HPMC เป็นโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์ที่ได้มาจากเซลลูโลส เนื่องจากมีคุณสมบัติในการทำให้หนาขึ้น คงตัว และเกิดฟิล์มได้ดีเยี่ยม จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยา อาหาร เครื่องสำอาง และอุตสาหกรรมอื่นๆ การศึกษาพฤติกรรมความหนืดถือเป็นสิ่งสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในการใช้งานต่างๆ
1. การวัดความหนืด:
เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน: เครื่องวัดความหนืดแบบหมุนจะวัดแรงบิดที่จำเป็นในการหมุนแกนหมุนด้วยความเร็วคงที่เมื่อแช่อยู่ในตัวอย่าง ด้วยการเปลี่ยนแปลงรูปทรงและความเร็วในการหมุนของสปินเดิล จึงสามารถกำหนดความหนืดที่อัตราเฉือนต่างๆ ได้ วิธีการนี้ช่วยให้สามารถระบุลักษณะเฉพาะของความหนืด HPMC ภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน
เครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอย: เครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอยวัดการไหลของของเหลวผ่านท่อของเส้นเลือดฝอยภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงหรือความดัน สารละลาย HPMC ถูกบังคับผ่านท่อคาปิลลารี และความหนืดจะคำนวณตามอัตราการไหลและแรงดันตกคร่อม วิธีนี้สามารถนำไปใช้ศึกษาความหนืดของ HPMC ในอัตราเฉือนที่ต่ำกว่า
2.การวัดทางรีโอโลยี:
การวัดค่าแรงเฉือนแบบไดนามิก (DSR): DSR วัดการตอบสนองของวัสดุต่อการเสียรูปของแรงเฉือนแบบไดนามิก ตัวอย่าง HPMC อยู่ภายใต้ความเค้นเฉือนแบบสั่นและสายพันธุ์ที่เป็นผลลัพธ์ถูกวัด พฤติกรรมหยุ่นหนืดของสารละลาย HPMC สามารถแสดงลักษณะเฉพาะได้โดยการวิเคราะห์ความหนืดเชิงซ้อน (η*) รวมถึงโมดูลัสในการจัดเก็บ (G') และโมดูลัสการสูญเสีย (G”)
การทดสอบการคืบและการฟื้นตัว: การทดสอบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการให้ตัวอย่าง HPMC เผชิญกับความเครียดหรือความเครียดคงที่เป็นระยะเวลานาน (ระยะการคืบ) จากนั้นติดตามการฟื้นตัวในภายหลังหลังจากคลายความเครียดหรือความเครียดแล้ว พฤติกรรมการคืบและการคืนตัวให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติหยุ่นหนืดของ HPMC รวมถึงความสามารถในการเปลี่ยนรูปและการคืนสภาพ
3. การศึกษาการพึ่งพาความเข้มข้นและอุณหภูมิ:
การสแกนความเข้มข้น: การวัดความหนืดจะดำเนินการในช่วงความเข้มข้นของ HPMC เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดและความเข้มข้นของโพลีเมอร์ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจประสิทธิภาพการข้นของโพลีเมอร์และพฤติกรรมที่ขึ้นกับความเข้มข้น
การสแกนอุณหภูมิ: การวัดความหนืดจะดำเนินการที่อุณหภูมิต่างๆ เพื่อศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิต่อความหนืดของ HPMC การทำความเข้าใจการพึ่งพาอุณหภูมิถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่ HPMC เผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เช่น สูตรทางเภสัชกรรม
4. การวิเคราะห์น้ำหนักโมเลกุล:
โครมาโตกราฟีแบบแยกขนาด (SEC): SEC แยกโมเลกุลโพลีเมอร์ตามขนาดในสารละลาย ด้วยการวิเคราะห์โปรไฟล์การชะ คุณสามารถกำหนดการกระจายน้ำหนักโมเลกุลของตัวอย่าง HPMC ได้ การทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักโมเลกุลและความหนืดเป็นสิ่งสำคัญในการทำนายพฤติกรรมทางรีโอโลยีของ HPMC
5. การสร้างแบบจำลองและการจำลอง:
แบบจำลองทางทฤษฎี: แบบจำลองทางทฤษฎีต่างๆ เช่น แบบจำลอง Carreau-Yasuda, แบบจำลอง Cross หรือแบบจำลองกฎกำลัง สามารถใช้เพื่ออธิบายพฤติกรรมความหนืดของ HPMC ภายใต้สภาวะแรงเฉือนที่แตกต่างกัน แบบจำลองเหล่านี้รวมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราเฉือน ความเข้มข้น และน้ำหนักโมเลกุล เพื่อคาดการณ์ความหนืดได้อย่างแม่นยำ
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์: การจำลอง Computational Fluid Dynamics (CFD) ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับพฤติกรรมการไหลของโซลูชัน HPMC ในรูปทรงที่ซับซ้อน ด้วยการแก้สมการควบคุมการไหลของของไหลเชิงตัวเลข การจำลอง CFD จึงสามารถทำนายการกระจายความหนืดและรูปแบบการไหลภายใต้สภาวะที่ต่างกันได้
6. การศึกษาในแหล่งกำเนิดและในหลอดทดลอง:
การวัดค่าในแหล่งกำเนิด: เทคนิคในแหล่งกำเนิดเกี่ยวข้องกับการศึกษาการเปลี่ยนแปลงความหนืดแบบเรียลไทม์ในสภาพแวดล้อมหรือการใช้งานเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ในสูตรผสมทางเภสัชกรรม การวัดในแหล่งกำเนิดสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความหนืดในระหว่างการแตกตัวของเม็ดยาหรือการใช้เจลเฉพาะที่
การทดสอบในหลอดทดลอง: การทดสอบในหลอดทดลองจะจำลองสภาวะทางสรีรวิทยาเพื่อประเมินพฤติกรรมความหนืดของสูตรผสม HPMC ที่มีไว้สำหรับการบริหารช่องปาก ตา หรือเฉพาะที่ การทดสอบเหล่านี้ให้ข้อมูลที่มีคุณค่าเกี่ยวกับประสิทธิภาพและความคงตัวของสูตรภายใต้สภาวะทางชีวภาพที่เกี่ยวข้อง
7.เทคโนโลยีขั้นสูง:
จุลรีวิทยา: เทคนิคจุลรีวิทยา เช่น การกระเจิงแสงแบบไดนามิก (DLS) หรือจุลรีโอวิทยาการติดตามอนุภาค (PTM) ช่วยให้สามารถตรวจสอบคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดของของไหลเชิงซ้อนในระดับจุลภาคได้ เทคนิคเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับพฤติกรรมของ HPMC ในระดับโมเลกุล ซึ่งช่วยเสริมการตรวจวัดรีโอโลยีด้วยกล้องจุลทรรศน์
สเปกโทรสโกปีด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR): NMR สเปกโทรสโกปีสามารถใช้เพื่อศึกษาพลวัตของโมเลกุลและอันตรกิริยาของ HPMC ในสารละลาย ด้วยการติดตามการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีและเวลาในการผ่อนคลาย NMR จะให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของ HPMC และอันตรกิริยาระหว่างตัวทำละลายกับโพลีเมอร์ที่ส่งผลต่อความหนืด
การศึกษาพฤติกรรมความหนืดของ HPMC ต้องใช้แนวทางแบบสหวิทยาการ รวมถึงเทคนิคการทดลอง การสร้างแบบจำลองทางทฤษฎี และวิธีการวิเคราะห์ขั้นสูง ด้วยการใช้การผสมผสานระหว่างความหนืด รูโอเมทรี การวิเคราะห์ระดับโมเลกุล การสร้างแบบจำลอง และเทคนิคขั้นสูง นักวิจัยสามารถเข้าใจคุณสมบัติทางรีโอโลยีของ HPMC ได้อย่างสมบูรณ์ และเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานที่หลากหลาย
เวลาโพสต์: 29 ก.พ. 2024