Tabia za mnato wa suluhisho la maji ya hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)ni polymer inayotumiwa sana ya mumunyifu na matumizi anuwai, haswa katika dawa, chakula, na bidhaa za mapambo. Uwezo wake wa kuunda suluhisho nene, kama gel wakati unachanganywa na maji hufanya iwe kingo zenye nguvu. Mnato wa suluhisho la Kimacell®HHPMC unachukua jukumu muhimu katika kuamua utendaji wao katika uundaji tofauti. Kuelewa sifa za mnato wa suluhisho la maji ya HPMC ni muhimu kwa kuongeza matumizi yao katika tasnia mbali mbali.

1. Utangulizi wa hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)

Hydroxypropyl methylcellulose ni derivative ya nusu-synthetic ya selulosi. Inatolewa na uingizwaji wa selulosi na vikundi vya hydroxypropyl na vikundi vya methyl. Uwiano wa mbadala huu unaweza kutofautiana, na kusababisha darasa tofauti za HPMC na sifa tofauti, pamoja na mnato. Muundo wa kawaida wa HPMC una uti wa mgongo wa selulosi na hydroxypropyl na vikundi vya methyl vilivyowekwa kwenye vitengo vya sukari.

HPMC hutumiwa katika anuwai ya viwanda kwa sababu ya biocompatibility yake, uwezo wa kuunda gels, na urahisi wa umumunyifu katika maji. Katika suluhisho za maji, HPMC hufanya kama polymer isiyo ya ionic, ya mumunyifu ambayo inashawishi sana mali ya rheological ya suluhisho, haswa mnato.

2. Tabia za mnato wa suluhisho za HPMC

Mnato wa suluhisho za HPMC unasababishwa na sababu kadhaa, pamoja na mkusanyiko wa HPMC, uzito wa Masi wa polima, joto, na uwepo wa chumvi au soltes zingine. Chini ni sababu za msingi zinazosimamia sifa za mnato wa HPMC katika suluhisho za maji:

Mkusanyiko wa HPMC: Mnato huongezeka kadiri mkusanyiko wa HPMC unavyoongezeka. Katika viwango vya juu, molekuli za HPMC huingiliana zaidi na kila mmoja, na kusababisha upinzani mkubwa wa mtiririko.

Uzito wa Masi ya HPMC: Mnato wa suluhisho za HPMC umeunganishwa sana na uzito wa Masi ya polymer. Viwango vya juu vya uzito wa Masi ya HPMC huwa na hutoa suluhisho zaidi za viscous. Hii ni kwa sababu molekuli kubwa za polymer huunda upinzani mkubwa zaidi kwa mtiririko kwa sababu ya kuongezeka kwao na msuguano.

Joto: Mnato kawaida hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Hii ni kwa sababu joto la juu husababisha kupunguzwa kwa nguvu za kati kati ya molekuli za HPMC, na hivyo kupunguza uwezo wao wa kupinga mtiririko.

Kiwango cha shear: Mnato wa suluhisho za HPMC ni tegemezi la kiwango cha shear, haswa katika maji yasiyokuwa ya Newtonia, ambayo ni mfano wa suluhisho za polymer. Katika viwango vya chini vya shear, suluhisho za HPMC zinaonyesha mnato wa juu, wakati kwa viwango vya juu vya shear, mnato hupungua kwa sababu ya tabia ya kukonda ya shear.

Athari za nguvu ya ioniki: Uwepo wa elektroni (kama vile chumvi) kwenye suluhisho inaweza kubadilisha mnato. Chumvi zingine zinaweza kukagua vikosi vya kuchukiza kati ya minyororo ya polymer, na kusababisha kuzidisha na kusababisha kupungua kwa mnato.

3. Mnato dhidi ya mkusanyiko: uchunguzi wa majaribio

Mwenendo wa jumla unaozingatiwa katika majaribio ni kwamba mnato wa suluhisho la maji ya HPMC huongezeka sana na kuongezeka kwa mkusanyiko wa polymer. Urafiki kati ya mnato na mkusanyiko unaweza kuelezewa na equation ifuatayo ya empirical, ambayo mara nyingi hutumiwa kwa suluhisho za polymer zilizojilimbikizia:

η = acn \ eta = ac^nη = acn

Wapi:

η \ etaturd ni mnato

CCC ni mkusanyiko wa HPMC

AAA na NNN ni viboreshaji vya nguvu ambavyo hutegemea aina maalum ya HPMC na hali ya suluhisho.

Kwa viwango vya chini, uhusiano ni wa mstari, lakini kadiri mkusanyiko unavyoongezeka, mnato huongezeka kwa kasi, kuonyesha mwingiliano ulioongezeka kati ya minyororo ya polymer.

4. Uzito dhidi ya uzito wa Masi

Uzito wa Masi wa Kimacell®HHPMC una jukumu muhimu katika sifa zake za mnato. Uzito wa juu wa Masi ya HPMC hutengeneza suluhisho zaidi ya viscous kwa viwango vya chini ikilinganishwa na kiwango cha chini cha uzito wa Masi. Mnato wa suluhisho zilizotengenezwa kutoka HPMC ya uzito wa juu inaweza kuwa hadi maagizo kadhaa ya ukubwa wa juu kuliko ile ya suluhisho zilizotengenezwa kutoka kwa kiwango cha chini cha uzito wa HPMC.

Kwa mfano, suluhisho la HPMC iliyo na uzito wa Masi ya 100,000 DA itaonyesha mnato wa juu kuliko moja na uzito wa Masi ya 50,000 Da katika mkusanyiko huo.

5. Athari ya joto kwenye mnato

Joto lina athari kubwa kwa mnato wa suluhisho za HPMC. Kuongezeka kwa joto husababisha kupunguzwa kwa mnato wa suluhisho. Hii ni kwa sababu ya mwendo wa mafuta wa minyororo ya polymer, ambayo huwafanya wasonge kwa uhuru zaidi, kupunguza upinzani wao kwa mtiririko. Athari za joto kwenye mnato mara nyingi hukamilishwa kwa kutumia equation ya aina ya Arrhenius:

η (t) = η0eeart \ eta (t) = \ eta_0 e^{\ frac {e_a} {rt}} (t) = η0 ertea

Wapi:

η (t) \ eta (t) η (t) ni mnato kwenye joto TTT

η0 \ eta_0η0 ni sababu ya kabla ya kueneza (mnato kwa joto usio na kipimo)

EAE_AEA ni nishati ya uanzishaji

RRR ni gesi mara kwa mara

TTT ndio joto kabisa

6. Tabia ya rheological

Rheology ya suluhisho la maji ya HPMC mara nyingi huelezewa kama isiyo ya Newtonia, ikimaanisha mnato wa suluhisho sio mara kwa mara lakini hutofautiana na kiwango cha shear kinachotumika. Kwa viwango vya chini vya shear, suluhisho za HPMC zinaonyesha mnato wa juu kwa sababu ya kushinikiza kwa minyororo ya polymer. Walakini, kadiri kiwango cha shear kinapoongezeka, mnato hupungua - jambo linalojulikana kama kukata shear.

Tabia hii ya kukata nywele ni mfano wa suluhisho nyingi za polymer, pamoja na HPMC. Utegemezi wa kiwango cha shear cha mnato unaweza kuelezewa kwa kutumia mfano wa sheria ya nguvu:

η (γ˙) = kγ˙n-1 \ eta (\ dot {\ gamma}) = k \ dot {\ gamma}^{n-1} η (γ˙) = kγ˙ n-1

Wapi:

γ˙ \ dot {\ gamma} γ˙ ni kiwango cha shear

KKK ni faharisi ya msimamo

NNN ni faharisi ya tabia ya mtiririko (na n <1n <1n <1 kwa kukonda kwa shear)

7. Mnato wa suluhisho za HPMC: Jedwali la muhtasari

Chini ni meza inayo muhtasari sifa za mnato wa suluhisho la maji la HPMC chini ya hali tofauti:

Sifa za mnato waHPMCSuluhisho zenye maji huathiriwa na sababu kadhaa, pamoja na mkusanyiko, uzito wa Masi, joto, na kiwango cha shear. HPMC ni nyenzo zenye nguvu nyingi, na mali zake za rheolojia zinaweza kulengwa kwa matumizi maalum kwa kurekebisha vigezo hivi. Kuelewa mambo haya huruhusu matumizi bora ya Kimacell®HHPMC katika tasnia mbali mbali, kutoka kwa dawa hadi chakula na vipodozi. Kwa kudanganya hali ambayo HPMC imefutwa, wazalishaji wanaweza kufikia mnato unaotaka na mali ya mtiririko kwa mahitaji yao maalum.