण डिस्कको व्यासको सर्कलमा काट्नुहोस्, र त्यसपछि यसलाई परीक्षण डिस्कमा समतल राख्नुहोस्, र 20 एमएल/मिनेटको प्रवाह दरको साथ नाइट्रोजन वातावरणमा परीक्षण गर्नुहोस्। । तापमान दायरा 30-700 °C थियो, ताप दर 10 °C/मिनेट थियो, र प्रत्येक नमूना दुई पटक परीक्षण गरिएको थियो।
3.2.6.1 तन्य सम्पत्ति विश्लेषणको सिद्धान्त
3.2.6 HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको तन्य गुणहरू
मेकानिकल प्रोपर्टी परीक्षकले स्प्लाइन भाँचिएको नभएसम्म विशिष्ट तापमान, आर्द्रता र गति अवस्था अन्तर्गत अनुदैर्ध्य अक्षको साथ स्प्लाइनमा स्थिर तन्य लोड लागू गर्न सक्छ। परीक्षणको क्रममा, स्प्लाइनमा लागू गरिएको लोड र यसको विरूपण रकम मेकानिकल गुण परीक्षकद्वारा रेकर्ड गरिएको थियो, र स्प्लाइनको तन्य विरूपणको समयमा तनाव-तनाव वक्र कोरिएको थियो। तनाव-तनाव वक्रबाट, तन्य शक्ति (ζt), ब्रेकमा लम्बाइ (εb) र लोचदार मोड्युलस (E) लाई फिल्मको तन्य गुणहरू मूल्याङ्कन गर्न गणना गर्न सकिन्छ।
सामग्रीको तनाव-तनाव सम्बन्धलाई सामान्यतया दुई भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ: लोचदार विरूपण क्षेत्र र प्लास्टिक विरूपण क्षेत्र। लोचदार विरूपण क्षेत्रमा, सामग्रीको तनाव र तनाव एक रैखिक सम्बन्ध छ, र यस समयमा विरूपण पूर्ण रूपमा पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ, जुन कुकको कानूनसँग मिल्दोजुल्दो छ; प्लास्टिक विरूपण क्षेत्रमा, सामग्रीको तनाव र तनाव अब रैखिक हुँदैन, र यस समयमा हुने विरूपण अपरिवर्तनीय रूपमा हुन्छ, अन्ततः सामग्री टुट्छ।
तन्य शक्ति गणना सूत्र:
कहाँ: तन्य शक्ति हो, MPa;
p अधिकतम लोड वा ब्रेकिङ लोड हो, N;
b नमूना चौडाइ, मिमी हो;
d नमूनाको मोटाई हो, मिमी।
ब्रेकमा लम्बाइ गणना गर्न सूत्र:
जहाँ: εb ब्रेकमा लम्बाइ हो, %;
L माङ्कन रेखाहरू बीचको दूरी हो जब नमूना विच्छेद हुन्छ, मिमी;
L0 नमूनाको मूल गेज लम्बाइ हो, मिमी।
लोचदार मोड्युलस गणना सूत्र:
तिनीहरू मध्ये: E लोचदार मोड्युलस हो, MPa;
ζ तनाव हो, MPa;
ε तनाव हो।
३.२.६.२ परीक्षण विधि
सफा, एकसमान, समतल र क्षति नभएका नमूनाहरू चयन गर्नुहोस्, राष्ट्रिय मानक GB13022-91 लाई सन्दर्भ गर्नुहोस्, र तिनीहरूलाई 120mm को कुल लम्बाइको साथ डम्बेल-आकारको स्प्लाइनहरूमा काट्नुहोस्, 86mm को फिक्स्चरहरू बीचको प्रारम्भिक दूरी, 40mm को अंकहरू बीचको दूरी, र 10mm को चौडाई। स्प्लाइनहरू 75% र 57% (स्याचुरेटेड सोडियम क्लोराइड र सोडियम ब्रोमाइड समाधानको वातावरणमा) आर्द्रतामा राखिएको थियो, र नाप्नु अघि 3 दिन भन्दा बढीको लागि सन्तुलित गरियो। यस प्रयोगमा, ASTM D638, 5566 संयुक्त राज्यको इन्स्ट्रोन कर्पोरेशनको मेकानिकल सम्पत्ति परीक्षक र यसको 2712-003 वायमेटिक क्ल्याम्प परीक्षणको लागि प्रयोग गरिन्छ। तन्य गति 10 मिमी/मिनेट थियो, र नमूना 7 पटक दोहोर्याइएको थियो, र औसत मान गणना गरिएको थियो।
3.2.7 HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्मको अक्सिजन पारगम्यता
३.२.७.१ अक्सिजन पारगम्यता विश्लेषणको सिद्धान्त
परीक्षण नमूना स्थापित भएपछि, परीक्षण गुहा दुई भाग, A र B मा विभाजित छ; एक निश्चित प्रवाह दर संग एक उच्च शुद्धता अक्सिजन प्रवाह A गुहा मा पास गरिन्छ, र एक निश्चित प्रवाह दर संग एक नाइट्रोजन प्रवाह B गुफा मा पास गरिन्छ; परीक्षण प्रक्रियाको क्रममा, A गुहा अक्सिजन नमूनाको माध्यमबाट B गुफामा प्रवेश गर्छ, र B गुफामा घुसाइएको अक्सिजन नाइट्रोजन प्रवाहद्वारा बोकिन्छ र अक्सिजन सेन्सरमा पुग्न B गुहा छोड्छ। अक्सिजन सेन्सरले नाइट्रोजन प्रवाहमा अक्सिजन सामग्री मापन गर्दछ र एक सम्बन्धित विद्युतीय संकेत आउटपुट गर्दछ, यसैले नमूना अक्सिजन गणना गर्दछ। प्रसारण।
३.२.७.२ परीक्षण विधि
क्षति नभएका खाद्य मिश्रित फिल्महरू छान्नुहोस्, तिनीहरूलाई 10.16 x 10.16 सेन्टिमिटर हीरा आकारको नमूनाहरूमा काट्नुहोस्, क्ल्याम्पहरूको किनारा सतहहरूलाई भ्याकुम ग्रीसले कोट गर्नुहोस्, र नमूनाहरूलाई परीक्षण ब्लकमा क्ल्याम्प गर्नुहोस्। ASTM D-3985 अनुसार परीक्षण गरिएको, प्रत्येक नमूनाको परीक्षण क्षेत्र 50 cm2 छ।
3.3 परिणाम र छलफल
3.3.1 खाद्य मिश्रित फिल्महरूको सूक्ष्म संरचना विश्लेषण
फिल्म बनाउने तरल पदार्थ र सुकाउने अवस्थाका घटकहरू बीचको अन्तरक्रियाले फिल्मको अन्तिम संरचना निर्धारण गर्छ र फिल्मको विभिन्न भौतिक र रासायनिक गुणहरूलाई गम्भीर रूपमा असर गर्छ [330, 331]। प्रत्येक घटकको निहित जेल गुणहरू र कम्पाउन्डिङ अनुपातले यौगिकको आकारविज्ञानलाई असर गर्न सक्छ, जसले सतहको संरचना र झिल्लीको अन्तिम गुणहरूलाई असर गर्छ [301, 332]। तसर्थ, चलचित्रहरूको माइक्रोस्ट्रक्चरल विश्लेषणले प्रत्येक कम्पोनेन्टको आणविक पुनर्व्यवस्थितमा सान्दर्भिक जानकारी प्रदान गर्न सक्छ, जसले हामीलाई बाधा गुणहरू, मेकानिकल गुणहरू, र फिल्महरूको अप्टिकल गुणहरू राम्रोसँग बुझ्न मद्दत गर्न सक्छ।
HPS/HPMC खाद्य फिल्महरूको सतह स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप माइक्रोग्राफहरू विभिन्न अनुपातहरूमा चित्र 3-1 मा देखाइएको छ। चित्र 3-1 बाट देख्न सकिन्छ, केहि नमूनाहरूले सतहमा सूक्ष्म दरारहरू देखाए, जुन परीक्षणको क्रममा नमूनामा नमीको कमीको कारणले वा माइक्रोस्कोप गुहामा इलेक्ट्रोन बीमको आक्रमणको कारण हुन सक्छ। , 139]। चित्रमा, शुद्ध HPS झिल्ली र शुद्ध HPMC। झिल्लीहरूले अपेक्षाकृत चिल्लो माइक्रोस्कोपिक सतहहरू देखाए, र शुद्ध HPS झिल्लीहरूको सूक्ष्म संरचना शुद्ध HPMC झिल्लीहरू भन्दा बढी एकरूप र चिल्लो थियो, जुन मुख्य रूपमा स्टार्च म्याक्रोमोलेक्युलहरू (एमाइलोज अणुहरू र एमाइलोपेक्टिन अणुहरू) को कारणले राम्रो कूलर रेन्ज प्राप्त गर्ने प्रक्रियामा हुन सक्छ। जलीय समाधान मा। धेरै अध्ययनहरूले देखाएको छ कि चिसो प्रक्रियामा amylose-amylopectin-पानी प्रणाली
जेल गठन र चरण विभाजन बीच प्रतिस्पर्धात्मक संयन्त्र हुन सक्छ। यदि चरण विभाजनको दर जेल गठनको दर भन्दा कम छ भने, चरण विभाजन प्रणालीमा हुने छैन, अन्यथा, चरण विभाजन प्रणालीमा हुनेछ [333, 334]। यसबाहेक, जब amylose सामग्री 25% भन्दा बढी हुन्छ, amylose को gelatinization र लगातार amylose नेटवर्क संरचनाले चरण विभाजन [334] को उपस्थितिलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा रोक्न सक्छ। यस पेपरमा प्रयोग गरिएको HPS को एमाइलोज सामग्री 80% छ, 25% भन्दा धेरै उच्च, यसरी शुद्ध HPS झिल्लीहरू शुद्ध HPMC झिल्लीहरू भन्दा बढी एकरूप र चिल्लो हुन्छ भन्ने घटनालाई राम्रोसँग चित्रण गर्दछ।
यो तथ्याङ्कको तुलनाबाट देख्न सकिन्छ कि सबै कम्पोजिट फिल्महरूको सतहहरू तुलनात्मक रूपमा नराम्रो छन्, र केही अनियमित बम्पहरू छरिएका छन्, यसले HPMC र HPS बीचको एक निश्चित डिग्रीको अस्पष्टता रहेको संकेत गर्दछ। यसबाहेक, उच्च HPMC सामग्री भएका समग्र झिल्लीहरूले उच्च HPS सामग्री भएकाहरूको तुलनामा अधिक समान संरचना प्रदर्शन गर्यो। 37 डिग्री सेल्सियस फिल्म गठन तापमानमा HPS-आधारित संक्षेपण
जेल गुणहरूमा आधारित, HPS ले चिपचिपा जेल अवस्था प्रस्तुत गर्यो; HPMC को थर्मल जेल गुणहरूमा आधारित हुँदा, HPMC ले पानी जस्तो समाधान अवस्था प्रस्तुत गर्यो। उच्च HPS सामग्री (7:3 HPS/HPMC) भएको कम्पोजिट झिल्लीमा, चिपचिपा HPS निरन्तर चरण हो, र पानी-जस्तै HPMC उच्च चिपचिपा HPS निरन्तर चरणमा फैलिएको चरणको रूपमा फैलिएको छ, जुन अनुकूल छैन। फैलिएको चरणको समान वितरणमा; उच्च HPMC सामग्री (3:7 HPS/HPMC) भएको कम्पोजिट फिल्ममा, कम चिपचिपाहट HPMC निरन्तर चरणमा रूपान्तरण हुन्छ, र चिपचिपा HPS कम-चिसोपन HPMC चरणमा फैलिएको चरणको रूपमा फैलिएको हुन्छ, जुन यसका लागि अनुकूल हुन्छ। एक समान चरणको गठन। मिश्रित प्रणाली।
यो फिगरबाट देख्न सकिन्छ कि यद्यपि सबै कम्पोजिट फिल्महरूले नराम्रो र असंगत सतह संरचनाहरू देखाउँछन्, कुनै स्पष्ट चरण इन्टरफेस फेला परेन, HPMC र HPS राम्रो अनुकूलता रहेको संकेत गर्दछ। HPMC/स्टार्च कम्पोजिट फिलिमहरू बिना प्लास्टिसाइजरहरू जस्तै PEG ले स्पष्ट चरण विभाजन [301] देखायो, यसैले स्टार्च र PEG प्लास्टिसाइजरको हाइड्रोक्साइप्रोपाइल परिमार्जनले कम्पोजिट-प्रणालीको अनुकूलता सुधार गर्न सक्छ भन्ने संकेत गर्दछ।
3.3.2 खाद्य मिश्रित फिल्महरूको अप्टिकल गुण विश्लेषण
HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको प्रकाश प्रसारण गुणहरू विभिन्न अनुपातहरूमा UV-vis spectrophotometer द्वारा परीक्षण गरिएको थियो, र UV स्पेक्ट्रा चित्र 3-2 मा देखाइएको छ। लाइट ट्रान्समिटेन्स मान जति ठूलो हुन्छ, फिल्म त्यति नै समान र पारदर्शी हुन्छ; यसको विपरित, प्रकाश प्रसारण मूल्य जति सानो हुन्छ, फिल्म त्यति नै असमान र अपारदर्शी हुन्छ। यो चित्र 3-2(a) बाट देख्न सकिन्छ कि सबै कम्पोजिट फिल्महरूले पूर्ण तरंग दैर्ध्य स्क्यानिङ दायरामा स्क्यानिङ तरंग दैर्ध्यको वृद्धिसँग समान प्रवृत्ति देखाउँछन्, र तरंग दैर्ध्यको वृद्धिसँगै प्रकाश प्रसारण क्रमशः बढ्छ। 350nm मा, कर्भहरू पठारमा हुन्छन्।
तुलनाको लागि 500nm को तरंगदैर्ध्यमा ट्रान्समिटेन्स चयन गर्नुहोस्, चित्र 3-2(b) मा देखाइए अनुसार, शुद्ध HPS फिल्मको प्रसारण शुद्ध HPMC फिल्मको भन्दा कम छ, र HPMC सामग्री बढ्दै जाँदा, ट्रान्समिट्यान्स पहिले घट्छ, र त्यसपछि न्यूनतम मूल्य पुगे पछि बढ्यो। जब HPMC सामग्री 70% मा बढ्यो, समग्र फिल्मको प्रकाश प्रसारण शुद्ध HPS भन्दा ठूलो थियो। यो राम्रोसँग थाहा छ कि एक समान प्रणालीले राम्रो प्रकाश प्रसारण प्रदर्शन गर्दछ, र यसको यूवी-मापन ट्रान्समिटेन्स मूल्य सामान्यतया उच्च हुन्छ; inhomogeneous सामग्रीहरू सामान्यतया अधिक अपारदर्शी हुन्छन् र कम UV प्रसारण मानहरू छन्। कम्पोजिट फिल्महरूको ट्रान्समिटेन्स मानहरू (7:3, 5:5) शुद्ध HPS र HPMC फिल्महरूको तुलनामा कम थिए, यसले HPS र HPMC को दुई कम्पोनेन्टहरू बीचको चरण विभाजनको निश्चित डिग्री थियो भनेर संकेत गर्दछ।
Fig. 3-2 सबै तरंग लम्बाइ (a), र 500 nm (b) मा UV स्पेक्ट्रा, HPS/HPMC मिश्रण फिल्महरूको लागि। पट्टी मतलब ± मानक विचलन प्रतिनिधित्व गर्दछ। ac: विभिन्न अक्षरहरू विभिन्न मिश्रण अनुपात (p <0.05) सँग महत्त्वपूर्ण रूपमा भिन्न हुन्छन्, पूर्ण शोध प्रबंधमा लागू गरिन्छ।
3.3.3 खाद्य मिश्रित फिल्महरूको गतिशील थर्मोमेकानिकल विश्लेषण
चित्र 3-3 ले HPMC/HPS को खाद्य फिल्महरूको डायनामिक थर्मोमेकानिकल गुणहरू फरक सूत्रहरू देखाउँछ। यो चित्र 3-3(a) बाट देख्न सकिन्छ कि भण्डारण मोड्युलस (E') HPMC सामग्रीको वृद्धि संग घट्छ। थप रूपमा, सबै नमूनाहरूको भण्डारण मोड्युलस बढ्दो तापक्रमको साथ बिस्तारै घट्दै गयो, बाहेक शुद्ध HPS (10:0) फिल्मको भण्डारण मोडुलस तापमान 70 डिग्री सेल्सियसमा बढे पछि थोरै बढ्यो। उच्च तापक्रममा, उच्च एचपीएमसी सामग्री भएको कम्पोजिट फिल्मको लागि, कम्पोजिट फिल्मको भण्डारण मोड्युलस तापक्रमको वृद्धिसँगै स्पष्ट तलतिर जान्छ; जबकि उच्च HPS सामग्री भएको नमूनाको लागि, भण्डारण मोडुलस तापक्रमको वृद्धिसँगै थोरै मात्र घट्छ।
चित्र 3-3 HPS/HPMC ब्लेन्ड फिल्महरूको भण्डारण मोड्युलस (E′) (a) र हानि ट्यान्जेन्ट (tan δ) (b)
यो चित्र 3-3(b) बाट देख्न सकिन्छ कि HPMC सामग्री 30% (5:5, 3:7, 0:10) भन्दा बढी भएका नमूनाहरूले सबैले गिलास संक्रमण शिखर देखाउँदछ, र HPMC सामग्रीको वृद्धिसँगै, गिलास संक्रमण संक्रमण तापमान उच्च तापमान मा सारियो, HPMC बहुलक श्रृंखला को लचिलोपन घटेको संकेत गर्दछ। अर्कोतर्फ, शुद्ध HPS झिल्लीले 67 °C को वरिपरि ठूलो खाम शिखर प्रदर्शन गर्दछ, जबकि 70% HPS सामग्री भएको समग्र झिल्लीमा कुनै स्पष्ट गिलास संक्रमण हुँदैन। यो हुन सक्छ किनभने त्यहाँ HPMC र HPS को बीच अन्तरक्रिया को एक निश्चित डिग्री छ, यसैले HPMC र HPS को आणविक खण्डहरूको आन्दोलन प्रतिबन्धित।
3.3.4 खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको थर्मल स्थिरता विश्लेषण
चित्र 3-4 TGA curves (a) र तिनीहरूको व्युत्पन्न (DTG) curves (b) HPS/HPMC ब्लेन्ड फिल्महरू
HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्मको थर्मल स्थिरता थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषक द्वारा परीक्षण गरिएको थियो। चित्र ३-४ ले कम्पोजिट फिल्मको थर्मोग्राभिमेट्रिक कर्भ (TGA) र यसको वजन घटाउने दर वक्र (DTG) देखाउँछ। चित्र 3-4(a) मा रहेको TGA वक्रबाट, यो देख्न सकिन्छ कि विभिन्न अनुपातहरू भएका मिश्रित झिल्ली नमूनाहरूले तापमान वृद्धिको साथमा दुई स्पष्ट थर्मोग्राभिमेट्रिक परिवर्तन चरणहरू देखाउँछन्। पॉलिसेकेराइड म्याक्रोमोलेक्युलद्वारा सोसिएको पानीको वाष्पीकरणले वास्तविक थर्मल डिग्रेडेसन हुनु अघि 30-180 डिग्री सेल्सियसमा तौल घटाउने सानो चरणमा परिणाम दिन्छ। त्यसपछि, 300 ~ 450 °C मा वजन घटाउने ठूलो चरण छ, यहाँ HPMC र HPS को थर्मल गिरावट चरण।
चित्र 3-4(b) मा DTG वक्रहरूबाट, यो देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS र शुद्ध HPMC को थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान क्रमशः 338 °C र 400 °C हो, र शुद्ध HPMC को थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान हो। HPS को भन्दा उच्च, HPMC HPS भन्दा राम्रो थर्मल स्थिरता को संकेत गर्दछ। जब HPMC सामग्री 30% (7:3) थियो, एकल चोटी 347 °C मा देखा पर्यो, जुन HPS को विशेषता शिखरसँग मेल खान्छ, तर तापक्रम HPS को थर्मल डिग्रेडेसन शिखर भन्दा बढी थियो; जब HPMC सामग्री 70% (3:7) थियो, HPMC को केवल विशेषता शिखर 400 °C मा देखा पर्यो; जब HPMC को सामग्री 50% थियो, दुई थर्मल क्षरण चुचुराहरू DTG कर्भमा देखा पर्यो, क्रमशः 345 °C र 396 °C। चुचुराहरू क्रमशः HPS र HPMC को विशेषता चुचुराहरूसँग मिल्दोजुल्दो छन्, तर HPS सँग सम्बन्धित थर्मल डिग्रेडेसन शिखर सानो छ, र दुवै चुचुराहरूमा निश्चित परिवर्तन हुन्छ। यो देख्न सकिन्छ कि धेरै जसो कम्पोजिट झिल्लीले एक निश्चित कम्पोनेन्टसँग मिल्दो विशेषता एकल शिखर मात्र देखाउँदछ, र तिनीहरू शुद्ध घटक झिल्लीको तुलनामा अफसेट हुन्छन्, जसले HPMC र HPS कम्पोनेन्टहरू बीच निश्चित भिन्नता रहेको संकेत गर्दछ। अनुकूलता को डिग्री। कम्पोजिट झिल्लीको थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान शुद्ध HPS भन्दा बढी थियो, HPMC ले HPS झिल्लीको थर्मल स्थिरतालाई निश्चित हदसम्म सुधार गर्न सक्छ भनेर संकेत गर्दछ।
3.3.5 खाद्य कम्पोजिट फिल्मको मेकानिकल गुण विश्लेषण
HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको टेन्साइल गुणहरू विभिन्न अनुपातहरूमा मेकानिकल गुण विश्लेषकद्वारा 25 डिग्री सेल्सियस, सापेक्षिक आर्द्रता 57% र 75% मा मापन गरियो। चित्र 3-5 ले विभिन्न सापेक्षिक आर्द्रता अन्तर्गत विभिन्न अनुपातमा HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको लोचदार मोड्युलस (a), ब्रेकमा लम्बाइ (b) र तन्य शक्ति (c) देखाउँछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि जब सापेक्षिक आर्द्रता 57% हुन्छ, शुद्ध HPS फिल्मको लोचदार मोडुलस र तन्य शक्ति सबैभन्दा ठूलो हुन्छ, र शुद्ध HPMC सबैभन्दा सानो हुन्छ। HPS सामग्रीको बृद्धिसँगै, मिश्रित फिल्महरूको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति लगातार बढ्दै गयो। शुद्ध HPMC झिल्लीको विच्छेदमा लम्बाइ शुद्ध HPS झिल्लीको भन्दा धेरै ठूलो हुन्छ, र दुबै कम्पोजिट झिल्लीको भन्दा ठूलो हुन्छ।
जब सापेक्षिक आर्द्रता 57% सापेक्षिक आर्द्रताको तुलनामा उच्च (75%) थियो, सबै नमूनाहरूको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति घट्यो, जबकि ब्रेकमा लम्बाइ उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो। यो मुख्यतया हो किनभने पानी, सामान्यीकृत प्लास्टिसाइजरको रूपमा, HPMC र HPS म्याट्रिक्सलाई पातलो गर्न सक्छ, पोलिमर चेनहरू बीचको बल घटाउन सक्छ, र बहुलक खण्डहरूको गतिशीलता सुधार गर्न सक्छ। उच्च सापेक्षिक आर्द्रतामा, शुद्ध HPMC चलचित्रहरूको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति शुद्ध HPS चलचित्रहरूको तुलनामा उच्च थियो, तर ब्रेकमा लम्बाइ कम थियो, नतिजा जुन कम आर्द्रतामा परिणामहरू भन्दा पूर्ण रूपमा भिन्न थियो। यो ध्यान दिन लायक छ कि 75% को उच्च आर्द्रता मा कम्पोनेन्ट अनुपात संग कम्पोजिट फिल्म को मेकानिकल गुण को भिन्नता 57% को सापेक्ष आर्द्रता मा मामला को तुलना मा एक कम आर्द्रता मा को विपरीत छ। उच्च आर्द्रता अन्तर्गत, फिल्मको आर्द्रता बढ्छ, र पानीले पोलिमर म्याट्रिक्समा निश्चित प्लाष्टिकाइजिंग प्रभाव मात्र गर्दैन, तर स्टार्चको पुन: स्थापनालाई पनि बढावा दिन्छ। HPMC को तुलनामा, HPS सँग पुन: पुन: स्थापना गर्ने बलियो प्रवृत्ति छ, त्यसैले HPS मा सापेक्षिक आर्द्रताको प्रभाव HPMC को भन्दा धेरै ठूलो छ।
चित्र 3-5 विभिन्न सापेक्षिक नम्रता (RH) अवस्थाहरूमा सन्तुलित विभिन्न HPS/HPMC अनुपातहरू भएका HPS/HPMC चलचित्रहरूको तन्य गुणहरू। *: विभिन्न संख्याका अक्षरहरू विभिन्न RH सँग महत्त्वपूर्ण रूपमा भिन्न हुन्छन्, पूर्ण शोध प्रबंधमा लागू हुन्छ
3.3.6 खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको अक्सिजन पारगम्यताको विश्लेषण
खाद्य कम्पोजिट फिल्म खानाको शेल्फ जीवन विस्तार गर्न खाद्य प्याकेजिङ्ग सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र यसको अक्सिजन अवरोध प्रदर्शन महत्त्वपूर्ण सूचकहरू मध्ये एक हो। तसर्थ, HPMC/HPS को विभिन्न अनुपातहरू भएका खाद्य फिल्महरूको अक्सिजन प्रसारण दर 23 डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा मापन गरियो, र परिणामहरू चित्र 3-6 मा देखाइएको छ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यता शुद्ध HPMC झिल्लीको भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम छ, HPS झिल्लीमा HPMC झिल्ली भन्दा राम्रो अक्सिजन अवरोध गुणहरू छन् भनेर संकेत गर्दछ। कम चिपचिपापन र अनाकार क्षेत्रहरूको अस्तित्वको कारण, HPMC लाई फिल्ममा अपेक्षाकृत ढीला कम-घनत्व नेटवर्क संरचना बनाउन सजिलो छ; HPS को तुलनामा, यसमा पुन: पुन: स्थापना गर्ने उच्च प्रवृत्ति छ, र यो फिल्ममा घना संरचना बनाउन सजिलो छ। धेरै अध्ययनहरूले देखाएको छ कि स्टार्च फिल्महरूमा अन्य पोलिमरहरू [139, 301, 335, 336] को तुलनामा राम्रो अक्सिजन अवरोध गुणहरू छन्।
चित्र 3-6 HPS/HPMC मिश्रण फिल्महरूको अक्सिजन पारगम्यता
HPS को थपले HPMC झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यतालाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सक्छ, र समग्र झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यता HPS सामग्रीको वृद्धिसँगै तीव्र रूपमा घट्छ। अक्सिजन-अभेद्य HPS को थपले कम्पोजिट झिल्लीमा अक्सिजन च्यानलको tortuosity बढाउन सक्छ, जसले फलस्वरूप अक्सिजन पारगम्यता दरमा कमी निम्त्याउँछ र अन्ततः कम अक्सिजन पारगम्यता। समान परिणामहरू अन्य देशी स्टार्चहरू [१३९,३०१] को लागि रिपोर्ट गरिएको छ।
3.4 यस अध्यायको सारांश
यस अध्यायमा, HPMC र HPS लाई मुख्य कच्चा पदार्थको रूपमा प्रयोग गरी, र प्लास्टिसाइजरको रूपमा पोलिथिलीन ग्लाइकोल थपेर, विभिन्न अनुपातहरूमा HPMC/HPS को खाद्य मिश्रित फिल्महरू कास्टिङ विधिद्वारा तयार गरिएको थियो। कम्पोनेन्टको अन्तर्निहित गुणहरूको प्रभाव र मिश्रित झिल्लीको माइक्रोस्कोपिक आकार विज्ञानमा कम्पाउन्डिङ अनुपात इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी स्क्यान गरेर अध्ययन गरिएको थियो; कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुणहरू मेकानिकल-गुण परीक्षक द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। कम्पोनेन्टहरूको अन्तर्निहित गुणहरूको प्रभाव र अक्सिजन अवरोध गुणहरू र कम्पोजिट फिल्मको प्रकाश ट्रान्समिटेन्समा कम्पाउन्डिंग अनुपात अक्सिजन ट्रान्समिटेन्स परीक्षक र यूभी-भिस स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी, थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषण र गतिशील थर्मल विश्लेषण प्रयोग गरियो। मेकानिकल विश्लेषण र अन्य विश्लेषणात्मक विधिहरू चिसो-तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको अनुकूलता र चरण विभाजन अध्ययन गर्न प्रयोग गरियो। मुख्य निष्कर्षहरू निम्नानुसार छन्:
- शुद्ध HPMC सँग तुलना गर्दा, शुद्ध HPS एक समान र चिल्लो माइक्रोस्कोपिक सतह आकार विज्ञान बनाउन सजिलो छ। यो मुख्यतया शीतलन प्रक्रियाको क्रममा स्टार्च जलीय घोलमा स्टार्च म्याक्रोमोलेक्युलहरू (एमाइलोज अणुहरू र एमाइलोपेक्टिन अणुहरू) को राम्रो आणविक पुनर्संरचनाको कारणले हो।
- उच्च HPMC सामग्री भएका यौगिकहरूले एकरूप झिल्ली संरचनाहरू बनाउने सम्भावना बढी हुन्छ। यो मुख्यतया HPMC र HPS को जेल गुणहरूमा आधारित छ। फिल्म बनाउने तापक्रममा, HPMC र HPS ले क्रमशः कम चिपचिपाहट समाधान अवस्था र उच्च-भिस्कोसिटी जेल अवस्था देखाउँदछ। उच्च चिपचिपापन फैलिएको चरण कम चिपचिपापन निरन्तर चरणमा फैलिएको छ। , यो एक समान प्रणाली बनाउन सजिलो छ।
- HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको मेकानिकल गुणहरूमा सापेक्षिक आर्द्रताले महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ, र HPS सामग्रीको वृद्धिसँगै यसको प्रभावको डिग्री बढ्छ। कम सापेक्षिक आर्द्रतामा, एचपीएस सामग्रीको वृद्धिसँगै मिश्रित फिल्महरूको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति बढ्यो, र कम्पोजिट फिल्महरूको ब्रेकमा लम्बाइ शुद्ध कम्पोनेन्ट फिल्महरूको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो। सापेक्षिक आर्द्रताको वृद्धिसँगै, मिश्रित फिल्मको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति घट्यो, र ब्रेकमा लम्बाइ उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो, र कम्पोजिट फिल्म र कम्पाउन्डिङ अनुपातको मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्धले भिन्न अन्तर्गत पूर्ण रूपमा विपरीत परिवर्तन ढाँचा देखायो। सापेक्ष आर्द्रता। विभिन्न कम्पाउन्डिङ रेसियो भएका कम्पोजिट झिल्लीका मेकानिकल गुणहरूले विभिन्न सापेक्षिक आर्द्रता अवस्थाहरूमा प्रतिच्छेदन देखाउँछन्, जसले विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताहरू अनुसार उत्पादन कार्यसम्पादनलाई अनुकूलन गर्ने सम्भावना प्रदान गर्दछ।
- HPS को थपले कम्पोजिट झिल्लीको अक्सिजन बाधा गुणहरूमा उल्लेखनीय सुधार गर्यो। कम्पोजिट झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यता HPS सामग्रीको वृद्धिसँग तीव्र रूपमा घट्यो।
- HPMC/HPS चिसो र तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणालीमा, त्यहाँ दुई घटकहरू बीच एक निश्चित अनुकूलता छ। सबै कम्पोजिट फिल्महरूको SEM छविहरूमा कुनै स्पष्ट दुई-चरण इन्टरफेस फेला परेन, धेरै जसो कम्पोजिट फिल्महरूमा DMA नतिजाहरूमा केवल एक गिलास संक्रमण बिन्दु थियो, र धेरै जसो कम्पोजिटको DTG वक्रहरूमा केवल एउटा थर्मल डिग्रेडेसन शिखर देखा पर्यो। चलचित्रहरू। यसले देखाउँछ कि HPMC र HPS बीच एक निश्चित वर्णनात्मकता छ।
माथिको प्रयोगात्मक नतिजाहरूले देखाउँदछ कि HPS र HPMC को कम्पाउन्डिंगले HPMC खाद्य फिल्मको उत्पादन लागत मात्र कम गर्न सक्दैन, तर यसको प्रदर्शनमा पनि सुधार गर्दछ। खाद्य कम्पोजिट फिल्मको मेकानिकल गुणहरू, अक्सिजन अवरोध गुणहरू र अप्टिकल गुणहरू दुई घटकहरूको मिश्रित अनुपात र बाह्य वातावरणको सापेक्ष आर्द्रता समायोजन गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ।
अध्याय 4 HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको माइक्रोमोर्फोलजी र मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्ध
धातु मिश्र धातु मिश्रणको समयमा उच्च मिक्सिङ एन्ट्रोपीको तुलनामा, बहुलक कम्पाउन्डिङको समयमा मिश्रण गर्ने एन्ट्रोपी सामान्यतया धेरै सानो हुन्छ, र कम्पाउन्डिङको समयमा कम्पाउन्डिङको ताप सामान्यतया सकारात्मक हुन्छ, परिणामस्वरूप बहुलक कम्पाउन्डिङ प्रक्रियाहरू हुन्छन्। गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन सकारात्मक छ (���>), त्यसकारण, बहुलक सूत्रहरू चरण-पृथक दुई-चरण प्रणालीहरू बनाउँछन्, र पूर्ण रूपमा उपयुक्त बहुलक सूत्रहरू धेरै दुर्लभ छन् [२४२]।
मिश्रित यौगिक प्रणालीहरूले सामान्यतया थर्मोडायनामिक्समा आणविक-स्तरको मिसिबिलिटी हासिल गर्न सक्छ र एकरूप यौगिकहरू बनाउँदछ, त्यसैले धेरैजसो बहुलक यौगिक प्रणालीहरू अपरिवर्तनीय हुन्छन्। जे होस्, धेरै बहुलक यौगिक प्रणालीहरू निश्चित परिस्थितिहरूमा उपयुक्त स्थितिमा पुग्न सक्छ र निश्चित अनुकूलता [257] संग कम्पाउन्ड प्रणाली बन्न सक्छ।
म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू जस्तै बहुलक कम्पोजिट प्रणालीहरूको मेकानिकल गुणहरू तिनीहरूको कम्पोनेन्टहरूको अन्तरक्रिया र चरण मोर्फोलोजीमा ठूलो हदसम्म निर्भर हुन्छन्, विशेष गरी कम्पोनेन्टहरू बीचको अनुकूलता र निरन्तर र फैलिएको चरणहरूको संरचना [301]। तसर्थ, कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलजी र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू अध्ययन गर्न र तिनीहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित गर्नको लागि यो ठूलो महत्त्वको छ, जुन कम्पोजिट प्रणालीको चरण संरचना र अनुकूलता नियन्त्रण गरेर समग्र सामग्रीको गुणहरू नियन्त्रण गर्न ठूलो महत्त्वको छ।
जटिल प्रणालीको आकारविज्ञान र चरण रेखाचित्र अध्ययन गर्ने प्रक्रियामा, विभिन्न घटकहरू छुट्याउन उपयुक्त माध्यमहरू छनौट गर्न महत्त्वपूर्ण छ। यद्यपि, HPMC र HPS बीचको भिन्नता एकदमै गाह्रो छ, किनकि दुबैमा राम्रो पारदर्शिता र समान अपवर्तक सूचकांक छ, त्यसैले अप्टिकल माइक्रोस्कोपीद्वारा दुईवटा कम्पोनेन्टहरू छुट्याउन गाह्रो छ; थप रूपमा, किनभने दुवै कार्बनिक कार्बन-आधारित सामग्री हुन्, त्यसैले दुईमा समान ऊर्जा अवशोषण छ, त्यसैले इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी स्क्यान गर्नका लागि कम्पोनेन्टहरूको जोडीलाई सही रूपमा छुट्याउन पनि गाह्रो छ। फोरियर ट्रान्सफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपीले 1180-953 cm-1 मा polysaccharide ब्यान्ड र 1750-1483 cm-1 मा एमाइड ब्यान्डको क्षेत्र अनुपात द्वारा प्रोटीन-स्टार्च जटिल प्रणालीको आकार विज्ञान र चरण रेखाचित्रमा परिवर्तनहरू प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ। 337], तर यो प्रविधि धेरै जटिल छ र सामान्यतया HPMC/HPS हाइब्रिड प्रणालीहरूको लागि पर्याप्त कन्ट्रास्ट उत्पन्न गर्न सिंक्रोट्रोन विकिरण फोरियर इन्फ्रारेड प्रविधिहरू परिवर्तन गर्न आवश्यक छ। त्यहाँ कम्पोनेन्टहरूको यो विभाजन प्राप्त गर्नका लागि प्रविधिहरू पनि छन्, जस्तै प्रसारण इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी र सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ, तर यी प्रविधिहरू सामान्यतया जटिल हुन्छन् [338]। यस विषयमा, साधारण आयोडिन डाईङ अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषण विधि प्रयोग गरिन्छ, र एमाइलोज हेलिकल संरचनाको अन्तिम समूहले समावेशी कम्प्लेक्सहरू बनाउन आयोडिनसँग प्रतिक्रिया गर्न सक्छ भन्ने सिद्धान्तलाई एचपीएमसी/एचपीएस कम्पाउन्ड प्रणालीलाई आयोडिन डाइङद्वारा रंगाउन प्रयोग गरिन्छ, त्यसैले। कि HPS कम्पोनेन्टहरू HPMC कम्पोनेन्टहरूबाट प्रकाश माइक्रोस्कोप अन्तर्गत तिनीहरूको विभिन्न रंगहरूद्वारा छुट्याइयो। तसर्थ, आयोडिन रंगाई अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषण विधि स्टार्च-आधारित जटिल प्रणालीहरूको आकारविज्ञान र चरण रेखाचित्रको लागि सरल र प्रभावकारी अनुसन्धान विधि हो।
यस अध्यायमा, माइक्रोस्कोपिक आकारविज्ञान, चरण वितरण, चरण संक्रमण र HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको अन्य माइक्रोस्ट्रक्चरहरू आयोडिन डाइइङ्ग अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषणको माध्यमबाट अध्ययन गरियो; र मेकानिकल गुणहरू र अन्य म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू; र माइक्रोस्कोपिक आकार विज्ञान र विभिन्न समाधान सांद्रता र कम्पाउन्डिङ अनुपातहरूको म्याक्रोस्कोपिक गुणहरूको सहसंबंध विश्लेषणको माध्यमबाट, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित गरिएको थियो, HPMC/HPS नियन्त्रण गर्न। मिश्रित सामग्रीको गुणहरूको आधार प्रदान गर्नुहोस्।
4.1 सामग्री र उपकरण
4.1.1 मुख्य प्रयोगात्मक सामग्रीहरू
4.2 प्रयोगात्मक विधि
4.2.1 HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको तयारी
3%, 5%, 7% र 9% एकाग्रतामा HPMC समाधान र HPS समाधान तयार गर्नुहोस्, तयारी विधिको लागि 2.2.1 हेर्नुहोस्। 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: अनुसार HPMC समाधान र HPS समाधान मिलाउनुहोस्। 100 विभिन्न अनुपातहरू 250 rmp/min को गतिमा 21 °C मा 30 मिनेटको लागि मिलाइयो, र विभिन्न सांद्रता र विभिन्न अनुपातहरूको साथ मिश्रित समाधानहरू प्राप्त गरियो।
4.2.2 HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्ली को तयारी
३.२.१ हेर्नुहोस्।
4.2.3 HPMC/HPS कम्पोजिट क्याप्सुलको तयारी
2.2.1 मा विधिद्वारा तयार गरिएको समाधानलाई सन्दर्भ गर्नुहोस्, डुबाउनको लागि स्टेनलेस स्टील मोल्ड प्रयोग गर्नुहोस्, र यसलाई 37 डिग्री सेल्सियसमा सुकाउनुहोस्। सुकेको क्याप्सुलहरू बाहिर तान्नुहोस्, थप काट्नुहोस्, र तिनीहरूलाई एक जोडी बनाउनको लागि राख्नुहोस्।
4.2.4 HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्म अप्टिकल माइक्रोस्कोप
४.२.४.१ अप्टिकल माइक्रोस्कोपी विश्लेषणका सिद्धान्तहरू
अप्टिकल माइक्रोस्कोपले कन्भेक्स लेन्सद्वारा म्याग्निफाइङ इमेजिङको अप्टिकल सिद्धान्त प्रयोग गर्दछ, र आँखामा नजिकैका स-साना पदार्थहरूको खुल्ने कोण विस्तार गर्न र मानव आँखाले चिन्न नसकिने स-साना पदार्थहरूको आकारलाई विस्तार गर्न दुईवटा कन्भर्जिङ लेन्सहरू प्रयोग गर्छ। जबसम्म पदार्थको आकार मानव आँखाले थाहा पाउन सक्दैन।
४.२.४.२ परीक्षण विधि
विभिन्न सांद्रता र कम्पाउन्डिङ रेसियोको HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरू २१ °C मा निकालियो, गिलासको स्लाइडमा छोडियो, पातलो तहमा फ्याँकियो, र उही तापक्रममा सुकाइयो। फिल्महरू 1% आयोडिन घोल (1 ग्राम आयोडिन र 10 ग्राम पोटासियम आयोडाइड 100-mL भोल्युमेट्रिक फ्लास्कमा राखिएको थियो, र इथेनॉलमा विघटन गरिएको थियो), अवलोकन र फोटो खिच्नको लागि प्रकाश माइक्रोस्कोपको क्षेत्रमा राखिएको थियो।
4.2.5 HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्मको लाइट ट्रान्समिटेन्स
4.2.5.1 UV-vis spectrophotometry को विश्लेषण सिद्धान्त
3.2.3.1 जस्तै।
४.२.५.१ परीक्षण विधि
३.२.३.२ हेर्नुहोस्।
4.2.6 HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको तन्य गुणहरू
4.2.6.1 तन्य सम्पत्ति विश्लेषणको सिद्धान्त
3.2.3.1 जस्तै।
४.२.६.१ परीक्षण विधि
नमूनाहरू 48 घण्टाको लागि 73% आर्द्रतामा सन्तुलन पछि परीक्षण गरिएको थियो। परीक्षण विधिको लागि ३.२.३.२ हेर्नुहोस्।
4.3 परिणाम र छलफल
4.3.1 उत्पादन पारदर्शिता अवलोकन
चित्र 4-1 ले 70:30 कम्पाउन्डिङ अनुपातमा HPMC र HPS लाई कम्पाउन्ड गरेर तयार पारिएको खाद्य फिल्म र क्याप्सुलहरू देखाउँछ। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, उत्पादनहरूमा राम्रो पारदर्शिता छ, जसले HPMC र HPS सँग समान अपवर्तक सूचकहरू छन्, र दुईलाई कम्पाउन्ड गरेपछि एक समान कम्पाउन्ड प्राप्त गर्न सकिन्छ भनेर संकेत गर्दछ।
4.3.2 दाग हुनु अघि र पछि HPMC/HPS परिसरहरूको अप्टिकल माइक्रोस्कोप छविहरू
चित्र 4-2 ले HPMC/HPS कम्प्लेक्सको रंगाई अघि र पछिको विशिष्ट आकारविज्ञान देखाउँदछ जुन विभिन्न कम्पाउन्डिङ अनुपातहरू छन् जुन अप्टिकल माइक्रोस्कोप अन्तर्गत अवलोकन गरिन्छ। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, यो अस्पष्ट आकृतिमा HPMC चरण र HPS चरण भेद गर्न गाह्रो छ; रंगिएको शुद्ध एचपीएमसी र शुद्ध एचपीएसले आ-आफ्नो अनौठो रङ देखाउँछन्, जसको कारण एचपीएस र आयोडिनको आयोडिनको दागबाट हुने प्रतिक्रियाले यसको रंग गाढा हुन्छ। तसर्थ, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा दुई चरणहरू सरल र स्पष्ट रूपमा छुट्याइएका छन्, जसले थप प्रमाणित गर्छ कि HPMC र HPS मिश्रित छैनन् र एकसमान यौगिक बनाउन सक्दैनन्। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, HPS सामग्री बढ्दै जाँदा, फिगरमा अँध्यारो क्षेत्र (HPS चरण) को क्षेत्र अपेक्षित रूपमा बढ्दै जान्छ, यसैले यो प्रक्रियाको क्रममा दुई-चरण पुनर्व्यवस्थापन हुन्छ भनेर पुष्टि गर्दछ। जब HPMC को सामग्री 40% भन्दा माथि हुन्छ, HPMC निरन्तर चरणको अवस्था प्रस्तुत गर्दछ, र HPMC को निरन्तर चरणमा फैलिएको चरणको रूपमा HPS फैलिएको छ। यसको विपरित, जब HPMC को सामग्री 40% भन्दा कम हुन्छ, HPS ले निरन्तर चरणको अवस्था प्रस्तुत गर्दछ, र HPMC HPS को निरन्तर चरणमा फैलिएको चरणको रूपमा फैलिएको छ। त्यसकारण, 5% HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानमा, बढ्दो HPS सामग्रीको साथ, विपरित भयो जब कम्पाउन्ड अनुपात HPMC/HPS 40:60 थियो। निरन्तर चरण प्रारम्भिक HPMC चरणबाट पछि HPS चरणमा परिवर्तन हुन्छ। चरण आकार अवलोकन गरेर, यो देख्न सकिन्छ कि HPS म्याट्रिक्समा HPMC चरण फैलावट पछि गोलाकार छ, जबकि HPMC म्याट्रिक्समा HPS चरणको फैलिएको आकार अधिक अनियमित छ।
यसबाहेक, HPMC/HPS कम्प्लेक्समा डाई गरिसकेपछि (मेसोफेस अवस्थालाई विचार नगरी) हल्का रङको क्षेत्र (HPMC) र कालो रंगको क्षेत्र (HPS) को क्षेत्रफलको अनुपात गणना गर्दा यो पत्ता लाग्यो कि HPMC (हल्का रङ)/HPS (गाढा रङ) चित्रमा अनुपात सधैँ वास्तविक HPMC/HPS कम्पाउन्ड अनुपात भन्दा ठूलो हुन्छ। उदाहरणका लागि, 50:50 को कम्पाउन्ड अनुपातको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्डको स्टेनिङ रेखाचित्रमा, इन्टरफेस क्षेत्रमा HPS को क्षेत्रफल गणना गरिएको छैन, र प्रकाश/गाढा क्षेत्रको अनुपात 71/29 हो। यो नतिजाले HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीमा ठूलो संख्यामा मेसोफेसहरूको अस्तित्व पुष्टि गर्दछ।
यो राम्रोसँग थाहा छ कि पूर्णतया मिल्दो पोलिमर कम्पाउन्डिङ प्रणालीहरू धेरै दुर्लभ छन् किनभने बहुलक कम्पाउन्डिङ प्रक्रियाको समयमा, कम्पाउन्डिङको ताप सामान्यतया सकारात्मक हुन्छ र कम्पाउन्डिङको एन्ट्रोपी सामान्यतया थोरै परिवर्तन हुन्छ, यसैले सकारात्मक मूल्यमा कम्पाउन्डिङ परिवर्तनको समयमा मुक्त ऊर्जाको परिणामस्वरूप। जे होस्, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा, HPMC र HPS अझै पनि अनुकूलताको ठूलो डिग्री देखाउने वादा गर्दै छन्, किनकि HPMC र HPS दुबै हाइड्रोफिलिक पोलिसाकराइड हुन्, एउटै संरचनात्मक एकाई छ - ग्लुकोज, र समान कार्यात्मक समूह परिमार्जन गरिएको छ। हाइड्रोक्सीप्रोपाइल। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा बहु मेसोफेसहरूको घटनाले पनि संकेत गर्दछ कि कम्पाउन्डमा HPMC र HPS एक निश्चित डिग्री अनुकूलता छ, र यस्तै घटना प्लास्टिसाइजर थपिएको स्टार्च-पोलिभिनिल अल्कोहल मिश्रण प्रणालीमा हुन्छ। पनि देखा पर्यो [३३९]।
4.3.3 सूक्ष्म आकारविज्ञान र यौगिक प्रणालीको म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध
HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको आकारविज्ञान, चरण विभाजन घटना, पारदर्शिता र मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्धलाई विस्तृत रूपमा अध्ययन गरिएको थियो। चित्र 4-3 ले HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको पारदर्शिता र तन्य मोडुलस जस्ता म्याक्रोस्कोपिक गुणहरूमा HPS सामग्रीको प्रभाव देखाउँछ। यो तथ्याङ्कबाट देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPMC को पारदर्शिता शुद्ध HPS भन्दा बढी छ, मुख्यतया किनभने स्टार्च को पुन: स्थापनाले HPS को पारदर्शिता कम गर्दछ, र स्टार्च को हाइड्रोक्साइप्रोपाइल परिमार्जन पनि पारदर्शिता को कमी को एक महत्वपूर्ण कारण हो। एचपीएस [३४०, ३४१]। यो चित्रबाट फेला पार्न सकिन्छ कि HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको प्रसारण HPS सामग्रीको भिन्नतासँग न्यूनतम मान हुनेछ। यौगिक प्रणालीको प्रसारण, 70% भन्दा कम HPS सामग्रीको दायरामा, बढ्छiT HPS सामग्रीको वृद्धि संग घट्छ; जब HPS सामग्री 70% भन्दा बढी हुन्छ, यो HPS सामग्रीको वृद्धिसँगै बढ्छ। यस घटनाको अर्थ हो कि HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणाली अपरिवर्तनीय छ, किनभने प्रणालीको चरण विभाजन घटनाले प्रकाश प्रसारणको कमीलाई निम्त्याउँछ। यसको विपरित, यंगको कम्पाउन्ड प्रणालीको मोड्युलस पनि फरक अनुपातको साथ एक न्यूनतम बिन्दु देखा पर्यो, र यंगको मोड्युलस HPS सामग्रीको बृद्धिसँगै घट्दै गयो, र HPS सामग्री 60% हुँदा न्यून बिन्दुमा पुग्यो। मोडुलस बढ्दै गयो, र मोडुलस अलिकति बढ्यो। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको यंगको मोड्युलसले न्यूनतम मान देखायो, जसले यो पनि संकेत गर्यो कि कम्पाउन्ड प्रणाली एक अपरिवर्तनीय प्रणाली थियो। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको प्रकाश प्रसारणको सबैभन्दा तल्लो बिन्दु HPMC निरन्तर चरणको फेज ट्रान्जिसन बिन्दुसँग छरिएको चरण र यंगको मोडुलस मानको सबैभन्दा तल्लो बिन्दु चित्र 4-2 सँग मिल्दोजुल्दो छ।
4.3.4 यौगिक प्रणाली को माइक्रोस्कोपिक आकार विज्ञान मा समाधान एकाग्रता को प्रभाव
चित्र 4-4 ले HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको आकारविज्ञान र चरण संक्रमणमा समाधान एकाग्रताको प्रभाव देखाउँछ। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, 3% HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको कम एकाग्रता, HPMC/HPS को कम्पाउन्ड अनुपातमा 40:60 छ, सह-निरन्तर संरचनाको उपस्थिति देख्न सकिन्छ; 7% समाधानको उच्च एकाग्रतामा, यो सह-निरन्तर संरचना 50:50 को मिश्रित अनुपातको साथ चित्रमा अवलोकन गरिएको छ। यो नतिजाले देखाउँछ कि HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण संक्रमण बिन्दुमा निश्चित एकाग्रता निर्भरता छ, र चरण संक्रमणको HPMC/HPS कम्पाउन्ड अनुपात कम्पाउन्ड समाधान एकाग्रताको वृद्धिसँगै बढ्छ, र HPS ले निरन्तर चरण बनाउँछ। । । थप रूपमा, HPMC निरन्तर चरणमा फैलिएको HPS डोमेनहरूले एकाग्रता परिवर्तनको साथ समान आकारहरू र आकारहरू देखाए; जबकि HPMC लगातार चरणहरूमा फैलिएको HPMC फैलिएको चरणहरूले विभिन्न सांद्रताहरूमा विभिन्न आकारहरू र आकारहरू देखाए। र समाधान एकाग्रताको वृद्धि संग, HPMC को फैलावट क्षेत्र अधिक र अधिक अनियमित भयो। यस घटनाको मुख्य कारण यो हो कि HPS समाधानको चिपचिपापन कोठाको तापमानमा HPMC समाधानको भन्दा धेरै उच्च छ, र HPMC चरणको सफा गोलाकार अवस्था सिर्जना गर्ने प्रवृत्ति सतह तनावको कारण दबाइन्छ।
4.3.5 कम्पाउन्ड प्रणालीको मेकानिकल गुणहरूमा समाधान एकाग्रताको प्रभाव
Fig. 4-4 को morphologies को अनुरूप, Fig. 4-5 ले विभिन्न एकाग्रता समाधान अन्तर्गत बनाइएका मिश्रित फिल्महरूको तन्य गुणहरू देखाउँछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको ब्रेकमा यंगको मोड्युलस र लम्बाइ समाधान एकाग्रताको वृद्धिसँगै घट्ने प्रवृत्ति हुन्छ, जुन चित्र 4 मा लगातार चरणबाट फैलिएको चरणमा HPMC को क्रमिक रूपान्तरणसँग अनुरूप छ। -४। माइक्रोस्कोपिक आकृति विज्ञान संगत छ। HPMC homopolymer को यंगको मोड्युलस HPS को भन्दा माथि भएकोले, यो HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको यंगको मोड्युलस HPMC निरन्तर चरण हुँदा सुधार हुने अनुमान गरिएको छ।
4.4 यस अध्यायको सारांश
यस अध्यायमा, HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरू र विभिन्न सांद्रता र कम्पाउन्डिङ अनुपातका साथ खाद्य मिश्रित फिल्महरू तयार गरियो, र HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको माइक्रोस्कोपिक आकारविज्ञान र चरण संक्रमणलाई स्टार्च चरणहरू छुट्याउन आयोडिन स्टेनिङको अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषणद्वारा अवलोकन गरियो। HPMC/HPS को खाद्य कम्पोजिट फिल्मको प्रकाश प्रसारण र मेकानिकल गुणहरू UV-vis स्पेक्ट्रोफोटोमिटर र मेकानिकल गुण परीक्षक द्वारा अध्ययन गरिएको थियो, र अप्टिकल गुण र कम्पाउन्डिंग प्रणालीको मेकानिकल गुणहरूमा विभिन्न सांद्रता र मिश्रित अनुपातको प्रभावहरू अध्ययन गरिएको थियो। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर, जस्तै माइक्रोस्ट्रक्चर, फेज ट्रान्जिसन र फेज सेपरेसन, र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू जस्तै अप्टिकल गुणहरू र मेकानिकल गुणहरू संयोजन गरेर स्थापित गरिएको थियो। मुख्य निष्कर्षहरू निम्नानुसार छन्:
- अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषण विधि आयोडिन स्टेनिंग द्वारा स्टार्च चरणहरू छुट्याउनको लागि सबैभन्दा सरल, प्रत्यक्ष र प्रभावकारी विधि हो जुन स्टार्च-आधारित यौगिक प्रणालीहरूको आकारविज्ञान र चरण संक्रमणको अध्ययनको लागि हो। आयोडिन दागको साथ, स्टार्च चरण हल्का माइक्रोस्कोपी अन्तर्गत गाढा र गाढा देखिन्छ, जबकि HPMC दाग छैन र त्यसैले रंगमा हल्का देखिन्छ।
- HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणाली मिसाइबल छैन, र यौगिक प्रणालीमा एक चरण संक्रमण बिन्दु छ, र यो चरण संक्रमण बिन्दु एक निश्चित मिश्रित अनुपात निर्भरता र समाधान एकाग्रता निर्भरता छ।
- HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा राम्रो अनुकूलता छ, र कम्पाउन्ड प्रणालीमा ठूलो संख्यामा मेसोफेसहरू छन्। मध्यवर्ती चरणमा, निरन्तर चरण कणहरूको अवस्थामा फैलिएको चरणमा फैलिएको छ।
- HPMC म्याट्रिक्समा HPS को फैलिएको चरणले विभिन्न सांद्रताहरूमा समान गोलाकार आकार देखायो; HPMC ले HPS म्याट्रिक्समा अनियमित आकारविज्ञान देखायो, र एकाग्रताको वृद्धिसँगै आकारविज्ञानको अनियमितता बढ्यो।
- HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर, चरण संक्रमण, पारदर्शिता र मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। a यौगिक प्रणालीको पारदर्शिताको न्यूनतम बिन्दु लगातार चरणबाट फैलिएको चरणमा HPMC को चरण संक्रमण बिन्दु र तन्य मोडुलसको कमीको न्यूनतम बिन्दुसँग अनुरूप छ। b यंगको मोड्युलस र ब्रेकमा लम्बाइ समाधान एकाग्रताको वृद्धिको साथ घट्छ, जुन कम्पाउन्ड प्रणालीमा निरन्तर चरणबाट फैलिएको चरणमा HPMC को रूपात्मक परिवर्तनसँग सम्बन्धित छ।
संक्षेपमा, HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू यसको माइक्रोस्कोपिक मोर्फोलॉजिकल संरचना, चरण संक्रमण, चरण विभाजन र अन्य घटनाहरूसँग नजिकबाट सम्बन्धित छन्, र कम्पोजिटहरूको गुणहरू चरण संरचना र कम्पोजिटको अनुकूलता नियन्त्रण गरेर विनियमित गर्न सकिन्छ। प्रणाली।
HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको Rheological गुणहरूमा HPS Hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको अध्याय 5 प्रभाव
यो राम्रोसँग थाहा छ कि स्टार्चको रासायनिक संरचनामा सानो परिवर्तनले यसको rheological गुणहरूमा नाटकीय परिवर्तन ल्याउन सक्छ। त्यसकारण, रासायनिक परिमार्जनले स्टार्च-आधारित उत्पादनहरू [342] को rheological गुणहरू सुधार र नियन्त्रण गर्ने सम्भावना प्रदान गर्दछ। यसको बदलामा, यसको rheological गुणहरूमा स्टार्च रासायनिक संरचनाको प्रभावलाई मास्टर गर्नाले स्टार्च-आधारित उत्पादनहरूको संरचनात्मक गुणहरू राम्रोसँग बुझ्न सक्छ, र सुधारिएको स्टार्च कार्यात्मक गुणहरू [235] संग परिमार्जित स्टार्चहरूको डिजाइनको लागि आधार प्रदान गर्दछ। Hydroxypropyl स्टार्च एक पेशेवर परिमार्जित स्टार्च खाद्य र औषधिको क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यो सामान्यतया क्षारीय अवस्थाहरूमा प्रोपाइलिन अक्साइडको साथ देशी स्टार्चको ईथरिफिकेशन प्रतिक्रियाद्वारा तयार गरिन्छ। Hydroxypropyl एक हाइड्रोफिलिक समूह हो। स्टार्च आणविक श्रृंखलामा यी समूहहरूको परिचयले स्टार्च ग्रेन्युल संरचनालाई कायम राख्ने इन्ट्रामोलिक्युलर हाइड्रोजन बन्डहरू तोड्न वा कमजोर गर्न सक्छ। तसर्थ, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्चको भौतिक रसायनिक गुणहरू यसको आणविक श्रृंखला [२३३, २३५, ३४३, ३४४] मा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको प्रतिस्थापनको डिग्रीसँग सम्बन्धित छन्।
धेरै अध्ययनहरूले हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्चको भौतिक रसायनिक गुणहरूमा हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभावको अनुसन्धान गरेका छन्। हान र अन्य। कोरियाली ग्लुटिनस राइस केकको संरचना र रिट्रोग्रेडेशन विशेषताहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल मोमी स्टार्च र हाइड्रोक्साइप्रोपाइल कर्नस्टार्चको प्रभावहरूको अध्ययन गरियो। अध्ययनले पत्ता लगायो कि हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनले स्टार्चको जिलेटिनाइजेसन तापमान कम गर्न र स्टार्चको पानी होल्ड गर्ने क्षमतामा सुधार गर्न सक्छ। प्रदर्शन, र कोरियाली ग्लुटिनस चावल केक [345] मा स्टार्च को बुढ्यौली घटना उल्लेखनीय रूपमा रोक्छ। कौर आदि। आलु स्टार्चको विभिन्न प्रकारका भौतिक रसायनिक गुणहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको प्रभावको अध्ययन गर्यो, र पत्ता लगायो कि आलुको स्टार्चको हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्री विभिन्न प्रकारहरूमा भिन्न हुन्छ, र ठूलो कण आकारको साथ स्टार्चको गुणहरूमा यसको प्रभाव अझ महत्त्वपूर्ण छ; हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशन प्रतिक्रियाले स्टार्च ग्रेन्युलको सतहमा धेरै टुक्राहरू र ग्रूभहरू निम्त्याउँछ; हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापनले सुन्निने गुणहरू, पानीको घुलनशीलता र डाइमिथाइल सल्फोक्साइडमा स्टार्चको घुलनशीलतामा उल्लेखनीय सुधार गर्न सक्छ, र स्टार्चले पेस्टको पारदर्शिता सुधार गर्न सक्छ [346]। लवल र अन्य। मीठो आलु स्टार्चको गुणहरूमा हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापनको प्रभावको अध्ययन गरियो। अध्ययनले देखाएको छ कि हाइड्रोक्साइप्रोपाइल परिमार्जन पछि, स्टार्चको मुक्त सूजन क्षमता र पानी घुलनशीलता सुधार भएको थियो; नेटिभ स्टार्चको पुनरुत्थान र प्रतिगामीलाई निषेध गरिएको थियो; पाचन क्षमता सुधारिएको छ [347]। Schmitz et al। हाइड्रोक्साइप्रोपाइल ट्यापियोका स्टार्च तयार गर्यो र यसमा उच्च सूजन क्षमता र चिपचिपापन, कम उमेरको दर, र उच्च फ्रिज-थाउ स्थिरता [३४४] पाएको थियो।
यद्यपि, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल स्टार्चको rheological गुणहरूमा केही अध्ययनहरू छन्, र rheological गुणहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल परिमार्जनको प्रभावहरू र स्टार्च-आधारित यौगिक प्रणालीहरूको जेल गुणहरू विरलै रिपोर्ट गरिएको छ। चुन एट अल। कम एकाग्रता (5%) hydroxypropyl चामल स्टार्च समाधान को rheology अध्ययन। नतिजाहरूले देखाए कि स्टार्च समाधानको स्थिर-स्थिति र गतिशील भिस्कोइलास्टिकिटीमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल परिमार्जनको प्रभाव प्रतिस्थापनको डिग्रीसँग सम्बन्धित थियो, र थोरै मात्रामा हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रोपाइल प्रतिस्थापनले स्टार्च समाधानहरूको rheological गुणहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन गर्न सक्छ; प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धि संग स्टार्च समाधान को चिपचिपापन गुणांक घट्छ, र हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग यसको rheological गुण को तापमान निर्भरता बढ्छ। प्रतिस्थापन [342] को बढ्दो डिग्री संग मात्रा घट्छ। ली एट अल। मीठो आलु स्टार्चको भौतिक गुणहरू र rheological गुणहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको प्रभावको अध्ययन गर्यो, र परिणामहरूले हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्रीको वृद्धिसँगै स्टार्चको सुन्निने क्षमता र पानीमा घुलनशीलता बढेको देखाएको छ; हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै एन्थाल्पी मान घट्छ; चिपचिपापन गुणांक, जटिल चिपचिपापन, उपज तनाव, जटिल चिपचिपापन र स्टार्च समाधानको गतिशील मोड्युलस सबै हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री, तरल पदार्थ सूचकांक र हानि कारक बढ्दै जाँदा यो हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्रीको साथ बढ्छ; स्टार्च ग्लुको जेल शक्ति घट्छ, फ्रिज-थाउ स्थिरता बढ्छ, र सिनेरेसिस प्रभाव घट्छ [२३५]।
यस अध्यायमा, HPMC/HPS चिसो र तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको rheological गुण र जेल गुणहरूमा HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभाव अध्ययन गरिएको थियो। संरचना निर्माण र rheological गुणहरू बीचको सम्बन्धको गहिरो समझको लागि संक्रमण अवस्था ठूलो महत्त्वको छ। थप रूपमा, HPMC/HPS रिभर्स-कूलिंग कम्पाउन्ड प्रणालीको जेलेसन मेकानिज्मलाई अन्य समान रिभर्स-हिट-कूलिंग जेल प्रणालीहरूको लागि केही सैद्धान्तिक मार्गदर्शन प्रदान गर्नको लागि प्रारम्भिक रूपमा छलफल गरिएको थियो।
5.1 सामग्री र उपकरण
5.1.1 मुख्य प्रयोगात्मक सामग्रीहरू
5.1.2 मुख्य उपकरण र उपकरणहरू
5.2 प्रयोगात्मक विधि
5.2.1 मिश्रित समाधान को तयारी
15% HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरू विभिन्न कम्पाउन्डिङ अनुपातहरू (100/0, 50/50, 0/100) र HPS विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीहरू (G80, A939, A1081) को साथ तयार गरियो। A1081, A939, HPMC र तिनीहरूको कम्पाउन्ड समाधानहरूको तयारी विधिहरू 2.2.1 मा देखाइएको छ। G80 र HPMC सँग यसको कम्पाउन्ड समाधानहरू एक अटोक्लेभमा 1500psi र 110°C को अवस्थामा हलचल गरेर जिलेटिनाइज गरिएको छ, किनभने G80 नेटिभ स्टार्च उच्च एमाइलोज (80%), र यसको जिलेटिनाइजेशन तापमान 100 °C भन्दा बढी छ, जुन हुन सक्दैन। मूल पानी-स्नान जिलेटिनाइजेशन विधि द्वारा पुग्यो [348]।
5.2.2 HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको Rheological गुणहरू
5.2.2.1 rheological विश्लेषण को सिद्धान्त
2.2.2.1 जस्तै
5.2.2.2 प्रवाह मोड परीक्षण विधि
60 मिमीको व्यासको साथ समानान्तर प्लेट क्ल्याम्प प्रयोग गरिएको थियो, र प्लेट स्पेसिङ 1 मिमीमा सेट गरिएको थियो।
- त्यहाँ एक पूर्व-शियर प्रवाह परीक्षण विधि र तीन-चरण थिक्सोट्रोपी छ। 2.2.2.2 जस्तै।
- पूर्व-शियर र थिक्सोट्रोपिक रिंग थिक्सोट्रोपी बिना प्रवाह परीक्षण विधि। परीक्षण तापमान 25 डिग्री सेल्सियस, ए। बढ्दो गतिमा कतर्न, कतरनी दर दायरा 0-1000 s-1, कतर्न समय 1 मिनेट; b निरन्तर कतर्न, कतर्न दर 1000 s-1, कतर्न समय 1 मिनेट; ग घटाइएको गति कतर्न, कतरण दर दायरा 1000-0s-1 हो, र कतर्न समय 1 मिनेट हो।
5.2.2.3 दोलन मोड परीक्षण विधि
६० मिमीको व्यास भएको समानान्तर प्लेट फिक्स्चर प्रयोग गरिएको थियो, र प्लेट स्पेसिङ १ मिमीमा सेट गरिएको थियो।
- विरूपण चर स्वीप। परीक्षण तापमान 25 °C, आवृत्ति 1 Hz, विरूपण 0.01-100 %।
- तापमान स्क्यान। फ्रिक्वेन्सी १ हर्ट्ज, विरूपण ०.१%, ए। ताप प्रक्रिया, तापमान 5-85 डिग्री सेल्सियस, ताप दर 2 डिग्री सेल्सियस/मिनेट; b शीतलन प्रक्रिया, तापमान ८५-५ डिग्री सेल्सियस, शीतलन दर २ डिग्री सेल्सियस/मिनेट। नमूनाको वरिपरि सिलिकन तेल सील प्रयोग गरिन्छ परीक्षणको समयमा नमी हानिबाट बच्न।
- फ्रिक्वेन्सी स्वीप। भिन्नता 0.1 %, आवृत्ति 1-100 rad/s। परीक्षणहरू क्रमशः 5 ° C र 85 ° C मा गरिएको थियो, र परीक्षण गर्नु अघि 5 मिनेटको लागि परीक्षण तापमानमा सन्तुलित गरियो।
भण्डारण मोड्युलस G′ र पोलिमर समाधानको हानि मोड्युलस G″ र कोणीय फ्रिक्वेन्सी ω बीचको सम्बन्धले पावर कानून पछ्याउँछ:
जहाँ n′ र n″ क्रमशः लग G′-log ω र log G″-log ω को ढलानहरू हुन्;
G0′ र G0″ क्रमशः लग G′-log ω र log G″-log ω को अवरोधहरू हुन्।
5.2.3 अप्टिकल माइक्रोस्कोप
५.२.३.१ साधन सिद्धान्त
4.2.3.1 जस्तै
५.२.३.२ परीक्षण विधि
3% 5:5 HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधान 25 °C, 45 °C, र 85 °C को विभिन्न तापक्रममा बाहिर निकालियो, उही तापक्रममा राखिएको गिलास स्लाइडमा छोडियो, र पातलो फिल्ममा कास्ट गरियो। तह समाधान र समान तापमानमा सुकाइन्छ। फिल्महरू 1% आयोडिन घोलले दाग थिए, अवलोकनको लागि प्रकाश माइक्रोस्कोपको क्षेत्रमा राखियो र फोटो खिचियो।
5.3 परिणाम र छलफल
5.3.1 चिपचिपापन र प्रवाह ढाँचा विश्लेषण
५.३.१.१ प्रि-शीयर र थिक्सोट्रोपिक रिङ थिक्सोट्रोपी बिना प्रवाह परीक्षण विधि
पूर्व-शियरिङ बिना प्रवाह परीक्षण विधि र thixotropic ring thixotropic विधि प्रयोग गरेर, HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको विभिन्न डिग्री हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन HPS को चिपचिपापन अध्ययन गरियो। परिणामहरू चित्र 5-1 मा देखाइएको छ। यो तथ्याङ्कबाट देख्न सकिन्छ कि सबै नमूनाहरूको चिपचिपापनले शियर बलको कार्य अन्तर्गत शियर दरको वृद्धिको साथ घट्दो प्रवृत्ति देखाउँछ, एक निश्चित डिग्री पात पातलो घटना देखाउँदै। धेरैजसो उच्च-सांद्रता बहुलक समाधानहरू वा पग्लिने बलियो विघटन र कतरनी अन्तर्गत आणविक पुनर्व्यवस्थापनबाट गुज्रिन्छ, यसरी स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थ व्यवहार [305, 349, 350] प्रदर्शन गर्दछ। यद्यपि, विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ HPS को HPMC/HPS मिश्रित समाधानहरूको पातलो डिग्रीहरू फरक छन्।
Fig. 5-1 HPS/HPMC समाधानको भिस्कोसिटीहरू बनाम सियर दर HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपिल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ (पूर्व-कतर्न बिना, ठोस र खोक्रो प्रतीकहरूले क्रमशः बढ्दो दर र घट्ने दर प्रक्रिया प्रस्तुत गर्दछ)
यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS नमूनाको चिपचिपापन र कतरनी पातलो डिग्री HPMC/HPS कम्पाउन्ड नमूनाको तुलनामा उच्च छ, जबकि HPMC समाधानको शियर पातलो डिग्री सबैभन्दा कम छ, मुख्य कारण HPS को चिपचिपापन। कम तापक्रममा HPMC को तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा उच्च छ। थप रूपमा, समान कम्पाउन्ड अनुपातको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको लागि, HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ चिपचिपाहट बढ्छ। यो हुन सक्छ किनभने स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरू थप्दा अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू तोड्छ र यसरी स्टार्च कणहरूको विघटन हुन सक्छ। Hydroxypropylation ले स्टार्चको शियर पातलो हुने घटनालाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्यो, र नेटिभ स्टार्चको शियर पातलो हुने घटना सबैभन्दा स्पष्ट थियो। hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री को लगातार वृद्धि संग, HPS को कतरनी पातलो डिग्री बिस्तारै घट्यो।
सबै नमूनाहरूमा थिक्सोट्रोपिक रिंगहरू शियर स्ट्रेस-शीयर रेट वक्रमा हुन्छन्, यसले संकेत गर्दछ कि सबै नमूनाहरूमा थिक्सोट्रोपीको निश्चित डिग्री छ। thixotropic शक्ति thixotropic औंठी क्षेत्र को आकार द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको छ। अधिक thixotropic नमूना [351] छ। नमूना समाधान को प्रवाह सूचकांक n र चिपचिपापन गुणांक K Ostwald-de Waele पावर कानून द्वारा गणना गर्न सकिन्छ (समीकरण (2-1) हेर्नुहोस्)।
तालिका 5-1 प्रवाह व्यवहार सूचकांक (n) र तरल स्थिरता सूचकांक (K) बढ्दो दर र घट्दो दर प्रक्रिया र HPS/HPMC समाधानको थिक्सोट्रोपी लुप क्षेत्र 25 डिग्री सेल्सियसमा HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपिल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ।
तालिका 5-1 ले हिड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन HPS को बिभिन्न डिग्रीको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको प्रवाह अनुक्रमणिका n, चिपचिपापन गुणांक K र थिक्सोट्रोपिक रिंग क्षेत्र देखाउँदछ। यो तालिकाबाट देख्न सकिन्छ कि सबै नमूनाहरूको प्रवाह अनुक्रमणिका n 1 भन्दा कम छ, यसले संकेत गर्दछ कि सबै नमूना समाधानहरू स्यूडोप्लास्टिक तरल पदार्थ हुन्। समान HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, प्रवाह अनुक्रमणिका n HPMC सामग्रीको वृद्धिसँग बढ्छ, HPMC को थप्दा कम्पाउन्ड समाधानले बलियो न्यूटोनियन फ्लुइड विशेषताहरू प्रदर्शन गर्दछ। यद्यपि, HPMC सामग्रीको वृद्धिको साथ, चिपचिपापन गुणांक K लगातार घट्यो, HPMC को थप्दा कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपाहट कम भयो, किनकि चिपचिपापन गुणांक K चिपचिपापनको समानुपातिक थियो। बढ्दो शियर चरणमा बिभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ शुद्ध HPS को n मान र K मान दुबै हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै घट्यो, यसले संकेत गर्दछ कि हाइड्रोक्साइप्रोपाइल परिमार्जनले स्टार्चको स्यूडोप्लास्टिकिटी सुधार गर्न र स्टार्च समाधानहरूको चिपचिपाहट कम गर्न सक्छ। यसको विपरित, n को मान घट्दो शियर चरणमा प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँग बढ्छ, यसले संकेत गर्दछ कि हाइड्रोक्साइप्रोपाइलेशनले उच्च-गति कतरण पछि समाधानको न्यूटोनियन फ्लुइड व्यवहारलाई सुधार गर्दछ। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको n मान र K मान दुबै HPS hydroxypropylation र HPMC द्वारा प्रभावित भएको थियो, जुन तिनीहरूको संयुक्त कार्यको परिणाम थियो। बढ्दो कतरण चरणको तुलनामा, घट्दो कतरण चरणमा सबै नमूनाहरूको n मानहरू ठूला भए, जबकि K मानहरू साना भए, यसले संकेत गर्दछ कि कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपापन उच्च-गति कतरण पछि कम भयो, र यौगिक समाधान को न्यूटोनियन तरल व्यवहार बढाइएको थियो। ।
एचपीएमसी सामग्रीको वृद्धिसँगै थिक्सोट्रोपिक रिङको क्षेत्र घट्यो, एचपीएमसी थप्दा कम्पाउन्ड समाधानको थिक्सोट्रोपी घट्यो र यसको स्थिरता सुधार भयो। समान कम्पाउन्डिङ अनुपातको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको लागि, thixotropic ring को क्षेत्र HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग घट्छ, संकेत गर्दछ कि hydroxypropylation HPS को स्थिरता सुधार गर्दछ।
5.3.1.2 पूर्व-काट्ने र तीन-चरण थिक्सोट्रोपिक विधिको साथ कपाल काट्ने विधि
प्रि-शीयरको साथ शियर विधि HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपापनको परिवर्तन अध्ययन गर्नको लागि हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन HPS को बिभिन्न डिग्रीको साथ शियर दरको साथ अध्ययन गर्न प्रयोग गरिएको थियो। परिणामहरू चित्र 5-2 मा देखाइएको छ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि HPMC समाधानले लगभग कुनै शियर पातलो देखाउँदैन, जबकि अन्य नमूनाहरूले शियर पातलो देखाउँदछ। यो पूर्व-शियरिङ बिना कतरण विधि संग प्राप्त परिणाम संग संगत छ। यो तथ्याङ्कबाट पनि देख्न सकिन्छ कि कम कतरनी दरहरूमा, उच्च हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापित नमूनाले पठार क्षेत्र प्रदर्शन गर्दछ।
चित्र 5-2 HPS/HPMC समाधानको भिस्कोसिटीहरू बनाम कतरनी दर HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपिल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ (पूर्व-शियरिङको साथ)
फिटिंग द्वारा प्राप्त शून्य-शियर चिपचिपापन (h0), प्रवाह सूचकांक (n) र चिपचिपापन गुणांक (K) तालिका 5-2 मा देखाइएको छ। तालिकाबाट, हामी देख्न सक्छौं कि शुद्ध HPS नमूनाहरूको लागि, दुबै विधिहरूद्वारा प्राप्त n मानहरू प्रतिस्थापनको डिग्रीको साथ बढ्छ, यसले संकेत गर्दछ कि प्रतिस्थापनको डिग्री बढ्दै जाँदा स्टार्च समाधानको ठोस-जस्तो व्यवहार घट्छ। HPMC सामग्रीको बृद्धिको साथ, n मानहरू सबैले तलको प्रवृत्ति देखायो, HPMC ले समाधानको ठोस-जस्तो व्यवहारलाई कम गरेको संकेत गर्दछ। यसले देखाउँछ कि दुई विधिहरूको गुणात्मक विश्लेषण परिणामहरू एकरूप छन्।
विभिन्न परीक्षण विधिहरू अन्तर्गत एउटै नमूनाको लागि प्राप्त डाटा तुलना गर्दा, यो फेला पर्यो कि पूर्व-शियरिङ पछि प्राप्त n को मान सधैं पूर्व-शियरिङ बिना प्राप्त विधिले प्राप्त गरेको भन्दा बढी हुन्छ, जसले संकेत गर्दछ कि कम्पोजिट प्रणालीले प्राप्त गरेको -शियरिङ विधि ठोस हो-जस्तो व्यवहार पूर्व-शियरिङ बिना विधि द्वारा मापन गरिएको भन्दा कम छ। यो किनभने पूर्व-शियर बिना परीक्षणमा प्राप्त अन्तिम नतिजा वास्तवमा सियर रेट र शियर टाइमको संयुक्त कार्यको परिणाम हो, जबकि प्रि-शियरको साथ परीक्षण विधिले पहिले उच्च शियरले निश्चित अवधिको लागि थिक्सोट्रोपिक प्रभावलाई हटाउँछ। समय। तसर्थ, यस विधिले कम्पाउन्ड प्रणालीको कतरनी पातलो घटना र प्रवाह विशेषताहरू अझ सही रूपमा निर्धारण गर्न सक्छ।
तालिकाबाट, हामी यो पनि देख्न सक्छौं कि समान कम्पाउन्डिङ अनुपात (5:5) को लागि, कम्पाउन्डिङ प्रणालीको n मान 1 को नजिक छ, र प्रि-शेयर n हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्रीको साथ बढ्छ यसले HPMC हो भनेर देखाउँछ। यौगिक प्रणालीमा एक निरन्तर चरण, र HPMC ले कम हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ स्टार्च नमूनाहरूमा बलियो प्रभाव पार्छ, जुन यसको विपरीत पूर्व-शियरिङ बिना प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँग n मान बढ्छ भन्ने परिणामसँग अनुरूप छ। दुई विधिहरूमा प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरू भएका कम्पाउन्ड प्रणालीहरूको K मानहरू समान छन्, र त्यहाँ कुनै विशेष प्रवृति छैन, जबकि शून्य-शियर चिपचिपाहटले स्पष्ट तलतिरको प्रवृत्ति देखाउँछ, किनभने शून्य-शियर चिपचिपाहट शियरबाट स्वतन्त्र छ। दर। आन्तरिक चिपचिपापनले पदार्थको गुणहरू सही रूपमा प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ।
Fig. 5-3 HPS/HPMC मिश्रण समाधानको HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपिल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ तीन अन्तराल थिक्सोट्रोपी
तीन-चरण thixotropic विधि मिश्रित प्रणाली को thixotropic गुण मा hydroxypropyl स्टार्च को hydroxypropyl प्रतिस्थापन को विभिन्न डिग्री को प्रभाव को अध्ययन गर्न को लागी प्रयोग गरिएको थियो। यो चित्र 5-3 बाट देख्न सकिन्छ कि कम शियर चरणमा, HPMC सामग्रीको वृद्धि संग समाधान चिपचिपाहट घट्छ, र प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग घट्छ, जुन शून्य शियर चिपचिपापन को कानून संग संगत छ।
रिकभरी चरणमा विभिन्न समय पछि संरचनात्मक रिकभरीको डिग्री चिपचिपापन रिकभरी दर DSR द्वारा व्यक्त गरिएको छ, र गणना विधि 2.3.2 मा देखाइएको छ। यो तालिका 5-2 बाट देख्न सकिन्छ कि एउटै रिकभरी समय भित्र, शुद्ध HPS को DSR शुद्ध HPMC भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम छ, जुन मुख्यतया HPMC अणु एक कठोर चेन हो, र यसको विश्राम समय छोटो छ, र। संरचना छोटो समयमा पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ। पुन: प्राप्ति। जबकि HPS एक लचिलो चेन हो, यसको विश्राम समय लामो छ, र संरचना रिकभरी धेरै समय लाग्छ। प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धि संग, शुद्ध HPS को DSR प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग घट्छ, संकेत गर्दछ कि हाइड्रोक्साइप्रोपाइलेशन स्टार्च आणविक चेन को लचिलोपन सुधार गर्दछ र HPS को विश्राम समय लामो बनाउँछ। यौगिक समाधानको DSR शुद्ध HPS र शुद्ध HPMC नमूनाहरू भन्दा कम छ, तर HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइलको प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै, कम्पाउन्ड नमूनाको DSR बढ्छ, जसले संकेत गर्दछ कि कम्पाउन्ड प्रणालीको थिक्सोट्रोपी बढ्छ। HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन को वृद्धि। यो कट्टरपन्थी प्रतिस्थापनको बढ्दो डिग्री संग घट्छ, जुन पूर्व-शियरिङ बिना परिणाम संग संगत छ।
तालिका 5-2 शून्य शियर चिपचिपापन (h0), प्रवाह व्यवहार अनुक्रमणिका (n), तरल स्थिरता सूचकांक (K) बढ्दो दरको समयमा र विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइलको साथ HPS/HPMC समाधानको लागि निश्चित रिकभरी समय पछि संरचना रिकभरी (DSR) को डिग्री। 25 डिग्री सेल्सियसमा HPS को प्रतिस्थापन डिग्री
संक्षेपमा, पूर्व-शियरिङ बिना स्थिर-स्थिति परीक्षण र थिक्सोट्रोपिक रिंग थिक्सोट्रोपी परीक्षणले ठूलो प्रदर्शन भिन्नताहरूको साथ नमूनाहरू गुणात्मक रूपमा विश्लेषण गर्न सक्छ, तर साना प्रदर्शन भिन्नताहरूको साथ विभिन्न HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री भएका यौगिकहरूको लागि समाधानको अनुसन्धान परिणामहरू विपरीत छन्। वास्तविक परिणामहरू, किनभने मापन गरिएको डाटा शियर रेट र सियर टाइमको प्रभावको व्यापक परिणामहरू हुन्, र वास्तवमा एकल चरको प्रभावलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्दैन।
5.3.2 रैखिक भिस्कोइलास्टिक क्षेत्र
यो राम्रोसँग थाहा छ कि हाइड्रोजेलहरूको लागि, भण्डारण मोड्युलस G′ प्रभावकारी आणविक चेनहरूको कठोरता, बल र संख्याद्वारा निर्धारण गरिन्छ, र क्षति मोड्युलस G′ साना अणुहरू र कार्यात्मक समूहहरूको स्थानान्तरण, गति र घर्षणद्वारा निर्धारण गरिन्छ। । यो घर्षण ऊर्जा खपत जस्तै कम्पन र रोटेशन द्वारा निर्धारण गरिन्छ। भण्डारण मोड्युलस G′ र घाटा मोड्युलस G″ को छेदनको अस्तित्व चिन्ह (अर्थात्। tan δ = 1)। समाधानबाट जेलमा हुने संक्रमणलाई जेल बिन्दु भनिन्छ। भण्डारण मोड्युलस G′ र घाटा मोड्युलस G″ प्राय: gelation व्यवहार, गठन दर र जेल नेटवर्क संरचना [352] को संरचनात्मक गुणहरू अध्ययन गर्न प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले जेल नेटवर्क संरचनाको गठनको क्रममा आन्तरिक संरचना विकास र आणविक संरचना पनि प्रतिबिम्बित गर्न सक्छन्। अन्तरक्रिया [353]।
चित्र 5-4 ले 1 Hz को फ्रिक्वेन्सी र 0.01%-100% को स्ट्रेन दायरामा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन HPS को विभिन्न डिग्रीको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको स्ट्रेन स्वीप कर्भहरू देखाउँछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि तल्लो विकृति क्षेत्रमा (०.०१–१%), HPMC बाहेक सबै नमूनाहरू G′> G″ हुन्, जेल अवस्था देखाउँदै। HPMC को लागि, G′ सम्पूर्ण आकारमा छ। चर दायरा सधैं G भन्दा कम हुन्छ”, HPMC समाधान अवस्थामा छ भनी सङ्केत गर्दछ। थप रूपमा, विभिन्न नमूनाहरूको viscoelasticity को विरूपण निर्भरता फरक छ। G80 नमूनाको लागि, viscoelasticity को आवृत्ति निर्भरता अधिक स्पष्ट छ: जब विरूपण 0.3% भन्दा बढी हुन्छ, यो देख्न सकिन्छ कि G' बिस्तारै घट्दै जान्छ, G मा उल्लेखनीय वृद्धिको साथ"। वृद्धि, साथै ट्यान δ मा उल्लेखनीय वृद्धि; र विरूपण मात्रा १.७% हुँदा प्रतिच्छेदन गर्नुहोस्, जसले विरूपण रकम १.७% नाघेपछि G80 को जेल नेटवर्क संरचना गम्भीर रूपमा क्षतिग्रस्त भएको संकेत गर्दछ, र यो समाधानको अवस्थामा छ।
Fig. 5-4 भण्डारण मोड्युलस (G′) र घाटा मोडुलस (G″) बनाम HPS/HPMC को लागि तनाव HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीसँग मिल्छ (क्रमशः G′ र G″ उपस्थित ठोस र खोक्रो प्रतीकहरू)
Fig. HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपिल प्रतिस्थापन डिग्री संग HPMC/HPS मिश्रण समाधान को लागी 5-5 ट्यान δ बनाम तनाव
यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS को रैखिक भिस्कोइलास्टिक क्षेत्र हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री को कमी संग स्पष्ट रूप देखि संकुचित छ। अर्को शब्दमा, प्रतिस्थापनको HPS hydroxypropyl डिग्री बढ्दै जाँदा, ट्यान δ वक्रमा महत्त्वपूर्ण परिवर्तनहरू उच्च विकृति मात्रा दायरामा देखा पर्छन्। विशेष गरी, G80 को रैखिक भिस्कोइलास्टिक क्षेत्र सबै नमूनाहरू भन्दा साँघुरो हो। तसर्थ, G80 को रैखिक viscoelastic क्षेत्र निर्धारण गर्न प्रयोग गरिन्छ
निम्न परीक्षणहरूको श्रृंखलामा विरूपण चरको मूल्य निर्धारण गर्ने मापदण्ड। समान कम्पाउन्डिङ अनुपातको साथ HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, रैखिक भिस्कोइलास्टिक क्षेत्र पनि HPS को हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको कमीको साथ साँघुरो हुन्छ, तर रैखिक भिस्कोइलास्टिक क्षेत्रमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको संकुचन प्रभाव त्यति स्पष्ट छैन।
5.3.3 ताप र चिसोको समयमा भिस्कोइलास्टिक गुणहरू
HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको डायनामिक भिस्कोइलास्टिक गुणहरू विभिन्न डिग्री हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको साथ चित्र 5-6 मा देखाइएको छ। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, HPMC ले तताउने प्रक्रियाको क्रममा चार चरणहरू प्रदर्शन गर्दछ: प्रारम्भिक पठार क्षेत्र, दुई संरचना-निर्माण चरणहरू, र अन्तिम पठार क्षेत्र। प्रारम्भिक पठार चरणमा, G′ <G″, G′ र G″ का मानहरू साना हुन्छन्, र तापक्रमको वृद्धिसँगै थोरै घट्ने प्रवृत्ति हुन्छ, जसले सामान्य तरल भिस्कोइलास्टिक व्यवहार देखाउँछ। HPMC को थर्मल गेलेसनमा G′ र G″ को प्रतिच्छेदन (अर्थात, समाधान-जेल ट्रान्जिसन पोइन्ट, 49 °C वरिपरि) द्वारा बाँधिएको संरचना गठनको दुई भिन्न चरणहरू छन्, जुन अघिल्लो रिपोर्टहरूसँग अनुरूप छ। सुसंगत [१६०, ३५४]। उच्च तापमानमा, हाइड्रोफोबिक एसोसिएशन र हाइड्रोफिलिक एसोसिएशनको कारण, HPMC बिस्तारै क्रस-नेटवर्क संरचना बनाउँछ [344, 355, 356]। पुच्छरको पठार क्षेत्रमा, G′ र G″ को मानहरू उच्च छन्, जसले HPMC जेल नेटवर्क संरचना पूर्ण रूपमा बनेको संकेत गर्छ।
HPMC को यी चार चरणहरू क्रमिक रूपमा उल्टो क्रममा देखा पर्दछ जब तापमान घट्छ। G′ र G″ को प्रतिच्छेदन कूलिंग चरणको समयमा लगभग 32 °C मा कम तापक्रम क्षेत्रमा सर्छ, जुन हिस्टेरेसिस [208] वा कम तापक्रम [355] मा चेनको संक्षेपण प्रभावको कारण हुन सक्छ। HPMC जस्तै, तताउने प्रक्रियाको क्रममा अन्य नमूनाहरू त्यहाँ चार चरणहरू छन्, र उल्टाउन मिल्ने घटना चिसो प्रक्रियाको समयमा हुन्छ। यद्यपि, यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि G80 र A939 ले G' र G" को बीचमा प्रतिच्छेदन बिना सरलीकृत प्रक्रिया देखाउँदछ, र G80 को कर्भ पनि देखा पर्दैन। पछाडिको प्लेटफर्म क्षेत्र।
शुद्ध HPS को लागि, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको उच्च डिग्रीले जेल गठनको प्रारम्भिक र अन्तिम तापमान दुवैलाई परिवर्तन गर्न सक्छ, विशेष गरी प्रारम्भिक तापमान, जुन क्रमशः G80, A939, र A1081 को लागि 61 °C हो। , ६२ डिग्री सेल्सियस र ५४ डिग्री सेल्सियस। थप रूपमा, समान कम्पाउन्डिङ अनुपातको साथ HPMC/HPS नमूनाहरूको लागि, प्रतिस्थापनको डिग्री बढ्दै जाँदा, G′ र G″ को मानहरू घट्छन्, जुन अघिल्लो अध्ययनहरू [357, 358] को परिणामहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ। प्रतिस्थापनको डिग्री बढ्दै जाँदा, जेलको बनावट नरम हुन्छ। तसर्थ, हाइड्रोक्सीप्रोपिलेशनले नेटिभ स्टार्चको अर्डर गरिएको संरचनालाई तोड्छ र यसको हाइड्रोफिलिसिटी सुधार गर्दछ [343]।
HPMC/HPS कम्पाउन्ड नमूनाहरूको लागि, दुबै G′ र G″ HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै घट्यो, जुन शुद्ध HPS को परिणामहरूसँग अनुरूप थियो। यसबाहेक, HPMC को थपको साथ, प्रतिस्थापन डिग्रीले G मा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पारेको थियो "G सँगको प्रभाव" कम स्पष्ट हुन्छ।
सबै HPMC/HPS कम्पोजिट नमूनाहरूको viscoelastic curves ले समान प्रवृति देखाएको छ, जुन HPS लाई कम तापमानमा र HPMC उच्च तापक्रममा अनुरूप थियो। अर्को शब्दमा, कम तापमानमा, HPS ले मिश्रित प्रणालीको भिस्कोइलास्टिक गुणहरूलाई हावी गर्दछ, जबकि उच्च तापमानमा HPMC ले मिश्रित प्रणालीको भिस्कोइलास्टिक गुणहरू निर्धारण गर्दछ। यो नतिजा मुख्यतया HPMC को श्रेय हो। विशेष गरी, HPS एक चिसो जेल हो, जुन तातो हुँदा जेल अवस्थाबाट समाधान अवस्थामा परिवर्तन हुन्छ; यसको विपरित, HPMC एक तातो जेल हो, जसले बिस्तारै बढ्दो तापमान नेटवर्क संरचनाको साथ जेल बनाउँछ। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, कम तापमानमा, कम्पाउन्ड प्रणालीको जेल गुणहरू मुख्यतया HPS कोल्ड जेलद्वारा योगदान गरिन्छ, र उच्च तापक्रममा, तातो तापक्रममा, HPMC को gelation कम्पाउन्ड प्रणालीमा हावी हुन्छ।
चित्र 5-6 भण्डारण मोड्युलस (G′), हानि मोड्युलस (G″) र ट्यान δ बनाम तापमान HPS/HPMC मिश्रण समाधानका लागि HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ।
HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको मोड्युलस, अपेक्षित रूपमा, शुद्ध HPMC र शुद्ध HPS को मोड्युली बीचमा छ। यसबाहेक, जटिल प्रणालीले सम्पूर्ण तापक्रम स्क्यानिङ दायरामा G′ > G″ प्रदर्शन गर्छ, जसले HPMC र HPS दुवैले क्रमशः पानीका अणुहरूसँग अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू बनाउन सक्छन् र एकअर्कासँग अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू पनि बनाउन सक्छन्। थप रूपमा, हानि कारक वक्रमा, सबै जटिल प्रणालीहरूमा लगभग 45 डिग्री सेल्सियसमा ट्यान δ शिखर हुन्छ, जसले जटिल प्रणालीमा निरन्तर चरण संक्रमण भएको देखाउँछ। यो चरण संक्रमण अर्को 5.3.6 मा छलफल गरिनेछ। छलफल जारी राख्नुहोस्।
5.3.4 कम्पाउन्ड चिपचिपापनमा तापक्रमको प्रभाव
सामग्रीको rheological गुणहरूमा तापमानको प्रभाव बुझ्न महत्त्वपूर्ण छ किनभने तापमानको विस्तृत दायरा जुन प्रशोधन र भण्डारणको समयमा हुन सक्छ [359, 360]। 5 °C - 85 °C को दायरामा, HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको जटिल चिपचिपाहटमा तापक्रमको प्रभावलाई हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन HPS को विभिन्न डिग्रीहरूसँग चित्र 5-7 मा देखाइएको छ। चित्र 5-7(a), यो देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS को जटिल चिपचिपापन तापमान वृद्धि संग उल्लेखनीय रूपमा घट्छ; शुद्ध HPMC को चिपचिपापन तापमान वृद्धि संग 45 ° C मा प्रारम्भिक देखि थोरै घट्छ। सुधार।
सबै कम्पाउन्ड नमूनाहरूको चिपचिपापन कर्भहरूले तापमानसँग समान प्रवृत्तिहरू देखाए, पहिले बढ्दो तापक्रमसँगै घट्दै र त्यसपछि बढ्दो तापक्रमसँगै बढ्दै। थप रूपमा, मिश्रित नमूनाहरूको चिपचिपापन कम तापमानमा HPS को नजिक र उच्च तापक्रममा HPMC को नजिक छ। यो नतिजा दुबै HPMC र HPS को विचित्र gelation व्यवहार संग सम्बन्धित छ। कम्पाउन्ड नमूनाको चिपचिपापन वक्रले 45 डिग्री सेल्सियसमा द्रुत संक्रमण देखायो, सम्भवतः HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा चरण संक्रमणको कारणले। यद्यपि, यो ध्यान दिन लायक छ कि उच्च तापमानमा G80 / HPMC 5: 5 कम्पाउन्ड नमूनाको चिपचिपापन शुद्ध HPMC भन्दा उच्च छ, जुन मुख्य रूपमा उच्च तापमान [361] मा G80 को उच्च आन्तरिक चिपचिपापनको कारण हो। समान कम्पाउन्डिङ अनुपात अन्तर्गत, कम्पाउन्डिङ प्रणालीको कम्पाउन्ड चिपचिपाहट HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै घट्छ। त्यसकारण, स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयले स्टार्च अणुहरूमा इन्ट्रामोलेक्युलर हाइड्रोजन बन्डहरू तोड्न सक्छ।
चित्र 5-7 HPS/HPMC को लागि जटिल चिपचिपापन बनाम तापक्रम HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीसँग मिल्छ।
HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको जटिल चिपचिपाहटमा तापक्रमको प्रभावले निश्चित तापमान दायरा भित्र एरेनियस सम्बन्धलाई अनुरूप बनाउँछ, र जटिल चिपचिपापनको तापमानसँग घातीय सम्बन्ध हुन्छ। Arrhenius समीकरण निम्नानुसार छ:
ती मध्ये, η* जटिल चिपचिपापन हो, Pa s;
A एक स्थिर छ, Pa s;
T निरपेक्ष तापमान हो, K;
R ग्यास स्थिरता हो, 8.3144 J·mol-1·K-1;
E सक्रियता ऊर्जा हो, J·mol-1।
सूत्र (5-3) अनुसार फिट गरिएको, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापन-तापमान वक्रलाई 45 डिग्री सेल्सियसमा ट्यान δ शिखर अनुसार दुई भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ; 5 °C - 45 °C र 45 °C - 85 ° मा कम्पाउन्ड प्रणाली C को दायरामा फिटिंग गरेर प्राप्त सक्रियता ऊर्जा E र स्थिर A को मानहरू तालिका 5-3 मा देखाइएको छ। सक्रियता ऊर्जा E को गणना गरिएको मानहरू −174 kJ·mol−1 र 124 kJ·mol−1 को बीचमा छन्, र स्थिर A को मानहरू 6.24×10−11 Pa·s र 1.99×1028 Pa·s को बीचमा छन्। फिटिंग दायरा भित्र, G80/HPMC नमूना बाहेक फिट गरिएको सहसंबंध गुणांकहरू उच्च थिए (R2 = 0.9071 –0.9892)। G80/HPMC नमूनाको तापमान दायरा 45 °C - 85 °C मा कम सहसंबंध गुणांक (R2 = 0.4435) छ, जुन G80 को स्वाभाविक उच्च कठोरता र अन्य HPS क्रिस्टलाइजेशन दरको तुलनामा यसको छिटो वजनको कारण हुन सक्छ। ३६२]। G80 को यो गुणले HPMC सँग कम्पाउन्ड गर्दा गैर-सजातीय यौगिकहरू बन्ने सम्भावना बढी बनाउँछ।
5 °C - 45 °C को तापमान दायरामा, HPMC/HPS कम्पोजिट नमूनाको E मान शुद्ध HPS भन्दा थोरै कम छ, जुन HPS र HPMC बीचको अन्तरक्रियाको कारण हुन सक्छ। चिपचिपापन को तापमान निर्भरता कम गर्नुहोस्। शुद्ध HPMC को E मान अन्य नमूनाहरूको भन्दा बढी छ। सबै स्टार्च युक्त नमूनाहरूका लागि सक्रियता ऊर्जाहरू कम सकारात्मक मानहरू थिए, यसले संकेत गर्दछ कि कम तापक्रममा, तापमानसँग चिपचिपापनमा कमी कम स्पष्ट थियो र सूत्रहरूले स्टार्च-जस्तो बनावट प्रदर्शन गर्यो।
तालिका 5-3 Arrhenius समीकरण प्यारामिटरहरू (E: सक्रियता ऊर्जा; A: स्थिर; R 2 : निर्धारण गुणांक) Eq.(1) बाट HPS/HPMC को लागि HPS को हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनको विभिन्न डिग्रीहरूसँग मिश्रण
यद्यपि, 45 °C - 85 °C को उच्च तापमान दायरामा, शुद्ध HPS र HPMC/HPS कम्पोजिट नमूनाहरू बीचको E मान गुणात्मक रूपमा परिवर्तन भयो, र शुद्ध HPSs को E मान 45.6 kJ·mol−1 - को दायरामा थियो। 124 kJ·mol−1, परिसरहरूको E मानहरू -3.77 kJ·mol−1– -72.2 kJ·mol−1 को दायरामा छन्। यो परिवर्तनले जटिल प्रणालीको सक्रियता ऊर्जामा HPMC को बलियो प्रभाव देखाउँछ, किनकि शुद्ध HPMC को E मान -174 kJ mol−1 हो। शुद्ध HPMC र मिश्रित प्रणालीको E मानहरू नकारात्मक छन्, जसले उच्च तापक्रममा, बढ्दो तापक्रमको साथ चिपचिपाहट बढ्छ, र यौगिकले HPMC-जस्तो व्यवहार बनावट प्रदर्शन गर्दछ।
उच्च तापमान र कम तापमानमा HPMC/HPS यौगिक प्रणालीहरूको जटिल चिपचिपापनमा HPMC र HPS को प्रभावहरू छलफल गरिएका भिस्कोइलास्टिक गुणहरूसँग अनुरूप छन्।
5.3.5 गतिशील मेकानिकल गुणहरू
आंकडा 5-8 ले 5 °C मा HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको HPS को विभिन्न डिग्री हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको साथ फ्रिक्वेन्सी स्वीप कर्भहरू देखाउँदछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS ले विशिष्ट ठोस-जस्तो व्यवहार (G′ > G″) प्रदर्शन गर्दछ, जबकि HPMC तरल-जस्तो व्यवहार (G′ <G″) हो। सबै HPMC/HPS सूत्रहरूले ठोस-जस्तो व्यवहार प्रदर्शन गर्यो। धेरैजसो नमूनाहरूको लागि, G′ र G″ दुवै बढ्दो फ्रिक्वेन्सीको साथ बढ्छ, जसले सामग्रीको ठोस-जस्तो व्यवहार बलियो छ भनी सङ्केत गर्छ।
शुद्ध HPMCs ले स्पष्ट आवृत्ति निर्भरता प्रदर्शन गर्दछ जुन शुद्ध HPS नमूनाहरूमा हेर्न गाह्रो छ। अपेक्षित रूपमा, HPMC/HPS जटिल प्रणालीले आवृत्ति निर्भरताको एक निश्चित डिग्री प्रदर्शन गर्यो। सबै HPS- युक्त नमूनाहरूको लागि, n′ सधैं n" भन्दा कम हुन्छ, र G" ले G′ भन्दा बलियो आवृत्ति निर्भरता प्रदर्शन गर्दछ, यी नमूनाहरू चिपचिपा [352, 359, 363] भन्दा बढी लोचदार छन् भनेर संकेत गर्दछ। तसर्थ, मिश्रित नमूनाहरूको प्रदर्शन मुख्यतया HPS द्वारा निर्धारण गरिन्छ, जुन मुख्य रूपमा HPMC ले कम तापमानमा कम चिपचिपापन समाधान अवस्था प्रस्तुत गर्दछ।
तालिका 5-4 n′, n″, G0′ र G0″ HPS/HPMC को लागि 5 °C मा HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ Eqs बाट निर्धारित। (५-१) र (५-२)
Fig. 5-8 भण्डारण मोड्युलस (G′) र हानि मोड्युलस (G″) बनाम HPS/HPMC को लागि आवृत्ति 5 °C मा HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीसँग मिल्छ।
शुद्ध HPMCs ले स्पष्ट आवृत्ति निर्भरता प्रदर्शन गर्दछ जुन शुद्ध HPS नमूनाहरूमा हेर्न गाह्रो छ। HPMC/HPS जटिलको लागि अपेक्षित रूपमा, ligand प्रणालीले आवृत्ति निर्भरताको निश्चित डिग्री प्रदर्शन गर्यो। सबै HPS- युक्त नमूनाहरूको लागि, n′ सधैं n" भन्दा कम हुन्छ, र G" ले G′ भन्दा बलियो आवृत्ति निर्भरता प्रदर्शन गर्दछ, यी नमूनाहरू चिपचिपा [352, 359, 363] भन्दा बढी लोचदार छन् भनेर संकेत गर्दछ। तसर्थ, मिश्रित नमूनाहरूको प्रदर्शन मुख्यतया HPS द्वारा निर्धारण गरिन्छ, जुन मुख्य रूपमा HPMC ले कम तापमानमा कम चिपचिपापन समाधान अवस्था प्रस्तुत गर्दछ।
आंकडा 5-9 ले HPS को HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको फ्रिक्वेन्सी स्वीप कर्भहरू 85 डिग्री सेल्सियसमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरू देखाउँदछ। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, A1081 बाहेक अन्य सबै HPS नमूनाहरूले विशिष्ट ठोस-जस्तो व्यवहार प्रदर्शन गर्यो। A1081 को लागि, G' र G" को मानहरू धेरै नजिक छन्, र G' G भन्दा थोरै सानो छ", जसले A1081 लाई तरल पदार्थको रूपमा व्यवहार गर्छ भनेर संकेत गर्छ।
यो हुन सक्छ किनभने A1081 एक चिसो जेल हो र उच्च तापक्रममा जेल-देखि-समाधान ट्रान्जिसनबाट गुज्रिन्छ। अर्कोतर्फ, एउटै कम्पाउन्डिङ अनुपात भएका नमूनाहरूको लागि, n′, n″, G0′ र G0″ (तालिका 5-5) का मानहरू सबै हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै घटेका छन्, जसले हाइड्रोक्साइप्रोपाइलेशनले ठोस-घटाएको सङ्केत गर्छ। उच्च तापक्रम (८५ डिग्री सेल्सियस) मा स्टार्चको व्यवहार जस्तै। विशेष गरी, G80 को n′ र n″ 0 को नजिक छन्, बलियो ठोस-जस्तो व्यवहार देखाउँदै; यसको विपरीत, A1081 को n′ र n″ मानहरू 1 को नजिक छन्, बलियो तरल व्यवहार देखाउँदै। यी n' र n" मानहरू G' र G" को लागि डेटासँग मिल्दोजुल्दो छन्। थप रूपमा, चित्र 5-9 बाट देख्न सकिन्छ, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्रीले उच्च तापमानमा HPS को आवृत्ति निर्भरतालाई उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्न सक्छ।
Fig. 5-9 भण्डारण मोड्युलस (G′) र हानि मोड्युलस (G″) बनाम HPS/HPMC को आवृत्ति 85 °C मा HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीसँग मिल्छ।
आंकडा 5-9 ले देखाउँदछ कि HPMC ले 85 डिग्री सेल्सियसमा विशिष्ट ठोस-जस्तो व्यवहार (G′ > G″) प्रदर्शन गर्दछ, जुन मुख्य रूपमा यसको थर्मोजेल गुणहरूलाई श्रेय दिइन्छ। थप रूपमा, HPMC को G′ र G″ फ्रिक्वेन्सीको साथ भिन्न हुन्छ वृद्धि धेरै परिवर्तन भएन, यसले स्पष्ट आवृत्ति निर्भरता छैन भनेर संकेत गर्दछ।
HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, n′ र n″ को मानहरू 0 को नजिक छन्, र G0′ G0 (तालिका″ 5-5) भन्दा महत्त्वपूर्ण रूपमा उच्च छ, यसको ठोस-जस्तो व्यवहार पुष्टि गर्दै। अर्कोतर्फ, उच्च हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनले HPS लाई ठोस-जस्तैबाट तरल-जस्तो व्यवहारमा परिवर्तन गर्न सक्छ, एक घटना जुन मिश्रित समाधानहरूमा देखा पर्दैन। थप रूपमा, HPMC सँग थपिएको कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, फ्रिक्वेन्सीको वृद्धिसँगै, G' र G" दुबै अपेक्षाकृत स्थिर रह्यो, र n' र n" को मानहरू HPMC को नजिक थिए। यी सबै परिणामहरूले सुझाव दिन्छ कि HPMC ले 85 डिग्री सेल्सियसको उच्च तापक्रममा मिश्रित प्रणालीको भिस्कोइलास्टिकिटीलाई हावी गर्दछ।
तालिका 5-5 n′, n″, G0′ र G0″ HPS/HPMC को लागि HPS को विभिन्न हाइड्रोप्रोपाइल प्रतिस्थापन 85 °C मा Eqs बाट निर्धारण गरे अनुसार। (५-१) र (५-२)
5.3.6 HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको आकारविज्ञान
HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण संक्रमण आयोडिन स्टेनिङ अप्टिकल माइक्रोस्कोप द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणाली 5:5 को कम्पाउन्ड अनुपातको साथ 25 ° C, 45 ° C र 85 ° C मा परीक्षण गरिएको थियो। दाग प्रकाश माइक्रोस्कोप छविहरू तल चित्र 5-10 मा देखाइएको छ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि आयोडिनले रङ्ग गरेपछि, HPS चरण गाढा रङमा रंगिन्छ, र HPMC चरणले हल्का रङ देखाउँछ किनभने यो आयोडिनले रंग्न सक्दैन। तसर्थ, HPMC/HPS को दुई चरणहरू स्पष्ट रूपमा छुट्याउन सकिन्छ। उच्च तापक्रममा, अँध्यारो क्षेत्रको क्षेत्र (HPS चरण) बढ्छ र उज्यालो क्षेत्रहरूको क्षेत्र (HPMC चरण) घट्छ। विशेष गरी, 25 डिग्री सेल्सियसमा, HPMC (उज्ज्वल रंग) HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीमा निरन्तर चरण हो, र सानो गोलाकार HPS चरण (गाढा रंग) HPMC निरन्तर चरणमा फैलिएको छ। यसको विपरित, 85 °C मा, HPMC एक धेरै सानो र अनियमित आकारको फैलिएको चरण बन्यो HPS निरन्तर चरणमा फैलिएको।
चित्र 5-8 रंगिएको 1:1 HPMC/HPS को आकार 25 डिग्री सेल्सियस, 45 डिग्री सेल्सियस र 85 डिग्री सेल्सियसमा मिल्छ
तापक्रमको वृद्धिसँगै, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा HPMC बाट HPS सम्म निरन्तर चरणको चरण आकारविज्ञानको संक्रमण बिन्दु हुनुपर्छ। सिद्धान्तमा, यो हुनुपर्दछ जब HPMC र HPS को चिपचिपाहट समान वा धेरै समान हुन्छन्। 5-10 मा 45 डिग्री सेल्सियस माइक्रोग्राफबाट देख्न सकिन्छ, विशिष्ट "समुद्री टापु" चरण रेखाचित्र देखा पर्दैन, तर एक सह-निरन्तर चरण अवलोकन गरिन्छ। यस अवलोकनले 5.3.3 मा छलफल गरिएको डिसिपेशन कारक-तापमान वक्रमा ट्यान δ शिखरमा निरन्तर चरणको चरण संक्रमण भएको हुन सक्छ भन्ने तथ्यलाई पनि पुष्टि गर्दछ।
यो तथ्याङ्कबाट पनि देख्न सकिन्छ कि कम तापक्रम (25 डिग्री सेल्सियस) मा, गाढा HPS फैलिएको चरणका केही भागहरूले एक निश्चित डिग्री उज्यालो रंग देखाउँछन्, जुन HPMC चरणको अंश HPS चरणमा अवस्थित हुन सक्छ। फैलिएको चरण को रूप। मध्य। संयोगवश, उच्च तापक्रम (85 °C) मा, केही साना गाढा कणहरू उज्यालो रंगको HPMC फैलिएको चरणमा वितरित हुन्छन्, र यी साना गाढा कणहरू निरन्तर चरण HPS हुन्। यी अवलोकनहरूले सुझाव दिन्छ कि HPMC-HPS कम्पाउन्ड प्रणालीमा मेसोफेजको एक निश्चित डिग्री अवस्थित छ, यसैले HPMC HPS सँग निश्चित अनुकूलता छ भनेर पनि संकेत गर्दछ।
5.3.7 HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण संक्रमणको योजनाबद्ध रेखाचित्र
बहुलक समाधान र कम्पोजिट जेल बिन्दुहरू [216, 232] को शास्त्रीय rheological व्यवहारको आधारमा र पेपरमा छलफल गरिएका कम्प्लेक्सहरूसँग तुलना गरी, तापमानको साथ HPMC/HPS परिसरहरूको संरचनात्मक रूपान्तरणको लागि एक सिद्धान्त मोडेल प्रस्ताव गरिएको छ, चित्रमा देखाइए अनुसार। ५-११।
चित्र 5-11 HPMC (a) को सोल-जेल संक्रमणको योजनाबद्ध संरचनाहरू; HPS (b); र HPMC/HPS (c)
HPMC को जेल व्यवहार र यसको सम्बन्धित समाधान-जेल संक्रमण संयन्त्र धेरै अध्ययन गरिएको छ [159, 160, 207, 208]। व्यापक रूपमा स्वीकृत मध्ये एक हो कि HPMC चेनहरू समग्र बन्डलहरूको रूपमा समाधानमा अवस्थित छन्। यी क्लस्टरहरू केही प्रतिस्थापित वा कम मात्रामा घुलनशील सेल्युलोज संरचनाहरू लपेटेर आपसमा जोडिएका छन्, र मिथाइल समूहहरू र हाइड्रोक्सिल समूहहरूको हाइड्रोफोबिक एकत्रीकरणद्वारा सघन प्रतिस्थापित क्षेत्रहरूसँग जोडिएका छन्। कम तापक्रममा, पानीका अणुहरूले मिथाइल हाइड्रोफोबिक समूहहरू र हाइड्रोफिलिक समूहहरू जस्तै हाइड्रोक्सिल समूहहरू बाहिर पानीको खोल संरचनाहरू बनाउँछन्, जसले HPMC लाई कम तापक्रममा इन्टरचेन हाइड्रोजन बन्डहरू बनाउनबाट रोक्छ। तापक्रम बढ्दै जाँदा, HPMC ले ऊर्जा अवशोषित गर्छ र यी पानी पिंजरा र पानी खोल संरचनाहरू भाँचिन्छन्, जुन समाधान-जेल संक्रमणको गतिविज्ञान हो। पानीको पिंजरा र पानीको खोल फुट्नुले मिथाइल र हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूलाई जलीय वातावरणमा पर्दाफास गर्छ, जसले गर्दा मुक्त मात्रामा उल्लेखनीय वृद्धि हुन्छ। उच्च तापक्रममा, हाइड्रोफोबिक समूहहरूको हाइड्रोफोबिक एसोसिएसन र हाइड्रोफिलिक समूहहरूको हाइड्रोफिलिक एसोसिएशनको कारण, जेलको त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना अन्ततः बनाइन्छ, चित्र 5-11(a) मा देखाइएको छ।
स्टार्च जिलेटिनाइजेशन पछि, एमाइलोज स्टार्च ग्रेन्युलहरूबाट एक खाली एकल हेलिकल संरचना बनाउँदछ, जुन लगातार घाउ हुन्छ र अन्तमा अनियमित कुंडलहरूको अवस्था प्रस्तुत गर्दछ। यो एकल-हेलिक्स संरचनाले भित्री भागमा हाइड्रोफोबिक गुहा र बाहिर हाइड्रोफिलिक सतह बनाउँछ। स्टार्चको यो घना संरचनाले यसलाई राम्रो स्थिरता [230-232] प्रदान गर्दछ। तसर्थ, HPS उच्च तापक्रममा जलीय घोलमा केही फैलिएको हेलिकल खण्डहरूसँग चर अनियमित कुण्डलहरूको रूपमा अवस्थित छ। तापक्रम घट्दै जाँदा, HPS र पानीका अणुहरू बीचको हाइड्रोजन बन्धन टुटेको छ र बाँधिएको पानी हराएको छ। अन्तमा, आणविक चेनहरू बीच हाइड्रोजन बन्डको गठनको कारणले तीन-आयामी नेटवर्क संरचना बनाइन्छ, र चित्र 5-11(b) मा देखाइए अनुसार जेल बनाइन्छ।
सामान्यतया, जब धेरै फरक चिपचिपापन भएका दुई कम्पोनेन्टहरू मिश्रित हुन्छन्, उच्च चिपचिपापन घटकले फैलिएको चरण बनाउँछ र कम चिपचिपापन घटकको निरन्तर चरणमा फैलिन्छ। कम तापक्रममा, HPMC को चिपचिपापन HPS को भन्दा उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ। तसर्थ, HPMC ले उच्च चिपचिपापन HPS जेल चरण वरिपरि एक निरन्तर चरण बनाउँछ। दुई चरणहरूको किनारमा, HPMC चेनहरूमा हाइड्रोक्सिल समूहहरूले बाँधिएको पानीको अंश गुमाउँछन् र HPS आणविक चेनहरूसँग अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू बनाउँछन्। तताउने प्रक्रियामा, HPS आणविक चेनहरू पर्याप्त ऊर्जा अवशोषितको कारण सारियो र पानीको अणुहरूसँग हाइड्रोजन बन्डहरू गठन भयो, परिणामस्वरूप जेल संरचना फुट्यो। एकै समयमा, HPMC चेनमा पानी-पिंजरा संरचना र पानी-शेल संरचना नष्ट भयो र हाइड्रोफिलिक समूहहरू र हाइड्रोफोबिक क्लस्टरहरू पर्दाफास गर्न बिस्तारै बिग्रियो। उच्च तापक्रममा, HPMC ले इन्टरमोलिक्युलर हाइड्रोजन बन्ड र हाइड्रोफोबिक एसोसिएशनको कारणले जेल नेटवर्क संरचना बनाउँछ, र यसरी चित्र 5-11(c) मा देखाइए अनुसार, अनियमित कुण्डलहरूको HPS निरन्तर चरणमा फैलिएको उच्च-चिसोपन फैलिएको चरण हुन्छ। तसर्थ, HPS र HPMC ले क्रमशः कम र उच्च तापमानमा कम्पोजिट जेलको rheological गुणहरू, जेल गुणहरू र चरण मोर्फोलजीमा प्रभुत्व जमायो।
स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयले यसको आन्तरिक अर्डर गरिएको इन्ट्रामोलिक्युलर हाइड्रोजन बन्ड संरचनालाई तोड्छ, जसले गर्दा जिलेटिनाइज्ड एमाइलोज अणुहरू सुन्निएको र फैलिएको अवस्थामा हुन्छन्, जसले अणुहरूको प्रभावकारी हाइड्रेशन मात्रा बढाउँछ र स्टार्चले मोलेक्युलको प्रवृत्तिलाई रोक्छ। जलीय घोल [362] मा। तसर्थ, हाइड्रोक्साइप्रोपिलको भारी र हाइड्रोफिलिक गुणहरूले एमाइलोज आणविक चेनहरूको पुन: संयोजन र क्रस-लिङ्किङ क्षेत्रहरूको गठनलाई गाह्रो बनाउँछ [२३३]। तसर्थ, तापक्रम घट्दा, नेटिभ स्टार्चको तुलनामा, HPS ले हल्का र नरम जेल नेटवर्क संरचना बनाउँछ।
हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ, त्यहाँ HPS समाधानमा थप फैलिएको हेलिकल टुक्राहरू छन्, जसले दुई चरणहरूको सीमामा HPMC आणविक श्रृंखलासँग थप अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू बनाउन सक्छ, यसरी थप समान संरचना बनाउँछ। थप रूपमा, हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनले स्टार्चको चिपचिपाहट कम गर्दछ, जसले HPMC र HPS बीचको भिस्कोसिटी भिन्नतालाई कम गर्दछ। तसर्थ, HPMC/HPS जटिल प्रणालीमा चरण संक्रमण बिन्दु HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग कम तापमान मा सर्छ। यो 5.3.4 मा पुनर्गठित नमूनाहरूको तापमान संग चिपचिपापन मा अचानक परिवर्तन द्वारा पुष्टि गर्न सकिन्छ।
5.4 अध्याय सारांश
यस अध्यायमा, HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरू विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीहरूका साथ तयार गरिएको थियो, र HPMC/HPS चिसो र तातो जेल यौगिक प्रणालीको rheological गुणहरू र जेल गुणहरूमा HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभाव rheometer द्वारा जाँच गरिएको थियो। HPMC/HPS चिसो र तातो जेल कम्पोजिट प्रणालीको चरण वितरण आयोडिन स्टेनिङ अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषण द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। मुख्य निष्कर्षहरू निम्नानुसार छन्:
- कोठाको तापक्रममा, HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपाहट र पातलोपन HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै घट्यो। यसको मुख्य कारण हो कि स्टार्च अणुमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहको परिचयले यसको इन्ट्रामोलिक्युलर हाइड्रोजन बन्ड संरचनालाई नष्ट गर्दछ र स्टार्चको हाइड्रोफिलिसिटी सुधार गर्दछ।
- कोठाको तापक्रममा, HPMC/HPS कम्पाउन्ड समाधानहरूको शून्य-शियर भिस्कोसिटी h0, फ्लो इन्डेक्स n, र भिस्कोसिटी गुणांक K दुवै HPMC र हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनबाट प्रभावित हुन्छन्। HPMC सामग्रीको वृद्धि संग, शून्य कतरनी चिपचिपापन h0 घट्छ, प्रवाह सूचकांक n बढ्छ, र चिपचिपापन गुणांक K घट्छ; शुद्ध HPS को शून्य शियर भिस्कोसिटी h0, फ्लो इन्डेक्स n र भिस्कोसिटी गुणांक K सबै हाइड्रोक्सिलको साथ बढ्छ प्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्री बढ्दै जाँदा, यो सानो हुन्छ; तर कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, प्रतिस्थापनको डिग्रीको वृद्धिसँगै शून्य शियर चिपचिपापन h0 घट्छ, जबकि प्रवाह सूचकांक n र भिस्कोसिटी स्थिर K प्रतिस्थापनको डिग्री बढ्दै जान्छ।
- पूर्व-शियरिङ र तीन-चरण थिक्सोट्रोपीको साथ कतर्न विधिले कम्पाउन्ड समाधानको चिपचिपापन, प्रवाह गुणहरू र थिक्सोट्रोपीलाई अझ सही रूपमा प्रतिबिम्बित गर्न सक्छ।
- HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको रैखिक भिस्कोइलास्टिक क्षेत्र HPS को हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको कमीको साथ साँघुरो हुन्छ।
- यस चिसो-तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणालीमा, HPMC र HPS क्रमशः कम र उच्च तापमानमा निरन्तर चरणहरू बनाउन सक्छ। यस चरण संरचना परिवर्तनले जटिल चिपचिपापन, भिस्कोइलास्टिक गुणहरू, आवृत्ति निर्भरता र जटिल जेलको जेल गुणहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्न सक्छ।
- फैलिएको चरणहरूको रूपमा, HPMC र HPS ले क्रमशः उच्च र कम तापमानमा HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीहरूको rheological गुणहरू र जेल गुणहरू निर्धारण गर्न सक्छ। HPMC/HPS कम्पोजिट नमूनाहरूको viscoelastic curves कम तापक्रममा HPS र उच्च तापक्रममा HPMC सँग मिल्दोजुल्दो थियो।
- स्टार्च संरचनाको रासायनिक परिमार्जनको विभिन्न डिग्रीले जेल गुणहरूमा पनि महत्त्वपूर्ण प्रभाव पारेको थियो। नतिजाहरूले देखाउँछन् कि जटिल चिपचिपापन, भण्डारण मोडुलस, र हानि मोडुलस सबै HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धि संग घट्छ। तसर्थ, नेटिभ स्टार्चको हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनले यसको अर्डर गरिएको संरचनालाई बाधा पुर्याउन सक्छ र स्टार्चको हाइड्रोफिलिसिटी बढाउन सक्छ, परिणामस्वरूप नरम जेल बनावट हुन्छ।
- Hydroxypropylation कम तापक्रममा स्टार्च समाधानको ठोस-जस्तो व्यवहार र उच्च तापक्रममा तरल-जस्तो व्यवहार कम गर्न सक्छ। कम तापक्रममा, n′ र n″ को मानहरू HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै ठूलो भयो; उच्च तापक्रममा, n′ र n″ मानहरू HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै सानो भयो।
- HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर, rheological गुणहरू र जेल गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। मिश्रित प्रणालीको चिपचिपापन वक्रमा अचानक परिवर्तन र घाटा कारक वक्रमा ट्यान δ शिखर 45 °C मा देखा पर्दछ, जुन माइक्रोग्राफ (45 °C मा) मा अवलोकन गरिएको सह-निरन्तर चरण घटनासँग अनुरूप छ।
संक्षेपमा, HPMC/HPS चिसो-तातो जेल कम्पोजिट प्रणालीले विशेष तापमान-नियन्त्रित चरण आकार विज्ञान र गुणहरू प्रदर्शन गर्दछ। स्टार्च र सेल्युलोजको विभिन्न रासायनिक परिमार्जनहरू मार्फत, HPMC/HPS चिसो र तातो जेल कम्पाउन्ड प्रणाली उच्च-मूल्य स्मार्ट सामग्रीहरूको विकास र अनुप्रयोगको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।
अध्याय 6 HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको गुण र प्रणाली अनुकूलतामा HPS प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभावहरू
यो अध्याय 5 बाट देख्न सकिन्छ कि कम्पाउन्ड प्रणालीमा घटकहरूको रासायनिक संरचनाको परिवर्तनले rheological गुणहरू, जेल गुणहरू र यौगिक प्रणालीको अन्य प्रशोधन गुणहरूमा भिन्नता निर्धारण गर्दछ। समग्र प्रदर्शनले महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ।
यो अध्याय HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरूमा घटकहरूको रासायनिक संरचनाको प्रभावमा केन्द्रित छ। कम्पोजिट प्रणालीको rheological गुणहरूमा अध्याय 5 को प्रभावको साथ संयुक्त, HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको rheological गुणहरू स्थापित छन्- फिल्म गुणहरू बीचको सम्बन्ध।
6.1 सामग्री र उपकरण
6.1.1 मुख्य प्रयोगात्मक सामग्रीहरू
6.1.2 मुख्य उपकरण र उपकरणहरू
6.2 प्रयोगात्मक विधि
6.2.1 HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ तयारी
यौगिक समाधानको कुल एकाग्रता 8% (w/w), HPMC/HPS कम्पाउन्ड अनुपात 10:0, 5:5, 0:10, प्लास्टिसाइजर 2.4% (w/w) पोलिथिलीन ग्लाइकोल हो, खाने योग्य HPMC/HPS को कम्पोजिट फिल्म कास्टिङ विधिद्वारा तयार गरिएको थियो। विशेष तयारी विधिको लागि, 3.2.1 हेर्नुहोस्।
6.2.2 HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको माइक्रोडोमेन संरचना
6.2.2.1 सिन्क्रोट्रोन विकिरण सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङको माइक्रोस्ट्रक्चर विश्लेषणको सिद्धान्त
सानो एन्जिल एक्स-रे स्क्याटरिङ (SAXS) ले एक्स-रे बीमको नजिकको सानो कोण भित्र परीक्षण अन्तर्गत नमूनालाई विकिरण गर्ने एक्स-रे बीमको कारणले हुने स्क्याटरिङ घटनालाई बुझाउँछ। स्क्याटरर र वरपरको मध्यम बीचको नानोस्केल इलेक्ट्रोन घनत्व भिन्नताको आधारमा, सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ सामान्यतया नानोस्केल दायरामा ठोस, कोलोइडल र तरल बहुलक सामग्रीहरूको अध्ययनमा प्रयोग गरिन्छ। वाइड-एंगल एक्स-रे विवर्तन टेक्नोलोजीको तुलनामा, SAXS ले ठूलो मात्रामा संरचनात्मक जानकारी प्राप्त गर्न सक्छ, जुन बहुलक आणविक चेनहरू, लामो-अवधि संरचनाहरू, र बहुलक जटिल प्रणालीहरूको चरण संरचना र चरण वितरणको विश्लेषण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। । सिन्क्रोट्रोन एक्स-रे प्रकाश स्रोत एक नयाँ प्रकारको उच्च-प्रदर्शन प्रकाश स्रोत हो, जसमा उच्च शुद्धता, उच्च ध्रुवीकरण, संकीर्ण पल्स, उच्च चमक, र उच्च collimation को फाइदाहरू छन्, त्यसैले यसले सामग्रीको नानोस्केल संरचनात्मक जानकारी अझ छिटो प्राप्त गर्न सक्छ। र सही रूपमा। मापन गरिएको पदार्थको SAXS स्पेक्ट्रमको विश्लेषणले इलेक्ट्रोन क्लाउड घनत्वको एकरूपता, एकल-चरण इलेक्ट्रोन क्लाउड घनत्वको एकरूपता (पोरोड वा डेबीको प्रमेयबाट सकारात्मक विचलन), र दुई-चरण इन्टरफेसको स्पष्टता (नकारात्मक देवीबाट) प्राप्त गर्न सक्छ। वा Debye को प्रमेय)। ), स्क्याटरर स्व-समानता (यसमा भग्न विशेषताहरू भए पनि), स्क्याटरर डिस्पर्सिटी (मोनोडिस्पर्सिटी वा पोलिडिस्पर्सिटी गुइनियर द्वारा निर्धारण गरिएको) र अन्य जानकारी, र स्क्याटरर फ्र्याक्टल आयाम, जिरेसन त्रिज्या, र दोहोर्याउने एकाइहरूको औसत तह पनि मात्रात्मक रूपमा प्राप्त गर्न सकिन्छ। मोटाई, औसत आकार, स्क्याटरर भोल्युम अंश, विशिष्ट सतह क्षेत्र र अन्य प्यारामिटरहरू।
६.२.२.२ परीक्षण विधि
अष्ट्रेलियाको सिन्क्रोट्रोन विकिरण केन्द्र (क्लेटन, भिक्टोरिया, अष्ट्रेलिया) मा, विश्वको उन्नत तेस्रो पुस्ताको सिन्क्रोट्रोन विकिरण स्रोत (फ्लक्स १०१३ फोटन्स/से, तरंग दैर्ध्य १.४७ Å) को माइक्रो-डोमेन संरचना र कम्पोजिटको अन्य सम्बन्धित जानकारी निर्धारण गर्न प्रयोग गरिएको थियो। चलचित्र। परीक्षण नमूनाको दुई-आयामी स्क्याटरिङ ढाँचा Pilatus 1M डिटेक्टर (169 × 172 μm क्षेत्र, 172 × 172 μm पिक्सेल आकार) द्वारा सङ्कलन गरिएको थियो, र मापन गरिएको नमूना 0.015 < q < 0.15 Å−1 (को दायरामा थियो। q स्क्याटरिङ भेक्टर हो) भित्री एक-आयामी सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ कर्भ स्क्याटरब्रेन सफ्टवेयरद्वारा दुई-आयामी स्क्याटरिङ ढाँचाबाट प्राप्त गरिन्छ, र स्क्याटरिङ भेक्टर q र स्क्याटरिङ कोण 2 सूत्र i / , द्वारा रूपान्तरण गरिन्छ। एक्स-रे तरंगदैर्ध्य कहाँ छ। डाटा विश्लेषण गर्नु अघि सबै डाटा पूर्व-सामान्यीकृत थिए।
6.2.3 HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषण HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरूसँग
६.२.३.१ थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषणको सिद्धान्त
3.2.5.1 जस्तै
६.२.३.२ परीक्षण विधि
३.२.५.२ हेर्नुहोस्
6.2.4 HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीका साथ HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको तन्य गुणहरू
6.2.4.1 तन्य सम्पत्ति विश्लेषणको सिद्धान्त
3.2.6.1 जस्तै
६.२.४.२ परीक्षण विधि
३.२.६.२ हेर्नुहोस्
ISO37 मानक प्रयोग गरेर, यसलाई 35mm को कुल लम्बाइ, 12mm को मार्किङ लाइनहरू बीचको दूरी, र 2mm को चौडाइको साथ डम्बेल-आकारको स्प्लाइनहरूमा काटिएको छ। सबै परीक्षण नमूनाहरू 3 d भन्दा बढीको लागि 75% आर्द्रतामा सन्तुलित थिए।
6.2.5 HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यता HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरू
६.२.५.१ अक्सिजन पारगम्यता विश्लेषणको सिद्धान्त
3.2.7.1 जस्तै
६.२.५.२ परीक्षण विधि
३.२.७.२ हेर्नुहोस्
6.3 परिणाम र छलफल
6.3.1 HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीको साथ HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको क्रिस्टल संरचना विश्लेषण
चित्र 6-1 ले HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको सानो कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ स्पेक्ट्रा देखाउँछ HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरूसँग। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि q > 0.3 Å (2θ > 40) को अपेक्षाकृत ठूलो-स्तरको दायरामा, सबै झिल्ली नमूनाहरूमा स्पष्ट विशेषता चुचुराहरू देखा पर्छन्। शुद्ध कम्पोनेन्ट फिल्म (चित्र 6-1a) को एक्स-रे स्क्याटरिङ ढाँचाबाट, शुद्ध HPMC सँग 0.569 Å मा बलियो एक्स-रे स्क्याटरिङ विशेषता शिखर छ, जसले HPMC सँग वाइड-एंगलमा एक्स-रे स्क्याटरिङ पीक रहेको जनाउँछ। 7.70 (2θ > 50) को क्षेत्र। क्रिस्टल विशेषता चुचुराहरू, HPMC यहाँ एक निश्चित क्रिस्टलीय संरचना छ भनेर संकेत गर्दछ। दुबै शुद्ध A939 र A1081 स्टार्च फिल्म नमूनाहरूले 0.397 Å मा छुट्टै एक्स-रे स्क्याटरिङ पीक प्रदर्शन गर्यो, HPS सँग 5.30 को वाइड-एंगल क्षेत्रमा क्रिस्टलीय विशेषता शिखर छ, जुन स्टार्चको B-प्रकारको क्रिस्टलीय शिखरसँग मेल खान्छ। यो चित्रबाट स्पष्ट रूपमा देख्न सकिन्छ कि कम हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन भएको A939 सँग A1081 भन्दा उच्च प्रतिस्थापनको ठूलो शिखर क्षेत्र छ। यसको मुख्य कारण हो कि स्टार्च आणविक चेनमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहको परिचयले स्टार्च अणुहरूको मूल अर्डर गरिएको संरचनालाई तोड्छ, स्टार्च आणविक चेनहरू बीचको पुन: व्यवस्था र क्रस-लिङ्किङको कठिनाई बढाउँछ, र स्टार्च पुन: स्थापनाको डिग्री कम गर्दछ। हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहको प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ, स्टार्च पुन: स्थापनामा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहको निरोधात्मक प्रभाव अधिक स्पष्ट छ।
यो कम्पोजिट नमूनाहरूको सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ स्पेक्ट्राबाट देख्न सकिन्छ (चित्र 6-1b) कि HPMC-HPS कम्पोजिट फिल्महरूले सबै 0.569 Å र 0.397 Å मा स्पष्ट विशेषता चुचुराहरू देखाउँछन्, 7.70 HPMC cry को अनुरूप। विशेषता चुचुराहरू, क्रमशः। HPMC/A939 कम्पोजिट फिल्मको HPS क्रिस्टलाइजेशनको शिखर क्षेत्र HPMC/A1081 कम्पोजिट फिल्मको भन्दा उल्लेखनीय रूपमा ठूलो छ। पुनर्व्यवस्थितलाई दबाइन्छ, जुन शुद्ध कम्पोनेन्ट फिल्महरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्रीको साथ HPS क्रिस्टलाइजेशन शिखर क्षेत्रको भिन्नतासँग मिल्दोजुल्दो छ। HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन को विभिन्न डिग्री संग मिश्रित झिल्ली को लागी 7.70 मा HPMC सँग सम्बन्धित क्रिस्टलीय शिखर क्षेत्र धेरै परिवर्तन भएको छैन। शुद्ध कम्पोनेन्ट नमूनाहरूको स्पेक्ट्रम (चित्र 5-1a) सँग तुलना गर्दा, समग्र नमूनाहरूको HPMC क्रिस्टलीकरण चुचुराहरू र HPS क्रिस्टलीकरण चुचुराहरूको क्षेत्रहरू घट्यो, जसले संकेत गर्यो कि दुईको संयोजनबाट, HPMC र HPS दुबै प्रभावकारी हुन सक्छ। अर्को समूह। फिल्म विभाजन सामग्री को पुन: स्थापना घटना एक निश्चित अवरोध भूमिका खेल्छ।
चित्र 6-1 HPMC/HPS मिश्रित फिल्महरूको SAXS स्पेक्ट्रा HPS को विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ
निष्कर्षमा, HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धि र दुई कम्पोनेन्टहरूको कम्पाउन्डिंगले HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको पुन: स्थापना घटनालाई निश्चित हदसम्म रोक्न सक्छ। HPS को हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धिले मुख्यतया कम्पोजिट झिल्लीमा HPS को पुन: स्थापनालाई रोक्छ, जबकि दुई-घटक यौगिकले समग्र झिल्लीमा HPS र HPMC को पुन: स्थापनामा एक निश्चित अवरोध भूमिका खेलेको थियो।
6.3.2 विभिन्न HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीहरूको स्व-समान भग्न संरचना विश्लेषण
स्टार्च अणुहरू र सेल्युलोज अणुहरू जस्ता पोलिसैकराइड अणुहरूको औसत चेन लम्बाइ (R) 1000-1500 nm को दायरामा छ, र q 0.01-0.1 Å-1 को दायरामा छ, qR >> 1 संग। पोरोड सूत्र, पोलिसेकराइड फिल्म नमूनाहरू देख्न सकिन्छ सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिंग तीव्रता र बिखर्ने कोण बीचको सम्बन्ध हो:
यी मध्ये, I(q) सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ तीव्रता हुँ;
q बिखर्ने कोण हो;
α पोरोड ढलान हो।
पोरोड स्लोप α भग्न संरचनासँग सम्बन्धित छ। यदि α <3, यसले संकेत गर्दछ कि सामग्री संरचना अपेक्षाकृत ढीला छ, स्क्याटररको सतह चिल्लो छ, र यो एक मास फ्र्याक्टल हो, र यसको भग्न आयाम D = α; यदि 3 < α <4 हो भने, यसले सामग्रीको संरचना बाक्लो छ र स्क्याटरर भनेको सतह नराम्रो छ, जुन सतह फ्र्याक्टल हो र यसको फ्र्याक्टल आयाम D = 6 – α हो भनी संकेत गर्छ।
चित्र 6-2 ले HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीहरूको lnI(q)-lnq प्लटहरू HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरू देखाउँछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि सबै नमूनाहरूले एक निश्चित दायरा भित्र स्वयं-समान भग्न संरचना प्रस्तुत गर्दछ, र पोरोड ढलान α 3 भन्दा कम छ, यसले सङ्केत गर्दछ कि कम्पोजिट फिल्मले मास फ्र्याक्टल प्रस्तुत गर्दछ, र कम्पोजिट फिल्मको सतह अपेक्षाकृत छ। चिल्लो। HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीहरूको मास फ्र्याक्टल आयामहरू HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरूसँग तालिका 6-1 मा देखाइएको छ।
तालिका 6-1 ले HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको फ्र्याक्टल आयाम HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरू देखाउँछ। यो तालिकाबाट देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS नमूनाहरूको लागि, कम हाइड्रोक्साइप्रोपाइलको साथ प्रतिस्थापित A939 को फ्र्याक्टल आयाम उच्च हाइड्रोक्साइप्रोपाइलले प्रतिस्थापित A1081 भन्दा धेरै उच्च छ, जसले झिल्लीमा हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्री बढ्दै गएको संकेत गर्दछ। आत्म-समान संरचनाको घनत्व उल्लेखनीय रूपमा कम भएको छ। यो किनभने स्टार्च आणविक श्रृंखलामा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयले HPS खण्डहरूको आपसी बन्धनमा उल्लेखनीय रूपमा बाधा पुर्याउँछ, परिणामस्वरूप फिल्ममा स्व-समान संरचनाको घनत्वमा कमी आउँछ। हाइड्रोफिलिक हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूले पानीको अणुहरूसँग अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू बनाउन सक्छ, आणविक खण्डहरू बीचको अन्तरक्रियालाई कम गर्दछ। ठूला हाइड्रोक्सीप्रोपाइल समूहहरूले स्टार्च आणविक खण्डहरू बीचको पुन: संयोजन र क्रस-लिङ्किङलाई सीमित गर्दछ, त्यसैले हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको बढ्दो डिग्रीको साथमा, HPS ले थप ढीला स्व-समान संरचना बनाउँछ।
HPMC/A939 कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, HPS को फ्र्याक्टल आयाम HPMC भन्दा उच्च छ, जसको कारण हो कि स्टार्च पुन: स्थापित हुन्छ, र आणविक चेनहरू बीच थप क्रमबद्ध संरचना बनाइन्छ, जसले झिल्लीमा स्व-समान संरचनामा जान्छ। । उच्च घनत्व। यौगिक नमूनाको फ्र्याक्टल आयाम दुई शुद्ध कम्पोनेन्टहरूको भन्दा कम छ, किनभने कम्पाउन्डिङको माध्यमबाट, दुई घटकहरूको आणविक खण्डहरूको पारस्परिक बन्धन एकअर्काद्वारा बाधित हुन्छ, परिणामस्वरूप आत्म-समान संरचनाहरूको घनत्व घट्छ। यसको विपरित, HPMC/A1081 कम्पाउन्ड प्रणालीमा, HPS को fractal आयाम HPMC को भन्दा धेरै कम छ। यो किनभने स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयले स्टार्चको पुन: स्थापनालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा रोक्छ। काठमा स्व-समान संरचना अधिक-ढिलो छ। एकै समयमा, HPMC/A1081 कम्पाउन्ड नमूनाको फ्र्याक्टल आयाम शुद्ध HPS भन्दा उच्च छ, जुन HPMC/A939 कम्पाउन्ड प्रणालीबाट पनि उल्लेखनीय रूपमा फरक छ। स्व-समान संरचना, चेन-जस्तै HPMC अणुहरूले यसको ढिलो संरचनाको गुहामा प्रवेश गर्न सक्छन्, जसले गर्दा HPS को स्व-समान संरचनाको घनत्वमा सुधार हुन्छ, जसले यो पनि संकेत गर्छ कि उच्च हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको साथ HPS कम्पाउन्डिंग पछि थप समान जटिल बनाउन सक्छ। HPMC सँग। अवयवहरू। rheological गुणहरूको डेटाबाट, यो देख्न सकिन्छ कि हाइड्रोक्साइप्रोपाइलेशनले स्टार्चको चिपचिपापन कम गर्न सक्छ, त्यसैले कम्पाउन्डिङ प्रक्रियाको समयमा, मिश्रित प्रणालीमा दुई घटकहरू बीचको चिपचिपापन भिन्नता कम हुन्छ, जुन एक समानताको गठनको लागि अधिक अनुकूल छ। यौगिक।
Fig. 6-2 lnI(q)-lnq ढाँचाहरू र HPMC/HPS ब्लेन्ड फिल्महरूको लागि HPS को विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको लागि फिट कर्भहरू
तालिका 6-1 HPS/HPMC मिश्रित फिल्महरूको भग्न संरचना मापदण्डहरू HPS को विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीसँग
एउटै कम्पाउन्डिङ रेसियो भएका कम्पोजिट मेम्ब्रेनहरूका लागि, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहको प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै फ्र्याक्टल आयाम पनि घट्छ। HPS अणुमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइलको परिचयले यौगिक प्रणालीमा बहुलक खण्डहरूको पारस्परिक बन्धन कम गर्न सक्छ, जसले गर्दा समग्र झिल्लीको घनत्व कम हुन्छ; उच्च हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको साथ HPS को HPMC सँग राम्रो अनुकूलता छ, एकसमान र घन कम्पाउन्ड बनाउन सजिलो छ। तसर्थ, कम्पोजिट झिल्लीमा स्व-समान संरचनाको घनत्व HPS को प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ घट्छ, जुन HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइलको प्रतिस्थापन डिग्री र कम्पोजिटमा दुई घटकहरूको अनुकूलताको संयुक्त प्रभावको परिणाम हो। प्रणाली।
6.3.3 विभिन्न HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री संग HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको थर्मल स्थिरता विश्लेषण
थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषक HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्महरूको थर्मल स्थिरता परीक्षण गर्न प्रयोग गरिएको थियो जसमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरू थिए। चित्र 6-3 ले हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन HPS को विभिन्न डिग्रीको साथ मिश्रित फिल्महरूको थर्मोग्राभिमेट्रिक कर्भ (TGA) र यसको वजन घटाउने दर वक्र (DTG) देखाउँछ। यो चित्र 6-3(a) मा TGA वक्रबाट देख्न सकिन्छ कि विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री संग मिश्रित झिल्ली नमूनाहरू। तापमान वृद्धि संग दुई स्पष्ट थर्मोग्राभिमेट्रिक परिवर्तन चरणहरू छन्। पहिलो, त्यहाँ 30 ~ 180 ° C मा सानो तौल घटाउने चरण हुन्छ, जुन मुख्यतया पोलिसेकराइड म्याक्रोमोलेक्युले द्वारा सोखिएको पानीको वाष्पीकरणको कारणले हुन्छ। त्यहाँ 300 ~ 450 ° C मा एक ठूलो वजन घटाउने चरण छ, जुन वास्तविक थर्मल गिरावट चरण हो, मुख्य रूपमा HPMC र HPS को थर्मल गिरावटको कारणले गर्दा। यो तथ्याङ्कबाट पनि देख्न सकिन्छ कि HPS को तौल घटाउने वक्रहरू हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्रीहरूसँग समान र महत्त्वपूर्ण रूपमा HPMC को भन्दा फरक छन्। शुद्ध HPMC र शुद्ध HPS नमूनाहरूको लागि दुई प्रकारको वजन घटाउने वक्रहरू बीच।
चित्र 6-3(b) मा DTG कर्भहरूबाट, यो देख्न सकिन्छ कि शुद्ध HPS को विभिन्न डिग्री हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको थर्मल डिग्रेडेसन तापमान धेरै नजिक छ, र A939 र A081 नमूनाहरूको थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान 310 डिग्री सेल्सियस छ। र 305 °C, क्रमशः शुद्ध HPMC नमूनाको थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान HPS को भन्दा उल्लेखनीय रूपमा उच्च छ, र यसको चरम तापमान 365 °C छ; HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्मको DTG कर्भमा दुई थर्मल डिग्रेडेसन पीकहरू छन्, क्रमशः HPS र HPMC को थर्मल डिग्रेडेसनसँग मेल खान्छ। विशेषता चुचुराहरू, जसले कम्पोजिट प्रणालीमा 5:5 को कम्पोजिट अनुपातको साथ चरण पृथकीकरणको एक निश्चित डिग्री रहेको संकेत गर्दछ, जुन अध्याय 3 मा 5:5 को समग्र अनुपातको साथ कम्पोजिट फिल्मको थर्मल डिग्रेडेसन नतिजाहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ। HPMC/A939 कम्पोजिट फिल्म नमूनाहरूको थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान क्रमशः 302 °C र 363 °C थियो; HPMC/A1081 कम्पोजिट फिल्म नमूनाहरूको थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान क्रमशः 306 °C र 363 °C थियो। कम्पोजिट फिल्म नमूनाहरूको शिखर तापमान शुद्ध घटक नमूनाहरू भन्दा कम तापमानमा सारियो, जसले समग्र नमूनाहरूको थर्मल स्थिरता कम भएको संकेत गर्दछ। एउटै कम्पाउन्डिङ अनुपातको साथ नमूनाहरूको लागि, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको बृद्धिसँगै थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान घट्यो, जसले हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै समग्र फिल्मको थर्मल स्थिरता घटेको देखाउँछ। यो किनभने स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयले आणविक खण्डहरू बीचको अन्तरक्रियालाई कम गर्छ र अणुहरूको व्यवस्थित पुनर्संरचनालाई रोक्छ। यो नतिजा संग संगत छ कि स्व-समान संरचना को घनत्व हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन को डिग्री को वृद्धि संग घट्छ।
Fig. 6-3 TGA curves (a) र HPS को विभिन्न hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री संग HPMC/HPS मिश्रित फिल्महरूको व्युत्पन्न (DTG) curves (b)
6.3.4 विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुण विश्लेषण
Fig. 6-5 HPS को विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपिल प्रतिस्थापन डिग्री संग HPMC/HPS फिल्महरूको तन्यता गुणहरू
HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको तन्य गुणहरू मेकानिकल सम्पत्ति विश्लेषकद्वारा 25 °C र 75% सापेक्षिक आर्द्रतामा परीक्षण गरियो। फिगर 6-5 ले लोचदार मोड्युलस (a), ब्रेकमा लम्बाइ (b) र तन्य शक्ति (c) HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्री भएका मिश्रित फिल्महरूको देखाउँछ। यो आंकडाबाट देख्न सकिन्छ कि HPMC/A1081 कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, HPS सामग्रीको बृद्धिसँगै, मिश्रित फिल्मको लोचदार मोडुलस र तन्य शक्ति बिस्तारै घट्यो, र ब्रेकमा लम्बाइ उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो, जुन 3.3 सँग अनुरूप थियो। 5 मध्यम र उच्च आर्द्रता। विभिन्न मिश्रित अनुपात संग मिश्रित झिल्ली को परिणाम संगत थियो।
शुद्ध HPS झिल्लीहरूको लागि, दुबै लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री घट्दै बढ्यो, सुझाव दिन्छ कि हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनले कम्पोजिट झिल्लीको कठोरता कम गर्दछ र यसको लचिलोपन सुधार गर्दछ। यो मुख्यतया किनभने हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धि संग, HPS को हाइड्रोफिलिसिटी बढ्छ, र झिल्ली संरचना अधिक-ढिलो हुन्छ, जुन सानो कोण X- मा प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग फ्र्याक्टल आयाम घट्ने परिणाम संग संगत छ। किरण बिखर्ने परीक्षण। यद्यपि, HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहको प्रतिस्थापन डिग्रीको कमीसँग ब्रेकमा लम्बाइ घट्छ, जुन मुख्य रूपमा स्टार्च अणुमा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहको परिचयले स्टार्चको पुन: स्थापनालाई रोक्न सक्छ। नतिजा वृद्धि र घट संग संगत छ।
समान कम्पाउन्ड अनुपातको साथ HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको लागि, झिल्ली सामग्रीको लोचदार मोड्युलस HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको कमीसँग बढ्छ, र प्रतिस्थापन डिग्रीको कमीसँगै ब्रेकमा तन्य शक्ति र लम्बाइ दुवै घट्छ। यो ध्यान दिन लायक छ कि मिश्रित झिल्ली को मेकानिकल गुण HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन को विभिन्न डिग्री संग मिश्रित अनुपात संग पूर्ण भिन्न हुन्छ। यो मुख्यतया हो किनभने कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुणहरू झिल्ली संरचनामा HPS प्रतिस्थापन डिग्रीले मात्र प्रभाव पार्दैन, तर कम्पाउन्ड प्रणालीमा कम्पोनेन्टहरू बीचको अनुकूलताले पनि। HPS को चिपचिपाहट हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग घट्छ, यो कम्पाउन्डिंग द्वारा एक समान कम्पाउन्ड बनाउन को लागी अधिक अनुकूल छ।
6.3.5 HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको विभिन्न HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको अक्सिजन पारगम्यता विश्लेषण
अक्सिजनको कारणले गर्दा ओक्सिडेसन खाना बिगार्नको धेरै तरिकामा प्रारम्भिक चरण हो, त्यसैले निश्चित अक्सिजन बाधा गुणहरू भएका खाद्य मिश्रित फिल्महरूले खानाको गुणस्तर सुधार गर्न र खाद्य शेल्फ जीवनलाई लामो बनाउन सक्छ [108, 364]। तसर्थ, HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको विभिन्न HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको अक्सिजन प्रसारण दरहरू मापन गरियो, र परिणामहरू चित्र 5-6 मा देखाइएको छ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि सबै शुद्ध HPS झिल्लीहरूको अक्सिजन पारगम्यता शुद्ध HPMC झिल्लीको भन्दा धेरै कम छ, HPS झिल्लीहरूमा HPMC झिल्लीहरू भन्दा राम्रो अक्सिजन अवरोध गुणहरू छन्, जुन अघिल्लो नतिजाहरूसँग मेल खान्छ। हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको विभिन्न डिग्री भएका शुद्ध एचपीएस झिल्लीहरूको लागि, प्रतिस्थापनको डिग्रीको वृद्धिसँगै अक्सिजन प्रसारण दर बढ्छ, जसले झिल्ली सामग्रीमा अक्सिजन प्रवेश गर्ने क्षेत्र बढ्छ भनेर संकेत गर्दछ। यो सानो कोण एक्स-रे स्क्याटरिंग को माइक्रोस्ट्रक्चर विश्लेषण संग संगत छ कि झिल्ली को संरचना हाइड्रोक्साइप्रोपिल प्रतिस्थापन को डिग्री को वृद्धि संग ढीला हुन्छ, त्यसैले झिल्ली मा अक्सिजन को पारिमेशन च्यानल ठूलो हुन्छ, र झिल्ली मा अक्सिजन। क्षेत्र बढ्दै जाँदा अक्सिजन प्रसारण दर पनि क्रमशः बढ्दै जान्छ।
चित्र 6-6 HPS/HPMC फिल्महरूको HPS को विभिन्न हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ अक्सिजन पारगम्यता
विभिन्न HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री संग कम्पोजिट झिल्ली को लागी, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग अक्सिजन प्रसारण दर घट्छ। यो मुख्यतया किनभने 5:5 कम्पाउन्डिङ प्रणालीमा, HPS कम-भिस्कोसिटी HPMC निरन्तर चरणमा फैलिएको चरणको रूपमा अवस्थित छ, र HPS को चिपचिपापन हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै घट्छ। सानो चिपचिपापन भिन्नता, एक समान यौगिक को गठन को लागी अधिक अनुकूल, झिल्ली सामाग्री मा अक्सिजन पारिमेसन च्यानल अधिक कष्टप्रद, र अक्सिजन प्रसारण दर सानो।
6.4 अध्याय सारांश
यस अध्यायमा, HPMC/HPS खाद्य कम्पोजिट फिल्महरू HPS र HPMC लाई हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको बिभिन्न डिग्रीका साथ कास्ट गरेर, र प्लास्टिसाइजरको रूपमा पोलिथीन ग्लाइकोल थपेर तयार पारिएको थियो। क्रिस्टल संरचना र मिश्रित झिल्लीको माइक्रोडोमेन संरचनामा विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको प्रभाव सिन्क्रोट्रोन विकिरण सानो-कोण एक्स-रे स्क्याटरिङ टेक्नोलोजी द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। थर्मल स्थायित्व, मेकानिकल गुणहरू र कम्पोजिट झिल्लीहरूको अक्सिजन पारगम्यता र तिनीहरूका नियमहरूमा विभिन्न HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीहरूको प्रभावहरू थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषक, मेकानिकल गुण परीक्षक र अक्सिजन पारगम्यता परीक्षक द्वारा अध्ययन गरिएको थियो। मुख्य निष्कर्षहरू निम्नानुसार छन्:
- HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीको लागि समान कम्पाउन्डिङ अनुपातको साथ, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ, 5.30 मा HPS सँग सम्बन्धित क्रिस्टलाइजेशन शिखर क्षेत्र घट्छ, जबकि 7.70 मा HPMC सँग सम्बन्धित क्रिस्टलाइजेशन शिखर क्षेत्रले धेरै परिवर्तन गर्दैन, स्टार्चको हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनले कम्पोजिट फिल्ममा स्टार्चको पुन: स्थापनालाई रोक्न सक्छ।
- HPMC र HPS को शुद्ध कम्पोनेन्ट झिल्लीसँग तुलना गर्दा, HPS (5.30) र HPMC (7.70) कम्पोजिट झिल्लीको क्रिस्टलाइजेशन शिखर क्षेत्रहरू कम हुन्छन्, जसले संकेत गर्दछ कि यी दुईको संयोजनबाट, HPMC र HPS दुवै प्रभावकारी हुन सक्छ। मिश्रित झिल्लीहरू। अर्को कम्पोनेन्टको पुन: स्थापनाले एक निश्चित अवरोध भूमिका खेल्छ।
- सबै HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीहरूले आत्म-समान मास भग्न संरचना देखाए। एउटै कम्पाउन्ड अनुपातको साथ कम्पोजिट झिल्लीहरूको लागि, झिल्ली सामग्रीको घनत्व हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँग उल्लेखनीय रूपमा घट्यो; कम HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन कम्पोजिट झिल्ली सामग्रीको घनत्व दुई-शुद्ध कम्पोनेन्ट सामग्रीको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ, जबकि उच्च HPS हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको साथ कम्पोजिट झिल्ली सामग्रीको घनत्व शुद्ध HPS झिल्लीको भन्दा बढी हुन्छ। मुख्यतया किनभने कम्पोजिट झिल्ली सामग्रीको घनत्व एकै समयमा प्रभावित हुन्छ। बहुलक खण्ड बाइन्डिङ र यौगिक प्रणाली को दुई घटक बीच अनुकूलता को कमी मा HPS hydroxypropylation को प्रभाव।
- HPS को Hydroxypropylation ले HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको थर्मल स्थिरता कम गर्न सक्छ, र कम्पोजिट फिल्महरूको थर्मल डिग्रेडेसन पीक तापमान हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ कम तापमान क्षेत्रमा सर्छ, जुन कारणले स्टार्च अणुहरूमा हाइड्रोक्सीप्रोपाइल समूह हुन्छ। परिचयले आणविक खण्डहरू बीचको अन्तरक्रियालाई कम गर्छ र अणुहरूको व्यवस्थित पुनर्व्यवस्थितलाई रोक्छ।
- शुद्ध HPS झिल्लीको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ घट्यो, जबकि ब्रेकमा लम्बाइ बढ्यो। यो मुख्यतया किनभने हाइड्रोक्सीप्रोपाइलेशनले स्टार्चको पुन: स्थापनालाई रोक्छ र कम्पोजिट फिल्मलाई ढिलो संरचना बनाउँछ।
- HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्मको लोचदार मोड्युलस HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ घट्यो, तर ब्रेकमा तन्य शक्ति र विस्तार बढ्यो, किनभने समग्र फिल्मको मेकानिकल गुणहरू HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीले प्रभावित भएन। को प्रभाव को अतिरिक्त, यो पनि यौगिक प्रणाली को दुई घटक को अनुकूलता द्वारा प्रभावित छ।
- शुद्ध HPS को अक्सिजन पारगम्यता hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग बढ्छ, किनभने hydroxypropylation HPS अमोर्फस क्षेत्र को घनत्व कम गर्दछ र झिल्ली मा अक्सिजन पारगम्यता को क्षेत्र बढ्छ; HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्ली हाइड्रोक्सीप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिसँगै अक्सिजन पारगम्यता घट्छ, जुन मुख्यतया हाइपरहाइड्रोक्साइप्रोपाइलेटेड HPS सँग HPMC सँग राम्रो अनुकूलता भएको कारणले गर्दा कम्पोजिट झिल्लीमा अक्सिजन पारगम्यन च्यानलको बढ्दो टर्टुओसिटी हुन्छ। कम अक्सिजन पारगम्यता।
माथिको प्रयोगात्मक नतिजाहरूले देखाउँछन् कि म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू जस्तै मेकानिकल गुणहरू, थर्मल स्थिरता र HPMC/HPS कम्पोजिट झिल्लीहरूको अक्सिजन पारगम्यता तिनीहरूको आन्तरिक क्रिस्टलीय संरचना र अमोर्फस क्षेत्र संरचनासँग घनिष्ठ रूपमा सम्बन्धित छन्, जुन HPS हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनले मात्र प्रभावित छैनन्, तर। कम्प्लेक्स द्वारा पनि। लिगान्ड प्रणालीहरूको दुई-घटक अनुकूलताको प्रभाव।
निष्कर्ष र आउटलुक
- निष्कर्ष
यस पेपरमा, थर्मल जेल HPMC र कोल्ड जेल HPS कम्पाउन्ड गरिएको छ, र HPMC/HPS चिसो र तातो रिभर्स जेल कम्पाउन्ड प्रणाली निर्माण गरिएको छ। समाधान एकाग्रता, कम्पाउन्डिङ अनुपात र कम्पाउन्ड प्रणालीमा कतरन प्रभाव व्यवस्थित रूपमा rheological गुणहरू जस्तै चिपचिपाहट, प्रवाह सूचकांक र thixotropy, यांत्रिक गुणहरू, गतिशील थर्मोमेकानिकल गुणहरू, अक्सिजन पारगम्यता, प्रकाश प्रसारण गुणहरू र थर्मल स्थिरताको संयोजनको प्रभावको अध्ययन गरिन्छ। कम्पोजिट फिल्महरू कास्टिङ विधिद्वारा तयार गरिन्छ। व्यापक गुणहरू, र आयोडिन वाइन रंगाई अनुकूलता, चरण संक्रमण र कम्पोजिट प्रणालीको चरण आकार विज्ञान अप्टिकल माइक्रोस्कोपी द्वारा अध्ययन गरिएको थियो, र HPMC/HPS को माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू र HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोमोर्फोलजिकल संरचना बीचको सम्बन्ध अनुसार HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको चरण संरचना र अनुकूलता नियन्त्रण गरेर कम्पोजिटका गुणहरू नियन्त्रण गर्न। rheological गुण, जेल गुण, माइक्रोस्ट्रक्चर र झिल्ली को म्याक्रोस्कोपिक गुण मा विभिन्न डिग्री संग रासायनिक परिमार्जित HPS को प्रभाव को अध्ययन गरेर, HPMC/HPS चिसो र तातो उल्टो जेल प्रणाली को माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरु बीच सम्बन्ध थप अनुसन्धान गरियो। दुई बीचको सम्बन्ध, र एक भौतिक मोडेल जिलेसन तंत्र र यसको प्रभावकारी कारकहरू र कम्पाउन्ड प्रणालीमा चिसो र तातो जेलको नियमहरू स्पष्ट गर्न स्थापित भएको थियो। सम्बन्धित अध्ययनहरूले निम्न निष्कर्ष निकालेका छन्।
- HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको कम्पाउन्डिङ अनुपात परिवर्तन गर्नाले कम तापक्रममा HPMC को चिपचिपापन, तरलता र थिक्सोट्रोपी जस्ता rheological गुणहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्न सक्छ। rheological गुण र यौगिक प्रणाली को microstructure बीचको सम्बन्ध थप अध्ययन गरिएको थियो। विशिष्ट परिणामहरू निम्नानुसार छन्:
(1) कम तापक्रममा, यौगिक प्रणाली एक निरन्तर चरण-छरिएको चरण "समुद्र-द्वीप" संरचना हो, र निरन्तर चरण संक्रमण 4:6 मा HPMC/HPS कम्पाउन्ड अनुपातको कमीसँग हुन्छ। जब कम्पाउन्डिङ अनुपात उच्च हुन्छ (अधिक HPMC सामग्री), कम चिपचिपापन भएको HPMC निरन्तर चरण हो, र HPS फैलिएको चरण हो। HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको लागि, जब कम चिपचिपापन कम्पोनेन्ट निरन्तर चरण हो र उच्च चिपचिपापन घटक निरन्तर चरण हो, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनमा निरन्तर चरण चिपचिपापनको योगदान उल्लेखनीय रूपमा फरक हुन्छ। जब कम चिपचिपापन HPMC निरन्तर चरण हो, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापनले मुख्य रूपमा निरन्तर-चरण चिपचिपाहटको योगदानलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ; जब उच्च-भिस्कोसिटी HPS निरन्तर चरण हो, HPMC ले फैलिएको चरणको रूपमा उच्च-चिसोपन HPS को चिपचिपापन कम गर्नेछ। प्रभाव। कम्पाउन्ड प्रणालीमा HPS सामग्री र समाधान एकाग्रताको वृद्धिको साथ, कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपापन र कतरनी पातलो हुने घटना बिस्तारै बढ्यो, तरलता घट्यो, र कम्पाउन्ड प्रणालीको ठोस-जस्तो व्यवहार बढ्यो। HPMC को चिपचिपापन र thixotropy HPS को साथ सूत्रीकरण द्वारा सन्तुलित छ।
(2) 5:5 कम्पाउन्डिङ प्रणालीको लागि, HPMC र HPS क्रमशः कम र उच्च तापक्रममा निरन्तर चरणहरू बनाउन सक्छ। यस चरण संरचना परिवर्तनले जटिल चिपचिपापन, भिस्कोइलास्टिक गुणहरू, आवृत्ति निर्भरता र जटिल जेलको जेल गुणहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्न सक्छ। फैलिएको चरणहरूको रूपमा, HPMC र HPS ले क्रमशः उच्च र कम तापमानमा HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीहरूको rheological गुणहरू र जेल गुणहरू निर्धारण गर्न सक्छ। HPMC/HPS कम्पोजिट नमूनाहरूको viscoelastic curves कम तापक्रममा HPS र उच्च तापक्रममा HPMC सँग मिल्दोजुल्दो थियो।
(3) HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर, rheological गुणहरू र जेल गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। मिश्रित प्रणालीको चिपचिपापन वक्रमा अचानक परिवर्तन र घाटा कारक वक्रमा ट्यान डेल्टा शिखर 45 °C मा देखा पर्दछ, जुन माइक्रोग्राफ (45 °C मा) मा अवलोकन गरिएको सह-निरन्तर चरण घटनासँग अनुरूप छ।
- माइक्रोस्ट्रक्चर र मेकानिकल गुणहरू, गतिशील थर्मोमेकानिकल गुणहरू, प्रकाश प्रसारण, अक्सिजन पारगम्यता र विभिन्न कम्पाउन्डिङ अनुपात र समाधान सांद्रता अन्तर्गत तयार कम्पोजिट झिल्लीको थर्मल स्थिरता अध्ययन गरेर, आयोडिन डाईङ अप्टिकल माइक्रोस्कोपी टेक्नोलोजी, अनुसन्धान, फेज मोर्फोलोजी, फेज मोर्फोलोजी। कम्प्लेक्सहरूको अनुसन्धान गरियो, र कम्प्लेक्सको माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भयो। विशिष्ट परिणामहरू निम्नानुसार छन्:
(1) विभिन्न कम्पाउन्डिङ अनुपातका साथ मिश्रित फिल्महरूको SEM छविहरूमा कुनै स्पष्ट दुई-चरण इन्टरफेस छैन। धेरै जसो कम्पोजिट फिल्महरूमा DMA नतिजाहरूमा एउटा मात्र गिलास संक्रमण बिन्दु हुन्छ, र धेरै जसो कम्पोजिट फिल्महरूमा DTG कर्भमा केवल एउटा थर्मल डिग्रेडेसन पीक हुन्छ। यी सँगै HPMC HPS सँग निश्चित अनुकूलता छ भनेर संकेत गर्दछ।
(२) सापेक्ष आर्द्रताले HPMC/HPS कम्पोजिट फिल्महरूको मेकानिकल गुणहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ, र HPS सामग्रीको वृद्धिसँगै यसको प्रभावको डिग्री बढ्छ। कम सापेक्षिक आर्द्रतामा, एचपीएस सामग्रीको वृद्धिसँगै मिश्रित फिल्महरूको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति बढ्यो, र कम्पोजिट फिल्महरूको ब्रेकमा लम्बाइ शुद्ध कम्पोनेन्ट फिल्महरूको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो। सापेक्षिक आर्द्रताको वृद्धिसँगै, मिश्रित फिल्मको लोचदार मोड्युलस र तन्य शक्ति घट्यो, र ब्रेकमा लम्बाइ उल्लेखनीय रूपमा बढ्यो, र कम्पोजिट फिल्म र कम्पाउन्डिङ अनुपातको मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्धले भिन्न अन्तर्गत पूर्ण रूपमा विपरीत परिवर्तन ढाँचा देखायो। सापेक्ष आर्द्रता। विभिन्न कम्पाउन्डिङ रेसियो भएका कम्पोजिट झिल्लीका मेकानिकल गुणहरूले विभिन्न सापेक्षिक आर्द्रता अवस्थाहरूमा प्रतिच्छेदन देखाउँछन्, जसले विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताहरू अनुसार उत्पादन कार्यसम्पादनलाई अनुकूलन गर्ने सम्भावना प्रदान गर्दछ।
(3) HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर, चरण संक्रमण, पारदर्शिता र मेकानिकल गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। a यौगिक प्रणालीको पारदर्शिताको न्यूनतम बिन्दु लगातार चरणबाट फैलिएको चरणमा HPMC को चरण संक्रमण बिन्दु र तन्य मोडुलसको कमीको न्यूनतम बिन्दुसँग अनुरूप छ। b यंगको मोड्युलस र ब्रेकमा लम्बाइ समाधान एकाग्रताको वृद्धिको साथ घट्छ, जुन कम्पाउन्ड प्रणालीमा निरन्तर चरणबाट फैलिएको चरणमा HPMC को रूपात्मक परिवर्तनसँग सम्बन्धित छ।
(4) HPS को थपले कम्पोजिट झिल्लीमा अक्सिजन पारगम्यता च्यानलको tortuosity बढाउँछ, झिल्लीको अक्सिजन पारगम्यतालाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्छ, र HPMC झिल्लीको अक्सिजन अवरोध प्रदर्शन सुधार गर्दछ।
- मिश्रित प्रणालीको rheological गुणहरूमा HPS रासायनिक परिमार्जनको प्रभाव र क्रिस्टल संरचना, आकारहीन क्षेत्र संरचना, मेकानिकल गुणहरू, अक्सिजन पारगम्यता र थर्मल स्थिरता जस्ता मिश्रित झिल्लीको व्यापक गुणहरू अध्ययन गरियो। विशिष्ट परिणामहरू निम्नानुसार छन्:
(1) HPS को hydroxypropylation ले कम तापमानमा कम्पाउन्ड प्रणालीको चिपचिपाहट कम गर्न सक्छ, कम्पाउन्ड समाधानको तरलता सुधार गर्न सक्छ, र कतरनी पातलो हुने घटनालाई कम गर्न सक्छ; HPS को hydroxypropylation ले यौगिक प्रणालीको रैखिक भिस्कोइलास्टिक क्षेत्रलाई संकुचित गर्न सक्छ, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण संक्रमण तापमान घटाउन सक्छ, र कम तापमानमा कम्पाउन्ड प्रणालीको ठोस-जस्तो व्यवहार र उच्च तापक्रममा तरलता सुधार गर्न सक्छ।
(2) HPS को हाइड्रोक्साइप्रोपाइलेशन र दुई कम्पोनेन्टहरूको अनुकूलताको सुधारले झिल्लीमा स्टार्चको पुन: स्थापनालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा रोक्न सक्छ, र कम्पोजिट झिल्लीमा ढीलो स्व-समान संरचनाको गठनलाई बढावा दिन सक्छ। स्टार्च आणविक श्रृंखलामा भारी हाइड्रोक्साइप्रोपाइल समूहहरूको परिचयले HPS आणविक खण्डहरूको पारस्परिक बन्धन र व्यवस्थित पुनर्व्यवस्थितलाई सीमित गर्दछ, परिणामस्वरूप HPS को अधिक-ढिलो स्व-समान संरचनाको गठन हुन्छ। जटिल प्रणालीको लागि, हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापनको डिग्रीको वृद्धिले चेन-जस्तो HPMC अणुहरूलाई HPS को ढीलो गुहा क्षेत्रमा प्रवेश गर्न अनुमति दिन्छ, जसले जटिल प्रणालीको अनुकूलता सुधार गर्दछ र HPS को स्व-समान संरचनाको घनत्व सुधार गर्दछ। यौगिक प्रणालीको अनुकूलता हाइड्रोक्सीप्रोपाइल समूहको प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ बढ्छ, जुन rheological गुणहरूको नतिजासँग अनुरूप छ।
(३) एचपीएमसी/एचपीएस कम्पोजिट झिल्लीको मेकानिकल गुण, थर्मल स्थिरता र अक्सिजन पारगम्यता जस्ता म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू यसको आन्तरिक क्रिस्टलीय संरचना र अनाकार क्षेत्र संरचनासँग नजिकबाट सम्बन्धित छन्। दुई घटकहरूको अनुकूलताको दुई प्रभावहरूको संयुक्त प्रभाव।
- कम्पाउन्ड प्रणालीको rheological गुणहरूमा HPS को समाधान एकाग्रता, तापमान र रासायनिक परिमार्जनको प्रभावहरू अध्ययन गरेर, HPMC/HPS कोल्ड-ताप इन्वर्स जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको gelation तंत्रको बारेमा छलफल गरिएको थियो। विशिष्ट परिणामहरू निम्नानुसार छन्:
(1) यौगिक प्रणालीमा एक महत्वपूर्ण एकाग्रता (8%) छ, महत्वपूर्ण एकाग्रता भन्दा तल, HPMC र HPS स्वतन्त्र आणविक चेनहरू र चरण क्षेत्रहरूमा अवस्थित छ; जब महत्वपूर्ण एकाग्रता पुग्छ, HPS चरण एक घनीभूत रूपमा समाधान मा गठन हुन्छ। जेल केन्द्र एक माइक्रोजेल संरचना हो जुन HPMC आणविक चेनहरूको अन्तर्क्रियाद्वारा जोडिएको हुन्छ; आलोचनात्मक एकाग्रता भन्दा माथि, इन्टरट्विनिङ अधिक जटिल छ र अन्तरक्रिया बलियो छ, र समाधानले पोलिमर पिघ्ने जस्तै व्यवहार प्रदर्शन गर्दछ।
(2) जटिल प्रणालीमा तापमान परिवर्तनको साथ निरन्तर चरणको संक्रमण बिन्दु छ, जुन जटिल प्रणालीमा HPMC र HPS को जेल व्यवहारसँग सम्बन्धित छ। कम तापक्रममा, HPMC को चिपचिपापन HPS को तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ, त्यसैले HPMC ले उच्च-भिस्कोसिटी HPS जेल चरणको वरिपरि निरन्तर चरण बनाउँछ। दुई चरणको छेउमा, HPMC चेनमा हाइड्रोक्सिल समूहहरूले आफ्नो बाइन्डिङ पानीको अंश गुमाउँछन् र HPS आणविक चेनसँग अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्धन बनाउँछन्। तताउने प्रक्रियामा, HPS आणविक चेनहरू पर्याप्त ऊर्जा अवशोषितको कारण सारियो र पानीको अणुहरूसँग हाइड्रोजन बन्डहरू गठन भयो, परिणामस्वरूप जेल संरचना फुट्यो। एकै समयमा, HPMC चेनहरूमा पानी-पिंजरा र पानी-शेल संरचनाहरू नष्ट गरियो, र हाइड्रोफिलिक समूहहरू र हाइड्रोफोबिक क्लस्टरहरू पर्दाफास गर्न बिस्तारै बिग्रियो। उच्च तापक्रममा, HPMC ले इन्टरमोलिक्युलर हाइड्रोजन बन्ड र हाइड्रोफोबिक एसोसिएशनको कारणले जेल नेटवर्क संरचना बनाउँछ, र यसैले अनियमित कुण्डलहरूको HPS निरन्तर चरणमा फैलिएको उच्च-चिसोपन फैलिएको चरण हुन्छ।
(3) HPS को hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री को वृद्धि संग, HPMC/HPS कम्पाउन्ड प्रणाली को अनुकूलता मा सुधार, र कम्पाउन्ड प्रणाली मा चरण संक्रमण तापमान कम तापमान मा सर्छ। हाइड्रोक्साइप्रोपाइल प्रतिस्थापन डिग्रीको वृद्धिको साथ, त्यहाँ HPS समाधानमा थप फैलिएको हेलिकल टुक्राहरू छन्, जसले दुई चरणहरूको सीमामा HPMC आणविक श्रृंखलासँग थप अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्डहरू बनाउन सक्छ, यसरी थप समान संरचना बनाउँछ। Hydroxypropylation ले स्टार्चको चिपचिपाहट कम गर्छ, जसले गर्दा यौगिकमा HPMC र HPS बीचको चिपचिपापन भिन्नता संकुचित हुन्छ, जुन थप एकसमान यौगिकको गठनको लागि अनुकूल हुन्छ, र दुई घटकहरू बीचको चिपचिपापन भिन्नताको न्यूनतम मूल्य कम हुन्छ। तापमान क्षेत्र।
2. नवाचार बिन्दुहरू
1. HPMC/HPS चिसो र तातो उल्टो-फेज जेल कम्पाउन्ड प्रणालीको डिजाइन र निर्माण गर्नुहोस्, र व्यवस्थित रूपमा यस प्रणालीको अद्वितीय rheological गुणहरू, विशेष गरी कम्पाउन्ड समाधानको एकाग्रता, मिश्रित अनुपात, तापक्रम र घटकहरूको रासायनिक परिमार्जनको अध्ययन गर्नुहोस्। rheological गुणहरू, जेल गुणहरू र यौगिक प्रणालीको अनुकूलताको प्रभाव कानूनहरू थप अध्ययन गरियो, र कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण मोर्फोलजी र चरण संक्रमणलाई आयोडिन रंगाई अप्टिकल माइक्रोस्कोपको अवलोकनको साथ संयुक्त अध्ययन गरियो, र माइक्रो-मोर्फोलॉजिकल। यौगिक प्रणालीको संरचना स्थापित भएको थियो- Rheological गुण-जेल गुण सम्बन्ध। पहिलो पटक, आर्रेनियस मोडेल विभिन्न तापमान दायराहरूमा चिसो र तातो उल्टो-फेज कम्पोजिट जेलहरूको जेल गठन कानून फिट गर्न प्रयोग गरिएको थियो।
2. चरण वितरण, चरण संक्रमण र HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको अनुकूलता आयोडिन डाईङ्ग अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषण प्रविधि द्वारा अवलोकन गरियो, र पारदर्शिता-यांत्रिक गुणहरू अप्टिकल गुणहरू र समग्र फिल्महरूको मेकानिकल गुणहरू संयोजन गरेर स्थापना गरियो। माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध जस्तै गुण-चरण आकारविज्ञान र एकाग्रता-यांत्रिक गुणहरू-चरण आकारविज्ञान। यो यौगिक अनुपात, तापमान र एकाग्रता, विशेष गरी चरण संक्रमणको अवस्था र यौगिक प्रणालीको गुणहरूमा चरण संक्रमणको प्रभावको साथ यस कम्पाउन्ड प्रणालीको चरण आकार विज्ञानको परिवर्तन कानून प्रत्यक्ष रूपमा अवलोकन गर्न पहिलो पटक हो।
3. विभिन्न HPS hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री संग मिश्रित झिल्ली को क्रिस्टलीय संरचना र अनाकार संरचना SAXS द्वारा अध्ययन गरिएको थियो, र जिलेसन संयन्त्र र कम्पोजिट जेल को प्रभाव को rheological नतिजाहरु र अक्सिजन मेम्ब्रान्मेबिलिटी को macroscopic गुणहरु संग संयोजन मा छलफल गरिएको थियो। कारकहरू र नियमहरू, यो पहिलो पटक फेला पर्यो कि कम्पोजिट प्रणालीको चिपचिपापन कम्पोजिट झिल्लीमा सेल्फ-समान संरचनाको घनत्वसँग सम्बन्धित छ, र यसले प्रत्यक्ष रूपमा अक्सिजन पारगम्यता र कम्पोजिटको मेकानिकल गुणहरू जस्ता म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू निर्धारण गर्दछ। झिल्ली, र भौतिक गुणहरू बीच rheological गुणहरू-माइक्रोस्ट्रक्चर-झिल्ली सम्बन्ध स्थापना गर्दछ।
3. आउटलुक
हालका वर्षहरूमा, कच्चा मालको रूपमा नवीकरणीय प्राकृतिक पोलिमरहरू प्रयोग गरेर सुरक्षित र खाद्य प्याकेजिङ सामग्रीको विकास खाद्य प्याकेजिङको क्षेत्रमा अनुसन्धानको केन्द्र बनेको छ। यस पेपरमा, प्राकृतिक पोलिसेकराइड मुख्य कच्चा मालको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। HPMC र HPS कम्पाउन्ड गरेर, कच्चा मालको लागत कम हुन्छ, कम तापमानमा HPMC को प्रशोधन कार्यसम्पादन सुधारिएको छ, र कम्पोजिट झिल्लीको अक्सिजन अवरोध प्रदर्शन सुधारिएको छ। rheological विश्लेषण, आयोडिन रंगाई अप्टिकल माइक्रोस्कोप विश्लेषण र कम्पोजिट फिल्म माइक्रोस्ट्रक्चर र व्यापक प्रदर्शन विश्लेषण को संयोजन को माध्यम बाट, चरण आकार विज्ञान, चरण संक्रमण, चरण विभाजन र चिसो-तातो उल्टो चरण जेल कम्पोजिट प्रणाली को अनुकूलता अध्ययन गरियो। कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोस्ट्रक्चर र म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्थापित भएको थियो। म्याक्रोस्कोपिक गुणहरू र HPMC/HPS कम्पोजिट प्रणालीको माइक्रोमोर्फोलॉजिकल संरचना बीचको सम्बन्ध अनुसार, कम्पोजिट सामग्रीलाई नियन्त्रण गर्न कम्पोजिट प्रणालीको चरण संरचना र अनुकूलता नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। यस पेपरमा भएको अनुसन्धानले वास्तविक उत्पादन प्रक्रियाको लागि महत्त्वपूर्ण मार्गदर्शक महत्व राख्दछ; चिसो र तातो इन्वर्स कम्पोजिट जेलहरूको गठन संयन्त्र, प्रभावकारी कारकहरू र नियमहरू छलफल गरिन्छ, जुन चिसो र तातो इन्वर्स जेलहरूको समान मिश्रित प्रणाली हो। यस पेपरको अनुसन्धानले विशेष तापमान-नियन्त्रित स्मार्ट सामग्रीहरूको विकास र प्रयोगको लागि सैद्धान्तिक मार्गदर्शन प्रदान गर्न सैद्धान्तिक मोडेल प्रदान गर्दछ। यस पेपरको अनुसन्धान नतिजाको राम्रो सैद्धान्तिक मूल्य छ। यस पेपरको अनुसन्धानले खाना, सामग्री, जेल र कम्पाउन्डिङ र अन्य विषयहरूको प्रतिच्छेदन समावेश गर्दछ। समय र अनुसन्धान विधिको सीमितताले गर्दा यस विषयको अनुसन्धानमा अझै धेरै अधूरा बुँदाहरू छन्, जसलाई निम्न पक्षबाट गहिरो र सुधार गर्न सकिन्छ। विस्तार गर्नुहोस्:
सैद्धान्तिक पक्षहरु:
- विभिन्न चेन शाखा अनुपातहरू, आणविक तौलहरू र HPS को विविधताहरू rheological गुणहरू, झिल्ली गुणहरू, चरण आकार विज्ञान, र यौगिक प्रणालीको अनुकूलतामा प्रभावहरू अन्वेषण गर्न, र यौगिकको जेल गठन संयन्त्रमा यसको प्रभावको कानून अन्वेषण गर्न। प्रणाली।
- HPMC hydroxypropyl प्रतिस्थापन डिग्री, methoxyl प्रतिस्थापन डिग्री, आणविक वजन र rheological गुण, जेल गुण, झिल्ली गुण र यौगिक प्रणाली को प्रणाली अनुकूलता मा स्रोत को प्रभाव अनुसन्धान, र यौगिक संक्षेपण मा HPMC रासायनिक परिमार्जन को प्रभाव को विश्लेषण। जेल गठन तंत्र को प्रभाव नियम।
- नुन, pH, प्लास्टिसाइजर, क्रस-लिङ्किङ एजेन्ट, जीवाणुरोधी एजेन्ट र rheological गुण, जेल गुण, झिल्ली संरचना र गुण र तिनीहरूका कानूनहरूमा अन्य यौगिक प्रणालीहरूको प्रभाव अध्ययन गरियो।
आवेदन:
- मसला प्याकेट, तरकारी प्याकेट र ठोस सूपको प्याकेजिङ अनुप्रयोगको लागि सूत्र अनुकूलन गर्नुहोस्, र भण्डारण अवधिमा सिजन, तरकारी र सूपको संरक्षण प्रभाव, सामग्रीको मेकानिकल गुणहरू, र बाह्य शक्तिहरूको अधीनमा हुँदा उत्पादन प्रदर्शनमा परिवर्तनहरू अध्ययन गर्नुहोस्। , र सामग्रीको पानी घुलनशीलता र स्वच्छता सूचकांक। यो कफी र दूध चिया जस्ता दानेदार खानाहरू, साथै केक, चीज, डेसर्ट र अन्य खाद्य पदार्थहरूको खाद्य प्याकेजिङमा पनि लागू गर्न सकिन्छ।
- वनस्पति औषधी बिरुवा क्याप्सुल को आवेदन को लागी सूत्र को डिजाइन को अनुकूलित, थप प्रशोधन अवस्थाहरु र सहायक एजेन्टहरु को इष्टतम चयन को अध्ययन, र खाली क्याप्सुल उत्पादनहरु को तैयारी गर्नुहोस्। भौतिक र रासायनिक सूचकहरू जस्तै कमजोरता, विघटन समय, भारी धातु सामग्री, र माइक्रोबियल सामग्री परीक्षण गरियो।
- फलफूल र तरकारीहरू, मासु उत्पादनहरू, इत्यादिको ताजा-राख्ने प्रयोगको लागि, स्प्रे गर्ने, डुबाउने र पेन्टिङ गर्ने विभिन्न प्रशोधन विधिहरू अनुसार, उपयुक्त सूत्र छनोट गर्नुहोस्, र सडेको फलको दर, नमीको कमी, पोषक तत्वको खपत, कठोरता अध्ययन गर्नुहोस्। भण्डारण अवधिमा प्याकेजिङ पछि तरकारीहरू, चमक र स्वाद र अन्य संकेतकहरू; प्याकेजिङ पछि मासु उत्पादनहरु को रंग, pH, TVB-N मान, thiobarbituric एसिड र सूक्ष्मजीव को संख्या।
पोस्ट समय: अक्टोबर-17-2022