Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je vo vode rozpustná polymérna zlúčenina, ktorá sa bežne používa v liekoch, potravinách, stavebných materiáloch a iných poliach. Vzhľadom na svoje dobré zahusťovanie, tvorbu filmu, emulgáciu, väzbu a ďalšie vlastnosti sa široko používa ako zahusťovadlo, stabilizátor a suspendujúce činidlo. Reologické vlastnosti HPMC, najmä jeho výkonnosť pri rôznych teplotách, sú dôležitými faktormi ovplyvňujúcimi jeho účinok aplikačného aplikácie.
1. Prehľad reologických vlastností HPMC
Reologické vlastnosti sú komplexným odrazom deformácie a charakteristík toku materiálov pod vonkajšími silami. V prípade polymérnych materiálov sú viskozita a správanie strihania riedením dva najbežnejšie reologické parametre. Reologické vlastnosti HPMC sú ovplyvnené hlavne faktormi, ako je molekulová hmotnosť, koncentrácia, vlastnosti rozpúšťadla a teplota. Ako neiónový éter celulózy vykazuje HPMC pseudoplasticitu vo vodnom roztoku, to znamená, že jeho viskozita klesá so zvyšujúcou sa šmykovou rýchlosťou.
2. Vplyv teploty na viskozitu HPMC
Teplota je jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich reologické vlastnosti HPMC. Keď sa teplota zvyšuje, viskozita roztoku HPMC sa zvyčajne znižuje. Dôvodom je, že zvýšenie teploty oslabuje interakciu vodíkovej väzby medzi molekulami vody, čím sa znižuje interakčná sila medzi molekulárnymi reťazcami HPMC, čím sa molekulárne reťazce uľahčujú skĺznutie a prietok. Preto pri vyšších teplotách vykazujú roztoky HPMC nižšiu viskozitu.
Zmena viskozity HPMC však nie je lineárnym vzťahom. Keď teplota do istej miery stúpa, HPMC môže podstúpiť proces odšpísania. V prípade HPMC je vzťah medzi rozpustnosťou a teplotou komplikovanejší: v určitom teplotnom rozsahu sa HPMC zráža z roztoku, ktorý sa prejavuje ako prudké zvýšenie viskozity roztoku alebo tvorba gélu. Tento jav sa zvyčajne vyskytuje, keď sa blíži alebo presahuje teplotu rozpustenia HPMC.
3. Vplyv teploty na reologické správanie roztoku HPMC
Reologické správanie roztoku HPMC zvyčajne vykazuje účinok na strih, to znamená, že viskozita klesá, keď sa zvyšuje rýchlosť šmyku. Zmeny teploty majú významný vplyv na tento účinok na strihanie strihu. Všeobecne, ako sa teplota zvyšuje, viskozita roztoku HPMC sa znižuje a jeho účinok na strihanie šmyku sa stáva jasnejším. To znamená, že pri vysokých teplotách sa viskozita roztoku HPMC stáva viac závislá od šmykovej rýchlosti, tj pri rovnakom strihu, roztok HPMC pri vysokých teplotách pri vysokých teplotách ľahšie ako pri nízkej teplote.
Okrem toho zvýšenie teploty tiež ovplyvňuje tixotropiu roztoku HPMC. Tixotropia sa vzťahuje na vlastnosť, že viskozita roztoku klesá pri pôsobení šmykovej sily a viskozita sa postupne zotavuje po odstránení šmykovej sily. Všeobecne platí, že zvýšenie teploty vedie k zvýšeniu tixotropie roztoku HPMC, tj po odstránení šmykovej sily sa viskozita zotavuje pomalšie ako za podmienok nízkej teploty.
4. Vplyv teploty na gélové správanie HPMC
HPMC má jedinečnú tepelnú gelačnú vlastnosť, tj po zahrievaní na určitú teplotu (teplota gélu) sa roztok HPMC zmení zo stavu roztoku na gélový stav. Tento proces je významne ovplyvnený teplotou. Keď sa teplota zvyšuje, zvyšuje sa interakcia medzi hydroxypropyl a metyl substituentmi v molekulách HPMC, čo vedie k zapleteniu molekulárnych reťazcov, čím tvoria gél. Tento jav má veľký význam vo farmaceutickom a potravinárskom priemysle, pretože sa dá použiť na úpravu textúry a uvoľňovania vlastností produktu.
5. Aplikácia a praktický význam
Vplyv teploty na reologické vlastnosti HPMC má v praktických aplikáciách veľký význam. Na aplikáciu roztokov HPMC, ako sú prípravy na uvoľnenie s trvalým uvoľňovaním liečiva, stravovacie výrobky alebo regulátory na stavebné materiály, sa musí zohľadniť vplyv teploty na reologické vlastnosti, aby sa zabezpečila stabilita a funkčnosť produktu za rôznych teplotných podmienok. Napríklad pri príprave liekov citlivých na teplo sa na optimalizáciu rýchlosti uvoľňovania liečiva musí zvážiť účinok zmien teploty na viskozitu a gelačné správanie matrice HPMC.
Teplota má významný vplyv na reologické vlastnosti hydroxypropylmetylcelulózy. Zvýšená teplota obvykle znižuje viskozitu roztokov HPMC, zvyšuje jeho šmykový ťah a tixotropiu a môže tiež indukovať tepelnú gélovanie. V praktických aplikáciách je kľúčom k optimalizácii výkonu výkonu produktu a parametrov výkonu produktu porozumenie a regulovanie účinku teploty na reologické vlastnosti HPMC.
Čas príspevku: sep-05-2024