Reologiýa we laýyklykHPMC/HPSÇylşyrymly
Esasy sözler: gidroksipropil metilseluloza; gidroksipropil krahmal; reologiki aýratynlyklary; laýyklyk; himiki üýtgetme.
Gidroksipropil metilseluloza (HPMC) iýilýän filmleri taýýarlamakda köplenç ulanylýan polisakarid polimeridir. Iýmit we lukmançylyk pudagynda giňden ulanylýar. Filmiň aýdyňlygy, mehaniki aýratynlyklary we nebit barýer aýratynlyklary bar. Şeýle-de bolsa, HPMC termal induksion jel bolup, pes temperaturada pes öndürijilige we ýokary önümçilik energiýa sarp edilmegine getirýär; Mundan başga-da, onuň çig malynyň bahasy, derman pudagyny hem öz içine alýar. Gidroksipropil krahmal (HPS) iýmit we lukmançylyk pudagynda giňden ulanylýan iýilýän materialdyr. Çeşmeleriň giň topary we arzan bahasy bar. HPMC-iň bahasyny azaltmak üçin ideal materialdyr. Mundan başga-da, HPS-iň sowuk jel häsiýetleri HPMC-iň ýapyşygyny we beýleki reologiki aýratynlyklaryny deňleşdirip biler. , pes temperaturada gaýtadan işleýiş işini gowulandyrmak. Mundan başga-da, HPS iýilýän film ajaýyp kislorod barýer aýratynlyklaryna eýedir, şonuň üçin HPMC iýilýän filmiň kislorod barýer aýratynlyklaryny ep-esli gowulaşdyryp biler.
Goşmak üçin HPMC-e HPS goşuldy we HPMC / HPS sowuk we gyzgyn ters fazaly gel birleşme ulgamy guruldy. Sypatlaryň täsir kanuny ara alnyp maslahatlaşyldy, çözgütde HPS we HPMC-iň özara täsir mehanizmi, goşma ulgamyň utgaşyklygy we fazanyň geçişi ara alnyp maslahatlaşyldy we goşma ulgamyň reologiki aýratynlyklary bilen gurluşynyň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Netijeler, birleşme ulgamynyň kritiki konsentrasiýasynyň (8%) bardygyny, kritiki konsentrasiýanyň aşagynda HPMC we HPS garaşsyz molekulýar zynjyrlarda we faza sebitlerinde bardygyny görkezýär; kritiki konsentrasiýadan ýokary, HPS fazasy jel merkezi hökmünde emele gelýär, HPMC molekulýar zynjyrlarynyň biri-biri bilen baglanyşmagy bilen baglanyşykly mikrogel gurluşy, polimeriň eremegine meňzeş hereket görkezýär. Goşma ulgamynyň reologiki aýratynlyklary we goşma gatnaşygy logarifmiki jem düzgünine laýyk gelýär we iki komponentiň oňat gabat gelýändigini görkezýän belli bir derejede oňyn we otrisatel gyşarmany görkezýär. Goşma ulgamy pes temperaturada üznüksiz faza dargadyjy “deňiz adasy” gurluşy bolup, üznüksiz faza geçişi HPMC / HPS birleşme gatnaşygy peselmegi bilen 4: 6-da bolýar.
Iýmit önümleriniň möhüm düzüm bölegi hökmünde iýmit gaplanyşygy iýmitiň dolanyşygy we saklanyşynda daşarky faktorlar tarapyndan zaýalanmagynyň we hapalanmagynyň öňüni alyp biler we şeýlelik bilen iýmitiň saklanyş möhletini we saklanyş möhletini uzaldyp biler. Ygtybarly we iýip bolýan, hatda belli bir iýmitleniş gymmaty bolan iýmit gaplaýyş materialynyň täze görnüşi hökmünde iýip bolýan filmiň iýmit gaplanyşynda we konserwasiýasynda, çalt iýmit we derman kapsulalarynda giň ulanylyş mümkinçilikleri bar we häzirki iýmitde gözleg merkezine öwrüldi. gaplamak bilen baglanyşykly meýdanlar.
HPMC / HPS birleşýän membrana guýma usuly bilen taýýarlandy. Birleşdirilen ulgamyň utgaşyklygy we fazanyň bölünişi elektron mikroskopiýa, dinamiki termomehaniki emläk derňewi we termogravimetriki derňew arkaly hasam öwrenildi we birleşýän membrananyň mehaniki aýratynlyklary öwrenildi. we kislorod geçirijiligi we beýleki membrananyň häsiýetleri. Netijeler, ähli birleşdirilen filmleriň SEM şekillerinde aç-açan iki fazaly interfeýsiň ýokdugyny, birleşdirilen filmleriň köpüsiniň DMA netijelerinde diňe bir aýna geçiş nokadynyň bardygyny we DTG egrilerinde diňe bir termiki zaýalanma derejesiniň bardygyny görkezýär. birleşdirilen filmleriň köpüsi. HPMC-iň HPS bilen belli bir sazlaşygy bar. HPS-iň HPMC-e goşulmagy, birleşýän membrananyň kislorod barýer häsiýetlerini ep-esli gowulandyrýar. Birleşdirilen membrananyň mehaniki aýratynlyklary birleşme gatnaşygy we daşky gurşawyň çyglylygy bilen düýpgöter üýtgeýär we dürli amaly talaplar üçin önümi optimizirlemek üçin salgylanma berip biljek krossover nokadyny hödürleýär.
HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikroskopik morfologiýasy, fazanyň paýlanyşy, fazanyň geçişi we beýleki mikrostrukturalary ýönekeý ýod boýamak optiki mikroskop derňewi arkaly, birleşme ulgamynyň aç-açanlygy we mehaniki aýratynlyklary ultramelewşe spektrofotometr we mehaniki eýeçilik barlaýjysy tarapyndan öwrenildi. Mikroskopiki morfologiki gurluş bilen HPMC / HPS birleşme ulgamynyň makroskopiki giňişleýin öndürijiliginiň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Netijeler, oňat sazlaşykly birleşme ulgamynda köp sanly mezofazyň bardygyny görkezýär. Goşma ulgamynda faza geçiş nokady bar we bu fazanyň geçiş nokady belli bir goşma gatnaşygy we çözgüdiň konsentrasiýasyna baglylygy bar. Goşma ulgamyň aç-açanlygynyň iň pes nokady HPMC-iň üznüksiz fazadan dargadylan faza geçiş nokadyna we dartyş modulynyň iň pes nokadyna laýyk gelýär. Youngaşlaryň moduly we arakesmede uzalmagy, HPMC-iň üznüksiz fazadan dargadylan faza geçmegi bilen sebäpler baglanyşygy bolan ergin konsentrasiýasynyň köpelmegi bilen azaldy.
HPS-iň himiki üýtgemeginiň HPMC / HPS sowuk we gyzgyn ters fazaly gel birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklaryna we gel häsiýetlerine täsirini öwrenmek üçin reometr ulanyldy. Potensiallar we faza geçişleri öwrenildi we mikrostruktura bilen reologiki we gel häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Gözlegleriň netijeleri, HPS-iň gidroksipropilýasiýasynyň pes temperaturada birleşme ulgamynyň ýapyşygyny peseldip biljekdigini, birleşme ergininiň suwuklygyny ýokarlandyryp we gyrkymyň inçelmegini azaldyp biljekdigini görkezýär; HPS-iň gidroksipropilýasiýasy goşma ulgamyň çyzykly ýapyşygyny çäklendirip biler. Elastik sebitde HPMC / HPS birleşme ulgamynyň fazanyň geçiş temperaturasy peselýär we birleşme ulgamynyň pes temperaturada we ýokary temperaturada suwuklygy gowulaşýar. HPMC we HPS degişlilikde pes we ýokary temperaturada üznüksiz fazalary emele getirýärler we dargadylan fazalar ýokary we pes temperaturalarda birleşýän ulgamyň reologiki aýratynlyklaryny we gel aýratynlyklaryny kesgitleýärler. Goşulan ulgamyň ýapyşyk egrisiniň duýdansyz üýtgemegi we ýitgi faktorynyň egrisindäki tan delta pikiri 45 ° C-de ýüze çykýar, bu ýod bilen reňklenen mikrograflarda 45 ° C-de yzygiderli dowam edýän faza hadysasyny gaýtalaýar.
HPS-iň himiki üýtgemeginiň kristal gurluşyna we birleşdirilen filmiň mikro-bölüniş gurluşyna täsiri sinhrotron radiasiýasy kiçi burçly rentgen ýaýratmak tehnologiýasy bilen öwrenildi we birleşýän filmiň mehaniki aýratynlyklary, kislorod barýer aýratynlyklary we ýylylyk durnuklylygy Goşma komponentleriň himiki gurluşynyň üýtgemeleriniň goşma ulgamlaryň mikrostrukturasyna we makroskopiki häsiýetlerine täsirini yzygiderli öwrendi. Sinhrotron şöhlelenmesiniň netijeleri HPS-iň gidroksipropilýasiýasynyň we iki komponentiň sazlaşyklylygynyň gowulaşmagy membranadaky krahmalyň gaýtadan dikeldilmegini ep-esli derejede päsgel berip biljekdigini we birleşýän membranada has özüne meňzeş gurluşyň döremegine kömek edip biljekdigini görkezdi. Mehaniki häsiýetler, ýylylyk durnuklylygy we HPMC / HPS birleşýän membrananyň kislorod geçirijiligi ýaly makroskopiki häsiýetler onuň içerki kristal gurluşy we amorf sebit gurluşy bilen berk baglanyşyklydyr. Iki täsiriň bilelikdäki täsiri.
Birinji bap Giriş
Iýmit önümleriniň möhüm bölegi hökmünde azyk gaplaýyş materiallary iýmitleri aýlanyş we saklamak wagtynda fiziki, himiki we biologiki zeperlerden we hapalanmakdan gorap biler, iýmitiň hilini saklap biler, azyk sarp etmegini ýeňilleşdirer we azyk önümlerini üpjün edip biler. Uzak möhletli saklamak we tygşytlamak, sarp etmegi özüne çekmek we maddy çykdajydan has ýokary baha almak üçin iýmit görnüşini berýär [1-4]. Ygtybarly we iýip bolýan, hatda belli bir iýmitleniş gymmaty bolan iýmit gaplaýyş materialynyň täze görnüşi hökmünde iýip bolýan filmiň iýmit gaplanyşynda we konserwasiýasynda, çalt iýmit we derman kapsulalarynda giň ulanylyş mümkinçilikleri bar we häzirki iýmitde gözleg merkezine öwrüldi. gaplamak bilen baglanyşykly meýdanlar.
Iýip bolýan filmler, adatça tebigy iýilýän polimerleri gaýtadan işlemek arkaly gözenekli tor gurluşy bolan filmlerdir. Tebigatda bar bolan köp sanly tebigy polimerleriň gel häsiýetleri bar we olaryň suwly erginleri käbir tebigy polisakaridler, beloklar, lipidler we ş.m. ýaly belli şertlerde gidrogelleri emele getirip biler. Kraxmal we sellýuloza ýaly tebigy gurluş polisakaridler, uzyn zynjyrly geliçiň aýratyn molekulýar gurluşy we durnukly himiki aýratynlyklary sebäpli uzak möhletli we dürli saklaýyş şertleri üçin amatly bolup biler we iýip bolýan film döredýän materiallar hökmünde giňden öwrenildi. Bir polisakaridden ýasalan iýmit filmleriniň ýerine ýetirişinde köplenç belli bir çäklendirmeler bar. Şonuň üçin ýeke polisakarid iýip bolýan filmleriň çäklendirmelerini aradan aýyrmak, aýratyn häsiýetleri almak ýa-da täze funksiýalary ösdürmek, önümiň bahasyny arzanlatmak we amalyýetlerini giňeltmek üçin adatça iki görnüşli polisakarid ulanylýar. Ora-da goşmaça häsiýetleriň täsirine ýetmek üçin ýokardaky tebigy polisakaridler birleşýär. Şeýle-de bolsa, dürli polimerleriň arasyndaky molekulýar gurluşyň tapawudy sebäpli belli bir sazlaşykly entropiýa bar we polimer toplumlarynyň köpüsi bölekleýin gabat gelýär ýa-da gabat gelmeýär. Fazanyň morfologiýasy we polimer toplumynyň utgaşyklygy birleşýän materialyň häsiýetlerini kesgitlär. Gaýtadan işlemek döwründe deformasiýa we akym taryhy gurluşa ep-esli täsir edýär. Şonuň üçin polimer toplum ulgamynyň reologiki aýratynlyklary ýaly makroskopiki häsiýetler öwrenilýär. Fazanyň morfologiýasy we utgaşyklygy ýaly mikroskopik morfologiki gurluşlaryň özara baglanyşygy, birleşdirilen materiallaryň öndürijiligini, derňewini we üýtgedilmegini, gaýtadan işleýiş tehnologiýasyny, formula dizaýnyna we gaýtadan işleýän maşyn dizaýnyna we önümçilige baha bermek üçin möhümdir. Önümiň gaýtadan işlenişi we täze polimer materiallarynyň işlenip düzülmegi we ulanylmagy uly ähmiýete eýe.
Bu bapda iýilýän film materiallarynyň gözleg ýagdaýy we ulanylyşy barada jikme-jik gözden geçirilýär; tebigy gidrogelleriň gözleg ýagdaýy; polimer birleşmesiniň maksady we usuly we polisakarid birleşmesiniň gözleg işleri; birleşdiriş ulgamynyň reologiki gözleg usuly; Sowuk we gyzgyn ters jel ulgamynyň reologiki aýratynlyklary we model gurluşy seljerilýär we ara alnyp maslahatlaşylýar, şeýle hem bu kagyz mazmunynyň gözleg ähmiýeti, gözleg maksady we gözlegleri.
1.1 Iýip bolýan film
Iýip bolýan film, tebigy iýilýän maddalara (gurluş polisakaridler, lipidler, beloklar ýaly) plastmassalaşdyryjylaryň we birleşdiriji serişdeleriň, dürli molekulýar täsirleriň üsti bilen, birleşmek, ýylatmak, örtmek, guratmak we ş.m. gözenekli torly filmiň goşulmagyny aňladýar. bejergisi netijesinde emele gelen gurluş. Iýmitiň duýgur hilini we içki gurluşyny gowulaşdyrmak, azyk önümleriniň saklanyş möhletini ýa-da saklanyş möhletini uzaltmak üçin gaz, çyglylyk, mazmun we daşarky zyýanly maddalar üçin saýlanyp alynýan barýer häsiýetleri ýaly dürli funksiýalary üpjün edip biler.
1.1.1 Iýilýän filmleriň ösüş taryhy
Iýip bolýan filmiň ösüşini XII we XIII asyrlardan gözbaş alyp bolar. Şol döwürde hytaýlylar miwelerde we gök önümlerde suwuň ýitmegini netijeli azaldýan sitrus we limony örtmek üçin ýönekeý usul ulanypdyrlar, şonuň üçin miweler we gök önümler asyl şöhlesini saklapdyr we şeýlelik bilen miweleriň saklanyş möhletini uzaldypdyr we gök önümler, ýöne miweleriň we gök önümleriň aerob dem alşyny aşa bökdeýär, netijede miwe fermentatiw ýaramazlaşýar. XV asyrda aziýalylar soýa süýdünden iýip bolýan film düşürip başladylar we iýmitleri goramak we iýmitiň daşky görnüşini ýokarlandyrmak üçin ulandylar [20]. XVI asyrda Iňlisler iýmit çyglylygynyň ýitmegini azaltmak üçin iýmit ýüzlerini örtmek üçin ýag ulandylar. XIX asyrda sakroza ilkinji gezek hoz, badam we hozuň iýilýän örtügi hökmünde saklanylanda oksidlenmeginiň we çişmeginiň öňüni aldy. 1830-njy ýyllarda alma we armut ýaly miweler üçin gyzgyn ereýän parafin filmleri peýda boldy. XIX asyryň ahyrynda, Jelatin filmleri et önümleriniň we iýmit saklamak üçin beýleki iýmitleriň üstüne sepilýär. 1950-nji ýyllaryň başynda täze miweleri we gök önümleri örtmek we gorap saklamak üçin karnauba mumy we ş.m. suwda emulsiýa edilipdi. 1950-nji ýyllaryň ahyrynda et önümlerine ulanylýan iýip bolýan filmler boýunça gözlegler ösüp başlady we iň giň we üstünlikli mysal haýwanlaryň içegelerinden gabyň içine gaýtadan işlenýän enema önümleri.
1950-nji ýyllardan başlap, iýip bolýan film düşünjesiniň diňe hakykatdanam teklip edilendigini aýdyp bolar. Şondan bäri köp gözlegçiler iýip bolýan filmlere uly gyzyklanma döretdiler. 1991-nji ýylda Nisperes banan we beýleki miweleri örtmek we saklamak üçin karboksimetil sellýuloza (CMC) ulandy, miweleriň dem alyşy azaldy we hlorofiliň ýitmegi gijikdirildi. Seýilgäh we ş.m. 1994-nji ýylda pomidoryň suwuň ýitmegini, süzülmegini we reňkini gowulandyrýan zein belok filminiň O2 we CO2-e täsirli barýer häsiýetleri habar berildi. 1995-nji ýylda Lourdin krahmaly bejermek üçin suwuk gidroksidi erginini ulandy we tazelik üçin palta qulupna gliserin goşdy, bu bolsa qulupnagyň suw ýitgisini peseltdi we zaýalanmagy gijikdirdi. Baberji 1996-njy ýylda mikro-suwuklandyryş we film emele getirýän suwuklygyň ultrases barlagy arkaly iýip bolýan film aýratynlyklaryny gowulaşdyrdy, şonuň üçin film emele getirýän suwuklygyň bölejikleriniň göwrümi ep-esli azaldy we emulsiýanyň birmeňzeş durnuklylygy ýokarlandy. 1998-nji ýylda Padegett we başgalar. Soýa belogynyň iýilýän filmine lizozim ýa-da nisin goşup, ony iýmit bilen örtmek üçin ulanypdyr we iýmitdäki süýt kislotasy bakteriýalarynyň köpelmeginiň netijeli päsgelçilikdigini anyklapdyr [30]. 1999-njy ýylda inin Çinghong we başg. Alma we beýleki miweleri gorap saklamak we saklamak üçin ary balyny ulanyp, dem alşyny saklap, gysylmagynyň we horlanmagynyň öňüni alyp biler we mikroblaryň çozmagyny saklap biler.
Köp ýyllap doňdurma gaplamak üçin mekgejöwen çörek bişirijileri, süýji gaplamak üçin glýutin tüwi kagyzy we etli tagamlar üçin tofu derileri adaty iýilýän gaplama. Edöne iýip bolýan filmleriň täjirçilik goşundylary 1967-nji ýylda diýen ýaly ýokdy, hatda mum bilen örtülen miweleri gorap saklamak täjirçilik taýdan gaty çäkli bolupdy. 1986-njy ýyla çenli birnäçe kompaniýa iýip bolýan film önümleri bilen üpjün edip başlady we 1996-njy ýyla çenli iýip bolýan kino kompaniýalarynyň sany 600-den gowrak boldy. Häzirki wagtda iýilýän filmleriň azyk gaplamalaryny gorap saklamakda ulanylyşy artýar we üstünlik gazandy. ýyllyk girdejisi 100 million ABŞ dollaryndan gowrak.
1.1.2 Iýip bolýan filmleriň häsiýetnamalary we görnüşleri
Degişli gözleglere görä, iýip bolýan filmiň şu ajaýyp artykmaçlyklary bar: iýilýän film dürli iýmit maddalarynyň özara göçmegi sebäpli iýmit hiliniň peselmeginiň we ýaramazlaşmagynyň öňüni alyp biler; käbir iýip bolýan film komponentleriniň özlerinde aýratyn iýmit gymmaty we Saglygy goraýyş funksiýasy bar; iýilýän film, CO2, O2 we beýleki gazlar üçin goşmaça barýer häsiýetlerine eýe; iýilýän film mikrotolkun, çörek bişirmek, gowrulan iýmit we derman filmi we örtük üçin ulanylyp bilner; iýilýän film antioksidantlar we konserwantlar we beýleki göterijiler hökmünde ulanylyp bilner, şeýlelik bilen iýmitiň saklanyş möhletini uzaldar; iýilýän film, iýmitiň hilini ýokarlandyrmak we iýmit duýgurlyk aýratynlyklaryny gowulandyrmak üçin reňkleýjiler we iýmitlendiriji güýçlendiriji we ş.m. göteriji hökmünde ulanylyp bilner; iýilýän film howpsuz we iýip bolýar, iýmit bilen bilelikde iýip bolýar; Iýip bolýan gaplaýyş filmleri az mukdarda ýa-da iýmit birliklerini gaplamak üçin ulanylyp bilner we gaplama materiallarynyň umumy päsgelçilik öndürijiligini ýokarlandyrýan adaty gaplama materiallary bilen köp gatlakly birleşdirilen gaplamany emele getirip biler.
Iýip bolýan gaplaýyş filmleriniň ýokardaky işleýiş aýratynlyklaryna eýe bolmagynyň sebäbi, esasan, içindäki belli bir üç ölçegli tor gurluşynyň emele gelmegine esaslanýar we şeýlelik bilen belli bir güýç we päsgelçilik aýratynlyklaryny görkezýär. Iýip bolýan gaplaýyş filminiň işleýiş aýratynlyklary, onuň düzüm bölekleriniň häsiýetlerine ep-esli derejede täsir edýär we içerki polimer baglanyşygynyň derejesi, tor gurluşynyň birmeňzeşligi we dykyzlygy dürli film emele getiriş proseslerine hem täsir edýär. Işleýişinde aç-açan tapawutlar bar [15, 35]. Iýmitlenýän filmleriň çözülişi, reňki, aç-açanlygy we başga-da käbir aýratynlyklary bar, laýyk iýmitlenýän film gaplaýyş materiallary dürli ulanyş şertlerine we gaplanjak önüm obýektleriniň tapawudyna görä saýlanyp bilner.
Iýip bolýan filmiň emele getiriş usulyna görä, ony filmlere we örtüklere bölmek bolar: (1) Öňünden taýýarlanan garaşsyz filmlere adatça film diýilýär. (2) Iýmitiň üstünde örtük, suwa batyrmak we sepmek arkaly emele gelen inçe gatlak örtük diýilýär. Filmler, esasan, aýratyn gaplanmaly (dürli tagamly paketler we amatly iýmitlerdäki ýag paketleri), şol bir düzümi bolan, ýöne aýratyn gaplanmaly iýmitler (kofe, süýt tozy, we ş.m.), we dermanlar ýa-da saglygy goraýyş önümleri. Kapsula material; örtük, esasan, miweler we gök önümler, et önümleri, derman örtügi we gözegçilikde saklanýan mikrokapsulalary ýygnamak ýaly täze iýmitleri saklamak üçin ulanylýar.
Iýip bolýan gaplaýyş filminiň film emele getiriji materiallaryna görä, ony polisakarid iýip bolýan film, belok iýip bolýan film, lipid iýip bolýan film, mikrob iýip bolýan film we birleşdirip bolýan film ýaly bölmek bolar.
1.1.3 Iýip bolýan filmiň ulanylyşy
Ygtybarly we iýip bolýan, hatda belli bir iýmitleniş gymmaty bolan iýmit gaplaýyş materialynyň täze görnüşi hökmünde iýilýän film azyk gaplaýyş pudagynda, derman önümçiliginde, miweleri we gök önümleri saklamakda we saklamakda, gaýtadan işlemekde we saklamakda giňden ulanylýar. et we suw önümleri, çalt nahar öndürmek we nebit öndürmek. Bişen bişirilen süýji ýaly iýmitleri gorap saklamakda giň mümkinçilikleri bar.
1.1.3.1 Iýmit gaplamasynda ulanmak
Film emele getirýän ergin, çyglylygyň, kislorodyň we ysly maddalaryň girmeginiň öňüni almak üçin, gaplamagyň ýitirilmegini netijeli azaldyp we gaplama gatlaklarynyň sanyny azaldyp biljek pürkmek, çotga, suwa batyrmak we ş.m. bilen gaplanjak iýmit bilen örtülendir. ; iýmitiň daşky gatlagyny ep-esli azaltmak Plastiki gaplama bölekleriniň çylşyrymlylygy onuň gaýtadan işlenmegini we gaýtadan işlenmegini aňsatlaşdyrýar we daşky gurşawyň hapalanmagyny azaldýar; dürli komponentleriň arasyndaky özara göçmegi azaltmak we şeýlelik bilen daşky gurşawa hapalanmagy azaltmak üçin köp komponentli çylşyrymly iýmitleriň käbir bölekleriniň aýratyn gaplanylyşyna ulanylýar. Iýmitiň zaýalanmagyny ýa-da iýmitiň hiliniň peselmegini azaltmak. Iýip bolýan film iýmit gaplamak üçin gaplaýyş kagyzlaryna ýa-da gaplaýyş haltalaryna gönüden-göni gaýtadan işlenýär, bu diňe bir howpsuzlygy, arassalygy we amatlylygy gazanman, eýsem daşky gurşawa ak hapalanmagyny hem peseldýär.
Esasy çig mal hökmünde mekgejöwen, soýa we bugdaý ulanyp, kolbasa we beýleki iýmitleri gaplamak üçin kagyz ýaly däneli filmler taýýarlanyp we ulanylyp bilner. Ulanylandan soň, tebigy gurşawda taşlansa-da, olar biodegrirlenip bilner we topragy gowulandyrmak üçin toprak dökünlerine öwrülip biler. . Esasy material hökmünde krahmal, çitosan we noýba garyndylaryny ulanmak bilen, amatly, ygtybarly we örän meşhur çalt nahar iýmek we fransuz gowurmasy ýaly çalt naharlary gaplamak üçin iýip bolýan kagyz taýýarlanyp bilner; tagamly paketler, gaty çorbalar üçin ulanylýar Çig mal ýaly amatly iýmitleriň gaplanylmagy, ulanylanda gazanda göni bişirilip bilner, iýmit hapalanmagynyň öňüni alyp biler, iýmit iýmitlenmesini ýokarlandyryp we arassalanmagy aňsatlaşdyryp biler. Guradylan awakado, kartoşka we döwülen tüwi fermentlenýär we polisakaridlere öwrülýär, bu reňksiz we aç-açan, gowy kislorod barýer aýratynlyklaryna we mehaniki aýratynlyklaryna eýe bolan we iýip bolýan içki gaplaýyş materiallaryny taýýarlamak üçin ulanylyp bilner we süýt tozy gaplamak üçin ulanylýar. , salat ýagy we beýleki önümler [19]. Harby iýmit üçin önüm ulanylandan soň, adaty plastmassa gaplaýyş materiallary daşky gurşawda taşlanýar we nirededigini ýüze çykarmak aňsat bolan duşmany yzarlamak üçin bellik bolýar. Pitsa, konditer önümleri, ketçup, doňdurma, gatyk, tortlar we desertler ýaly köp komponentli ýörite iýmitlerde plastmassa gaplaýyş materiallaryny ulanmak üçin gönüden-göni goşup bolmaýar we iýip bolýan gaplama filmi “Fractional” toparlarynyň sanyny azaldyp biljek özboluşly artykmaçlyklaryny görkezýär. tagamly maddalaryň göçmegi önümiň hilini we estetikasyny gowulandyrýar [21]. Iýip bolýan gaplaýyş filmi, mikrotolkunly iýmit önümlerini batareýa ulgamynda gaýtadan işlemekde ulanylyp bilner. Et önümleri, gök önümler, peýnir we miweler sepmek, suwa batyrmak ýa-da çotga we ş.m. öňünden gaplanýar, doňdurylýar we saklanýar we diňe sarp etmek üçin mikrotolkunly bolmaly.
Az iýip bolýan gaplaýyş kagyzlary we sumkalary az bolsa-da, iýip bolýan gaplaýyş materiallaryny düzmek we ulanmak boýunça köp patent hasaba alyndy. Fransuz azyk kadalaşdyryjy guramalary gidroksipropil metilselulozadan, krahmaldan we natriý sorbatdan ybarat we täjirçilik taýdan elýeterli bolan “SOLUPAN” atly senagat taýdan iýmitlenýän gaplama haltasyny tassyklady.
1.1.3.2 Lukmançylykda ulanmak
Jelatin, sellýuloza önümleri, krahmal we iýilýän sakgyç dermanlaryň we saglyk önümleriniň netijeliligini üpjün edip bilýän we howpsuz we iýip bolýan dermanlaryň we saglyk önümleriniň ýumşak we gaty kapsulanyň gabyklaryny taýýarlamak üçin ulanylyp bilner; käbir dermanlarda hassalar tarapyndan ulanmak kyn bolan ajy tagam bar. Kabul edilen, iýip bolýan filmler şeýle dermanlar üçin tagam örtüji örtük hökmünde ulanylyp bilner; käbir enterik polimer polimerleri aşgazanda (pH 1.2) eremez, ýöne içege (pH 6.8) gurşawynda erär we içegede Durnukly çykarylýan derman örtüginde ulanylyp bilner; maksatly dermanlar üçin daşaýjy hökmünde hem ulanylyp bilner.
Blanko-Fernandes we başgalar. Çitosan asetilleşdirilen monogliserid kompozit filmini taýýarlady we E witaminiň antioksidant işjeňliginiň yzygiderli çykmagy üçin ulandy we täsiri ajaýyp boldy. Uzak möhletli antioksidant gaplaýyş materiallary. Ç Zhangan we başg. krahmal jelatin bilen garyldy, polietilen glikol plastifikator goşuldy we adaty ulanyldy. Çukur gaty kapsulalar birleşdirilen filmiň çümdürilmegi prosesi bilen taýýarlandy we birleşdirilen filmiň aç-açanlygy, mehaniki aýratynlyklary, gidrofil häsiýetleri we faza morfologiýasy öwrenildi. gowy kapsulanyň materialy [52]. Lal we başgalar. parasetamol kapsulalarynyň enterik örtügi üçin kafirini iýip bolýan örtük etdi we iýilýän filmiň mehaniki aýratynlyklaryny, ýylylyk aýratynlyklaryny, barýer aýratynlyklaryny we neşe serişdelerini goýbermek aýratynlyklaryny öwrendi. Netijeler mekgejöweniň örtügi Gliadin filminiň dürli gaty kapsulalarynyň aşgazanda döwülmändigini, ýöne derman serişdesini pH 6.8-de içege çykarandygyny görkezdi. Paik we başgalar. indometasin bilen örtülen HPMC phalat bölejiklerini taýýarlady we HPMC-iň iýip bolýan film emele getirýän suwuklygyny neşe bölejikleriniň üstüne sepdi we neşe serişdeleriniň girmeginiň derejesini, neşe bölejikleriniň ortaça bölejigini, iýilýän filmi HPMCN bilen örtülenligini görkezdi indometasin agyz bekleýän derman, dermanyň ajy tagamyny örtmek we neşe serişdelerini eltmegi maksat edinip biler. Oladzadabbasabadi we başgalar. Adaty jelatin kapsulalarynyň ornuna iýip bolýan birleşýän filmi taýýarlamak üçin üýtgedilen sago krahmalyny garyşdyryp, guradyjy kinetikasyny, termo-mehaniki aýratynlyklaryny, fiziki-himiki aýratynlyklaryny we barýer aýratynlyklaryny öwrendi, Netijeler birleşdirilen iýilýän filmiň jelatine meňzeş häsiýetleriniň bardygyny we edip biljekdigini görkezýär. derman kapsulalaryny öndürmekde ulanylmaly.
1.1.3.3 Miwe we gök önümleri saklamakda ulanmak
Saýlanandan soň täze miwelerde we gök önümlerde biohimiki täsirler we dem alyş henizem güýçli dowam edýär, bu miweleriň we gök önümleriň dokumalarynyň zeperlenmegini çaltlaşdyrar we otag temperaturasynda miwelerde we gök önümlerde çyglylygyň ýitmegine sebäp bolýar. içki dokumalaryň hili we miweleriň we gök önümleriň duýgur aýratynlyklary. peselmegi. Şonuň üçin miweleri we gök önümleri saklamakda we daşamakda gorap saklamak iň möhüm meselä öwrüldi; adaty gorap saklamagyň usullary erbet gorap saklamak täsirine we ýokary çykdajylara eýe. Miwe we gök önümleri örtmek häzirki wagtda otag temperaturasyny goramagyň iň täsirli usulydyr. Iýip bolýan film emele getirýän suwuklyk, mikroorganizmleriň çozmagynyň öňüni alyp, dem alşyny, suwuň ýitmegini we miwe we ösümlik dokumalarynyň ýokumlylygyny ýitirip, miwe we ösümlik dokumalarynyň fiziologiki garramagyny gijikdirip bilýän miweleriň we gök önümleriň üstünde örtülendir. miwe we gök önüm dokumalaryny saklaň. Täze saklamak we saklanyş möhletini uzaltmak maksadyna ýetmek üçin ýalpyldawuk görnüş. Amerikalylar iýmitlenýän filmi taýýarlamak üçin esasy çig mal hökmünde ösümlik ýagyndan alnan asetil monogliseridini we peýniri ulanýarlar we miweleri we gök önümleri täze saklamak, suwsuzlanmagyň, goňurlaşmagyň we mikroorganizmleriň çozmagynyň öňüni almak üçin ulanýarlar. uzak wagtlap. Täze ýagdaý. Japanaponiýa, sowuk ammar bilen deňeşdirilende täze saklaýyş effektini gazanyp biljek kartoşkany täze saklaýan film taýýarlamak üçin galyndy ýüpegi çig mal hökmünde ulanýar. Amerikalylar örtük suwuklygy döretmek we kesilen miweleri täze saklamak üçin esasy çig mal hökmünde ösümlik ýagyny we miwesini ulanýarlar we gorap saklamagyň täsiriniň gowydygyny gördüler.
Markes we başgalar. çig mal hökmünde süýtli belogy we pektini ulandy we horlanmak derejesini ep-esli peseldip biljek täze kesilen alma, pomidor we käşir örtmek üçin ulanylýan birleşdirilen iýilýän filmi taýýarlamak üçin glutaminaza goşdy. , täze kesilen miweleriň we gök önümleriň üstünde mikroorganizmleriň ösmegini bökdeýär we täze kesilen miweleriň we gök önümleriň tagamyny we tagamyny saklamak şerti bilen saklanyş möhletini uzaldýar. Şi Lei we başgalar. üzümiň horlanmagyny we çüýremegini peseldip, üzümiň reňkini we ýagtylygyny saklap we erän gaty jisimleriň zaýalanmagyny gijikdirip bilýän çitosan iýilýän film bilen örtülen gyzyl globus üzümleri. Çitosan, natriý alginat, natriý karboksimetilseluloza we poliakrilat çig mal hökmünde Liu we ş.m. miweleri we gök önümleri täze saklamak üçin köp gatly örtük bilen iýilýän filmleri taýýarlady we olaryň morfologiýasyny, suwda erginligini we ş.m. öwrendi. Netijeler natriý karboksimetil sellýuloza-sitosan-gliserol kompozit filminiň iň gowy gorap saklamak täsirini görkezendigini görkezdi. Gün Çingşen we başg. Çilekleriň geçişini ep-esli azaldyp bilýän, dem alşyny saklap bilýän we çüýrük miweleriň tizligini peseldip bilýän, sogan saklamak üçin ulanylýan soýa belogynyň izolýasiýasynyň birleşýän filmini öwrendi. Ferreira we başgalar. Birleşdirilen iýilýän filmi taýýarlamak üçin miwe we gök önüm galyndy galyndylary we kartoşka gabygy tozy ulanyldy, birleşýän filmiň suwda çözülişini we mehaniki aýratynlyklaryny öwrendi we şahy goramak üçin örtük usuly ulanyldy. Netijeler gyrgynyň saklanyş möhletiniň uzaldylandygyny görkezdi. 50%, horlanmak derejesi 30-57% azaldy, organiki kislota we çyglylyk düýpgöter üýtgemedi. Fu Siaowei we başgalar. Çitosan iýilýän film bilen täze burçlaryň saklanyşyny öwrendi we netijeler täze burçlaryň saklanylanda dem alyş güýjüni ep-esli azaldyp we burçlaryň garramagyny gijikdirip biljekdigini görkezdi. Navarro-Tarazaga we ş.m. erik saklamak üçin ary mumy üýtgedilen HPMC iýilýän film ulanyldy. Netijeler, ary balynyň HPMC filmleriniň kislorod we çyglylyk barýer aýratynlyklaryny we mehaniki aýratynlyklaryny gowulaşdyryp biljekdigini görkezdi. Erikleriň horlanmak derejesi ep-esli azaldy, saklanylanda miwäniň ýumşadylmagy we ganamagy gowulaşdy we erikleriň saklanyş möhleti uzaldyldy. Tang Liýing we ş.m. krahmal üýtgemeginde gabyk aşgar erginini ulanyp, iýip bolýan gaplama filmini taýýarlady we filmiň aýratynlyklaryny öwrendi; şol bir wagtyň özünde, filmi emele getirýän suwuklygy mangony tämizlemek üçin ulanmak dem almagy netijeli azaldyp biler. Saklanylanda goňur hadysanyň öňüni alyp biler, horlanmak derejesini azaldyp we saklanyş möhletini uzaldyp biler.
1.1.3.4 Et önümlerini gaýtadan işlemekde we gorap saklamakda ulanmak
Baý iýmitler we ýokary suw işjeňligi bolan et önümleri gaýtadan işlemek, daşamak, saklamak we sarp etmek prosesinde mikroorganizmler tarapyndan aňsatlyk bilen çozýar, netijede reňk we ýagyň okislenmegi we beýleki zaýalanýar. Et önümleriniň saklanyş möhletini we saklanyş möhletini uzaltmak üçin, et önümlerindäki fermentleriň işjeňligini we ýerdäki mikroorganizmleriň çozmagyny, ýagyň oksidlenmegi sebäpli reňkiň we ysyň ýaramazlaşmagynyň öňüni almaly. Häzirki wagtda iýip bolýan filmleri gorap saklamak, içerde we daşary ýurtlarda eti tygşytlamakda giňden ulanylýan usullaryň biridir. Adaty usul bilen deňeşdireniňde, iýilýän filmde gaplanan et önümlerinde daşarky mikroorganizmleriň çozmagy, ýagyň oksidleýji täsiri we şiräniň ýitmegi ep-esli gowulaşdy we et önümleriniň hili ep-esli ýokarlandy. Saklanyş möhleti uzaldyldy.
Et önümleriniň iýilýän filmi boýunça gözleg 1950-nji ýyllaryň ahyrynda başlandy we kolbasa önümçiliginde we gaýtadan işlenişinde giňden ulanylýan kollagen iýilýän film boldy. Emiroglu we başgalar. Antibakterial film döretmek üçin soýa belogynyň iýilýän filmine künji ýagyny goşdy we doňdurylan sygyr etine antibakterial täsirini öwrendi. Netijeler antibakterial filmiň Stafilokokk aureusynyň köpelmegine we ösmegine ep-esli päsgel berip biljekdigini görkezdi. Wook we ş.m. proantosýanidin iýip bolýan film taýýarlady we sowadyjy doňuz etini tazelik üçin örtdi. 14 gün saklanylandan soň reňk, pH, TVB-N bahasy, tiobarbitur kislotasy we doňuz etiniň mikrob sanlary öwrenildi. Netijeler proantosýanidinleriň iýilýän filminiň tiobarbitur kislotasynyň emele gelmegini netijeli azaldyp biljekdigini, ýag kislotasynyň zaýalanmagynyň öňüni alyp biljekdigini, et önümleriniň üstündäki mikroorganizmleriň çozmagyny we köpelmegini azaldyp, et önümleriniň hilini ýokarlandyryp, saklanyş möhletini uzaldyp biljekdigini görkezdi ýaramlylyk möhleti. Jiang Shaotong we başg. krahmal-natriý alginat birleşýän membrananyň erginine çaý polifenollary we allisin goşup, 0-4 ° C derejesinde 19 günden gowrak saklanyp bilinýän sowadylan doňuz etiniň täzeligini saklamak üçin ulandy. Cartagena we ş.m. Nisin mikroblara garşy serişdesi bilen goşulan kollagen iýilýän filmiň doňuz dilimleriniň saklanmagyna antibakterial täsiri barada habar berdi, bu kollagen iýilýän filmiň doňdurylan doňuz dilimleriniň çyglylygyny azaldyp biljekdigini, et önümleriniň çişmegini gijikdirip biljekdigini we 2 sany kollagen filmini goşup biljekdigini görkezdi nisin iň gowy gorap saklamak täsirini ýetirdi. Wang Rui we başgalar. pH, üýtgäp durýan azot, gyzyllygyň we sygyr etiniň koloniýalarynyň umumy sanyny deňeşdirip seljermek arkaly natriý alginatyň, sitosanyň we karboksimetil süýüminiň üýtgemelerini öwrendi. Sowadylan sygyr etiniň täzeligini saklamak üçin natriý witamininiň iýilýän üç görnüşi ulanyldy. Netijeler natriý alginatyň iýilýän filminiň tazelikleri goramagyň ideal täsiriniň bardygyny görkezdi. Kaprioli we başgalar. bişirilen hindi towugyny natriý kazeinat iýip bolýan film bilen örtüp, soňra 4 ° C-de sowadyň. Geçirilen gözlegler, natriý kazeinat iýilýän filmiň sowadyjy wagtynda hindi etini haýalladyp biljekdigini görkezdi. gödeklik.
1.1.3.5 Suw önümlerini gorap saklamak
Suw önümleriniň hiliniň peselmegi esasan erkin çyglylygyň peselmeginde, tagamyň ýaramazlaşmagynda we suw önümleriniň gurluşynyň ýaramazlaşmagynda ýüze çykýar. Suw önümleriniň dargamagy, okislenme, denaturasiýa we mikrob çozmagy netijesinde dörän gury sarp etmek, bularyň hemmesi suw önümleriniň saklanyş möhletine täsir edýän möhüm faktorlar. Doňdurylan ammar suw önümlerini gorap saklamagyň umumy usulydyr, ýöne süýji suw balyklary üçin has çynlakaý bolan bu işde hiliň belli bir derejede peselmegi hem bolar.
Suw önümlerini iýip bolýan filmi gorap saklamak 1970-nji ýyllaryň ahyrynda başlandy we häzirki wagtda giňden ulanylýar. Iýmitlenýän film doňdurylan suw önümlerini netijeli gorap biler, suwuň ýitgisini azaldyp biler, şeýle hem ýagyň okislenmeginiň öňüni almak üçin antioksidantlar bilen birleşdirilip, ýaramlylyk möhletini we ýaramlylyk möhletini uzaldyp biler. Meenatchisundaram we ş.m. Kraxmal matrisa hökmünde krahmal esasly iýmitlenýän film taýýarlady we ýorunja we darçyn ýaly ýakymly yslary goşdy we ak karidesiň saklanmagy üçin ulandy. Netijeler, iýip bolýan krahmal filminiň mikroorganizmleriň ösüşini netijeli saklap biljekdigini, ýagyň okislenmegini haýalladyp biljekdigini, sowadyjy ak karidesiň saklanyş möhletini 10 we C we 4 ° C-de uzaldyp biljekdigini görkezdi. Çeng uanuanyuan we beýlekiler pullulan ergininiň konserwatiwini öwrendiler we süýji suw balyklaryny amala aşyrdylar. Gorap saklamak, mikroorganizmleriň ösmegine täsir edip biler, balyk belogynyň we ýagyň okislenmegini haýalladyp biler we ajaýyp gorap saklamaga täsir edip biler. Usunus we başgalar. örtülen älemgoşar alabasy, jelatin iýilýän film bilen aýlag ýapragy efir ýagy goşuldy we 4 ° C-de sowadyjy saklamagyň täsirini öwrendi. Netijeler, jelatin iýilýän filmiň älemgoşar alabasynyň hilini 22 güne çenli saklamakda täsirli bolandygyny görkezdi. uzak wagtlap Wang Siwei we başgalar. esasy material hökmünde natriý alginat, çitosan we CMC ulandy, iýilýän film suwuklygyny taýýarlamak üçin stearik kislotany goşdy we tämizlik üçin Penaeus vannamei örtmek üçin ulandy. Geçirilen gözleg, CMC we çitosanyň birleşdirilen filminiň suwuklygyň gowy gorap saklaýandygyny we ýaramlylyk möhletini takmynan 2 gün uzaldyp biljekdigini görkezdi. Shang Şengping we beýlekiler täze saç düzümini sowatmak we saklamak üçin çitosan-çaý polifenol iýilýän filmi ulandylar, bu saçyň üstündäki bakteriýalaryň köpelmegine täsir edip biler, üýtgäp durýan gidroklor turşusynyň emele gelmegini gijikdirip biler we saç düzüminiň saklanyş möhletini uzaldyp biler. takmynan 12 gün.
1.1.3.6 Bişen iýmitde ulanmak
Çuň gowrulan iýmit, köp önümli giňden ýaýran taýýar iýmitdir. Taýýarlanylanda iýmitiň reňkiniň üýtgemeginiň öňüni alyp we ýagyň sarp edilmegini azaldyp bilýän polisakarid we belok iýip bolýan film bilen örtülendir. kislorodyň we çyglylygyň girmegi [80]. Bişen iýmitleri gellan sakgyjy bilen örtmek, ýagyň sarp edilişini 35% -63% azaldyp biler, meselem, saşimi gowuranda, ýag sarp edilişini 63% azaldyp biler; kartoşka çipleri gowrulanda, ýag sarp edilişini 35% -63% azaldyp biler. Fuelangyjyň sarp edilişini 60% we ş.m. azaltdy [81].
Singthong we ş.m. gowrulan banan zolaklaryny örtmek üçin ulanylýan natriý alginat, karboksimetil sellýuloza we pektin ýaly polisakaridleriň iýilýän filmlerini ýasady we gowrulandan soň ýagyň siňdiriş derejesini öwrendi. Netijeler pektin we karboksil Metilseluloza bilen örtülen gowrulan banan zolaklarynyň has gowy duýgurlyk hilini görkezendigini görkezdi, şolaryň arasynda pektin iýilýän film ýagyň siňdirilmegini azaltmakda iň gowy täsir etdi [82]. Holownia we ş.m. ýagyň sarp edilişindäki üýtgeşmeleri, erkin ýag kislotasynyň düzümini we gowrulan ýagdaky reňk bahasyny öwrenmek üçin gowrulan towuk filetleriniň üstünde örtülen HPMC we MC filmleri. Öň örtük ýagyň siňdirilmegini azaldyp, ýagyň ömrüni gowulaşdyryp biler [83]. Sheng Meixiang we başg. CMC, çitosan we soýa belogynyň iýmitlenýän filmlerini ýasady, örtülen kartoşka çipleri we ýagyň siňdirilişini, suwuň düzümini, reňkini, akrilamid mazmunyny we kartoşka çipleriniň duýgur hilini öwrenmek üçin ýokary temperaturada gowurdy. , netijeler soýa belogynyň izolirlenýän iýilýän filmiň gowrulan kartoşka çipleriniň ýag sarp edilmegine ep-esli täsir edýändigini we çitosan iýilýän filmiň akrilamidiň mukdaryny azaltmaga has gowy täsir edýändigini görkezdi [84]. Salwador we başgalar. gowrulan skid halkalarynyň ýüzüni bugdaý krahmaly, üýtgedilen mekgejöwen krahmasy, dekstrin we glýuten bilen örtdi, bu skid halkalarynyň çişigini gowulaşdyryp we ýagyň siňdiriliş derejesini peseldip biler [85].
1.1.3.7 Bişirilen önümlerde ulanmak
Iýilýän film, bişirilen önümleriň daşky görnüşini gowulandyrmak üçin tekiz örtük hökmünde ulanylyp bilner; Bişirilen önümleriň saklanyş möhletini gowulandyrmak üçin çyglylyga, kislorod, ýag we ş.m. päsgelçilik hökmünde ulanylyp bilner, mysal üçin, çitosan iýilýän film örtükli çöregiň üstünde ulanylýar, gysga iýmitler we iýmitler üçin ýelim hökmünde hem ulanylyp bilner, mysal üçin, gowrulan nohut köplenç duz we tagamly palta ýelimleri bilen örtülýär [87].
Kristos we başgalar. Natriý alginat we süýtli belokdan iýilýän filmleri ýasap, Lactobacillus rhamnosus probiotik çöreginiň üstünde örtüpdir. Gözleg, probiyotikleriň diri galmagyň derejesiniň ep-esli gowulaşandygyny görkezdi, ýöne iki görnüşli çörek iýmit siňdiriş mehanizmleriniň gaty meňzeşdigini görkezdi, şonuň üçin iýilýän filmiň örtügi çöregiň gurluşyny, tagamyny we termofiziki aýratynlyklaryny üýtgetmeýär [88]. Panuwat we başgalar. Iýip bolýan birleşýän filmi taýýarlamak üçin metil sellýuloza matrisasyna hindi goziniň ekstraktyny goşdy we gowrulan kawaýlaryň täzeligini saklamak üçin ulandy. Netijeler, birleşdirilen iýilýän filmiň saklanylanda gowrulan kawaýlary netijeli saklap biljekdigini görkezdi. Hil ýaramazlaşdy we gowrulan kawaýlaryň saklanyş möhleti 90 güne çenli uzaldyldy [89]. Schou we başgalar. natriý kazeinat we gliserin bilen aç-açan we çeýe iýilýän film ýasady we mehaniki aýratynlyklaryny, suwuň geçirijiligini we bişirilen çörek dilimlerine gaplaýyş täsirini öwrendi. Netijeler, natriý kazeinatyň iýilýän filminiň bişirilen çöregi görkezdi. Çörek bişirilenden soň, gatylygy otag temperaturasynda 6 sagadyň içinde peselip biler [90]. Du we başgalar. Alma esasly iýilýän film we pomidor esasly iýilýän film, gowrulan towugy örtmek üçin ösümlik efir ýaglary bilen goşuldy, bu towugy gowurmazdan ozal mikroorganizmleriň ösmegine päsgel bermän, gowrulandan soň towugyň tagamyny ýokarlandyrdy [91]. Javanmard we başgalar. bugdaý krahmalynyň iýilýän filmini taýýarlady we bişirilen pisse dänelerini örtmek üçin ulandy. Netijeler iýip bolýan krahmal filminiň hozlaryň oksidleýji çişmeginiň öňüni alyp biljekdigini, hozuň hilini ýokarlandyryp we ýaramlylyk möhletini uzaldyp biljekdigini görkezdi [92]. Majid we başgalar. kislorod päsgelçiligini ýokarlandyryp, nohutyň çişmegini peseldip, gowrulan nohut çişigini gowulaşdyryp we saklanyş möhletini uzaldyp bilýän gowrulan nohutlary örtmek üçin süýtli belok iýilýän film ulanyldy [93].
1.1.3.8 Konditer önümlerinde ulanmak
Süýji pudagynda üýtgäp durýan komponentleriň ýaýramagy üçin ýokary talaplar bar, şonuň üçin şokolad we ýalpyldawuk ýüzli süýjüler üçin üýtgäp durýan komponentleri öz içine alýan örtük suwuklygyny çalyşmak üçin suwda eräp bolýan iýmit filmlerini ulanmak zerur. Iýip bolýan gaplaýyş filmi, kislorodyň we çyglylygyň göçmegini azaltmak üçin süýjüleriň üstünde tekiz gorag filmini döredip biler [19]. Konditer önümlerinde süýtli belok iýilýän filmleriň ulanylmagy, üýtgäp durýan komponentleriniň ýaýramagyny ep-esli azaldyp biler. Şokolad gutapjyklar we nohut ýagy ýaly ýagly iýmitleri ýapmak üçin ulanylanda, ýag şokoladyň daşky gatlagyna geçer we şokolady ýelmeşdirer we “ters aýaz” hadysasyna sebäp bolar, ýöne içki material gurar, netijede a tagamynyň üýtgemegi. Ierag barýer funksiýasy bilen iýip bolýan film gaplaýyş materialynyň gatlagyny goşmak bu meseläni çözüp biler [94].
Nelson we başgalar. birnäçe lipidleri öz içine alýan süýjüleri örtmek üçin metilseluloza iýilýän filmi ulandy we örän pes lipid geçirijiligini görkezdi, şeýlelik bilen şokoladda aýaz hadysasynyň öňüni aldy [95]. Maýers, ýelimini gowulaşdyryp, suwuň üýtgemegini azaldyp we ýaramlylyk möhletini uzaldyp bilýän sakgyç çeýnemek üçin gidrogel-mum bilýer iýilýän film ulandy [21]. Fadini we başgalar tarapyndan taýýarlanan suw. Dekollagen-kakao ýagy iýip bolýan birleşýän film, mehaniki aýratynlyklary we suw geçirijiligi üçin öwrenildi we gowy netijeleri bolan şokolad önümleri üçin örtük hökmünde ulanyldy [96].
1.1.4 Sellýuloza esasly iýilýän filmler
Sellýuloza esasly iýilýän film, esasy çig mal hökmünde iň köp sellýulozadan we tebigatda emele gelen önümlerden taýýarlanylýan iýilýän filmdir. Sellýuloza esasly iýilýän film yssyz we tagamsyz bolup, gowy mehaniki güýje, ýag barýeriniň häsiýetlerine, aýdyňlygyna, çeýeligine we gowy gaz barýer aýratynlyklaryna eýedir. Şeýle-de bolsa, sellýulozanyň gidrofil tebigaty sebäpli, sellýuloza esasly iýilýän filmiň garşylygy Suwuň öndürijiligi adatça pes bolýar [82, 97-99].
Azyk senagaty önümçiliginde galyndy materiallaryndan ýasalan sellýuloza esasly iýilýän film ajaýyp öndürijilik bilen iýip bolýan gaplaýyş filmlerini alyp biler we önümleriň goşmaça bahasyny ýokarlandyrmak üçin galyndy materiallaryny gaýtadan ulanyp biler. Ferreira we başgalar. Sellýuloza esasly iýip bolýan birleşýän filmi taýýarlamak üçin miwe we gök önüm galyndy galyndylaryny kartoşkanyň gabygy tozy bilen garyşdyryp, täzeligi saklamak üçin şahyryň örtügine ulanyp, gowy netijelere ýetdi [62]. Tan Huizi we başgalar. noýba garyndylaryndan alnan berhiz süýümini esasy material hökmünde ulandy we gowy mehaniki aýratynlyklary we barýer häsiýetleri bolan [100] soýa süýüminiň iýilýän filmini taýýarlamak üçin belli bir mukdarda galyňlaşdyryjy goşdy, esasan çalt nahar tagamyny gaplamak üçin ulanylýar. , material paketini göni gyzgyn suwda eritmek amatly we ýokumlydyr.
Metil sellýuloza (MC), karboksimetil sellýuloza (CMC) we gidroksipropil metil sellýuloza (HPMC) ýaly suwda erän sellýuloza emele gelenler üznüksiz matrisa emele getirip biler we köplenç iýilýän filmleriň işlenip düzülmeginde we gözleginde ulanylýar. Sýao Naýu we başg. MC-ni esasy film emele getirýän substrat hökmünde ulandy, polietilen glikol we kalsiý hloridi we beýleki kömekçi materiallary goşdy, guýma usuly bilen MC iýip bolýan filmi taýýarlady we olekranonyň agzyny uzaldyp bilýän olekranonyň saklanmagyna ulanyldy. Şetdalynyň saklanyş möhleti 4,5 gün [101]. Esmaeili we başgalar. Döküm arkaly MC iýip bolýan filmi taýýarlady we ösümlik efir ýagy mikrokapsulalarynyň örtügine ulandy. Netijeler, MC filminiň ýagy bloklaýjy täsiriniň bardygyny we ýag kislotasynyň zaýalanmagynyň öňüni almak üçin iýmit gaplamalarynda ulanylyp bilinjekdigini görkezdi [102]. Týan we ş.m. Stearik kislotasy we doýmadyk ýag kislotalary bilen MC iýip bolýan filmleri, MC iýilýän filmleriň suwy bloklaýjy häsiýetlerini gowulandyryp biler [103]. Lai Fengying we ş.m. Soliwent görnüşiniň MC iýilýän filmiň film emele getirişine täsirini we iýilýän filmiň barýer häsiýetlerini we mehaniki aýratynlyklaryny öwrendi [104].
CMC membranalarynyň O2, CO2 we ýaglara gowy päsgelçilik häsiýetleri bar we iýmit we lukmançylyk pudagynda giňden ulanylýar [99]. Bifani we başgalar. CMC membranalaryny taýýarlady we ýaprak ekstraktlarynyň suw barýer aýratynlyklaryna we membranalaryň gaz barýer häsiýetlerine täsirini öwrendi. Netijeler ýaprak ekstraktlarynyň goşulmagynyň membranalaryň çyglylygyny we kislorod barýer häsiýetlerini ep-esli gowulaşdyryp biljekdigini görkezdi, ýöne CO2 üçin däl. Päsgelçilik häsiýetleri ekstraktyň konsentrasiýasy bilen baglanyşyklydyr [105]. de Moura we başgalar. taýýarlanan “chitosan nanoparticles” CMC filmlerini güýçlendirdi we birleşdirilen filmleriň ýylylyk durnuklylygyny, mehaniki aýratynlyklaryny we suwda çözülişini öwrendi. Netijeler, sitosan nanopartikullarynyň CMC filmleriniň mehaniki aýratynlyklaryny we ýylylyk durnuklylygyny netijeli gowulaşdyryp biljekdigini görkezýär. Jyns [98]. Ghanbarzadeh we başgalar. CMC iýilýän filmleri taýýarlady we gliserol bilen ole turşusynyň CMC filmleriniň fiziki-himiki aýratynlyklaryna täsirini öwrendi. Netijeler filmleriň päsgelçilik häsiýetleriniň ep-esli gowulaşandygyny, ýöne mehaniki häsiýetleriniň we aýdyňlygynyň peselendigini görkezdi [99]. Çeng we başgalar. karboksimetil sellýuloza-konýak glýukomannan iýip bolýan birleşýän film taýýarlady we palma ýagynyň birleşýän filmiň fiziki-himiki aýratynlyklaryna täsirini öwrendi. Netijeler kiçi lipid mikrosferalarynyň birleşýän filmi ep-esli ýokarlandyryp biljekdigini görkezdi. Surfaceerüsti gidrofobiýa we suw molekulasynyň geçiş kanalynyň egriligi membrananyň çyglylyk barýeriniň işleýşini gowulandyryp biler [106].
HPMC filmi emele getirýän gowy häsiýetlere eýedir we filmi çeýe, aç-açan, reňksiz we yssyzdyr we ýag-barýer häsiýetlerine eýedir, ýöne mehaniki aýratynlyklary we suwy ýapmak häsiýetleri kämilleşdirilmeli. Zuniga we başg. HPMC film emele getirýän erginiň başlangyç mikrostrukturasynyň we durnuklylygynyň filmiň ýüzüne we içki gurluşyna ep-esli derejede täsir edip biljekdigini we film gurluşy emele gelende nebit damjalarynyň ýagtylygyň geçmegine we ýerüsti işjeňligine ep-esli derejede täsir edip biljekdigini görkezdi. film. Agentiň goşulmagy, film emele getirýän erginiň durnuklylygyny ýokarlandyryp biler, bu bolsa öz gezeginde filmiň üstki gurluşyna we optiki häsiýetlerine täsir edýär, ýöne mehaniki aýratynlyklary we howanyň geçirijiligi peselmeýär [107]. Klangmuang we başgalar. HPMC filminiň mehaniki aýratynlyklaryny we barýer häsiýetlerini gowulandyrmak üçin HPMC iýilýän filmi güýçlendirmek we üýtgetmek üçin organiki taýdan üýtgedilen palçyk we ary balyny ulandy. Gözleg, ary baly we palçykdan soň HPMC iýilýän filmiň mehaniki häsiýetleriniň iýilýän film bilen deňeşdirilýändigini görkezdi. Çyglylyk komponentleriniň öndürijiligi gowulaşdy [108]. Dogan we başgalar. HPMC iýilýän filmi taýýarlady we HPMC filmini güýçlendirmek we üýtgetmek üçin mikrokristally sellýulozany ulandy we filmiň suw geçirijiligini we mehaniki aýratynlyklaryny öwrendi. Netijeler üýtgedilen filmiň çyglylyk barýer häsiýetleriniň düýpgöter üýtgemändigini görkezdi. , ýöne mehaniki aýratynlyklary ep-esli gowulaşdy [109]. Choi we başgalar. Iýip bolýan birleşýän filmi taýýarlamak üçin HPMC matrisasyna oregano ýapragy we bergamot efir ýagyny goşdy we täze erikleriň örtüginde saklandy. Gözleg, iýip bolýan birleşýän filmiň erikleriň dem alşyny netijeli saklap biljekdigini, etileniň önümçiligini azaldyp, horlanmagyň tizligini peseldip we erikleriň hilini ýokarlandyryp biljekdigini görkezdi [110]. Esteglal we başgalar. Iýip bolýan birleşýän filmleri taýýarlamak üçin HPMC-ni jelatin bilen garyşdyryp, iýip bolýan kompozit filmleri öwrendi. HPMC jelatiniň fiziki-himiki aýratynlyklary, mehaniki aýratynlyklary we utgaşyklygy HPMC jelatin birleşýän filmleriniň dartyş häsiýetleriniň düýpgöter üýtgemändigini görkezdi, bu dermanlyk kapsulalary taýýarlamakda ulanylyp bilner [111]. Villacres we ş.m. HPMC-kassava krahmalynyň iýip bolýan birleşýän filmleriniň mehaniki aýratynlyklaryny, gaz barýeriniň häsiýetlerini we antibakterial häsiýetlerini öwrendi. Netijeler, birleşdirilen filmleriň gowy kislorod barýer häsiýetlerine we antibakterial täsirlere eýedigini görkezdi [112]. Byun we başg. shellac-HPMC birleşýän membranalary taýýarlady we emulsifikatorlaryň görnüşleriniň we gabyk konsentrasiýasynyň birleşýän membranalara täsirini öwrendi. Emulsifikator birleşýän membrananyň suwy bloklaýjy häsiýetlerini azaltdy, ýöne mehaniki aýratynlyklary ep-esli azalmady; gabygyň goşulmagy HPMC membranasynyň ýylylyk durnuklylygyny ep-esli gowulaşdyrdy we gabygyň konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen onuň täsiri ýokarlandy [113].
1.1.5 Kraxmal esasly iýilýän filmler
Kraxmal iýilýän filmleri taýýarlamak üçin tebigy polimerdir. Giň çeşmäniň, arzan bahanyň, biokompatibiligiň we iýmitlenişiň artykmaçlyklaryna eýedir we azyk we derman senagatynda giňden ulanylýar [114-117]. Recentlyakynda azyk saklamak we gorap saklamak üçin arassa krahmal iýilýän filmler we krahmal esasly iýilýän kompozit filmler boýunça gözlegler birin-birin ýüze çykdy [118]. Amokary amiloza krahmaly we gidroksipropilirlenen üýtgedilen krahmal krahmal esasly iýilýän filmleri taýýarlamak üçin esasy materialdyr [119]. Kraxmalyň retrogradasiýasy film döretmek ukybynyň esasy sebäbi. Amilozanyň mazmuny näçe ýokary bolsa, birek-birekli baglanyşyk näçe berk bolsa, retrogradasiýa öndürmek aňsat bolar we film döredýän emläk şonça-da gowy bolar we filmiň soňky dartyş güýji. ulurak. Amiloza pes kislorod geçirijiligi bolan suwda erän filmleri ýasap biler we gaplanan iýmitleri netijeli gorap bilýän ýokary temperatura şertlerinde ýokary amiloza filmleriniň barýer häsiýetleri azalmaz [120].
Kraxmal iýilýän film, reňksiz we yssyz, aç-açanlygy, suwda çözülişi we gaz barýer häsiýetleri bar, ýöne birneme güýçli gidrofilligi we çyglylygyň päsgelçilik häsiýetlerini görkezýär, şonuň üçin esasan azyk kislorody we ýag barýer gaplamalarynda ulanylýar [121-123]. Mundan başga-da, krahmal esasly membranalar garramaga we yza çekilmäge ýykgyn edýär we mehaniki aýratynlyklary birneme pesdir [124]. Aboveokardaky kemçilikleri ýeňip geçmek üçin krahmal fiziki, himiki, ferment, genetiki we goşmaça usullar bilen krahmal esasly iýilýän filmleriň häsiýetlerini gowulandyrmak üçin üýtgedilip bilner [114].
Zhang Zhengmao we başg. örtükli ultramelewşe krahmal iýilýän plyonkany ulanyp, suwuň ýitgisini netijeli azaldyp biljekdigini, erän şekeriň mukdaryny azaltmagy we qulupnagyň saklanyş möhletini netijeli uzaldyp biljekdigini anyklady [125]. Garsiýa we başgalar. Täze çilek örtük filmini gorap saklamak üçin ulanylýan üýtgedilen krahmal film emele getirýän suwuklygy almak üçin dürli zynjyr gatnaşygy bolan krahmal. Nyrh we dargamak derejesi örtülmedik toparyňkydan has gowydy [126]. Ghanbarzadeh we başgalar. limon kislotasynyň özara baglanyşygy arkaly üýtgedilen krahmal we himiki taýdan birleşdirilen üýtgedilen krahmal filmini aldy. Geçirilen gözlegler, biri-birine bagly üýtgemelerden soň, krahmal filmleriniň çyglylyk barýeriniň we mehaniki häsiýetleriniň gowulaşandygyny görkezdi [127]. Gao Kunyu we başg. krahmalyň ferment gidroliz bejergisini geçirdi we krahmal iýilýän filmi aldy, dartyş güýji, uzalmagy we eplenme garşylygy ýaly mehaniki aýratynlyklary ýokarlandy we fermentleriň hereket wagtynyň köpelmegi bilen çyglylyk barýeriniň öndürijiligi ýokarlandy. ep-esli gowulaşdy [128]. Parra we başgalar. Gowy mehaniki häsiýetleri we pes suw buglaryny geçiriş tizligi bilen iýip bolýan filmi taýýarlamak üçin tapioka krahmalyna birleşdiriji serişde goşdy [129]. Fonseca we başgalar. kartoşka krahmalyny oksidlemek üçin natriý gipohlorit ulanyp, okislenýän krahmalyň iýilýän filmini taýýarlady. Gözleg, ýokary suwly iýmit önümleriniň gaplanylyşyna ulanylyp bilinjek suw buglarynyň geçiriş tizliginiň we suwda ergininiň ep-esli azalandygyny görkezdi [130].
Kraxmaly beýleki iýilýän polimerler we plastifikatorlar bilen birleşdirmek, krahmal esasly iýilýän filmleriň häsiýetlerini gowulandyrmagyň möhüm usulydyr. Häzirki wagtda köplenç ulanylýan çylşyrymly polimerler esasan pektin, sellýuloza, deňiz ösümlikleriniň polisakaridi, sitosan, karrageenan we ksantan sakgyjy ýaly gidrofil kolloidlerdir [131].
Mariýa Rodriges we başgalar. Kraxmal esasly iýilýän filmleri taýýarlamak üçin esasy material hökmünde kartoşka krahmalyny we plastifikatorlary ýa-da surfaktantlary ulanyp, plastifikatorlaryň filmiň çeýeligini ýokarlandyryp biljekdigini we surfaktantlaryň filmiň uzalmagyny azaldyp biljekdigini görkezýär [132]. Santana we başgalar. kassava krahmal iýilýän filmleri güýçlendirmek we üýtgetmek üçin nanofibrleri ulandy we mehaniki aýratynlyklary, barýer aýratynlyklary we ýylylyk durnuklylygy bilen krahmal esasly iýilýän kompozit filmleri aldy [133]. Azevedo we başgalar. Birmeňzeş film materialyny taýýarlamak üçin termoplastiki krahmal bilen birleşdirilen süýtli belok, bugdaý belogynyň we termoplastiki krahmalyň güýçli interfeýsial ýelimlidigini we süýtli belogyň krahmalyň elýeterliligini ep-esli gowulaşdyryp biljekdigini görkezýär. Iýip bolýan filmleriň suwy bloklaýjy we mehaniki aýratynlyklary [134]. Edhirej we başgalar. tapioka krahmal esasly iýilýän film taýýarlady we plastifikatoryň filmiň fiziki we himiki gurluşyna, mehaniki aýratynlyklaryna we ýylylyk aýratynlyklaryna täsirini öwrendi. Netijeler, plastifikatoryň görnüşiniň we konsentrasiýasynyň tapioka krahmal filmine ep-esli derejede täsir edip biljekdigini görkezýär. Karbamid we trietilen glikol ýaly beýleki plastifikatorlar bilen deňeşdirilende, pektin iň gowy plastifikasiýa täsirine eýe, pektin-plastmassa krahmal filmi bolsa suwy ýapmak häsiýetine eýedir [135]. Saberi we başgalar. Iýilýän kompozit filmleri taýýarlamak üçin nohut krahmalyny, guar sakgyjyny we gliserini ulandy. Netijeler nohut krahmalynyň filmiň galyňlygynda, dykyzlygynda, jebisliginde, suwuň geçirijiliginde we dartyş güýjünde möhüm rol oýnandygyny görkezdi. Guar sakgyjy Membrananyň dartyş güýjüne we elastik modulyna täsir edip biler we gliserol membrananyň çeýeligini ýokarlandyryp biler [136]. Ji we başgalar. çitosan we mekgejöwen krahmalyny birleşdirdi we krahmal esasly antibakterial film taýýarlamak üçin kalsiý karbonat nanopartikullaryny goşdy. Gözleg, krahmal bilen sitosanyň arasynda birek-birege wodorod baglanyşyklarynyň emele gelendigini we filmiň mehaniki aýratynlyklarynyň bardygyny we antibakterial häsiýetleriň ýokarlanandygyny görkezdi [137]. Meira we başgalar. Kaolin nanopartikullary bilen mekgejöwen krahmalynyň iýip bolýan antibakterial filmi we birleşdirilen filmiň mehaniki we ýylylyk aýratynlyklary gowulaşdy we antibakterial täsiri täsir etmedi [138]. Ortega-Toro we ş.m. krahmal üçin HPMC goşdy we iýilýän filmi taýýarlamak üçin limon kislotasyny goşdy. Gözleg, HPMC we limon kislotasynyň goşulmagynyň krahmalyň garramagyny netijeli saklap biljekdigini we iýilýän filmiň suw geçirijiligini peseldip biljekdigini görkezdi, ýöne kislorod barýeriniň häsiýetleri azalýar [139].
1.2 Polimer gidrogeller
Gidrogeller, suwda eräp bilmeýän, ýöne suw bilen çişip bilýän üç ölçegli tor gurluşy bolan gidrofil polimerleriň synpydyr. Makroskopiki taýdan gidrogel belli bir görnüşe eýe, akyp bilmeýär we gaty madda. Mikroskopiki taýdan suwda erän molekulalar gidrogelde dürli şekilde we ululykda paýlanyp we dürli diffuziýa derejesinde ýaýradylyp bilner, şonuň üçin gidrogel erginiň häsiýetlerini görkezýär. Gidrogelleriň içki gurluşy çäkli güýje eýe we aňsatlyk bilen ýok edilýär. Gaty we suwuklygyň arasynda. Gaty gaty meňzeş çeýeligi bar we hakyky gatydan tapawutlanýar.
1.2.1 Polimer gidrogellerine syn
1.2.1.1 Polimer gidrogelleriň klassifikasiýasy
Polimer gidrogel, polimer molekulalarynyň arasynda fiziki ýa-da himiki baglanyşyk arkaly emele gelen üç ölçegli tor gurluşydyr [143-146]. Özüni çişmek üçin suwda köp mukdarda suw siňdirýär we şol bir wagtyň özünde üç ölçegli gurluşyny saklap we suwda eräp bilmeýär. suw.
Gidrogelleri klassifikasiýa etmegiň köp usuly bar. Özara baglanyşyk häsiýetleriniň tapawudyna esaslanyp, olary fiziki jellere we himiki jellere bölmek mümkin. Fiziki jeller, has gowşak wodorod baglanyşyklary, ion baglanyşyklary, gidrofobiki täsirler, van der Waals güýçleri we polimer molekulýar zynjyrlary we beýleki fiziki güýçleriň arasyndaky fiziki baglanyşyk arkaly emele gelýär we dürli daşky gurşawda çözgütlere öwrülip bilýär. Tersine jel diýilýär; himiki jel, adatça ýylylygyň, ýagtylygyň, inisiatoryň we ş.m. bar bolan kovalent baglanyşyklar ýaly himiki baglanyşyklaryň biri-biri bilen baglanyşmagy netijesinde emele gelen hemişelik üç ölçegli tor gurluşydyr. Gel emele gelenden soň yzyna dolanyp bolmaýar we hemişelik, şeýle hem diýilýär. Hakyky kondensat üçin [147-149]. Fiziki jeller, adatça himiki üýtgemäni talap etmeýär we zäherliligi pes, ýöne mehaniki aýratynlyklary birneme pes we uly daşarky streslere garşy durmak kyn; himiki jeller, adatça has gowy durnuklylyk we mehaniki aýratynlyklara eýe.
Dürli çeşmelere esaslanyp, gidrogelleri sintetiki polimer gidrogellere we tebigy polimer gidrogellere bölmek bolar. Sintetiki polimer gidrogeller, esasan poliakril turşusy, poliwinil asetat, poliakrilamid, polietilen oksidi we ş.m. ýaly sintetiki polimerleriň himiki polimerizasiýasy netijesinde emele gelen gidrogellerdir.; tebigy polimer gidrogeller polimer gidrogeller, polisakaridler we tebigatdaky beloklar, şol sanda sellýuloza, alginat, krahmal, agarose, gialuron kislotasy, jelatin we kollagen ýaly tebigy polimerleriň biri-biri bilen baglanyşygy netijesinde emele gelýär [6, 7, 150], 151]. Tebigy polimer gidrogelleri adatça giň çeşmäniň, arzan bahanyň we pes zäherliligiň aýratynlyklaryna eýedir we sintetiki polimer gidrogelleri gaýtadan işlemek aňsat we uly hasyl berýär.
Daşarky gurşawa dürli jogaplara esaslanyp, gidrogelleri adaty gidrogellere we akylly gidrogellere bölmek mümkin. Adaty gidrogeller daşky gurşawyň üýtgemegine kän bir üns bermeýärler; akylly gidrogeller daşky gurşawdaky ownuk üýtgeşmeleri duýup biler we fiziki gurluşda we himiki aýratynlyklarda degişli üýtgeşmeleri döredip biler [152-156]. Temperatura duýgur gidrogeller üçin ses daşky gurşawyň temperaturasy bilen üýtgeýär. Adatça, şeýle polimer gidrogellerde gidroksil, efir we amid ýa-da metil, etil we propil ýaly gidrofob toparlary bar. Daşarky gurşawyň temperaturasy gel molekulalarynyň gidrofil ýa-da gidrofobiki täsirine, wodorod baglanyşygyna we suw molekulalary bilen polimer zynjyrlarynyň özara täsirine täsir edip, jel ulgamynyň deňagramlylygyna täsir edip biler. PH duýgur gidrogeller üçin ulgamda adatça karboksil toparlary, sulfan kislotasy toparlary ýa-da amin toparlary ýaly kislota bazasyny üýtgediji toparlar bar. Üýtgeýän pH gurşawynda bu toparlar protonlary siňdirip ýa-da goýberip, jeldäki wodorod baglanyşygyny we içerki we daşarky ion konsentrasiýalarynyň arasyndaky tapawudy üýtgedip, jeliň göwrüminiň üýtgemegine sebäp bolup biler. Elektrik meýdany, magnit meýdany we ýagtylyga duýgur gidrogeller üçin degişlilikde polielektrolitler, metal oksidleri we fotosensiw toparlar ýaly funksional toparlary öz içine alýar. Dürli daşarky gyjyndyrmalarda ulgamyň temperaturasy ýa-da ionlaşma derejesi üýtgedilýär, soňra jeliň göwrümi temperatura ýa-da pH duýgur gidrogele meňzeş prinsip boýunça üýtgedilýär.
Dürli gel hereketlerine esaslanyp, gidrogelleri sowuk täsirli jellere we termiki täsirli jellere bölmek bolar [157]. Gysgaça sowuk jel diýlip atlandyrylýan sowuk jel, ýokary temperaturada tötänleýin rulon görnüşinde bar bolan makromolekuladyr. Sowuklama döwründe, birek-birekli wodorod baglanyşyklarynyň täsiri sebäpli dik bölekler kem-kemden emele gelýär we şeýlelik bilen çözgüdi gutarýar. Jele geçiş [158]; Termiki jel diýlip atlandyrylýan termo jel, pes temperaturada ergin ýagdaýynda makromolekuladyr. Heatingyladyş prosesinde gidrofobiki täsir we ş.m. arkaly üç ölçegli tor gurluşy emele gelýär we şeýlelik bilen jelleşme geçişini tamamlaýar [159], 160].
Gidrogelleri gomopolimer gidrogellere, kopolimerizirlenen gidrogellere we dürli tor häsiýetlerine, mikroskopik gidrogellere we dürli jel ululyklaryna esaslanýan makroskopik gidrogellere we biodegrirlenip bilinýän häsiýetlere esaslanýan bölünip bilýän gidrogellere bölmek bolar. Zaýalanýan gidrogellere we zaýalanmaýan gidrogellere dürli-dürli bölünýär.
1.2.1.2 Tebigy polimer gidrogelleriň ulanylyşy
Tebigy polimer gidrogeller gowy biokompatisiýa, ýokary çeýeligi, köp çeşmeleri, daşky gurşawa duýgurlygy, suwuň ýokary saklanmagy we pes zäherliligi aýratynlyklaryna eýedir we biomedisina, azyk önümçiligi, daşky gurşawy goramak, oba hojalygy we tokaý önümçiliginde giňden ulanylýar we giňden ulanylýar. senagatda we beýleki ugurlarda ulanylýar [142, 161-165].
Tebigy polimer gidrogelleriň biomedikal ugurlarda ulanylmagy. Tebigy polimer gidrogelleri biokompatisiýa, biodegrasiýa we zäherli täsirleri ýok, şonuň üçin olar ýara geýimi hökmünde ulanylyp, mikroorganizmleriň vitroda çozmagyny netijeli azaldyp, beden suwuklyklarynyň ýitmeginiň öňüni alyp we kislorodyň döremegine ýol açyp biler. geçmek. Oundaranyň bejergisini ösdürýär; amatly geýmek, kislorodyň geçirijiligi we göz kesellerini kömekçi bejermek artykmaçlyklary bilen kontakt linzalaryny taýýarlamak üçin ulanylyp bilner [166, 167]. Tebigy polimerler janly dokumalaryň gurluşyna meňzeşdir we adam bedeniniň kadaly alyş-çalşyna gatnaşyp biler, şonuň üçin şeýle gidrogeller dokuma in engineeringenerçilik skaf materiallary, dokuma in engineeringenerçilik kıkyrdagyny bejermek we ş.m. hökmünde ulanylyp bilner Dokma in engineeringenerçilik skaflary öňünden bölünip bilner. şekilli we sanjymly galyplar. Öňünden ýasalan stentler suwdan peýdalanýar, jeliň ýörite üç ölçegli tor gurluşy, öýjükler üçin belli we ýeterlik ösüş meýdançasyny üpjün etmek bilen biologiki dokumalarda belli bir goldaw roluny oýnamaga mümkinçilik berýär, şeýle hem öýjükleriň ösmegine, tapawutlanmagyna we zaýalanmagyna sebäp bolup biler. adam bedeniniň siňdirilmegi [168]. Sanjym şekilli stentler, gidrogelleriň faza geçiş häsiýetinden peýdalanyp, näsaglaryň agyrysyny azaldyp bilýän akýan ergin ýagdaýynda sanjymdan soň jelleri çalt emele getirýär [169]. Käbir tebigy polimer gidrogelleri daşky gurşawa duýgur, şonuň üçin olar içindäki dermanlar adam bedeniniň zerur ýerlerine wagtlaýyn we mukdarda goýberilip, zäherli we tarapy azaldyp, neşe serişdeleriniň gözegçiligindäki goýberiş materiallary hökmünde giňden ulanylýar. dermanlaryň adam bedenine täsiri [170].
Tebigy polimer gidrogelleri iýmit bilen baglanyşykly meýdanlarda ulanmak. Tebigy polimer gidrogelleri, käbir desertler, süýjüler, etiň ornuny tutýanlar, gatyk we doňdurma ýaly günde üç gezek naharlanmagyň möhüm bölegidir. Köplenç fiziki aýratynlyklaryny gowulaşdyryp, oňa ýakymly tagam berip biljek iýmit önümlerinde iýmit goşundysy hökmünde ulanylýar. Mysal üçin, çorbalarda we souslarda galyňlaşdyryjy, suwda emulsiýator we saklaýjy serişde hökmünde ulanylýar. Süýt içgilerinde, çukurlarda we aspiklerde jelleşdiriji serişde hökmünde, piwo içindäki arassalaýjy serişde we köpük stabilizatory, peýnirde sinerezi inhibitory, kolbasa baglaýjy, krahmal retrogradasiýa ingibitorlary çörek we ýagda ulanylýar [171-174] ]. Iýmit goşundylary gollanmasyndan köp sanly tebigy polimer gidrogelleriň iýmit gaýtadan işlemek üçin iýmit goşundylary hökmünde tassyklanandygyny görmek bolýar [175]. Tebigy polimer gidrogeller saglyk önümlerini we iýmit süýümleri ýaly iýmit önümlerini ösdürmekde iýmitlendiriji güýçlendiriji hökmünde ulanylýar, horlanmak önümlerinde we iç gatamagyna garşy önümlerde ulanylýar [176, 177]; prebiotikler hökmünde, içegäniň düwnük keseliniň öňüni almak üçin içegäniň saglygy goraýyş önümlerinde we önümlerinde ulanylýar [178]; tebigy polimer gidrogelleri iýip bolýan ýa-da zaýalanýan örtüklere ýa-da miweleri we gök önümleri goramak ýaly iýmit gaplaýyş materiallary pudagynda ulanyp boljak miwe we gök önümler bilen örtüp, üstünde saklamak möhletini uzaldyp biler. miwelerden we gök önümlerden we miweleri we gök önümleri täze we ýumşak saklaň; arassalanmagy ýeňilleşdirmek üçin kolbasa we ýakymly önümler ýaly amatly iýmitler üçin gaplaýyş materiallary hökmünde hem ulanylyp bilner [179, 180].
Tebigy polimer gidrogelleriň beýleki ugurlarda ulanylyşy. Gündelik zerurlyklar nukdaýnazaryndan, kremli deri idegine ýa-da kosmetika önümlerine goşulyp bilner, bu önümiň ammarda guramagynyň öňüni alyp bilmez, derini nemlendirip we nemlendirip biler; gözellik makiýa inynda hoşboý yslary bezemek, nemlendirmek we haýal çykarmak üçin ulanylyp bilner; Kagyz polotensalary we perdeler ýaly gündelik zerurlyklarda ulanylyp bilner [181]. Oba hojalygynda guraklyga garşy durmak we nahallary goramak we zähmet güýjüni azaltmak üçin ulanylyp bilner; ösümlik tohumlary üçin örtük serişdesi hökmünde tohumlaryň gögeriş derejesini ep-esli ýokarlandyryp biler; nahal göçürmekde ulanylanda nahallaryň ýaşamagyny ýokarlandyryp biler; pestisidler, ulanylyşyny gowulandyrmak we hapalanmagy azaltmak [182, 183]. Daşky gurşaw nukdaýnazaryndan suw çeşmelerini goramak we daşky gurşawy gowulandyrmak üçin köplenç agyr metal ionlaryny, hoşboý ysly birleşmeleri we boýaglary öz içine alýan lagym suwlaryny arassalamak üçin flokulant we adsorbent hökmünde ulanylýar [184]. Senagatda suwsuzlandyryjy serişde, buraw çalgy ýagy, kabel örtük materialy, möhürleýji material we sowuk saklaýjy we ş.m. ulanylýar [185].
1.2.2 Gidroksipropil metilseluloza termogeli
Sellýuloza has ir öwrenilen, adamlar bilen iň ýakyn gatnaşygy bolan we tebigatda iň köp bolan tebigy makromolekulýar birleşme. Higherokarky ösümliklerde, suwotularda we mikroorganizmlerde giňden ýaýrandyr [186, 187]. Sellýuloza giň çeşmesi, arzan bahasy, täzelenip bilýän, biodegrirlenip bilinýän, howpsuz, zäherli däl we gowy biokompatisiýa sebäpli kem-kemden giňden ünsi özüne çekdi [188].
1.2.2.1 Sellýuloza we efir önümleri
Sellýuloza, D-angidroglukoza gurluş birlikleriniň β-1,4 glikozid baglanyşyklary arkaly baglanyşygy netijesinde emele gelen çyzykly uzyn zynjyrly polimerdir [189-191]. Eräp bilmeýär. Molekulýar zynjyryň her ujundaky bir uç toparyndan başga, her glýukoza bölüminde üç polýar gidroksil topary bar, olar belli bir şertlerde köp sanly öýjükli we öýjükli wodorod baglanyşyklaryny emele getirip bilerler; we sellýuloza polisiklik gurluşdyr we molekulýar zynjyr ýarym gatydyr. Zynjyr, ýokary kristallylyk we gurluş taýdan ýokary yzygiderli, şonuň üçin ýokary derejeli polimerizasiýa, gowy molekulýar ugry we himiki durnuklylyk aýratynlyklaryna eýedir [83, 187]. Sellýuloza zynjyrynda köp sanly gidroksil topary bar bolany üçin, ajaýyp amaly aýratynlyklary bolan sellýuloza önümlerini almak üçin esterifikasiýa, okislenme we eterifikasiýa ýaly dürli usullar bilen himiki taýdan üýtgedilip bilner [192, 193].
Sellýuloza önümleri polimer himiýasy pudagynda ilkinji gözleg we öndürilen önümlerden biridir. Tebigy polimer sellýulozasyndan himiki taýdan üýtgedilen köp ulanylyşy bolan polimer inçe himiki materiallar. Olaryň arasynda sellýuloza efirleri giňden ulanylýar. Senagat önümçiliginde iň möhüm himiki çig mallardan biridir [194].
Sellýuloza efirleriniň köp görnüşi bar, bularyň hemmesi özboluşly we ajaýyp aýratynlyklara eýedir we iýmit we lukmançylyk ýaly köp ugurlarda giňden ulanylýar [195]. MC metil topary bilen sellýuloza efiriniň iň ýönekeý görnüşidir. Çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen, suwuk termiki gel aýratynlyklaryny görkezip, suwuk gidroksidi erginde, suwda, alkogolda we ysly uglewodorod ergininde eräp biler. [196]. CMC, aşgarlaşma we kislotalaşma arkaly tebigy sellýulozadan alnan anion sellýuloza efiridir.
Suwda ereýän iň giňden ulanylýan we ulanylýan sellýuloza efiridir [197]. Selýulozany aşgarlamak we efirlemek arkaly alnan gidroksiýalkil sellýuloza efiriniň gowy termoplastikasy bar we termiki gel häsiýetlerini hem görkezýär, gidroksipropil çalşygynyň derejesine jeliň temperaturasy ep-esli derejede täsir edýär [198]. Möhüm garyşyk efir bolan HPMC-de termiki gel häsiýetleri bar we jel häsiýetleri iki çalyşýan we olaryň gatnaşygy bilen baglanyşyklydyr [199].
1.2.2.2 Gidroksipropil metilseluloza gurluşy
Gidroksipropil metil sellýuloza (HPMC), molekulýar gurluşy 1-3-nji suratda görkezilýär, adaty ion däl suwda erän sellýuloza garyşyk efir. Metil hloridiň we propilen oksidiniň efirleşme reaksiýasy [200,201] almak üçin amala aşyrylýar we himiki reaksiýa deňlemesi 1-4-nji suratda görkezilýär.
HPMC-iň gurluş bölüminde bir wagtyň özünde gidroksi propoksi (- [OCH2CH (CH3)] n OH), metoksi (-OCH3) we reaksiýa berilmedik gidroksil toparlary bar we onuň ýerine ýetirilişi dürli toparlaryň bilelikdäki hereketiniň beýanydyr. [202]. Iki ornuny tutýanlaryň arasyndaky gatnaşygy, iki efirleýji serişdäniň massa gatnaşygy, natriý gidroksidiň konsentrasiýasy we massasy, we sellýulozanyň bir massasyna efirleýji serişdeleriň köpçülik gatnaşygy bilen kesgitlenýär [203]. Gidroksi propoksi işjeň topar bolup, mundan beýläk alkilirlenip we gidroksi alkilleşdirilip bilner; bu topar zynjyryň içinde plastifikasiýa etmekde belli bir rol oýnaýan uzyn şahaly zynjyrly gidrofil topardyr. Metoksi, reaksiýadan soň bu reaksiýa saýtynyň hereketsiz bolmagyna sebäp bolýan ahyrky topar; bu topar gidrofob topary bolup, birneme gysga gurluşa eýe [204, 205]. Işlenmedik we täze girizilen gidroksil toparlary çalşylmagyny dowam etdirip bilerler, netijede gaty çylşyrymly himiki gurluş emele gelýär we HPMC häsiýetleri belli bir çäkde üýtgeýär. HPMC üçin az mukdarda çalyşmak, onuň fiziki-himiki aýratynlyklaryny düýpgöter üýtgedip biler [206], mysal üçin, ýokary metoksi we pes gidroksipropil HPMC-iň fiziki-himiki aýratynlyklary MC-e ýakyn; HPMC-iň öndürijiligi HPC-iň işine ýakyn.
1.2.2.3 Gidroksipropil metilselulozanyň aýratynlyklary
(1) HPMC-iň termogelligi
HPMC zynjyrynyň gidrofob-metil we gidrofil-gidroksipropil toparlarynyň ýüze çykmagy sebäpli özboluşly gidrasiýa-suwsuzlandyryş aýratynlyklary bar. Gyzdyrylanda ýuwaş-ýuwaşdan jelasiýa öwrülişigini başdan geçirýär we sowadylandan soň çözgüt ýagdaýyna gaýdyp gelýär. .Agny, termiki taýdan öjükdirilen jel häsiýetlerine eýedir we jelasiýa hadysasy tersine, ýöne birmeňzeş däl.
HPMC-iň jelasiýa mehanizmi barada aýdylanda, has pes temperaturalarda (jelasiýa temperaturasynyň aşagynda) HPMC ergininde we polýar suw molekulalarynda wodorod baglanyşyklary bilen birleşip, “guşjagaz” görnüşli supramolekulýar gurluşy emele getirýär. Gidratlanan HPMC-iň molekulýar zynjyrlarynyň arasynda käbir ýönekeý baglanyşyklar bar, başga-da az täsirleşmeler bar. Temperatura ýokarlananda, HPMC ilki bilen suw molekulalary bilen HPMC molekulalarynyň arasyndaky molekulýar wodorod baglanyşyklaryny döwmek, kapasa meňzeş molekulýar gurluşy ýok etmek, molekulalar zynjyryndaky suwy kem-kemden ýitirmek we gidroksipropil we metoksi toparlaryny açmak üçin energiýa siňdirýär. Temperaturanyň ýokarlanmagyny (jeliň temperaturasyna ýetmek üçin) HPMC molekulalary gidrofob birleşmesi arkaly kem-kemden üç ölçegli tor gurluşyny emele getirýär, HPMC jelleri ahyrsoňy emele gelýär [160, 207, 208].
Organiki däl duzlaryň goşulmagy HPMC-iň jel temperaturasyna belli bir derejede täsir edýär, käbirleri duzlaşma hadysasy sebäpli jeliň temperaturasyny peseldýär, beýlekileri duzuň eremegi hadysasy sebäpli jeliň temperaturasyny ýokarlandyrýar [209]. NaCl ýaly duzlaryň goşulmagy bilen duzlaşma hadysasy ýüze çykýar we HPMC-iň jel temperaturasy peselýär [210, 211]. HPMC-e duzlar goşulandan soň, suw molekulalary duz ionlary bilen birleşmäge has ýykgyn edýärler, şonuň üçin suw molekulalary bilen HPMC arasyndaky wodorod baglanyşygy ýok bolar, HPMC molekulalarynyň töweregindäki suw gatlagy sarp ediler we HPMC molekulalary çalt çykarylyp bilner. gidrofobiýa. Birleşme, jeliň emele gelişiniň temperaturasy kem-kemden peselýär. Munuň tersine, NaSCN ýaly duzlar goşulanda, duzuň eremegi hadysasy ýüze çykýar we HPMC-iň jel temperaturasy ýokarlanýar [212]. Anionlaryň jeliň temperaturasyna täsiriniň peselmeginiň tertibi: SO42−> S2O32−> H2PO4−> F−> Cl−> Br−> NO3−> I−> ClO4−> SCN−, kationlaryň tertibi jeliň temperaturasynyň ýokarlanmagy: Li +> Na +> K +> Mg2 +> Ca2 +> Ba2 + [213].
Gidroksil toparlaryny öz içine alýan monohidrik spirtler ýaly käbir organiki ownuk molekulalar goşulanda, jeliň temperaturasy goşmaça mukdaryň köpelmegi bilen ýokarlanýar, iň ýokary bahany görkezýär we faza bölünýänçä azalýar [214, 215]. Bu, esasan, ululygy boýunça suw molekulalary bilen deňeşdirip boljak we birleşenden soň molekulýar derejedäki ýalňyşlygy gazanyp bilýän kiçi molekulýar agramy bilen baglanyşyklydyr.
(2) HPMC-iň çözgüdi
HPMC-de MC-e meňzeş gyzgyn suwda eremeýän we sowuk suwda ereýän häsiýetler bar, ýöne dürli suw erginlerine görä sowuk dispersiýa görnüşine we gyzgyn dispersiýa görnüşine bölünip bilner [203]. Sowuk dargadylan HPMC sowuk suwda çalt dargap bilýär we belli bir wagtdan soň ýelimliligi ýokarlanýar we hakykatdanam suwda erýär; ýylylyk bilen dargadylan HPMC, tersine, has pes temperaturada suw goşanda aglomerasiýany görkezýär, ýöne goşmak has kyn. Temperatureokary temperaturaly suwda HPMC çalt dargap bilýär we temperatura peselenden soň ýelimlilik ýokarlanýar we hakyky HPMC suw erginine öwrülýär. HPMC-iň suwda eremegi, 85 ° C, 65 ° C we 60 ° C-den ýokary we aşaky gyzgyn suwda eräp bilmeýän metoksi toparlarynyň mazmuny bilen baglanyşyklydyr. Umuman aýdanyňda, HPMC aseton we hloroform ýaly organiki erginlerde eräp bilmeýär, ýöne etanol suwly erginde we garyşyk organiki erginlerde erär.
(3) HPMC-iň duz çydamlylygy
HPMC-iň ion däl tebigaty ony suwda ionlaşdyryp bilmeýär, şonuň üçin çökdürmek üçin metal ionlary bilen reaksiýa bermeýär. Şeýle-de bolsa, duzuň goşulmagy HPMC jeliniň emele gelýän temperaturasyna täsir eder. Duz konsentrasiýasy ýokarlananda HPMC-iň jel temperaturasy peselýär; duzuň konsentrasiýasy flokulýasiýa nokadyndan pes bolanda, HPMC ergininiň ýapyşyklygy ýokarlanyp biler, şonuň üçin ulanylanda, degişli mukdarda duz goşmak arkaly galyňlaşmak maksadyna ýetip bolar [210, 216].
(4) HPMC-iň kislota we aşgar garşylygy
Umuman aýdanyňda, HPMC kislotanyň esasy durnuklylygyna eýe we pH 2-12 pH täsir etmeýär. HPMC belli bir derejede suwuk kislotanyň garşylygyny görkezýär, ýöne konsentrirlenen kislotanyň ýapyşygynyň peselmegini görkezýär; aşgarlar oňa az täsir edýär, ýöne birneme ýokarlanyp, erginiň ýapyşygyny ýuwaş-ýuwaşdan peseldip biler [217, 218].
(5) HPMC ýelimliliginiň täsir faktory
HPMC pseudoplastiki, çözgüdi otag temperaturasynda durnukly, ýelimliligi molekulýar agram, konsentrasiýa we temperatura täsir edýär. Şol konsentrasiýada HPMC molekulýar agramy näçe ýokary bolsa, ýapyşyklygy şonça ýokarydyr; şol bir molekulýar agram önümi üçin HPMC konsentrasiýasy näçe ýokary bolsa, ýapyşyklygy şonça ýokarydyr; HPMC önüminiň ýelimliligi temperaturanyň ýokarlanmagy bilen azalýar we jel emele geliş temperaturasyna ýetýär, jelasiýa sebäpli ýapyşyklygyň birden ýokarlanmagy bilen bolýar [9, 219, 220].
(6) HPMC-iň beýleki aýratynlyklary
HPMC fermentlere güýçli garşylyk görkezýär we fermentlere garşylygy çalyşma derejesi bilen ýokarlanýar. Şonuň üçin önüm saklanylanda beýleki şeker önümlerine garanyňda has durnukly hile eýe bolýar [189, 212]. HPMC belli bir emulsiýa häsiýetine eýe. Gidrofobiki metoksi toparlary, gorag gatlagy hökmünde hereket edip bilýän galyň adsorbsion gatlagyny emele getirmek üçin emulsiýadaky ýag fazasynyň üstünde ýerleşdirilip bilner; suwda erän gidroksil toparlary üznüksiz fazany gowulandyrmak üçin suw bilen birleşdirilip bilner. Iscapyşmazlyk, dargadylan fazanyň birleşmegini saklaýar, ýerüsti dartgynlygy peseldýär we emulsiýany durnuklaşdyrýar [221]. HPMC, jelatin, metilseluloza, çekirtge noýbasy, karrageenan we sakgyç arap ýaly suwda erän polimerler bilen garylyp, birmeňzeş we aç-açan çözgüt emele getirip biler, şeýle hem gliserin we polietilen glikol ýaly plastifikatorlar bilen garylyp bilner. [200, 201, 214].
1.2.2.4 Gidroksipropil metilselulozany ulanmakda bar bolan meseleler
Birinjiden, ýokary baha HPMC-iň giň ulanylmagyny çäklendirýär. HPMC filminiň aýdyňlygy, ýag barýeriniň häsiýetleri we mehaniki aýratynlyklary bar. Şeýle-de bolsa, onuň ýokary bahasy (takmynan 100,000 / tonna), hatda kapsulalar ýaly has gymmatly derman önümlerinde-de giň ulanylmagyny çäklendirýär. HPMC-iň beýle gymmat bolmagynyň sebäbi, ilki bilen HPMC taýýarlamak üçin ulanylýan çig mal sellýulozasynyň has gymmat bolmagydyr. Mundan başga-da, iki ornuny tutýan topar, gidroksipropil topary we metoksi topary HPMC-de bir wagtyň özünde berkidilýär, bu bolsa taýýarlyk işini gaty kynlaşdyrýar. Çylşyrymly, şonuň üçin HPMC önümleri has gymmat.
Ikinjiden, pes temperaturada HPMC-iň pes ýapyşyklygy we pes gel güýji häsiýetleri dürli programmalarda işleýşini peseldýär. HPMC termal jel bolup, pes temperaturada gaty pes ýapyşykly ergin ýagdaýynda bar we ýokary temperaturada gaty ýelmeşýän jel emele getirip biler, şonuň üçin örtük, pürkmek we suwa batyrmak ýaly gaýtadan işlemek prosesi ýokary temperaturada geçirilmelidir . Otherwiseogsam, çözgüt önümiň hiline we öndürijiligine täsir etjek birmeňzeş däl film materialynyň emele gelmegine aňsatlyk bilen akyp başlar. Şeýle ýokary temperatura amallary, ýokary energiýa sarp edilişine we ýokary çykdajylara sebäp bolmak bilen, işiň kynçylyk koeffisiýentini ýokarlandyrýar.
1.2.3 Gidroksipropil krahmal sowuk jeli
Kraxmal tebigy gurşawdaky ösümlikleriň fotosintezi bilen sintez edilýän tebigy polimer birleşmesidir. Onuň düzümindäki polisakaridler, adatça beloklar, süýümler, ýaglar, şeker we minerallar bilen bilelikde granulalar görnüşinde ösümlikleriň tohumlarynda we köklerinde saklanýar. ýa-da kökünde [222]. Kraxmal diňe bir adamlar üçin energiýa sarp etmegiň esasy çeşmesi bolman, eýsem möhüm senagat çig malydyr. Giň çeşmesi, arzan bahasy, ýaşyl, tebigy we täzelenip bilýänligi sebäpli azyk we lukmançylyk, fermentasiýa, kagyz öndürmek, dokma we nebit pudaklarynda giňden ulanyldy [223].
1.2.3.1 Kraxmal we olardan emele gelenler
Kraxmal tebigy ýokary polimer bolup, gurluş birligi α-D-angidroglukoza birligi. Dürli birlikler glikozid baglanyşyklary bilen baglanyşdyrylýar we molekulýar formulasy (C6H10O5) n. Kraxmal granulalaryndaky molekulýar zynjyryň bir bölegi çyzykly amiloza bolan α-1,4 glikozid baglanyşyklary bilen baglanyşdyrylýar; molekulalar zynjyrynyň başga bir bölegi, amilopektin bilen örtülen α-1,6 glikozid baglanyşyklary bilen baglanyşdyrylýar [224]. Kraxmal granulalarynda molekulalaryň tertipli we amorf sebitlerinde molekulalaryň tertipsiz ýerleşdirilen kristal sebitleri bar. bölek düzümi. Kristal sebit bilen amorf sebitiň arasynda anyk araçäk ýok, amilopektin molekulalary birnäçe kristal sebitlerden we amorf sebitlerden geçip biler. Kraxmal sinteziniň tebigy tebigatyna esaslanyp, krahmaldaky polisakarid gurluşy ösümlik görnüşleri we çeşme ýerleri bilen üýtgeýär [225].
Kraxmal giň çeşmesi we täzelenip bilýän aýratynlyklary sebäpli senagat önümçiligi üçin möhüm çig mallaryň birine öwrülen hem bolsa, ýerli krahmalyň adatça suwuň ergininiň pesligi we film emele getiriş aýratynlyklary, pes emulsiýa we jelleşmek ukyby we ýeterlik durnuklylyk ýaly kemçilikleri bar. Ulanyş gerimini giňeltmek üçin krahmal adatça dürli amaly talaplara uýgunlaşdyrmak üçin fiziki-himiki taýdan üýtgedilýär [38, 114]. Kraxmal molekulalarynda her glýukoza gurluş birliginde üç sany mugt gidroksil topary bar. Bu gidroksil toparlary ýokary derejede işjeňdir we krahmal denaturasiýa reaksiýasyny üpjün edýän poliollara meňzeş häsiýetleri bolan krahmal berýär.
Üýtgedilenden soň, ýerli krahmalyň käbir häsiýetleri köp derejede gowulaşdy, ýerli krahmalyň ulanylyş kemçiliklerini ýeňip geçdi, şonuň üçin üýtgedilen krahmal häzirki pudakda möhüm rol oýnaýar [226]. Okislenen krahmal, has ösen tehnologiýa bilen iň köp ulanylýan üýtgedilen krahmaldyr. Nativeerli krahmal bilen deňeşdirilende, oksidlenen krahmal jelatinirlemek has aňsatdyr. Highokary ýapyşmagyň artykmaçlyklary. Esterifikirlenen krahmal, krahmal molekulalarynda gidroksil toparlarynyň esterifikasiýasy netijesinde emele gelen krahmal önümidir. Çalyşmagyň gaty pes derejesi ýerli krahmalyň häsiýetlerini ep-esli üýtgedip biler. Kraxmal pastasynyň aç-açanlygy we film emele getiriji aýratynlyklary görnetin gowulaşdy. Eterifirlenen krahmal polistarh efirini öndürmek üçin krahmal molekulalarynda gidroksil toparlarynyň eterifikasiýa reaksiýasydyr we retrogradasiýa gowşaýar. Oksidlenen krahmal we esterifikirlenen krahmal ulanyp bolmaýan güýçli aşgar şertlerinde, efir baglanyşygy hem birneme durnukly bolup biler. gidrolizlere ýykgyn edýär. Kislota üýtgedilen krahmal, amilozanyň mukdaryny ýokarlandyrmak üçin krahmal kislota bilen bejerilýär, netijede retrogradasiýa we krahmal pastasy güýçlendirilýär. Birneme aç-açan we sowadylandan soň gaty jel emele getirýär [114].
1.2.3.2 Gidroksipropil krahmal gurluşy
Molekulýar gurluşy 1-4-nji suratlarda görkezilen gidroksipropil krahmal (HPS), ion däl krahmal efir bolup, aşgazan şertlerinde propilen oksidiniň krahmal bilen efirleşme reaksiýasy bilen taýýarlanýar [223, 227, 228] we himiki reaksiýa deňlemesi 1-6-njy suratda görkezilýär.
HPS sintezi wagtynda, gidroksipropil krahmal öndürmek üçin krahmal bilen reaksiýa bermekden başga-da, propilen oksidi polioksipropil gapdal zynjyrlaryny emele getirmek üçin döredilen gidroksipropil krahmal bilen reaksiýa berip biler. çalyşmak derejesi. Çalyşma derejesi (DS), glýukozil toparyna çalyşýan gidroksil toparlarynyň ortaça sanyny aňladýar. Kraxmalyň glýukozil toparlarynyň köpüsinde çalşyp boljak 3 sany gidroksil topary bar, şonuň üçin iň ýokary DS 3 bolýar. Çalyşmagyň iň ýokary derejesi (MS) glýukozil toparynyň bir moluna çalyşýanlaryň ortaça massasyna degişlidir [223, 229]. Gidroksipropilasiýa reaksiýasynyň, krahmal granulasynyň morfologiýasynyň we amilozanyň ýerli krahmaldaky amilopektine bolan gatnaşygy MS-iň ululygyna täsir edýär.
1.2.3.3 Gidroksipropil krahmalynyň aýratynlyklary
(1) HPS-iň sowuk jelasiýasy
Sowuklama döwründe gyzgyn HPS krahmal pastasy, esasanam ýokary amilozaly ulgam üçin, krahmal pastasyndaky amiloza molekulýar zynjyrlary biri-biri bilen gurşalyp, üç ölçegli tor gurluşyny emele getirýär we aç-açan berk hereket görkezýär. Elastomer bolýar, jel emele getirýär we gyzdyrylandan soň ergin ýagdaýyna gaýdyp biler, ýagny sowuk jel häsiýetine eýe we bu gel hadysasynyň tersine häsiýetleri bar [228].
Jelatinirlenen amiloza koaksial ýeke dik gurluşy emele getirmek üçin yzygiderli örtülýär. Bu ýeke dik gurluşlaryň daşy gidrofil topary, içi bolsa gidrofob boşlugydyr. Highokary temperaturada, HPS suwly erginde bar, käbir dik dik segmentler uzalyp gidýän tötänleýin rulonlar ýaly. Temperatura peselende, HPS bilen suwuň arasyndaky wodorod baglanyşyklary bozulýar, gurluş suwy ýitýär we molekulýar zynjyrlaryň arasyndaky wodorod baglanyşyklary yzygiderli emele gelýär we ahyrynda üç ölçegli tor jel gurluşyny emele getirýär. Kraxmalyň gel torundaky doldurma fazasy, jelatinizasiýadan soň galyndy krahmal granulalary ýa-da böleklerdir we käbir amilopektiniň birleşmegi jeliň emele gelmegine hem goşant goşýar [230-232].
(2) HPS-iň gidrofili
Gidrofil gidroksipropil toparlarynyň ornaşdyrylmagy krahmal molekulalarynyň arasyndaky wodorod baglanyşyklarynyň güýjüni gowşadýar, krahmal molekulalarynyň ýa-da segmentleriniň hereketine kömek edýär we krahmal mikrokristallarynyň ereýän temperaturasyny peseldýär; krahmal granulalarynyň gurluşy üýtgedilýär we krahmal granulalarynyň üstü gödek bolýar Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen käbir molekulalar ýa-da deşikler peýda bolýar, şonuň üçin suw molekulalary krahmal granulalarynyň içki bölegine aňsatlyk bilen girip biler, krahmalyň çişmegini we jelatinasiýasyny aňsatlaşdyrar, şonuň üçin krahmalyň jelatinizasiýa temperaturasy peselýär. Çalyşma derejesi ýokarlanansoň, gidroksipropil krahmalynyň jelatinizasiýa temperaturasy peselýär we ahyrsoňy sowuk suwda çişip bilýär. Gidroksipropilasiýadan soň, krahmal pastalarynyň akymlylygy, pes temperatura durnuklylygy, aýdyňlygy, çözülişi we film emele getiriji aýratynlyklary gowulaşdy [233–235].
(3) HPS-iň durnuklylygy
HPS ýokary durnuklylygy bolan ion däl krahmal efiridir. Gidroliz, okislenme we özara baglanyşyk ýaly himiki reaksiýalar wagtynda efir baglanyşygy bozulmaz we onuň ornuny tutýanlar ýykylmaz. Şonuň üçin HPS-iň häsiýetleri elektrolitlere we pH-e has az täsir edýär we kislota esasly pH-iň giň diapazonynda ulanylmagyny üpjün edýär [236-238].
1.2.3.4 HPS-iň iýmit we lukmançylyk pudagynda ulanylmagy
HPS zäherli we tagamsyz, iýmit siňdiriş öndürijiligi we gidrolizatyň ýelimliligi pes. Içerde we daşary ýurtda howpsuz iýip bolýan üýtgedilen krahmal hökmünde ykrar edildi. 1950-nji ýyllarda Amerikanyň Birleşen Ştatlary azyk önümlerinde göni ulanmak üçin gidroksipropil krahmalyny tassyklady [223, 229, 238]. HPS azyk meýdanynda giňden ulanylýan üýtgedilen krahmal bolup, esasan galyňlaşdyryjy, saklaýjy serişde we stabilizator hökmünde ulanylýar.
Amatly iýmitlerde we içgiler, doňdurma we jam ýaly doňdurylan iýmitlerde ulanylyp bilner; jelatin ýaly ýokary bahaly iýilýän diş etini bölekleýin çalşyp biler; iýip bolýan filmlere düşürilip, iýmit örtükleri we gaplama hökmünde ulanylyp bilner [229, 236].
HPS köplenç lukmançylyk pudagynda doldurgyçlar, derman ekinleri üçin baglaýjylar, planşetler üçin dargadyjylar, derman ýumşak we gaty kapsulalar üçin materiallar, derman örtükleri, emeli gyzyl gan öýjükleri we plazma galyňlaşdyryjylary we ş.m. hökmünde ulanylýar [239] .
1.3 Polimer birleşmesi
Polimer materiallar durmuşyň ähli ugurlarynda giňden ulanylýar we aýrylmaz we möhüm materiallardyr. Ylmyň we tehnologiýanyň üznüksiz ösmegi adamlaryň talaplaryny has köp dürli-dürli edýär we bir komponentli polimer materiallaryň adamlaryň dürli amaly talaplaryny kanagatlandyrmagy adatça kyn. Iki ýa-da has köp polimeri birleşdirmek, köp gözlegçiniň ünsüni özüne çeken we has köp üns berlen arzan bahadan, ajaýyp öndürijilikden, amatly gaýtadan işlemekden we giňden ulanylmagy bilen polimer materiallaryny almak üçin iň tygşytly we täsirli usuldyr [240-242] .
1.3.1 Polimer birleşmesiniň maksady we usuly
Polimer birleşmesiniň esasy maksady: (l) materiallaryň giňişleýin häsiýetlerini optimizirlemek. Dürli polimerler birleşýär, şonuň üçin jemleýji birleşme bir makromolekulanyň ajaýyp aýratynlyklaryny saklaýar, biri-biriniň güýçli taraplaryny öwrenýär we gowşak taraplaryny doldurýar we polimer materiallarynyň giňişleýin häsiýetlerini optimallaşdyrýar. (2) Maddy çykdajylary azaltmak. Käbir polimer materiallaryň ajaýyp aýratynlyklary bar, ýöne olar gymmat. Şol sebäpli, ulanylyşyna täsir etmezden çykdajylary azaltmak üçin beýleki arzan polimerler bilen birleşdirilip bilner. (3) Materiallary gaýtadan işlemegiň aýratynlyklaryny gowulandyrmak. Käbir materiallaryň ajaýyp aýratynlyklary bar, ýöne gaýtadan işlemek kyn we gaýtadan işlemek häsiýetlerini gowulandyrmak üçin laýyk beýleki polimerler goşup bolýar. (4) materialyň belli bir emlägini berkitmek. Materialyň belli bir ugurda işleýşini gowulandyrmak üçin ony üýtgetmek üçin başga bir polimer ulanylýar. (5) Materiallaryň täze funksiýalaryny ösdürmek.
Umumy polimer birleşdiriş usullary: (l) eremegiň birleşmesi. Goşma enjamlarynyň gyrkym täsiri astynda dürli polimerler birleşmek üçin ýapyşyk akym temperaturasyndan ýokary gyzdyrylýar, birleşenden soň sowadylýar we granulirlenýär. (2) Çözgüdi täzeden gurmak. Iki komponent umumy erginçini ulanmak arkaly garylýar we garylýar, ýa-da erän dürli polimer erginleri deň derejede garylýar we polimer birleşmesini almak üçin erginç aýrylýar. (3) Emulsiýa birleşmesi. Şol bir emulsifikator görnüşindäki dürli polimer emulsiýalaryny garyşdyrandan we garyşdyrandan soň, polimer birleşmesini almak üçin polimeriň çökmegine bir koagulant goşulýar. (4) Kopolimerizasiýa we birleşme. Graft kopolimerizasiýasyny, blok kopolimerizasiýasyny we reaktiw kopolimerizasiýany goşmak bilen, birleşme prosesi himiki reaksiýa bilen bilelikde bolýar. (5) Aragatnaşyk ulgamy [10].
1.3.2 Tebigy polisakaridleriň birleşmegi
Tebigy polisakaridler tebigatda polimer materiallarynyň umumy synpy bolup, adatça himiki taýdan üýtgedilýär we dürli ajaýyp häsiýetleri görkezýär. Şeýle-de bolsa, ýeke polisakarid materiallarynda köplenç belli bir öndürijilik çäklendirmeleri bolýar, şonuň üçin her bir komponentiň öndürijilik artykmaçlyklaryny doldurmak we ulanyş gerimini giňeltmek maksady bilen dürli polisakaridler köplenç birleşýär. 1980-nji ýyllarda dürli tebigy polisakaridleriň birleşmegi baradaky gözlegler ep-esli artdy [243]. Içerde we daşary ýurtlarda tebigy polisakarid birleşme ulgamy boýunça geçirilen gözlegler esasan curdlan we curdlan däl birleşme ulgamyna we iki görnüşli erik däl polisakaridiň birleşme ulgamyna gönükdirilýär.
1.3.2.1 Tebigy polisakarid gidrogelleriniň klassifikasiýasy
Tebigy polisakaridleri jel emele getirmek ukybyna görä curdlan we curdlan däl diýip bölmek bolar. Käbir polisakaridler jelleri özleri emele getirip bilerler, şonuň üçin olara karrajenan we ş.m. ýaly curdlan diýilýär.; beýlekileriň özlerinde jell häsiýetleri ýok we ksant sakgyjy ýaly erik däl polisakaridler diýilýär.
Gidrogelleri tebigy ergini suwly erginde eritmek arkaly alyp bolýar. Alnan jeliň termorewerliligine we modulynyň temperatura baglylygyna esaslanyp, aşakdaky dört dürli görnüşe bölünip bilner [244]:
(1) Kriogel, polisakarid ergini diňe karrageenan ýaly pes temperaturada jel alyp biler.
(2) malylylyk bilen örtülen jel, polisakarid ergini diňe glýukomannan ýaly ýokary temperaturada jel alyp biler.
(3) Polisakarid ergini diňe pes temperaturada jel almak bilen çäklenmän, has ýokary temperaturada jel hem alyp bilmez, aralyk temperaturada çözgüt ýagdaýyny görkezip biler.
(4) Ergin, diňe ortada belli bir temperaturada jel alyp biler. Dürli tebigy sarymsagyň öz kritiki (iň az) konsentrasiýasy bar, ondan ýokarda jel alyp bolýar. Jeliň kritiki konsentrasiýasy polisakarid molekulýar zynjyrynyň üznüksiz uzynlygy bilen baglanyşyklydyr; jeliň berkligi erginiň konsentrasiýasyna we molekulýar agramyna uly täsir edýär we umuman konsentrasiýa artdygyça jeliň güýji ýokarlanýar [245].
1.3.2.2 Erik we erik däl goşma ulgam
Erik däl curdlan bilen birleşmek, adatça polisakaridleriň jel güýjüni ýokarlandyrýar [246]. Konýak sakgyjynyň we karrageenanyň birleşmegi, birleşdirilen jel tor gurluşynyň durnuklylygyny we gel çeýeligini ýokarlandyrýar we jel güýjüni ep-esli ýokarlandyrýar. Wei etu we başgalar. garylan karrageenan we konýak sakgyjy, birleşenden soň jeliň gurluşyny ara alyp maslahatlaşdy. Gözleg, karrageenan bilen konýak sakgyjyny birleşdirenden soň, sinergistik täsiriň döredilendigini we karrageenanyň agdyklyk edýän tor gurluşynyň emele gelendigini, konýak sakgyjynyň içinde dargadylandygyny we jel ulgamynyň arassa karrageenanyňkydan has dykyzdygyny ýüze çykardy [247]. Kohyama we başgalar. karrageenan / konjac sakgyjynyň birleşme ulgamyny öwrendi we netijeler konýak sakgyjynyň molekulýar agramynyň yzygiderli ýokarlanmagy bilen, birleşýän jeliň ýarylmagy stresiniň ýokarlanmagyny görkezdi; Dürli molekulýar agramly konýak sakgyjy, geliň emele gelşini görkezdi. temperatura. Bu goşma ulgamda jel torunyň emele gelmegi karrageenan tarapyndan amala aşyrylýar we iki sany curdlan molekulasynyň özara täsiri gowşak kesişýän sebitleriň döremegine getirýär [248]. Nishinari we başgalar. gellan sakgyç / konýak sakgyç birleşme ulgamyny öwrendi we netijeler monowalent kationlaryň goşma jele täsiriniň has aýdyňdygyny görkezdi. Ulgam modulyny we jeliň emele geliş temperaturasyny ýokarlandyryp biler. Aýry-aýry kationlar belli bir derejede birleşýän jelleriň emele gelmegine kömek edip biler, ýöne aşa köp mukdarda fazanyň bölünmegine sebäp bolar we ulgamyň modulyny azaldar [246]. Breneer we başgalar. käýin, çekirtge noýbasy sakgyjynyň we konýak sakgyjynyň birleşmesini öwrendi we käşir, çekirtge noýbasy sakgyjynyň we konýak sakgyjynyň sinergistik täsirleri döredip biljekdigini, iň amatly gatnaşygy bolsa çekirtge sakgyjy / karrageenan 1: 5.5, konýak sakgyjy / karrageenan 1: 7 we üçüsi birleşdirilende sinergistik täsir, üçüsiniň aýratyn birleşmesiniň ýokdugyny görkezýän karrageenan / konjac sakgyjynyň täsiri bilen deňdir. özara täsir [249].
1.3.2.2 Iki sany erik däl birleşme ulgamy
Gel häsiýetine eýe bolmadyk iki sany tebigy polisakarid, gel önümlerini emele getirmek arkaly gel häsiýetlerini görkezip biler [250]. Çigirt noýba sakgyjyny ksantan sakgyjy bilen birleşdirmek, täze jelleriň döremegine itergi berýän sinergistik täsir döredýär [251]. Şeýle hem birleşmek üçin konýak glýukomannana ksantan sakgyjyny goşmak bilen täze jel önümini alyp bolýar [252]. Wei Yanxia we başgalar. çekirtge noýba sakgyjynyň we ksant sakgyjynyň toplumynyň reologiki aýratynlyklaryny öwrendi. Netijeler çekirtge noýbasy sakgyjynyň we ksant sakgyjynyň birleşmesiniň sinergistik täsir edýändigini görkezýär. Goşma ses gatnaşygy 4: 6 bolanda iň güýçli synergistik täsir [253]. Fitzsimons we başgalar. otag temperaturasynda we ýyladyşda ksant sakgyjy bilen birleşdirilen konýak glýukomannan. Netijeler, ähli birleşmeleriň ikisiniň arasyndaky sinergistik täsirini görkezýän gel häsiýetlerini görkezendigini görkezdi. Birleşýän temperatura we ksant sakgyjynyň gurluş ýagdaýy ikisiniň täsirine täsir etmedi [254]. Gu Şoujun we beýlekiler doňuz jynsynyň noýba sakgyjynyň we ksantan sakgyjynyň asyl garyndysyny öwrendiler we netijeler doňuz jynsynyň noýba sakgyjynyň we ksantan sakgyjynyň güýçli sinergistik täsiriniň bardygyny görkezdi. Doňuz jisimleriniň noýba sakgyjynyň we ksantan sakgyç birleşmesiniň iň amatly birleşme gatnaşygy 6/4 (w / w). Soýa sakgyjynyň ýekeje ergininden 102 esse, jel birleşýän sakgyjyň konsentrasiýasy 0,4% -e ýetende emele gelýär. Goşma ýeliminiň ýokary ýapyşyklylygy, oňat durnuklylygy we reologiki aýratynlyklary bar we ajaýyp iýmit sakgyjydyr [255].
1.3.3 Polimer kompozitleriniň gabat gelmegi
Termodinamiki nukdaýnazardan gabat gelmek, molekulýar derejeli utgaşyklygy gazanmagy aňladýar, bu hem özara çözüliş diýlip hem atlandyrylýar. Flory-Huggins model teoriýasyna görä, birleşme prosesinde polimer birleşme ulgamynyň erkin energiýa üýtgemegi Gibbs erkin energiýa formulasyna laýyk gelýär:
△���= △���-T△ S (1-1)
Olaryň arasynda △���çylşyrymly erkin energiýa, △���çylşyrymly ýylylyk, çylşyrymly entropiýa; mutlak temperatura; çylşyrymly ulgam diňe erkin energiýa üýtgän mahaly utgaşykly ulgamdyr���çylşyrymly prosesiň dowamynda [256].
Misalňyşlyk düşünjesi, gaty az ulgamyň termodinamiki utgaşyklygy gazanyp biljekdiginden ýüze çykýar. Düşnüksizlik, dürli komponentleriň birmeňzeş toplumlary emele getirmek ukybyna degişlidir we köplenç ulanylýan ölçeg, toplumlaryň ýekeje aýna geçiş nokadyny görkezmegidir.
Termodinamiki utgaşyklykdan tapawutlylykda umumylaşdyrylan utgaşyklyk, goşma ulgamdaky her bir komponentiň amaly nukdaýnazardan teklip edilýän biri-birini ýerleşdirmek ukybyna degişlidir [257].
Umumylaşdyrylan utgaşyklyga esaslanyp, polimer birleşme ulgamlaryny düýbünden gabat gelýän, bölekleýin gabat gelýän we düýbünden gabat gelmeýän ulgamlara bölmek mümkin. Doly gabat gelýän ulgam, birleşmäniň molekulýar derejesinde termodinamiki taýdan ýalňyşdygyny aňladýar; bölekleýin gabat gelýän ulgam, birleşmäniň belli bir temperaturada ýa-da kompozisiýa aralygynda gabat gelýändigini aňladýar; düýbünden gabat gelmeýän ulgam, birleşmäniň molekulalar derejesindäki ýalňyşlygy islendik temperaturada ýa-da kompozisiýada gazanyp bolmaýandygyny aňladýar.
Dürli polimerleriň arasyndaky käbir gurluş tapawutlary we sazlaşykly entropiýa sebäpli polimer çylşyrymly ulgamlaryň köpüsi bölekleýin gabat gelýär ýa-da gabat gelmeýär [11, 12]. Goşma ulgamyň faza bölünişine we garyşyk derejesine baglylykda bölekleýin gabat gelýän ulgamyň sazlaşyklylygy hem üýtgeýär [11]. Polimer kompozitleriniň makroskopiki aýratynlyklary içerki mikroskopik morfologiýa we her bir komponentiň fiziki we himiki aýratynlyklary bilen ýakyndan baglanyşyklydyr. 240], şonuň üçin mikroskopik morfologiýany we goşma ulgamyň sazlaşygyny öwrenmek uly ähmiýete eýe.
Ikilik birleşmeleriň gabat gelmegi üçin gözleg we häsiýetnama usullary:
(1) Aýnanyň geçiş temperaturasy T.���deňeşdirmek usuly. T deňeşdirmek���birleşmesi T bilen���düzüm böleklerinden, diňe bir T.���birleşmede peýda bolýar, goşma ulgam utgaşykly ulgamdyr; iki T bar bolsa���we iki T.���birleşmäniň pozisiýalary iki toparda T nokatlarynyň ortasy���goşma ulgamyň bölekleýin gabat gelýän ulgamdygyny görkezýär; iki T bar bolsa���we T iki komponentiň ýerleşýän ýerinde ýerleşýär���, goşma ulgamyň gabat gelmeýän ulgamdygyny görkezýär.
T���Deňeşdirme usulynda köplenç ulanylýan synag gurallary dinamiki termomehaniki analizator (DMA) we diferensial skaner kalorimetri (DSC). Bu usul goşma ulgamyň gabat gelşine çalt baha berip biler, ýöne T bolsa���iki komponentiň meňzeşligi, ýekeje T.���goşulandan soň peýda bolar, şonuň üçin bu usulyň käbir kemçilikleri bar [10].
(2) Morfologiki gözegçilik usuly. Ilki bilen birleşmäniň makroskopiki morfologiýasyna syn ediň. Eger birleşmäniň aç-açan faza bölünişi bar bolsa, deslapky ulgamyň gabat gelmeýän ulgamdygyna ilki bilen baha berip bolar. Ikinjiden, mikroskopik morfologiýa we birleşmäniň faza gurluşy mikroskop bilen syn edilýär. Doly gabat gelýän iki komponent birmeňzeş ýagdaýy emele getirer. Şonuň üçin oňat utgaşykly birleşme fazanyň birmeňzeş paýlanyşyny we ownuk dargadylan faza bölejikleriniň ululygyny synlap biler. we bulaşyk interfeýs.
Topografiýa gözegçilik usulynda köplenç ulanylýan synag gurallary optiki mikroskop we skaner elektron mikroskopydyr (SEM). Topografiýa gözegçilik usuly beýleki häsiýetlendiriş usullary bilen bilelikde kömekçi usul hökmünde ulanylyp bilner。
(3) Aç-açanlyk usuly. Bölekleýin gabat gelýän birleşme ulgamynda iki komponent belli bir temperatura we kompozisiýa aralygynda gabat gelip biler we fazanyň bölünişi bu çäkden daşarda bolup biler. Goşma ulgamyň birmeňzeş ulgamdan iki fazaly ulgama öwrülmeginde onuň ýeňil geçirijiligi üýtgär, şonuň üçin birleşmäniň aýdyňlygyny öwrenmek arkaly utgaşyklygy öwrenilip bilner.
Bu usul diňe kömekçi usul hökmünde ulanylyp bilner, sebäbi iki polimeriň refraktiw görkezijileri birmeňzeş bolanda, iki gabat gelmeýän polimeri birleşdirmek arkaly alnan birleşme hem aç-açan bolýar.
(4) Reologiki usul. Bu usulda, birleşmäniň viskoelastik parametrleriniň duýdansyz üýtgemegi, fazanyň bölünmeginiň alamaty hökmünde ulanylýar, mysal üçin, fazanyň bölünmegini bellemek üçin ýapyşyklyk-temperatura egrisiniň duýdansyz üýtgemegi we görünýän birden üýtgemegi. gyrkym stres-temperatura egrisi fazanyň bölünmeginiň alamaty hökmünde ulanylýar. Birleşmeden soň fazany bölmezden goşma ulgamy oňat utgaşyklyga eýe we fazany bölýänler biri-birine gabat gelmeýän ýa-da bölekleýin gabat gelýän ulgamdyr [258].
(5) Hanyň egrilik usuly. Hanyň egrisi lg���'(���) lg G ”, eger goşma ulgamyň Han egrisiniň temperatura baglylygy ýok bolsa we dürli temperaturalarda Hanyň egrisi esasy egrini emele getirýän bolsa, birleşme ulgamy gabat gelýär; goşma ulgam gabat gelýän bolsa, Han egrisi temperatura baglydyr. Hanyň egrisi dürli temperaturalarda biri-birinden aýrylsa we esasy egrini emele getirip bilmese, goşma ulgam biri-birine gabat gelmeýär ýa-da bölekleýin gabat gelýär. Şonuň üçin goşma ulgamyň sazlaşyklylygyny Hanyň egrisiniň bölünişine görä kesgitläp bolýar.
(6) Çözgüdiň ýapyşyk usuly. Bu usul, goşma ulgamyň sazlaşygyny häsiýetlendirmek üçin çözgüdiň ýelimliligini üýtgetmegi ulanýar. Dürli ergin konsentrasiýalarynda birleşmäniň ýapyşygy kompozisiýa garşy meýilleşdirilýär. Çyzykly gatnaşyk bolsa, goşma ulgamyň doly gabat gelýändigini aňladýar; çyzykly däl gatnaşyk bolsa, goşma ulgamyň bölekleýin gabat gelýändigini aňladýar; eger S şekilli egrilik bolsa, onda goşma ulgamyň düýbünden gabat gelmeýändigini görkezýär [10].
(7) Infragyzyl spektroskopiýa. Iki polimer birleşdirilenden soň, utgaşyklyk gowy bolsa, wodorod baglanyşyklary ýaly täsirler bolar we polimer zynjyryndaky her toparyň infragyzyl spektrinde häsiýetli toparlaryň zolakly pozisiýalary üýtgär. Çylşyrymly ulgamyň häsiýetli topar zolaklarynyň we her bir komponentiniň çylşyrymly ulgamyň sazlaşyklydygyny kesgitläp biler.
Mundan başga-da, toplumlaryň sazlaşyklylygyny termogravimetriki analizatorlar, rentgen difraksiýasy, kiçi burçly rentgen ýaýramagy, ýeňil ýaýramak, neýtron elektronyň ýaýramagy, ýadro magnit-rezonansy we ultrases usullary öwrenilip bilner [10].
1.3.4 Gidroksipropil metilseluloza / gidroksipropil krahmal birleşmesiniň gözleg işleri
1.3.4.1 Gidroksipropil metilselulozanyň we beýleki maddalaryň birleşmegi
HPMC we beýleki maddalaryň birleşmeleri esasan neşe serişdeleriniň gözegçiligindäki goýberiş ulgamlarynda we iýip bolýan ýa-da zaýalanýan film gaplaýyş materiallarynda ulanylýar. Neşe serişdelerine gözegçilik edilýän goýberiş ulanylanda, HPMC bilen birleşdirilen polimerlere poliwinil alkogoly (PVA), süýt kislotasy-glikolik kislotanyň kopolimeri (PLGA) we polikaprolakton (PCL), şeýle hem beloklar, tebigy polimerler ýaly sintetiki polimerler girýär. polisakaridler. Abdel-Zaher we başgalar. gurluş düzümini, ýylylyk durnuklylygyny we HPMC / PVA kompozitleriniň öndürijiligi bilen gatnaşygy öwrendi we netijeler iki polimeriň gatnaşmagynda käbir ýalňyşlygyň bardygyny görkezdi [259]. Zabihi we başgalar. Aşgazanda we içegede yzygiderli goýberip bilýän insuliniň gözegçilikde saklanmagy we yzygiderli goýberilmegi üçin mikrokapsulalary taýýarlamak üçin HPMC / PLGA toplumyny ulandy [260]. Jawed we başgalar. birleşdirilen gidrofil HPMC we gidrofob PCL we birleşme gatnaşygyny sazlamak arkaly adam bedeniniň dürli ýerlerinde goýberilip bilinýän neşe gözegçiligi we dowamly goýberilmegi üçin HPMC / PCL toplumlaryny mikrokapsula materiallary hökmünde ulandy [261]. Ding we ş.m. ýelimliligi, dinamiki viskoelastikligi, süýrenmegi dikeltmek we gözegçilikde saklanýan neşe serişdeleriniň goýberilişinde ulanylýan HPMC / kollagen toplumlarynyň dikotropiýasy ýaly reologiki aýratynlyklary öwrendi, senagat amaly üçin teoretiki görkezme berdi [262]. Arthanari, Cai we Rai we başgalar. ]
Iýmitlenýän ýa-da zaýalanýan film gaplaýyş materiallarynyň ösüşinde HPMC bilen birleşdirilen polimerler esasan lipidler, beloklar we polisakaridler ýaly tebigy polimerlerdir. Karaca, Fagundes we Contreras-Oliva we ş.m. HPMC / lipid toplumlary bilen iýip bolýan birleşýän membranalary taýýarlady we degişlilikde erik, alça pomidor we sitrus saklamakda ulandy. Netijeler HPMC / lipid çylşyrymly membranalarynyň täze saklamagyň antibakterial täsiriniň bardygyny görkezdi [266-268]. Şetti, Rubilar we Ding we ş.m. mehaniki aýratynlyklaryny, ýylylyk durnuklylygyny, mikrostrukturasyny we HPMC-den taýýarlanylýan iýilýän kompozit filmleriň komponentleriniň, ýüpek belogynyň, zynjyrly belok izolýasiýasynyň we kollageniň arasyndaky täsirleri öwrendi [269-271]. Esteglal we başgalar. bio esasly gaplaýyş materiallarynda ulanmak üçin iýilýän filmleri taýýarlamak üçin jelatin bilen HPMC düzdi [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata we Ortega-Toro we ş.m. HPMC / chitosan HPMC / ksiloglucan, HPMC / etil sellýuloza we HPMC / krahmal iýip bolýan birleşýän filmleri taýýarladylar we ýylylyk durnuklylygyny, mehaniki häsiýetlerini, mikrostruktura we antibakterial häsiýetlerini öwrendiler [139, 272-274]. HPMC / PLA birleşmesi, adatça ekstruziýa arkaly azyk önümleri üçin gaplaýyş materialy hökmünde hem ulanylyp bilner [275].
Iýmitlenýän ýa-da zaýalanýan film gaplaýyş materiallarynyň ösüşinde HPMC bilen birleşdirilen polimerler esasan lipidler, beloklar we polisakaridler ýaly tebigy polimerlerdir. Karaca, Fagundes we Contreras-Oliva we ş.m. HPMC / lipid toplumlary bilen iýip bolýan birleşýän membranalary taýýarlady we degişlilikde erik, alça pomidor we sitrus saklamakda ulandy. Netijeler HPMC / lipid çylşyrymly membranalarynyň täze saklamagyň antibakterial täsiriniň bardygyny görkezdi [266-268]. Şetti, Rubilar we Ding we ş.m. mehaniki aýratynlyklaryny, ýylylyk durnuklylygyny, mikrostrukturasyny we HPMC-den taýýarlanylýan iýilýän kompozit filmleriň komponentleriniň, ýüpek belogynyň, zynjyrly belok izolýasiýasynyň we kollageniň arasyndaky täsirleri öwrendi [269-271]. Esteglal we başgalar. bio esasly gaplaýyş materiallarynda ulanmak üçin iýilýän filmleri taýýarlamak üçin jelatin bilen HPMC düzdi [111]. Priya, Kondaveeti, Sakata we Ortega-Toro we ş.m. HPMC / chitosan HPMC / ksiloglucan, HPMC / etil sellýuloza we HPMC / krahmal iýip bolýan birleşýän filmleri taýýarladylar we ýylylyk durnuklylygyny, mehaniki häsiýetlerini, mikrostruktura we antibakterial häsiýetlerini öwrendiler [139, 272-274]. HPMC / PLA birleşmesi, adatça ekstruziýa arkaly azyk önümleri üçin gaplaýyş materialy hökmünde hem ulanylyp bilner [275].
1.3.4.2 Kraxmal we beýleki maddalaryň birleşmegi
Kraxmalyň we beýleki maddalaryň birleşmegi baradaky gözleg ilki başda dürli gidrofob alifat poliester maddalaryna, şol sanda polilaktiki kislota (PLA), polikaprolakton (PCL), polibuten suksin kislotasy (PBSA) we ş.m. 276] jemlendi. Müller we başgalar. Kraxmal / PLA kompozitleriniň gurluşyny we häsiýetlerini we ikisiniň özara täsirini öwrendi we netijeler ikisiniň arasyndaky täsiriň gowşakdygyny we kompozitleriň mehaniki häsiýetleriniň pesdigini görkezdi [277]. Correa, Komur we Diaz-Gomez we başgalar. biodegrirlenip bilinýän materiallary, biomedikal materiallary we dokma in Engineeringenerçilik skafing materiallaryny ösdürmäge ulanylýan krahmal / PCL toplumlarynyň iki komponentiniň mehaniki aýratynlyklaryny, reologiki aýratynlyklaryny, jel häsiýetlerini we laýyklygyny öwrendi [278-280]. Ohkika we başgalar. mekgejöwen bilen PBSA-nyň garyndysynyň örän geljegi uludygyna göz ýetirdi. Kraxmal düzümi 5-30% bolanda, krahmal granulalarynyň mukdaryny köpeltmek moduly artdyryp, dartyş stresini we arakesmede uzalmagy azaldyp biler [281,282]. Gidrofob alifatik poliester gidrofil krahmal bilen termodinamiki taýdan gabat gelmeýär we krahmal bilen poliesteriň arasyndaky faza interfeýsini gowulandyrmak üçin adatça dürli utgaşdyryjy we goşundylar goşulýar. Szadkowska, Ferri we Li we başgalar. silanol esasly plastifikatorlaryň, erkek angidrid zygyr ýagynyň we işleýän ösümlik ýagynyň emele gelişleriniň degişlilikde krahmal / PLA toplumlarynyň gurluşyna we häsiýetlerine täsirini öwrendi [283-285]. Ortega-Toro, etu we ş.m. maddy aýratynlyklaryny we durnuklylygyny ýokarlandyrmak üçin degişlilikde krahmal / PCL birleşmesini we krahmal / PBSA birleşmesini sazlamak üçin limon kislotasy we difenilmetan diizosýanat ulanyldy [286, 287].
Soňky ýyllarda krahmalyň beloklar, polisakaridler we lipidler ýaly tebigy polimerler bilen birleşmegi barada has köp gözleg geçirildi. Teklehaimanot, Sahin-Nadeen we Zhang we başgalar degişlilikde krahmal / zeiniň, krahmal / süýtli belogyň we krahmal / jelatin toplumlarynyň fiziki-himiki aýratynlyklaryny öwrendiler we netijeler azyk biomateriallaryna we kapsulalaryna ulanylyp bilinjek gowy netijeleri gazandy [52, 288, 289]. Lozanno-Navarro, Talon we Ren we ş.m. ýagtylygyň geçirişini, mehaniki aýratynlyklaryny, antibakterial häsiýetlerini we krahmal / sitosan birleşýän filmleriniň sitosan konsentrasiýasyny öwrendi we birleşýän filmiň antibakterial täsirini gowulandyrmak üçin tebigy ekstraktlary, çaý polifenollary we beýleki tebigy antibakterial serişdeleri goşdy. Gözlegleriň netijeleri, krahmal / çitosan kompozit filminiň iýmit we derman serişdelerini işjeň gaplamakda uly mümkinçilikleriniň bardygyny görkezýär [290-292]. Kauşik, Ghanbarzadeh, Arwanitoyannis we Çang we ş.m. krahmal / sellýuloza nanokristallarynyň, krahmal / karboksimetilseluloza, krahmal / metilseluloza we krahmal / gidroksipropilmetilseluloza kompozit filmleriniň aýratynlyklaryny we iýilýän / biodegrasiýa edilip bilinýän gaplama materiallarynda esasy goşundylary öwrendi [293-295]. Dafe, Jumaidin we Lascombes we ş.m. esasan azyk we iýmit gaplamak pudagynda ulanylýan krahmal / pektin, krahmal / agar we krahmal / karrageenan ýaly krahmal / iýmit sakgyç birleşmelerini öwrendi [296-298]. Tapioka krahmalynyň / mekgejöwen ýagynyň, krahmal / lipid toplumlarynyň fiziki-himiki aýratynlyklary Perez, De we başgalar tarapyndan esasan ekstrudirlenen iýmitleriň önümçilik prosesine ýolbaşçylyk etmek üçin öwrenildi [299, 300].
1.3.4.3 Gidroksipropil metilselulozanyň we krahmalyň birleşmegi
Häzirki wagtda HPMC we içerde we daşary ýurtlarda krahmal birleşme ulgamy barada kän bir barlag ýok we köpüsi krahmalyň garramak hadysasyny gowulandyrmak üçin krahmal matrisasyna az mukdarda HPMC goşýar. Jimenez we başgalar. krahmal membranalarynyň geçirijiligini ýokarlandyrmak üçin ýerli krahmalyň garramagyny azaltmak üçin HPMC ulandy. Netijeler HPMC-iň goşulmagynyň krahmalyň garramagyny azaldandygyny we birleşýän membrananyň çeýeligini ýokarlandyrandygyny görkezdi. Birleşdirilen membrananyň kislorod geçirijiligi ep-esli ýokarlandy, ýöne suw geçirmeýän öndürijilik. Näçe üýtgedi [301]. Villacres, Basch we ş.m. HPMC / krahmal kompozit film gaplaýyş materiallaryny taýýarlamak üçin HPMC we tapioca krahmalyny birleşdirdi we gliseriniň birleşýän filme plastifikasiýa täsirini we kaliý sorbatynyň we nisiniň birleşýän filmiň antibakterial häsiýetlerine täsirini öwrendi. Netijeler HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen, birleşdirilen filmiň elastik modulynyň we dartyş güýjüniň ýokarlanýandygyny, arakesmede uzalmagyň azalýandygyny we suw buglarynyň geçirijiliginiň az täsir edýändigini görkezýär; kaliý sorbaty we nisin ikisi hem birleşdirilen filmi gowulaşdyryp biler. Iki antibakterial serişdäniň antibakterial täsiri bilelikde ulanylanda has gowudyr [112, 302]. Ortega-Toro we ş.m. HPMC / krahmal gyzgyn basyşly birleşýän membranalaryň häsiýetlerini öwrendi we limon kislotasynyň birleşýän membranalaryň häsiýetlerine täsirini öwrendi. Netijeler HPMC-iň krahmal üznüksiz fazasynda dargandygyny we limon kislotasynyň hem, HPMC-iň krahmalyň garramagyna täsir edendigini görkezdi. belli bir derejede gadaganlyk derejesine ýetdi [139]. Aýorinde we başgalar. Agyz amlodipiniň örtügi üçin HPMC / krahmal kompozit filmini ulandy we netijeler birleşdirilen filmiň bölüniş wagtynyň we goýberiliş tizliginiň gaty gowydygyny görkezdi [303].
Zhao Ming we başgalar. Kraxmalyň HPMC filmleriniň suw saklaýyş derejesine täsirini öwrendi we netijeler krahmalyň we HPMC-iň belli bir sinergistik täsiriniň bardygyny görkezdi, bu bolsa suwuň saklanyş derejesiniň umumy ýokarlanmagyna getirdi [304]. Ç Zhangan we başg. HPMC / HPS birleşmesiniň film aýratynlyklaryny we erginiň reologiki aýratynlyklaryny öwrendi. Netijeler HPMC / HPS birleşme ulgamynyň belli bir utgaşyklygynyň bardygyny, birleşýän membrananyň işleýşiniň gowydygyny we HPS-iň HPMC-e bolan reologiki aýratynlyklarynyň oňat deňagramlylyk täsiriniň bardygyny görkezýär [305, 306]. Hokary HPMC mazmuny bolan HPMC / krahmal birleşme ulgamy boýunça gözlegler az we olaryň köpüsi ýalpak öndürijilik gözleginde, we goşma ulgam boýunça nazaryýet gözlegleri birneme ýetmezçilik edýär, esasanam HPMC / HPS sowuk-yssynyň jeli tersine faza kompozit jel. Mehaniki gözlegler henizem boş ýagdaýda.
1.4 Polimer toplumlarynyň reologiýasy
Polimer materiallaryny gaýtadan işlemekde akym we deformasiýa hökmany suratda ýüze çykar we reologiýa materiallaryň akym we deformasiýa kanunlaryny öwrenýän ylymdyr [307]. Akym suwuk materiallaryň, deformasiýa bolsa gaty (kristal) materiallaryň häsiýetidir. Suwuk akymyň we gaty deformasiýanyň umumy deňeşdirmesi aşakdaky ýaly:
Polimer materiallaryny amaly önümçilikde ulanmakda, olaryň ýapyşyklygy we ýelimliligi olaryň gaýtadan işleýşini kesgitleýär. Gaýtadan işlemegiň we galyplaşdyrmagyň barşynda, gyrkym tizliginiň üýtgemegi bilen polimer materiallarynyň ýapyşyklygy birnäçe ululyk sargytlarynyň uly ululygyna eýe bolup biler. Üýtget [308]. Capyşyklygy we gyrkylmagy ýaly reologiki aýratynlyklar polimer materiallary gaýtadan işlenende nasos, parfýuziýa, dispersiýa we pürkmek gözegçiligine gönüden-göni täsir edýär we polimer materiallarynyň iň möhüm aýratynlyklarydyr.
1.4.1 Polimerleriň ýapyklygy
Daşarky güýç astynda polimer suwuklygy diňe bir akyp bilmän, eýsem “viskoelastiklik” görnüşini görkezýän deformasiýany hem görkezip biler we onuň düýp manysy “gaty suwuk iki fazaly” bilelikde ýaşamakdyr [309]. Şeýle-de bolsa, bu viskoelastiklik ownuk deformasiýalarda çyzykly viskoelastiklik däl-de, eýsem materialyň uly deformasiýalary we uzaga çekýän stresleri görkezýän çyzykly viskoelastikligi [310].
Tebigy polisakarid suw erginine gidrosol hem diýilýär. Erginli erginde polisakarid makromolekulalary biri-birinden aýrylan rulon görnüşinde. Konsentrasiýa belli bir gymmata ýetende, makromolekulýar rulonlar biri-birine aralaşýar we biri-birine gabat gelýär. Bahasyna kritiki konsentrasiýa diýilýär [311]. Kritiki konsentrasiýanyň aşagynda, erginiň ýelimliligi birneme pes we Nýuton suwuklygynyň özüni alyp barşyny görkezip, gyrkym derejesine täsir etmeýär; kritiki konsentrasiýa ýetilende, ilki izolýasiýa hereket edýän makromolekulalar biri-biri bilen baglanyşyp başlaýar we çözgüdiň ýapyşyklygy ep-esli ýokarlanýar. artdyrmak [312]; konsentrasiýa kritiki konsentrasiýadan ýokary bolsa, gyrkymyň inçelmegi bolýar we ergin Nýuton däl suwuklygy görkezýär [245].
Käbir gidrosollar belli bir şertlerde jel emele getirip bilerler we olaryň viskoelastik häsiýetleri, adatça G 'saklaýyş moduly, ýitgi moduly G we ýygylygyna baglylygy bilen häsiýetlendirilýär. Saklaýyş moduly ulgamyň çeýeligine, ýitgi moduly bolsa ulgamyň ýapyklygyna laýyk gelýär [311]. Suwuk çözgütlerde molekulalaryň arasynda hiç hili baglanyşyk ýok, şonuň üçin giň ýygylyklaryň köpüsinde G ′ G than-dan has kiçi we güýçli ýygylyga baglylygy görkezýär. G ′ we G frequ ýygylyga prop we proporsional bolany üçin, ýygylyk has ýokary bolanda, G ′> G ″. Konsentrasiýa kritiki konsentrasiýadan ýokary bolanda, G ′ we G ″ ýygylyga baglylygy bar. Frequygylyk pes bolanda, G ′ <G ″ we ýygylyk kem-kemden ýokarlananda, ikisi geçer we ýokary ýygylykly sebitde G ′> tersine öwrüler ".
Tebigy polisakarid gidrozolyň jele öwrülmeginiň kritiki nokadyna jel nokady diýilýär. Gel nokadynyň köp kesgitlemesi bar we iň köp ulanylýan reologiýada dinamiki viskoelastikanyň kesgitlemesi. Ulgamyň saklaýyş moduly G loss ýitgi modulyna deň bolsa, gel nokady we G ′> G ″ Gel emele gelmegi [312, 313].
Käbir tebigy polisakarid molekulalary gowşak birleşmeleri emele getirýär we olaryň gel gurluşy aňsatlyk bilen ýok edilýär we G 'G-den birneme uludyr', pes ýygylyga baglylygy görkezýär; käbir tebigy polisakarid molekulalary jeliň gurluşy has güýçli, G ′ G than-dan has uludyr we ýygylyga baglylygy bolmadyk durnukly birleşýän sebitleri emele getirip biler [311].
1.4.2 Polimer toplumlarynyň reologiki häsiýeti
Doly gabat gelýän polimer birleşme ulgamy üçin birleşme birmeňzeş ulgamdyr we onuň viskoelastikligi, adatça, bir polimeriň häsiýetleriniň jemidir we viskoelastikligini ýönekeý empirik düzgünler bilen düşündirip bolar [314]. Amal, birmeňzeş ulgamyň mehaniki häsiýetleriniň gowulaşmagyna amatly däldigini subut etdi. Munuň tersine, faza bilen bölünen gurluşly käbir çylşyrymly ulgamlar ajaýyp öndürijilige eýedir [315].
Bölekleýin gabat gelýän goşma ulgamyň utgaşyklygy ulgam birleşmesiniň gatnaşygy, gyrkymyň tizligi, temperatura we komponent gurluşy, utgaşyklygy ýa-da fazanyň bölünişini görkezýän faktorlara täsir eder we utgaşyklykdan faza bölünişine geçmek gutulgysyzdyr. ulgamyň viskoelastikliginde düýpli üýtgeşmelere getirýär [316, 317]. Soňky ýyllarda bölekleýin gabat gelýän polimer çylşyrymly ulgamlarynyň viskoelastik häsiýeti barada köp sanly gözleg geçirildi. Gözleg, utgaşyklyk zonasyndaky goşma ulgamyň reologiki häsiýetiniň birmeňzeş ulgamyň aýratynlyklaryny görkezýändigini görkezýär. Fazany bölmek zolagynda, reologiki häsiýet birmeňzeş zonadan düýpgöter tapawutlanýar we gaty çylşyrymly.
Dürli konsentrasiýalarda birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklaryna düşünmek, birleşme gatnaşygy, gyrkym derejesi, temperatura we ş.m. gaýtadan işlemek tehnologiýasyny dogry saýlamak, formulalary oýlanyşykly dizaýn etmek, önümiň hiline berk gözegçilik etmek we önümçiligiň degişli peselmegi üçin möhüm ähmiýete eýe. energiýa sarp etmek. [309]. Mysal üçin, temperatura duýgur materiallar üçin, temperaturany sazlamak arkaly materialyň ýapyşygyny üýtgedip bolýar. Gaýtadan işlemegiň netijeliligini ýokarlandyrmak; materialyň gyrkym zolagyna düşüniň, materialyň gaýtadan işlenişine gözegçilik etmek we önümçiligiň netijeliligini ýokarlandyrmak üçin degişli gyrkym derejesini saýlaň.
1.4.3 Birleşmäniň reologiki aýratynlyklaryna täsir edýän faktorlar
1.4.3.1 Kompozisiýa
Birleşme ulgamynyň fiziki we himiki aýratynlyklary we içki gurluşy, her bir komponentiň häsiýetleriniň we komponentleriň özara täsiriniň bilelikdäki goşantlarynyň giňişleýin beýanydyr. Şonuň üçin her bir komponentiň fiziki we himiki aýratynlyklary birleşme ulgamynda aýgytly rol oýnaýar. Dürli polimerleriň arasyndaky utgaşyklyk derejesi dürli-dürli bolýar, käbirleri gaty gabat gelýär we käbirleri düýbünden gabat gelmeýär diýen ýaly.
1.4.3.2 Goşma ulgamyň gatnaşygy
Polimer birleşme ulgamynyň viskoelastikligi we mehaniki aýratynlyklary birleşme gatnaşygy üýtgemegi bilen ep-esli üýtgär. Sebäbi goşma gatnaşygy her bir komponentiň goşma ulgamyna goşýan goşandyny kesgitleýär we her bir komponente täsir edýär. özara täsir we faza paýlanyşy. Sie ajajie we başg. sitosan / gidroksipropil sellýulozany öwrenip, gidroksipropil sellýulozanyň mukdarynyň köpelmegi bilen birleşmäniň ýapyşygynyň ep-esli ýokarlanandygyny anyklady [318]. Zhangan ayaýuan we başg. ksant sakgyjynyň we mekgejöwen krahmalynyň toplumyny öwrenip, ksant sakgyjynyň gatnaşygy 10% bolanda, çylşyrymlylyk koeffisiýenti, öndürijilik stres we suwuklyk görkezijisi ep-esli ýokarlandy. Elbetde [319].
1.4.3.3 Gyrkymyň derejesi
Polimer suwuklyklarynyň köpüsi, Nýutonyň akym kanunyna laýyk gelmeýän pseudoplastiki suwuklyklardyr. Esasy aýratynlygy, pes gyrkymyň aşagynda ýelimliligiň esasan üýtgemezligi we gyrkymyň ýokarlanmagy bilen ýelimlilik ep-esli azalýar [308, 320]. Polimer suwuklygynyň akym egrisini takmynan üç sebite bölmek bolar: pes gyrkylan Nýuton sebiti, gyrkylýan ýuka sebit we ýokary gyrkylyk durnuklylygy sebiti. Gyrkym derejesi nola öwrülende, stres we dartyş çyzykly bolýar we suwuklygyň akym häsiýeti Nýuton suwuklygynyňky ýaly bolýar. Bu wagt ýelimlilik, nol gyrkymly ýelimlilik η0 diýlip atlandyrylýan belli bir gymmata ýykgyn edýär. η0 materialyň iň ýokary dynç alyş wagtyny görkezýär we polimeriň ortaça molekulýar agramy we ýelimli akymyň işjeňleşme energiýasy bilen baglanyşykly polimer materiallarynyň möhüm parametridir. Gyrkym inçe zolagynda, gyrkymyň tizliginiň ýokarlanmagy bilen ýelimlilik kem-kemden azalýar we “gyrkymyň inçelmegi” hadysasy ýüze çykýar. Bu zona polimer materiallaryny gaýtadan işlemekde adaty akym zonasydyr. Gyrkymyň ýokary durnuklylygy sebitinde, gyrkymyň derejesi ýokarlanýarka, ýapyşyklyk başga bir üýtgewsiz, çäksiz gyrkym ýapyklygyna ymtylýar, ýöne bu sebite adatça ýetmek kyn.
1.4.3.4 Temperatura
Temperatura, molekulalaryň tötänleýin ýylylyk hereketiniň intensiwligine gönüden-göni täsir edýär, bu diffuziýa, molekulýar zynjyryň ugry we gurşaw ýaly birek-birege täsirine ep-esli täsir edip biler. Umuman, polimer materiallaryň akymynyň dowamynda molekulýar zynjyrlaryň hereketi segmentlerde amala aşyrylýar; temperaturanyň ýokarlanmagy bilen erkin ses ýokarlanýar we segmentleriň akym garşylygy peselýär, şonuň üçin ýapyşyk azalýar. Şeýle-de bolsa, käbir polimerler üçin temperaturanyň ýokarlanmagy bilen zynjyrlaryň arasynda gidrofob birleşmesi ýüze çykýar, şonuň üçin ýerine ýapyşyklyk ýokarlanýar.
Dürli polimerleriň temperatura duýgurlygynyň dürli derejeleri bar we şol bir ýokary polimer dürli temperatura diapazonlarynda mehanizminiň işleýşine dürli täsir edýär.
1.5 Gözlegiň ähmiýeti, gözleg maksady we bu mowzugyň gözleg mazmuny
1.5.1 Gözlegiň ähmiýeti
HPMC iýmit we lukmançylyk pudagynda giňden ulanylýan ygtybarly we iýip bolýan material bolsa-da, film döretmek, dargatmak, galyňlaşdyrmak we durnuklaşdyrmak aýratynlyklaryna eýedir. HPMC filmi gowy aç-açanlyga, nebit barýer aýratynlyklaryna we mehaniki aýratynlyklaryna eýedir. Şeýle-de bolsa, onuň ýokary bahasy (takmynan 100,000 / tonna), hatda kapsulalar ýaly has gymmatly derman önümlerinde-de giň ulanylmagyny çäklendirýär. Mundan başga-da, HPMC termiki induksion jel bolup, pes temperaturada pes ýapyşykly ergin ýagdaýynda bar we ýokary temperaturada gaty ýelmeşýän jel emele getirip biler, şonuň üçin örtük, pürkmek we suwa batyrmak ýaly gaýtadan işleýiş amallary amala aşyrylmalydyr. ýokary temperaturada çykýar, netijede ýokary önümçilik energiýasy sarp edilýär we ýokary önümçilik çykdajylary bolýar. Pes temperaturada HPMC-iň pes ýapyşyklygy we gel güýji ýaly häsiýetler köp programmalarda HPMC-iň işleýşini peseldýär.
Munuň tersine, HPS arzan (20,000 / tonna) iýilýän material bolup, azyk we lukmançylyk pudagynda hem giňden ulanylýar. HPMC-iň beýle gymmat bolmagynyň sebäbi, HPMC taýýarlamak üçin ulanylýan çig mal sellýulozasynyň HPS taýýarlamak üçin ulanylýan çig mal krahmalyndan has gymmat bolmagydyr. Mundan başga-da, HPMC iki sany çalyşýan, gidroksipropil we metoksi bilen berkidildi. Netijede, taýýarlyk prosesi gaty çylşyrymly, şonuň üçin HPMC-iň bahasy HPS-den has ýokary. Bu taslama käbir gymmat HPMC-leri arzan bahaly HPS bilen çalyşmagy we şuňa meňzeş funksiýalary dowam etdirmek esasynda önümiň bahasyny arzanlatmagy umyt edýär.
Mundan başga-da, HPS pes temperaturada viskoelastik jel ýagdaýynda bar we ýokary temperaturada akýan ergini emele getirýän sowuk jeldir. Şonuň üçin HPMC-e HPS goşmak HPMC-iň jel temperaturasyny peseldip, pes temperaturada ýelimliligini ýokarlandyryp biler. we jel güýji, pes temperaturada işleýşini gowulandyrýar. Mundan başga-da, HPS iýilýän filmde kislorod barýeriniň gowy häsiýetleri bar, şonuň üçin HPMC-e HPS goşmak iýilýän filmiň kislorod barýer aýratynlyklaryny gowulaşdyryp biler.
Gysgaça aýtsak, HPMC bilen HPS-iň utgaşmasy: Birinjiden, möhüm teoretiki ähmiýete eýe. HPMC gyzgyn jel, HPS bolsa sowuk jel. Ikisini birleşdirip, teoretiki taýdan gyzgyn we sowuk jelleriň arasynda geçiş nokady bar. HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel birleşme ulgamynyň döredilmegi we onuň mehanizm gözlegleri, sowuk we yssy tersine fazaly gel birleşme ulgamyny öwrenmek üçin täze bir ýol berip biler - teoretiki görkezme. Ikinjiden, önümçilik çykdajylaryny azaldyp, önümiň girdejisini ýokarlandyryp biler. HPS we HPMC kombinasiýasynyň kömegi bilen çig mal we önümçilik energiýasy sarp edilişinde önümçilik bahasy peselip, önümiň girdejisi ep-esli gowulaşyp biler. Üçünjiden, gaýtadan işlemegiň işini gowulandyryp we programmany giňeldip biler. HPS-iň goşulmagy pes temperaturada HPMC-iň konsentrasiýasyny we jel güýjüni ýokarlandyryp, pes temperaturada gaýtadan işleýiş işini gowulandyryp biler. Mundan başga-da, önümiň öndürijiligi gowulaşyp biler. HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filmini taýýarlamak üçin HPS goşmak bilen iýilýän filmiň kislorod barýer häsiýetleri gowulaşyp biler.
Polimer birleşme ulgamynyň utgaşyklygy mikroskopik morfologiýany we birleşmäniň giňişleýin aýratynlyklaryny, esasanam mehaniki häsiýetlerini gönüden-göni kesgitläp biler. Şonuň üçin HPMC / HPS birleşme ulgamynyň sazlaşygyny öwrenmek gaty möhümdir. HPMC we HPS ikisi hem birmeňzeş gurluş birligi-glýukoza bilen gidrofil polisakaridler we HPMC / HPS birleşme ulgamynyň sazlaşygyny ep-esli ýokarlandyrýan şol bir funksional topar gidroksipropil tarapyndan üýtgedilýär. Şeýle-de bolsa, HPMC sowuk jel we HPS gyzgyn jel, ikisiniň ters gel hereketi HPMC / HPS birleşme ulgamynyň faza bölüniş hadysasyna sebäp bolýar. Gysgaça aýtsak, HPMC / HPS sowuk-gyzgyn gel kompozit ulgamynyň faza morfologiýasy we fazanyň geçişi gaty çylşyrymly, şonuň üçin bu ulgamyň utgaşyklygy we fazanyň bölünişi gaty gyzykly bolar.
Polimer çylşyrymly ulgamlaryň morfologiki gurluşy we reologiki häsiýeti biri-biri bilen baglanyşyklydyr. Bir tarapdan, gaýtadan işlenende reologiki hereket ulgamyň morfologiki gurluşyna uly täsir eder; beýleki tarapdan ulgamyň reologiki özüni alyp barşy ulgamyň morfologiki gurluşynyň üýtgemelerini takyk görkezip biler. Şonuň üçin HPMC / HPS birleşme ulgamynyň önümçilige, gaýtadan işlenişine we hiline gözegçilik etmek üçin reologiki aýratynlyklaryny öwrenmek uly ähmiýete eýe.
Morfologiki gurluş, HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel birleşme ulgamynyň sazlaşyklylygy we reologiýasy ýaly makroskopiki häsiýetler dinamiki bolup, ergin konsentrasiýasy, birleşme gatnaşygy, gyrkym derejesi we temperatura ýaly birnäçe faktorlara täsir edýär. Mikroskopiki morfologiki gurluş bilen birleşdirilen ulgamyň makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk, birleşdirilen ulgamyň morfologiki gurluşyna we sazlaşyklylygyna gözegçilik etmek arkaly kadalaşdyrylyp bilner.
1.5.2 Gözlegiň maksady
HPMC / HPS sowuk we gyzgyn ters fazaly gel birleşme ulgamy guruldy, onuň reologiki aýratynlyklary öwrenildi we komponentleriň fiziki we himiki gurluşynyň, birleşme gatnaşygy we gaýtadan işleýiş şertleriniň ulgamyň reologiki aýratynlyklaryna täsiri öwrenildi. HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filmi taýýarlandy we mehaniki häsiýetler, howanyň geçirijiligi we filmiň optiki häsiýetleri ýaly makroskopiki häsiýetler öwrenildi we täsir ediji faktorlar we kanunlar öwrenildi. HPMC / HPS sowuk we gyzgyn ters fazaly gel çylşyrymly ulgamynyň fazanyň geçişini, utgaşyklygyny we fazanyň bölünişini yzygiderli öwreniň, täsir ediji faktorlary we mehanizmleri öwreniň we mikroskopik morfologiki gurluş bilen makroskopiki häsiýetleriň arasyndaky baglanyşygy ýola goýuň. Birleşdirilen ulgamyň morfologiki gurluşy we utgaşyklygy birleşdirilen materiallaryň häsiýetlerine gözegçilik etmek üçin ulanylýar.
1.5.3 Gözlegiň mazmuny
Garaşylýan gözleg maksadyna ýetmek üçin bu kagyz aşakdaky gözlegleri amala aşyrar:
. goşma ulgam. Tiksotropiýa we tikotropiýa ýaly reologiki häsiýetleriň täsiri we kanuny derňelip, sowuk we gyzgyn birleşýän jeliň emele geliş mehanizmi ilki öwrenildi.
) mehaniki eýeçilik barlaýjy, her bir komponentiň mahsus aýratynlyklaryny, birleşdirilen filmiň düzümini öwrenmek üçin ulanyldy we birleşýän filmiň mehaniki aýratynlyklaryna gatnaşygy we daşky gurşawyň çyglylygynyň täsiri; Komponentleriň mahsus häsiýetleriniň we birleşme filminiň kislorod we ýagtylyk geçiriş häsiýetlerine täsirini öwrenmek üçin kislorod geçiriş tizligini barlaýjy we UV-Vis spektrofotometrini ulanmak HPMC / HPS sowuklygynyň sazlaşyklylygy we fazanyň bölünişi- gyzgyn ters jel kompozit ulgamy elektron mikroskopiýa, termogravimetriki derňew we dinamiki termomehaniki derňew arkaly öwrenildi.
(3) HPMC / HPS sowuk-gyzgyn ters gel kompozit ulgamynyň mikroskopik morfologiýasy bilen mehaniki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filmi taýýarlandy we birleşmäniň konsentrasiýasynyň we birleşmäniň gatnaşygy fazanyň paýlanyşyna we fazanyň geçişine täsiri optiki mikroskop we ýod boýamak usuly bilen öwrenildi; Nusgalaryň mehaniki häsiýetlerine we ýagtylyk geçiriş häsiýetlerine goşma konsentrasiýanyň we birleşme gatnaşygynyň täsir düzgüni döredildi. HPMC / HPS sowuk-gyzgyn ters gel kompozit ulgamynyň mikrostrukturasy we mehaniki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk öwrenildi.
(4) HPS çalyşmak derejesiniň reologiki aýratynlyklaryna we HPMC / HPS sowuk-yssy tersine fazaly gel kompozit ulgamynyň gel häsiýetlerine täsiri. HPS çalyşmagyň derejesiniň, gyrkym derejesiniň we temperaturasynyň birleşme ulgamynyň ýapyşyklygyna we beýleki reologiki aýratynlyklaryna täsiri, şeýle hem jeliň geçiş nokady, modulyň ýygylygyna baglylygy we beýleki gel häsiýetleri we olaryň kanunlary reometr arkaly öwrenildi. Nusgalaryň temperatura bagly fazanyň paýlanyşy we fazanyň geçişi ýod boýagy bilen öwrenildi we HPMC / HPS sowuk-yssy tersine fazaly gel çylşyrymly ulgamynyň jelasiýa mehanizmi beýan edildi.
(5) HPS-iň himiki gurluşynyň üýtgemeginiň makroskopiki häsiýetlerine we HPMC / HPS sowuk-yssy tersine fazaly gel kompozit ulgamynyň sazlaşygyna täsiri. HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filmi taýýarlandy we HPS gidroksipropiliň ornuny tutmagyň derejesiniň kristal gurluşyna we birleşdirilen filmiň mikro-domen gurluşyna täsiri sinhrotron radiasiýasy kiçi burçly rentgen ýaýratmak tehnologiýasy tarapyndan öwrenildi. Kompozit membrananyň mehaniki häsiýetlerine HPS gidroksipropiliň ornuny tutma derejesiniň täsiri kanuny mehaniki synagçy tarapyndan öwrenildi; HPS çalyşmagyň derejesiniň birleşýän membrananyň kislorod geçirijiligine täsiri kanuny kislorod geçirijiligi barlaýjy tarapyndan öwrenildi; HPS gidroksipropil HPMC / HPS birleşýän filmleriň ýylylyk durnuklylygyna topar çalyşmak derejesiniň täsiri.
2-nji bap HPMC / HPS birleşme ulgamynyň reologiki gözlegleri
Tebigy polimer esasly iýilýän filmler has ýönekeý çygly usul bilen taýýarlanyp bilner [321]. Ilki bilen, polimer eräp ýa-da suwuk fazada dargadylýar, iýip bolýan film emele getirýän suwuk ýa-da film emele getirýän asma taýýarlamak üçin, soňra bolsa erginçini aýyrmak bilen jemlenýär. Bu ýerde amal, adatça birneme ýokary temperaturada guratmak arkaly amala aşyrylýar. Bu amal, adatça öňünden taýýarlanylýan iýilýän filmleri öndürmek ýa-da çümdürmek, çotga ýa-da sepmek arkaly önümi gönüden-göni film emele getirýän ergin bilen örtmek üçin ulanylýar. Iýip bolýan filmi gaýtadan işlemegiň dizaýny, iýip bolýan gaplaýyş filmleriniň we örtükleriniň önümiň hiline gözegçilik etmekde möhüm ähmiýete eýe bolan film emele getirýän suwuklygyň takyk reologiki maglumatlarynyň alynmagyny talap edýär [322].
HPMC ýokary temperaturada jel emele getirýän we pes temperaturada ergin ýagdaýynda bolan termiki ýelimdir. Bu termiki gel häsiýeti, pes temperaturada ýapyşygyny gaty pes edýär, bu suwa çümdürmek, çotga we suwa batyrmak ýaly belli önümçilik proseslerine amatly däl. pes temperaturalarda işlemegiň pes bolmagyna getirýär. Munuň tersine, HPS sowuk jel, pes temperaturada ýelimli jel we ýokary temperatura. Pes ýapyşykly çözgüt ýagdaýy. Şonuň üçin ikisiniň utgaşmasy arkaly HPMC-iň pes temperaturada ýapyşyk ýaly reologiki aýratynlyklary belli bir derejede deňagramlaşdyrylyp bilner.
Bu bap, erginiň konsentrasiýasynyň, birleşme gatnaşygy we temperaturanyň nol gyrkymly ýelimliligi, akym görkezijisi we HPMC / HPS sowuk-gyzgyn ters gel birleşme ulgamynyň dikotropiýasy ýaly reologiki aýratynlyklara edýän täsirlerine bagyşlanýar. Goşma düzgüni goşma ulgamyň utgaşyklygyny deslapky ara alyp maslahatlaşmak üçin ulanylýar.
2.2 Synag usuly
2.2.1 HPMC / HPS birleşme erginini taýýarlamak
Ilki bilen HPMC we HPS gury poroşoklary ölçäň we 15% (w / w) konsentrasiýasyna we 10: 0, 7: 3, 5: 5, 3: 7, 0:10; soň C suwuna 70 ° C goşuň, HPMC-ni doly dargatmak üçin 120 rpm / min-da 30 minut çalt garmaly; soň ergini 95 ° C-den ýokary gyzdyryň, HPS-ni doly jelatinirlemek üçin şol bir tizlikde 1 sagat çalt garmaly; jelatinizasiýa tamamlandy Şondan soň erginiň temperaturasy çalt 70 ° C çenli peseldi we HPMC 80 rpm / min haýal tizlikde 40 minut garyşdyryp doly erdi. (Bu makaladaky ähli w / w: nusganyň gury esas massasy / umumy ergin massasy).
2.2.2 HPMC / HPS birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklary
2.2.2.1 Reologiki derňewiň ýörelgesi
Aýlanma reometri ýokary we aşak jübüt gysgyçlar bilen enjamlaşdyrylandyr we gysgyçlaryň arasyndaky otnositel hereket arkaly ýönekeý gyrkym akymy amala aşyrylyp bilner. Reometr ädim re modeiminde, akym re modeiminde we yrgyldama re modeiminde synag edilip bilner: ädim re modeiminde, reometr wagtlaýyn stres ulanyp biler, bu esasan geçiş häsiýetli jogabyny we nusganyň durnukly ýagdaýyny barlamak üçin ulanylýar. Stresiň gowşamagyna, süýşmegine we dikelmegine baha bermek we viskoelastik jogap; akym re modeiminde, reometr esasan çyzykly stres ulanyp biler, bu esasan nusganyň ýelimliliginiň gyrkym derejesine we ýelimliligiň temperatura we diksotropiýa baglylygyny barlamak üçin ulanylýar; yrgyldama re modeiminde, esasan çyzykly viskoelastiki sebiti kesgitlemek, termiki durnuklylygy bahalandyrmak we nusganyň jelasiýa temperaturasy üçin sinusoidal üýtgeýän yrgyldama stres döredip biler.
2.2.2.2 Akym re modeiminiň synag usuly
Diametri 40 mm bolan parallel plastinka gurallary ulanyldy we tabak aralygy 0,5 mm boldy.
1. Wagtyň geçmegi bilen ýapyşyk üýtgeýär. Synag temperaturasy 25 ° C, gyrkym derejesi 800 s-1, synag wagty 2500 s.
2. iscapyşyklyk gyrkym derejesi bilen üýtgeýär. Synag temperaturasy 25 ° C, gyrkymdan öňki tizlik 800 s-1, gyrkymdan öňki wagt 1000 s; gyrkym derejesi 10²10³s.
Gyrkym stresleri (τ) we gyrkym derejesi (γ) Ostwald-de Waele güýç kanunyna eýerýär:
=τ = K.γ n (2-1)
bu ýerde τ gyrkym stres, Pa;
γ gyrkym derejesi, s-1;
n likwidligiň görkezijisidir;
K - ýelimlilik koeffisiýenti, Pa.
Capyşyklygyň arasyndaky baglanyşyk (ŋ) polimer ergininiň we gyrkymyň tizligini (γ) karren moduly bilen sazlap bolýar:
Olaryň arasynda,ŋ0gyrkymyň ýapyşygy, Pa s;
ŋ∞çäksiz gyrkym ýapyklygy, Pa s;
dynç alyş wagty;
n gyrkymyň inçe görkezijisi ；
3. Üç basgançakly tikotropiýa synag usuly. Synag temperaturasy 25 ° C, a. Stasionar tapgyr, gyrkym derejesi 1 s-1, synag wagty 50 s; b. Gyrkym tapgyry, gyrkym derejesi 1000 s-1, synag wagty 20 s; c. Gurluşy dikeltmek prosesi, gyrkym tizligi 1 s-1, synag wagty 250 s.
Gurluşy dikeltmek prosesinde dürli dikeldiş wagtyndan soň gurluşyň dikeldiş derejesi ýapyşyklygyň dikeliş tizligi bilen aňladylýar:
DSR = ŋt ⁄ ŋ╳100%
Olaryň arasynda,ŋt - strukturalaýyn dikeldiş wagtyndaky ýapyşyklyk, Pa s;
hŋbirinji tapgyryň soňundaky ýapyşyk, Pa s.
2.3 Netijeler we çekişme
2.3.1 Gyrkym wagtynyň goşma ulgamyň reologiki aýratynlyklaryna täsiri
Yzygiderli gyrkym derejesinde, görünýän ýapyşyk, gyrkym wagtynyň köpelmegi bilen dürli tendensiýalary görkezip biler. 2-1-nji suratda HPMC / HPS birleşme ulgamynda wagt bilen deňeşdirilende ýapyşyklygyň adaty egrisi görkezilýär. Gyrkma wagtynyň uzalmagy bilen görünýän ýapyşyklygyň yzygiderli azalýandygyny şekilden görmek bolýar. Gyrkym wagty takmynan 500 s-e ýetende, ýapyşyk durnukly ýagdaýa gelýär, bu ýokary tizlikli gyrkym astyndaky birleşme ulgamynyň ýapyklygynyň belli bir gymmatyny görkezýär. Wagt garaşlylygy, ýagny tikotropiýa belli bir wagtyň içinde görkezilýär.
Şonuň üçin birleşme ulgamynyň ýelimliliginiň üýtgeme kanunyny gyrkym tizligi bilen öwreneniňizde, hakyky durnuksyz gyrkym synagyndan öň, birleşme ulgamyna diksotropiýanyň täsirini ýok etmek üçin belli bir ýokary tizlikli gyrkym döwri talap edilýär. . Şeýlelik bilen, ýekeje faktor hökmünde gyrkym derejesi bilen ýapyşyklygyň üýtgemegi kanuny alynýar. Bu synagda, ähli nusgalaryň ýapyşyklygy, bu ýerde meýilleşdirilmedik wagt bilen 800 1 / s ýokary gyrkym tizliginde 1000 s-den öň durnukly ýagdaýa geldi. Şonuň üçin geljekde geçiriljek synag synagynda, ähli nusgalaryň tikotropiýasynyň täsirini ýok etmek üçin 800 1 / s ýokary gyrkylyk derejesinde 1000 s üçin öňünden gyrkmak kabul edildi.
2.3.2 Birleşmegiň ulgamynyň reologiki aýratynlyklaryna konsentrasiýanyň täsiri
Adatça, polimer erginleriniň ýelimliligi ergin konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýar. 2-2-nji suratda konsentrasiýanyň HPMC / HPS formulalarynyň ýelimliliginiň gyrkym derejesine baglylygy görkezilýär. Suratdan, şol bir gyrkym tizliginde, ergin konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen birleşme ulgamynyň ýapyşyklygy kem-kemden ýokarlanýar. Dürli konsentrasiýaly HPMC / HPS birleşme erginleriniň ýelimliligi, gyrkym derejesiniň ýokarlanmagy bilen kem-kemden azaldy we dürli konsentrasiýaly birleşme erginleriniň pseudoplastiki suwuklyklara degişlidigini görkezýän gyrkymyň inçe hadysasyny görkezdi. Şeýle-de bolsa, ýelimliligiň gyrkym derejesine baglylygy ergin konsentrasiýasynyň üýtgemegi bilen başga tendensiýany görkezdi. Erginiň konsentrasiýasy pes bolanda, birleşýän erginiň gyrkylmagy hadysasy az bolýar; ergin konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen, birleşýän erginiň gyrkylmagy hadysasy has aýdyň bolýar.
2.3.2.1 Konsentrasiýanyň goşma ulgamyň nol gyrkymlylygyna täsiri
Dürli konsentrasiýalarda birleşme ulgamynyň ýelimlilik-gyrkylyk egri egrileri Karren modeli bilen gabat geldi we birleşme ergininiň nol gyrkymly ýapyşygy ekstrapolýasiýa edildi (0.9960 <R₂ <0.9997). Konsentrasiýanyň goşma erginiň ýelimliligine edýän täsiri, nol gyrkymyň ýapyşyklygy bilen konsentrasiýanyň arasyndaky baglanyşygy öwrenmek arkaly hasam öwrenilip bilner. 2-3-nji suratdan nol gyrkymyň ýapyşyklygy we goşma erginiň konsentrasiýasynyň arasyndaky baglanyşyk güýç kanunyna eýerýändigini görmek bolýar:
bu ýerde k we m yzygiderli.
Jübüt logarifmiki koordinatada, eňňidiň ululygyna baglylykda, konsentrasiýa baglylygyň iki dürli tendensiýany görkezýändigini görmek bolýar. Dio-Eduard teoriýasyna görä, pes konsentrasiýada, eritme erginine degişli eňňit has ýokarydyr (m = 11.9, R2 = 0.9942); ýokary konsentrasiýada bolsa, eňňit pes konsentrirlenen erginlere degişlidir (m = 2.8, R2 = 0.9822). Şonuň üçin birleşme ulgamynyň kritiki konsentrasiýasy C * bu iki sebitiň çatrygy arkaly 8% diýip kesgitlenip bilner. Dürli ştatlaryň we ergindäki polimerleriň konsentrasiýalarynyň arasyndaky umumy gatnaşyga görä, 2-3-nji suratda görkezilişi ýaly pes temperatura ergininde HPMC / HPS birleşme ulgamynyň molekulýar döwlet modeli teklip edilýär.
HPS sowuk jel, pes temperaturada jel ýagdaýy we ýokary temperaturada çözgüt ýagdaýy. Synag temperaturasynda (25 ° C), HPS şekildäki gök tor meýdanynda görkezilişi ýaly jel ýagdaýydyr; tersine, HPMC gyzgyn jel, Synag temperaturasynda, gyzyl çyzyk molekulasynda görkezilişi ýaly, çözgüt ýagdaýynda.
C <C * erginli ergininde HPMC molekulýar zynjyrlary esasan garaşsyz zynjyr gurluşlary hökmünde bar we çykarylan ses zynjyrlary biri-birinden aýyrýar; üstesine-de, HPS gel fazasy birnäçe HPMC molekulalary bilen birleşip, tutuşlygyna emele gelýär Forma we HPMC garaşsyz molekulýar zynjyrlary, 2-2a suratda görkezilişi ýaly biri-birinden aýratynlykda bar.
Konsentrasiýanyň ýokarlanmagy bilen garaşsyz molekulýar zynjyrlar bilen faza sebitleriniň arasyndaky aralyk kem-kemden azaldy. Kritiki konsentrasiýa C * ýetilende, HPS gel fazasy bilen täsirleşýän HPMC molekulalary kem-kemden köpelýär we garaşsyz HPMC molekulýar zynjyrlary biri-biri bilen baglanyşyp başlaýar we HPS fazasyny gel merkezi hökmünde emele getirýär we HPMC molekulýar zynjyrlary biri-biri bilen baglanyşýar. we biri-biri bilen baglanyşýarlar. Mikrogel ýagdaýy 2-2b suratda görkezilýär.
Konsentrasiýanyň, C> C * has köpelmegi bilen, HPS gel fazalarynyň arasyndaky aralyk hasam azalýar we gurşalan HPMC polimer zynjyrlary we HPS faza sebiti has çylşyrymlaşýar we özara täsir has güýçlenýär, şonuň üçin çözgüt özüni alyp barşyny görkezýär 2-2-nji suratda görkezilişi ýaly polimeriň eremegine meňzeýär.
2.3.2.2 Birleşmäniň ulgamyň suwuk hereketine konsentrasiýanyň täsiri
Ostwald-de Waele kuwwat kanuny (formula (2-1 seret)) dürli konsentrasiýalar bilen birleşme ulgamynyň gyrkym stresine we gyrkym egri egrilerine (tekstde görkezilmeýär) we akym indeksine n we ýapyşyk koeffisiýentine laýyk gelýär. K alyp bolýar. , laýyk netije 2-1-nji tablisada görkezilişi ýaly.
Tablisa 2-1 25 ° C-de dürli konsentrasiýaly HPS / HPMC ergininiň akym hereketiniň görkezijisi (n) we suwuklygyň yzygiderliligi indeksi (K)
Nýuton suwuklygynyň akym görkezijisi n = 1, pseudoplastiki suwuklygyň akym görkezijisi n <1, n näçe uzak bolsa, suwuklygyň pseudoplastikasy şonça güýçli we dilatant suwuklygyň akym görkezijisi n> 1 bolýar. 2-1-nji tablisadan dürli konsentrasiýaly birleşme erginleriniň n bahalarynyň hemmesiniň 1-den pesdigini görmek bolýar, bu birleşýän erginleriň hemmesiniň pseudoplastiki suwuklyklardygyny görkezýär. Pes konsentrasiýalarda, dikeldilen erginiň n bahasy 0-a ýakyn bolup, pes konsentrasiýaly birleşme ergininiň Nýuton suwuklygyna ýakyndygyny görkezýär, sebäbi pes konsentrasiýaly birleşme ergininde polimer zynjyrlary biri-birine garaşsyz bar. Ergin konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen birleşme ulgamynyň n bahasy kem-kemden peseldi, bu bolsa konsentrasiýanyň ýokarlanmagynyň birleşme ergininiň pseudoplastiki hereketini güýçlendirendigini görkezýär. Çekişme ýaly täsirler HPS fazasynyň arasynda bolup geçdi we onuň akym häsiýeti polimeriň eremegine has ýakyndy.
Pes konsentrasiýada, birleşme ulgamynyň ýapyşyklyk koeffisiýenti K (C <8%, K <1 Pa · sn) az bolýar we konsentrasiýanyň köpelmegi bilen birleşme ulgamynyň K bahasy kem-kemden ýokarlanýar, bu bolsa ýelimliligini görkezýär birleşme ulgamy azaldy, bu bolsa nol gyrkymyň ýelimliliginiň konsentrasiýa baglylygyna laýyk gelýär.
2.3.3 Goşma gatnaşygynyň goşma ulgamynyň reologiki aýratynlyklaryna täsiri
2-4-nji surat, 25 ° C-de dürli garyşyk gatnaşygy bolan HPMC / HPS ergininiň kesiş derejesi
2-2-nji tablisa 25 ° -de dürli garyşyk gatnaşygy bolan HPS / HPMC ergininiň akym hereketiniň görkezijisi (n) we suwuklygyň yzygiderliligi görkezijisi (K)
2-4-nji suratlarda birleşme gatnaşygy HPMC / HPS birleşdiriji ergin ýelimliliginiň gyrkym derejesine baglylygy görkezilýär. Suratdan görmek bolýar, pes HPS mazmuny (HPS <20%) bolan birleşme ulgamynyň ýapyşygy, gyrkymyň ýokarlanmagy bilen düýpgöter üýtgemeýär, esasanam pes HPS mazmuny bolan birleşme ulgamynda, HPMC çözgüt ýagdaýynda pes temperaturada üznüksiz faza; Highokary HPS düzümi bolan birleşme ulgamynyň ýelimliligi, gyrkymyň peselmegi bilen kem-kemden azalýar, bu birleşme ergininiň pseudoplastiki suwukdygyny görkezýär. Şol gyrkym tizliginde, HPS düzüminiň köpelmegi bilen birleşýän erginiň ýapyşyklygy ýokarlanýar, bu esasan HPS-iň pes temperaturada has ýelimli gel ýagdaýynda bolmagydyr.
“Ostwald-de Waele” güýç kanunyny ulanyp, dürli birleşme gatnaşygy, akym görkezijisi n we ýelimlilik koeffisiýenti bolan goşma ulgamlaryň gyrkym stres-gyrkylyk egrilerine (tekstde görkezilmeýär) laýyk gelýär. K, laýyk netijeler 2-2-nji tablisada görkezilýär. Tablisadan 0.9869 <R2 <0.9999, laýyk netijäniň has gowudygyny görmek bolýar. Goşma ulgamyň akym indeksi HPS mazmunynyň köpelmegi bilen kem-kemden azalýar, ýapyşyklyk koeffisiýenti HPS mazmunynyň köpelmegi bilen kem-kemden artýan tendensiýany görkezýär, bu bolsa HPS goşulmagynyň goşma çözgüdiň has ýapyşykly we akymly bolýandygyny görkezýär. . Bu tendensiýa Zhangangyň gözleg netijelerine laýyk gelýär, ýöne birmeňzeş birleşme gatnaşygy üçin, goşulan erginiň n bahasy Zhangangyň netijesinden has ýokarydyr [305], esasan, bu synagda tikotropiýanyň täsirini ýok etmek üçin deslapky gyrkma geçirildi. ýok edilýär; Zhangangyň netijesi, tikotropiýanyň we gyrkymyň tizliginiň bilelikdäki hereketiniň netijesidir; bu iki usulyň bölünişi 5-nji bapda jikme-jik ara alnyp maslahatlaşylar.
2.3.3.1 Goşma gatnaşyklarynyň goşma ulgamynyň nol gyrkym ýapyklygyna täsiri
Birmeňzeş polimer birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklary bilen ulgamdaky komponentleriň reologiki aýratynlyklarynyň arasyndaky baglanyşyk logarifmiki jemleme düzgünine laýyk gelýär. Iki komponentli goşma ulgam üçin goşma ulgam bilen her bir komponentiň arasyndaky baglanyşyk aşakdaky deňleme bilen aňladylyp bilner:
Olaryň arasynda F çylşyrymly ulgamyň reologiki häsiýet parametridir;
F1, F2 degişlilikde 1-nji komponentiň we 2-nji komponentiň reologiki parametrleri;
∅1 we ∅2 degişlilikde 1-nji komponentiň we 2-nji komponentiň köpçülik bölekleri we ∅1 ∅2.
Şol sebäpden, dürli birleşme gatnaşygy bilen birleşenden soň birleşme ulgamynyň nol gyrkymlylygy, degişli çak edilýän bahany hasaplamak üçin logarifmiki jemleme ýörelgesine görä hasaplanyp bilner. Dürli birleşme gatnaşygy bolan goşma erginleriň synag synag bahalary, ýapyşyk-gyrkma tizliginiň egrisiniň karren ýerleşdirilmegi bilen henizem ekstrapolýasiýa edildi. Dürli birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşme ulgamynyň nol gyrkymlylygynyň çak edilýän bahasy, 2-5-nji suratda görkezilişi ýaly synag tejribesi bilen deňeşdirilýär.
Suratdaky punktir çyzyk bölegi, logarifmiki jem düzgüni bilen alnan goşma erginiň nol gyrkymlylygynyň çak edilýän bahasydyr we punktir çyzyk grafigi dürli birleşme gatnaşygy bolan birleşme ulgamynyň synag synag bahasydyr. Suratdan, goşma erginiň tejribe bahasynyň birleşme düzgünine görä belli bir polo positiveitel-negatiw gyşarmany görkezýändigini görmek bolýar, bu birleşme ulgamynyň termodinamiki utgaşyklyga ýetip bilmejekdigini we goşma ulgamyň üznüksiz faza-dispersiýadygyny görkezýär. pes temperatura Iki fazaly ulgamyň “deňiz adasy” gurluşy; we HPMC / HPS birleşme gatnaşygy yzygiderli azalmagy bilen, goşma gatnaşygy 4: 6 bolandan soň birleşme ulgamynyň üznüksiz fazasy üýtgedi. Bu bapda gözlegler jikme-jik ara alnyp maslahatlaşylýar.
HPMC / HPS birleşme gatnaşygy uly bolanda, goşma ulgamyň otrisatel gyşarmanyň bardygyny aç-açan görüp bolýar, ýokary ýapyşykly HPS aşaky ýapyşykly HPMC üznüksiz fazanyň ortasynda dargadylan fazada paýlanmagy sebäpli bolup biler. . HPS mazmunynyň köpelmegi bilen goşma ulgamda oňyn gyşarma bolup, üznüksiz fazanyň geçişiniň bu döwürde birleşme ulgamynda bolup geçýändigini görkezýär. Highokary ýapyşykly HPS birleşme ulgamynyň üznüksiz fazasyna öwrülýär, HPMC bolsa HPS-iň üznüksiz fazasynda has birmeňzeş ýagdaýda dargaýar.
2.3.3.2 Birleşme ulgamynyň suwuklyk hereketine goşma gatnaşygynyň täsiri
2-6-njy suratlarda HPS mazmunynyň funksiýasy hökmünde goşulan ulgamyň akym görkezijisi n görkezilýär. N akym görkezijisi log-logarifmiki koordinatadan ýerleşdirilendigi sebäpli, n bu ýerde çyzykly jem. Suratdan HPS mazmunynyň köpelmegi bilen birleşme ulgamynyň akym indeksiniň kem-kemden azalýandygyny görmek bolýar, bu HPS birleşme ergininiň Nýuton suwuklyk häsiýetlerini azaldýandygyny we pseudoplastiki suwuklyk häsiýetini gowulandyrýandygyny görkezýär. Aşaky bölegi has ýokary ýapyşykly jel ýagdaýydyr. Şeýle hem, goşma ulgamyň akym indeksiniň we HPS mazmunynyň arasyndaky baglanyşygyň çyzykly gatnaşyklara laýyk gelýändigini görmek bolýar (R2 0.98062), bu goşma ulgamyň oňat sazlaşyklydygyny görkezýär.
2.3.3.3 Goşma gatnaşyklarynyň birleşme ulgamynyň ýapyşyk koeffisiýentine täsiri
2-7-nji suratda, HPS mazmunynyň funksiýasy hökmünde goşulan erginiň ýapyşyklyk koeffisiýenti K görkezilýär. Suratdan arassa HPMC-iň K bahasynyň gaty azdygyny, arassa HPS-iň K bahasynyň iň ulusy bolup, degişlilikde ergin we jel ýagdaýynda bolan HPMC we HPS-iň jel häsiýetleri bilen baglanyşyklydygyny görkezýär. pes temperatura. Pes ýapyşykly komponentiň mazmuny ýokary bolanda, ýagny HPS-iň mazmuny pes bolanda, birleşme ergininiň ýapyşyk koeffisiýenti pes ýapyşykly komponent HPMC-e ýakyn bolýar; visokary ýapyşykly komponentiň mazmuny ýokary bolanda, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen birleşýän erginiň K bahasy ep-esli ýokarlandy, bu HPS-iň pes temperaturada HPMC-iň ýapyşygyny ýokarlandyrandygyny görkezýär. Bu, esasan, üznüksiz fazanyň ýelimliliginiň goşma ulgamyň ýapyklygyna goşandyny görkezýär. Pes ýapyşykly komponentiň üznüksiz fazasy we ýokary ýapyşykly komponentiň üznüksiz fazasy bolan dürli ýagdaýlarda, üznüksiz faza ýapyşygynyň goşma ulgamyň ýapyklygyna goşandy aç-açan tapawutlanýar. Pes ýapyşykly HPMC üznüksiz faza bolanda, goşma ulgamyň ýapyklygy esasan üznüksiz fazanyň ýapyşygynyň goşandyny görkezýär; we ýokary ýapyşykly HPS üznüksiz faza bolanda, dargadylan faza hökmünde HPMC ýokary ýapyşykly HPS-iň ýapyşygyny azaldar. täsiri.
2.3.4 Tiksotropiýa
Diksotropiýa maddalaryň ýa-da köp ulgamlaryň durnuklylygyna baha bermek üçin ulanylyp bilner, sebäbi tikotropiýa içki gurluşy we gyrkyjy güýçdäki zeper derejesi barada maglumat alyp biler [323-325]. Diksotropiýa wagtlaýyn täsirler we mikrostruktura üýtgemelerine getirýän gyrkym taryhy bilen baglanyşyp biler [324, 326]. Üç basgançakly tikotrop usuly dürli birleşme gatnaşyklarynyň birleşme ulgamynyň dikotrop häsiýetlerine täsirini öwrenmek üçin ulanyldy. 2-5-nji suratlardan görnüşi ýaly, ähli nusgalarda dürli derejeli diksotropiýa görkezildi. Pes gyrkym nyrhlarynda, HPS mazmuny bilen nol gyrkymyň ýapyşygynyň üýtgemegine laýyk gelýän HPS mazmunynyň köpelmegi bilen birleşýän erginiň ýapyşyklygy ep-esli ýokarlandy.
Dürli dikeldiş döwründe birleşdirilen nusgalaryň strukturalaýyn dikeldiş derejesi 2-1-nji tablisada görkezilişi ýaly formula (2-3) bilen hasaplanýar. DSR <1 bolsa, nusgada gyjyndyrma pes we nusga diksotropdyr; tersine, DSR> 1 bolsa, nusgada anti-tikotropiýa bar. Jetwelden arassa HPMC-iň DSR bahasynyň gaty ýokarydygyny, 1-e golaýdygyny görüp bileris, munuň sebäbi HPMC molekulasynyň gaty zynjyrdygy, dynç alyş wagtynyň gysga bolmagy we gurluşyň ýokary gyrkylyk güýji bilen çalt dikeldilmegi. HPS-iň DSR bahasy birneme pes, bu güýçli tikotrop häsiýetlerini tassyklaýar, esasanam HPS çeýe zynjyr we dynç alyş wagty uzyn. Gurluş synag möhletiniň dowamynda doly dikeldilmedi.
Goşma çözgüt üçin, şol bir dikeldiş döwründe, HPMC mazmuny 70% -den köp bolanda, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen DSR çalt azalýar, sebäbi HPS molekulýar zynjyry çeýe zynjyr we gaty molekulýar zynjyrlaryň sany. goşma ulgamda HPS goşulmagy bilen ýokarlanýar. Eger azalsa, goşma ulgamyň umumy molekulýar segmentiniň dynç alyş wagty uzalýar we birleşme ulgamynyň dikotropiýasy ýokary gyrkymyň täsiri astynda çalt dikeldilip bilinmez. HPMC-iň düzümi 70% -den az bolanda, DSR HPS-iň mazmunynyň köpelmegi bilen ýokarlanýar, bu molekulalaryň umumy berkligini ýokarlandyrýan birleşme ulgamynda HPS we HPMC molekulýar zynjyrlarynyň arasynda täsiriň bardygyny görkezýär. goşma ulgamdaky segmentler we birleşme ulgamynyň dynç alyş wagtyny gysgaldýar, dikotropiýa azalýar.
Mundan başga-da, goşulan ulgamyň DSR bahasy arassa HPMC-den ep-esli pesdi, bu HPMC-iň tikotropiýasynyň birleşmek arkaly ep-esli gowulaşandygyny görkezýär. Goşma ulgamdaky nusgalaryň köpüsiniň DSR bahalary arassa HPS-den has ýokarydy, bu HPS-iň durnuklylygynyň belli bir derejede gowulaşandygyny görkezýär.
Şeýle hem, dürli dikeldiş döwürlerinde HPMC mazmuny 70% bolanda, DSR bahalarynyň iň pes nokady görkezýändigini, krahmal mazmuny 60% -den ýokary bolsa, toplumyň DSR bahasynyň has ýokarydygyny görmek bolýar. arassa HPS. Samhli nusgalaryň 10 s aralygyndaky DSR bahalary soňky DSR bahalaryna gaty ýakyn, bu birleşýän ulgamyň gurluşynyň esasan 10 s içinde gurluşy dikeltmek meseleleriniň köpüsini ýerine ýetirendigini görkezýär. Highokary HPS mazmuny bolan birleşdirilen nusgalaryň başda köpelmek, soň bolsa dikeldiş wagtynyň uzalmagy bilen azalmak tendensiýasyny görkezendigini bellemelidiris, bu birleşdirilen nusgalaryň pes gyrkymyň täsiri astynda belli bir derejede diksotropiýa görkezendigini we gurluşy has durnuksyz.
Üç basgançakly diksotropiýanyň hil seljermesi habar berlen tikotrop halkasynyň synag netijelerine laýyk gelýär, ýöne mukdar taýdan derňew netijeleri diksotrop halkasynyň synag netijelerine laýyk gelmeýär. HPMC / HPS birleşme ulgamynyň diksotropiýasy, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen diksotrop halka usuly bilen ölçenildi [305]. Degaramazlyk ilki azaldy, soň köpeldi. Tiksotrop halkasy synagy diňe tikotrop hadysasynyň bardygyny çaklap biler, ýöne tassyklap bilmez, sebäbi diksotrop halkasy gyrkma wagtynyň we gyrkym tizliginiň bir wagtda hereketiniň netijesidir [325-327].
2.4 Bu bapyň gysgaça mazmuny
Bu bapda sowuk we gyzgyn jeliň iki fazaly birleşýän ulgamyny gurmak üçin esasy çig mal hökmünde HPMC termiki jel we sowuk gel HPS ulanyldy. Capyşyklygy, akym nagşy we tikotropiýa ýaly reologiki häsiýetleriň täsiri. Dürli ştatlaryň we polimerleriň ergindäki konsentrasiýalarynyň arasyndaky umumy gatnaşyga görä, pes temperatura ergininde HPMC / HPS birleşme ulgamynyň molekulýar döwlet modeli teklip edilýär. Goşma ulgamdaky dürli komponentleriň häsiýetleriniň logarifmiki jemleme ýörelgesine görä, goşma ulgamyň sazlaşyklylygy öwrenildi. Esasy netijeler aşakdakylar:
- Dürli konsentrasiýaly goşma nusgalaryň hemmesi gyrkymyň belli bir derejesini görkezdi we konsentrasiýanyň ýokarlanmagy bilen gyrkymyň inçeliş derejesi ýokarlandy.
- Konsentrasiýanyň ýokarlanmagy bilen birleşme ulgamynyň akym görkezijisi peseldi we goşma ulgamyň gaty meňzeş hereketiniň güýçlenendigini görkezýän nol gyrkymly ýapyşyk we ýapyşyk koeffisiýenti ýokarlandy.
- HPMC / HPS birleşme ulgamynda kritiki konsentrasiýa (8%) bar, kritiki konsentrasiýanyň aşagynda, HPMC molekulýar zynjyrlary we goşma ergindäki HPS gel faza sebiti biri-birinden aýrylýar we özbaşdak bar; kritiki konsentrasiýa ýetilende, goşma erginde HPS fazasy bilen jel merkezi hökmünde mikrogel ýagdaýy emele gelýär we HPMC molekulýar zynjyrlary biri-biri bilen baglanyşýar we birleşdirilýär; kritiki konsentrasiýadan ýokary, köp adamly HPMC makromolekulýar zynjyrlary we olaryň HPS faza sebiti bilen arabaglanyşygy has çylşyrymly we özara täsir has çylşyrymly. has güýçli, şonuň üçin çözgüt polimer eremesi ýaly hereket edýär.
- Goşma gatnaşygy HPMC / HPS birleşme ergininiň reologiki aýratynlyklaryna ep-esli täsir edýär. HPS mazmunynyň köpelmegi bilen, goşma ulgamyň gyrkylmagy inçe hadysasy has aýdyň bolýar, akym görkezijisi kem-kemden azalýar we nol gyrkymyň ýapyşyklygy we ýapyşyk koeffisiýenti kem-kemden ýokarlanýar. ýokarlanýar, toplumyň gaty meňzeş häsiýetiniň ep-esli gowulaşandygyny görkezýär.
- Goşma ulgamyň nol gyrkymlylygy, logarifmiki jemleme düzgünine görä belli bir pozitiw-negatiw gyşarmany görkezýär. Goşma ulgamy pes temperaturada üznüksiz fazaly dargadylan “deňiz adasy” gurluşy bolan iki fazaly ulgamdyr we HPMC / HPS birleşme gatnaşygy 4: 6-dan soň azaldygyça, birleşdiriş ulgamynyň üznüksiz fazasy üýtgedi.
- Akym görkezijisi bilen goşma çözgütleriň dürli birleşme gatnaşygy bilen birleşýän gatnaşygy arasynda çyzykly baglanyşyk bar, bu birleşme ulgamynyň oňat gabat gelýändigini görkezýär.
- HPMC / HPS birleşme ulgamy üçin, pes ýapyşykly komponent üznüksiz faza we ýokary ýapyşykly komponent üznüksiz faza bolanda, üznüksiz faza ýapyşygynyň goşma ulgamyň ýapyklygyna goşandy ep-esli tapawutlanýar. Pes ýapyşykly HPMC üznüksiz faza bolanda, goşma ulgamyň ýapyklygy esasan üznüksiz faza ýapyşygynyň goşandyny görkezýär; ýokary ýapyşykly HPS üznüksiz faza bolanda, dargamak fazasy hökmünde HPMC ýokary ýapyşykly HPS-iň ýapyşygyny azaldar. täsiri.
- Üç basgançakly tikotropiýa, goşma gatnaşyklaryň goşulan ulgamyň tikotropiýasyna täsirini öwrenmek üçin ulanyldy. Goşma ulgamyň diksotropiýasy HPMC / HPS birleşme gatnaşygy peselmegi bilen ilki peselmek, soň bolsa artmak tendensiýasyny görkezdi.
- Aboveokardaky synag synaglarynyň netijesi, HPMC we HPS-iň birleşmegi arkaly ýapyşyklyk, gyrkma inçe hadysasy we tikotropiýa ýaly iki komponentiň reologiki häsiýetleriniň belli bir derejede deňagramlaşdyrylandygyny görkezýär.
3-nji bap HPMC / HPS Iýilýän kompozit filmleriň taýýarlanylyşy we aýratynlyklary
Polimer birleşmesi köp komponentli öndürijiligiň üstüni ýetirmegiň, ajaýyp öndürijilikli täze materiallary ösdürmegiň, önümiň bahasyny arzanlatmagyň we materiallaryň ulanylyş gerimini giňeltmegiň iň täsirli usulydyr [240-242, 328]. Soňra, belli bir molekulýar gurluş tapawudy we dürli polimerleriň arasyndaky sazlaşykly entropiýa sebäpli polimer birleşdiriji ulgamlaryň köpüsi biri-birine gabat gelmeýär ýa-da bölekleýin gabat gelýär [11, 12]. Polimer birleşme ulgamynyň mehaniki aýratynlyklary we beýleki makroskopiki aýratynlyklary her bir komponentiň fiziki-himiki aýratynlyklary, her bir komponentiň birleşme gatnaşygy, komponentleriň arasyndaky sazlaşyk, içerki mikroskopiki gurluş we beýleki faktorlar bilen ýakyndan baglanyşyklydyr [240, 329].
Himiki gurluş nukdaýnazaryndan HPMC we HPS ikisi hem gidrofil curdlan, birmeňzeş gurluş birligi - glýukoza we şol bir funksional topar - gidroksipropil topary tarapyndan üýtgedilýär, şonuň üçin HPMC we HPS gowy faza eýe bolmaly. Potensial. Şeýle-de bolsa, HPMC termiki induksion jel bolup, pes temperaturada gaty pes ýapyşykly we ýokary temperaturada kolloid emele getirýär; HPS sowuk temperaturaly jel, pes temperatura jeli we ýokary temperaturada ergin ýagdaýynda; jeliň şertleri we özüni alyp barşy düýbünden ters. HPMC bilen HPS-iň birleşmegi, oňat utgaşykly birmeňzeş ulgamyň döremegine amatly däl. Himiki gurluşy we termodinamikany hem göz öňünde tutup, sowuk gyzgyn gel birleşme ulgamyny döretmek üçin HPMC-ni HPS bilen birleşdirmek uly teoretiki ähmiýete we amaly ähmiýete eýe.
Bu bap, HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel birleşme ulgamyndaky komponentleriň mahsus aýratynlyklaryny, birleşme gatnaşygy we mikroskopik morfologiýa boýunça daşky gurşawyň çyglylygyny, utgaşyklygy we fazany bölmek, mehaniki aýratynlyklar, optiki häsiýetleri öwrenmäge bagyşlanýar. we birleşme ulgamynyň ýylylyk damja häsiýetleri. Kislorod barýer häsiýetleri ýaly makroskopiki häsiýetleriň täsiri.
3.1 Materiallar we enjamlar
3.1.1 Esasy synag materiallary
3.1.2 Esasy gurallar we enjamlar
3.2 Synag usuly
3.2.1 HPMC / HPS iýip bolýan kompozit filmi taýýarlamak
HPMC we HPS-iň 15% (w / w) gury tozy 3% (w / w) bilen garyldy, birleşdirilen film emele getirýän suwuklygy we HPMC-iň iýip bolýan birleşýän filmini almak üçin polietilen glikol plastifikator deionlaşdyrylan suwda birleşdi. HPS guýma usuly bilen taýýarlandy.
Taýýarlyk usuly: ilki bilen HPMC we HPS gury poroşoklary ölçäň we dürli gatnaşyga görä garmaly; soň 70 ° C suw goşuň we HPMC-ni doly dargatmak üçin 30 minutda 120 minut / minutda çalt garmaly; ergini 95 ° C-den ýokary gyzdyryň, HPS-ni doly jelatinirlemek üçin şol bir tizlikde 1 sagat çalt garmaly; jelatinizasiýa tamamlanandan soň, erginiň temperaturasy çalt 70 ° C-e çenli peselýär we ergin 80 minut / minutda 40 minutda haýal hereket edýär. HPMC-ni doly eritiň. 20 sm garyşyk film emele getirýän ergini, diametri 15 sm bolan polistirol petri tagamyna guýuň, tekizläň we 37 ° C-de guradyň. Guradylan film iýip bolýan birleşýän membranany almak üçin diskden gabyklanýar.
Iýip bolýan filmler synagdan öň 3 günden gowrak wagtyň dowamynda 57% çyglylyk bilen deňleşdirildi we mehaniki emläk synagy üçin ulanylýan iýilýän film bölegi 3 günden gowrak wagtlap 75% çyglylykda deňleşdirildi.
3.2.2 HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filminiň mikromorfologiýasy
3.2.2.1 Elektron mikroskopy skanirlemegiň derňew prinsipi
Skaneriň elektron mikroskopiýasynyň (SEM) ýokarsyndaky elektron ýaragy köp mukdarda elektron çykaryp biler. Peselenden we ünsi jemlänsoň, belli bir energiýa we intensiwlik bilen elektron şöhlesini emele getirip biler. Belli bir wagta we giňişlik tertibine görä, skaner rulonynyň magnit meýdany bilen dolandyrylýar, nusga nokadynyň ýüzüni nokat boýunça skanirläň. Microerüsti mikro meýdanyň aýratynlyklarynyň tapawudy sebäpli, nusga bilen elektron şöhlesiniň arasyndaky täsir, detektor tarapyndan ýygnalan we wideo arkaly güýçlendirilen elektrik signallaryna öwrülen dürli intensiwlik bilen ikinji derejeli elektron signallaryny döreder. we surat turbasynyň gözenegine giriş, surat turbasynyň ýagtylygyny sazlandan soň, nusganyň üstündäki mikro sebitiň morfologiýasyny we aýratynlyklaryny görkezip bilýän ikinji derejeli elektron şekili alyp bolýar. Adaty optiki mikroskoplar bilen deňeşdirilende, SEM-iň çözgüdi birneme ýokary, nusganyň üstki gatlagynyň takmynan 3nm-6nm, bu materiallaryň üstündäki mikro gurluş aýratynlyklaryny synlamak üçin has amatlydyr.
3.2.2.2 Synag usuly
Iýip bolýan film guratmak üçin desikatorda ýerleşdirildi we iýilýän filmiň degişli ölçegi saýlandy, SEM ýörite nusga sahnasyna geçiriji ýelim bilen ýelmendi, soň bolsa vakuum örtük bilen altyn çaýyldy. Synag wagtynda nusga SEM-e goýuldy we nusganyň mikroskopik morfologiýasy 5 kV elektron şöhläniň tizlenme naprýa undereniýesinde 300 gezek we 1000 esse ulalanda syn edildi we surata alyndy.
3.2.3 HPMC / HPS iýip bolýan birleşýän filmiň ýeňil geçirijiligi
3.2.3.1 UV-Vis spektrofotometriýanyň derňew prinsipi
UV-Vis spektrofotometr tolkun uzynlygy 200 ~ 800nm bolan ýagtylygy çykaryp, obýektde şöhlelendirip biler. Wakanyň ýagtylygyndaky käbir tolkun uzynlyklary material tarapyndan sorulýar we molekulýar yrgyldy energiýa derejesiniň geçişi we elektron energiýa derejesiniň geçişi bolup geçýär. Her bir maddanyň dürli molekulýar, atom we molekulýar giňişlik gurluşlary bolany üçin, her bir maddanyň özüne çekiji spektri bar we maddanyň mazmuny siňdiriş spektrindäki käbir tolkun uzynlyklarynda siňdiriş derejesine görä kesgitlenip ýa-da kesgitlenip bilner. Şonuň üçin UV-Vis spektrofotometrik derňew, maddalaryň düzümini, gurluşyny we täsirini öwrenmegiň täsirli serişdelerinden biridir.
Lightagtylyk şöhlesi haýsydyr bir zada urlanda, hadysanyň ýagtylygynyň bir bölegi obýekt tarapyndan sorulýar we hadysanyň beýleki bölegi obýektiň üsti bilen geçirilýär; Geçirilen ýagtylygyň intensiwliginiň hadysanyň ýagtylyk intensiwligine bolan gatnaşygy.
Siňdiriş bilen geçirişiň arasyndaky baglanyşyk formulasy:
Olaryň arasynda A siňdirişdir;
T - geçiş,%.
Iň soňky siňdiriş × 0,25 mm / galyňlyk bilen birmeňzeş düzedildi.
3.2.3.2 Synag usuly
5% HPMC we HPS çözgütlerini taýýarlaň, dürli gatnaşyga görä garyşdyryň, diametri 15 sm bolan polistirol petri tagamyna 10 g film emele getirýän ergini guýuň we film döretmek üçin 37 ° C-de guradyň. Iýip bolýan filmi 1mm × 3mm gönüburçly zolakda kesiň, ony kwetta salyň we iýip bolýan filmi kuwetiň içki diwaryna ýakyn ediň. WFZ UV-3802 UV görnüşli spektrofotometr, nusgalary 200-800 nm doly tolkun uzynlygynda skanirlemek üçin ulanyldy we her nusga 5 gezek synag edildi.
3.2.4 HPMC / HPS iýip bolýan birleşýän filmleriň dinamiki termo-mehaniki aýratynlyklary
3.2.4.1 Dinamiki termomehaniki derňewiň ýörelgesi
Dinamiki termo-mehaniki derňew (DMA), belli bir zarba ýüküniň we programmirlenen temperaturanyň aşagynda nusganyň massasy bilen temperaturasynyň arasyndaky baglanyşygy ölçäp bilýän we döwürleýin üýtgeýän stresiň we wagtyň täsiri astynda nusganyň mehaniki aýratynlyklaryny synap bilýän gural, temperatura we temperatura. ýygylyk gatnaşyklary.
Molokary molekulýar polimerler bir tarapdan elastomer ýaly mehaniki energiýany saklap bilýän we beýleki tarapdan mukus ýaly energiýa sarp edip bilýän viskoelastik häsiýetlere eýedir. Döwürleýin üýtgeýän güýç ulanylanda, elastik bölek energiýany potensial energiýa öwürýär we saklaýar; ýapyşyk bölegi energiýany ýylylyk energiýasyna öwürýär we ýitirýär. Polimer materiallary, adatça, pes temperaturaly aýna we ýokary temperatura rezin ýagdaýyny görkezýär we iki ştatyň arasyndaky geçiş temperaturasy aýnanyň geçiş temperaturasydyr. Aýnanyň geçiş temperaturasy materiallaryň gurluşyna we häsiýetlerine gönüden-göni täsir edýär we polimerleriň iň möhüm häsiýetli temperaturalaryndan biridir.
Polimerleriň dinamiki termo-mehaniki aýratynlyklaryny seljermek bilen, polimerleriň viskoelastikligini synlap bolýar we polimerleriň işleýşini kesgitleýän möhüm parametrleri hakyky ulanyş gurşawyna has gowy ulanyp bolar ýaly alyp bolýar. Mundan başga-da, dinamiki termomehaniki derňew aýna geçişine, fazanyň bölünmegine, biri-birine baglylygyna, kristallaşmagyna we molekulýar segmentleriň ähli derejelerinde molekulýar herekete örän duýgur bolup, polimerleriň gurluşy we häsiýetleri barada köp maglumatlary alyp biler. Köplenç polimerleriň molekulalaryny öwrenmek üçin ulanylýar. hereket hereketi. DMA-nyň temperatura süpüriş tertibini ulanyp, aýna geçiş ýaly faza geçişleriniň ýüze çykmagy synag edilip bilner. DSC bilen deňeşdirilende, DMA has ýokary duýgurlyga eýe we hakyky ulanylyşyny simulýasiýa edýän materiallaryň derňewi üçin has amatlydyr.
3.2.4.2 Synag usuly
Arassa, birmeňzeş, tekiz we zeper ýetmedik nusgalary saýlaň we 10mm × 20mm gönüburçly zolaklara bölüň. Nusgalar ABŞ-nyň PerkinElmer şäherinden Pydris Diamond dinamiki termomehaniki analizatoryny ulanyp, dartyş re modeiminde synag edildi. Synag temperaturasynyň diapazony 25 ~ 150 ° C, ýyladyş tizligi 2 ° C / min, ýygylygy 1 Hz we synag her nusga üçin iki gezek gaýtalandy. Synag wagtynda nusganyň saklaýyş moduly (E ') we ýitgi moduly (E ”) hasaba alyndy we ýitgi modulynyň saklaýyş modulyna, ýagny tangens burç tan δ gatnaşygy hem hasaplanyp bilner.
3.2.5 HPMC / HPS iýip bolýan birleşýän filmleriň ýylylyk durnuklylygy
3.2.5.1 Termogravimetriki derňewiň ýörelgesi
Malylylyk grawimetriki analizatory (TGA), nusganyň massasynyň üýtgemesini programmirlenen temperaturada temperatura ýa-da wagt bilen ölçäp biler we ýyladyş döwründe maddalaryň bugarmagy, eremegi, sublimasiýasy, suwsuzlanmagy, dargamagy we okislenmegi üçin ulanylyp bilner. . we beýleki fiziki we himiki hadysalar. Mysal synagdan geçirilenden soň alnan materiýanyň massasy bilen temperaturanyň (ýa-da wagtyň) arasyndaky baglanyşyk egrisine termogravimetriki (TGA egrisi) diýilýär. horlanmak we beýleki maglumatlar. Derwiş termogravimetriki egrini (DTG egrisi) TGA egrisiniň birinji tertipli çykarylandan soň alyp bolýar, bu synag edilen nusganyň agramynyň peselmeginiň temperatura ýa-da wagt bilen üýtgemegini görkezýär we iň ýokary nokady hemişelik iň ýokary nokatdyr nyrhy.
3.2.5.2 Synag usuly
Birmeňzeş galyňlygy bilen iýip bolýan filmi saýlaň, termogravimetriki analizator synag diski bilen deň diametri bolan tegelege bölüň we synag diskiniň üstünde tekizläň we akym tizligi 20 ml / min bolan azot atmosferasynda synag ediň. . Temperatura diapazony 30–700 ° C, ýyladyş tizligi 10 ° C / min, her nusga iki gezek synag edildi.
3.2.6.1 Dartylýan emläk derňewiniň ýörelgesi
3.2.6 HPMC / HPS iýip bolýan kompozit filmleriň dartyş häsiýetleri
Mehaniki häsiýet barlaýjy, belli bir temperatura, çyglylyk we tizlik şertlerinde çyzyk döwülýänçä uzyn okuň boýundaky statiki dartyş ýüküni ulanyp biler. Synag wagtynda, süňklere ulanylýan ýük we onuň deformasiýa mukdary mehaniki emläk synagçysy tarapyndan hasaba alyndy we süýümiň dartyş deformasiýasy wagtynda stres-egrilik çyzgysy çekildi. Stres-dartyş egrisinden filmiň dartyş häsiýetlerine baha bermek üçin dartyş güýji (ζt), arakesmede uzalma (εb) we elastik modul (E) hasaplanyp bilner.
Materiallaryň stres-dartyş gatnaşygy, adatça, iki bölege bölünip bilner: elastik deformasiýa sebiti we plastiki deformasiýa sebiti. Elastik deformasiýa zonasynda materialyň stresleri we dartyşlary çyzykly baglanyşykda bolýar we bu wagt Kukyň kanunlaryna laýyk gelýän deformasiýa doly dikeldilip bilner; plastmassa deformasiýa zonasynda materialyň stresleri we dartyşlary indi çyzykly däl we bu döwürde ýüze çykýan deformasiýa yzyna dolanyp bolmaýar, netijede material döwülýär.
Dartyş güýjüni hasaplamak formulasy ：
Nirede: dartyş güýji, MPa;
p iň ýokary ýük ýa-da döwülýän ýük, N;
b nusga giňligi, mm;
d nusganyň galyňlygy, mm.
Arakesmede uzalmagy hasaplamagyň formulasy:
Nirede: εb arakesmede uzalma,%;
L - nusga döwülende bellik çyzyklarynyň arasyndaky aralyk, mm;
L0, nusganyň asyl ölçeg uzynlygy, mm.
Elastik modul hasaplamagyň formulasy:
Olaryň arasynda: E elastik modul, MPa;
Stress stres, MPa;
ε
3.2.6.2 Synag usuly
Arassa, birmeňzeş, tekiz we zeper ýetmedik nusgalary saýlaň, milli standart GB13022-91-e ýüz tutuň we umumy uzynlygy 120mm bolan dambbell şekilli böleklere, 86mm armaturalaryň arasynda başlangyç aralyk, 40mm bellikleriň aralygy we ini 10mm. Bölümler 75% we 57% (doýgun natriý hlorid we natriý bromid ergininiň atmosferasynda) çyglylykda ýerleşdirildi we ölçemänkä 3 günden gowrak wagtlap deňagramlaşdyryldy. Bu synagda, ABŞ-nyň Instron korporasiýasynyň 5566 mehaniki emläk synagy ASTM D638 we 2712-003 pnewmatik gysgyç ulanylýar. Dartyş tizligi 10 mm / min, nusga 7 gezek gaýtalandy we ortaça bahasy hasaplandy.
3.2.7 HPMC / HPS iýip bolýan birleşýän filmiň kislorod geçirijiligi
3.2.7.1 Kislorodyň geçirijilik derňewiniň ýörelgesi
Synag nusgasy gurlansoň, synag boşlugy A we B iki bölege bölünýär; belli bir akym tizligi bilen ýokary arassa kislorod akymy A boşlugyna, belli bir akym tizligi bilen azot akymy B boşlugyna geçýär; synag wagtynda A boşlugy Kislorod nusganyň üsti bilen B boşlugyna aralaşýar we B boşlugyna aralaşan kislorod azot akymy bilen amala aşyrylýar we kislorod datçigine ýetmek üçin B boşlugyndan çykýar. Kislorod datçigi azot akymynda kislorodyň mukdaryny ölçäp, degişli elektrik signalyny çykarýar we şeýlelik bilen kislorod nusgasyny hasaplaýar. geçiriş.
3.2.7.2 Synag usuly
Zeper ýetmedik iýip bolýan kompozit filmleri saýlaň, 10,16 x 10,16 sm göwher şekilli nusgalara bölüň, gysgyçlaryň gyralaryny vakuum ýagy bilen örtüň we nusgalary synag blokuna gysyň. ASTM D-3985 laýyklykda synag edilen her nusganyň synag meýdany 50 sm2.
3.3 Netijeler we çekişme
3.3.1 Iýip bolýan birleşýän filmleriň mikrostruktura derňewi
Filmi emele getirýän suwuklygyň we guradyş şertleriniň arasyndaky täsir filmiň soňky gurluşyny kesgitleýär we filmiň dürli fiziki we himiki aýratynlyklaryna çynlakaý täsir edýär [330, 331]. Her bir komponentiň özüne mahsus gel häsiýetleri we birleşme gatnaşygy birleşmäniň morfologiýasyna täsir edip biler, bu bolsa membrananyň üstki gurluşyna we soňky häsiýetlerine täsir eder [301, 332]. Şonuň üçin filmleriň mikrostruktura seljermesi her bir komponentiň molekulýar tertipleşdirilmegi barada degişli maglumatlary berip biler, bu bolsa öz gezeginde filmleriň päsgelçilik aýratynlyklaryna, mehaniki aýratynlyklaryna we optiki aýratynlyklaryna has gowy düşünmäge kömek edip biler.
Dürli gatnaşygy bolan HPS / HPMC iýilýän filmleriň ýerüsti skaner elektron mikroskop mikrograflary 3-1-nji suratda görkezilýär. 3-1-nji suratdan görnüşi ýaly, käbir nusgalarda synag wagtynda nusgadaky çyglylygyň peselmegi ýa-da mikroskop boşlugynda elektron şöhlesiniň hüjümi sebäpli bolup biläýjek mikro-çatryklar görkezildi [122] , 139]. Suratda arassa HPS membranasy we arassa HPMC. Membranalar birneme mikroskopiki ýüzleri görkezdi we arassa HPS membranalarynyň mikrostrukturasy arassa HPMC membranalaryna garanyňda birmeňzeş we ýumşakdy, bu esasan sowadyş döwründe krahmal makromolekulalary (amiloza molekulalary we amilopektin molekulalary) sebäpli bolup biler.) Has gowy molekulýar tertipleşdirildi. suwly erginde. Köp gözlegler, sowadyş prosesinde amiloza-amilopektin-suw ulgamynyň bardygyny görkezdi
Geliň emele gelmegi bilen fazanyň bölünmeginiň arasynda bäsdeşlik mehanizmi bolup biler. Fazanyň bölüniş tizligi jeliň emele geliş tizliginden pes bolsa, ulgamda fazanyň bölünişi bolmaz, ýogsam ulgamda fazanyň bölünişi ýüze çykar [333, 334]. Mundan başga-da, amilozanyň düzümi 25% -den geçende, amilozanyň jelatinizasiýasy we üznüksiz amiloza tor gurluşy fazanyň bölünmeginiň ýüze çykmagyna ep-esli päsgel berip biler [334]. Bu kagyzda ulanylýan HPS-iň amiloza düzümi 80%, 25% -den has ýokary, şeýlelik bilen arassa HPS membranalarynyň arassa HPMC membranalaryna garanyňda birmeňzeş we ýumşakdygyny has gowy görkezýär.
Sanlaryň deňeşdirilişinden ähli kompozit filmleriň üstleriniň birneme gödekdigini we HPMC bilen HPS arasynda belli bir derejede üýtgemezligiň bardygyny görkezýän käbir tertipsiz bökdençlikleriň ýaýrandygyny görmek bolýar. Mundan başga-da, ýokary HPMC mazmuny bolan birleşdirilen membranalar, ýokary HPS mazmuny bolanlara garanyňda birmeňzeş gurluşy görkezdi. 37 ° C filmiň emele geliş temperaturasynda HPS esasly kondensasiýa
Geliň häsiýetlerine esaslanyp, HPS ýelimli gel ýagdaýyny görkezdi; HPMC-iň termiki gel häsiýetlerine esaslanyp, HPMC suwa meňzeş ergin ýagdaýyny görkezdi. Highokary HPS mazmuny bolan birleşýän membranada (7: 3 HPS / HPMC), ýapyşykly HPS üznüksiz fazadyr we suwa meňzeş HPMC ýokary ýapyşykly HPS üznüksiz fazasynda dargadyjy faza hökmünde dargadylýar, bu amatly däl. dargadylan fazanyň birmeňzeş paýlanyşyna; HPokary HPMC mazmuny bolan (3: 7 HPS / HPMC) birleşdirilen filmde pes ýapyşykly HPMC üznüksiz faza öwrülýär we ýapyşykly HPS pes ýapyşykly HPMC fazasynda dargadylan faza hökmünde dargadylýar. birmeňzeş fazanyň emele gelmegi. goşma ulgam.
Suratdan görmek bolýar, ähli birleşdirilen filmlerde gödek we birmeňzeş ýerüsti gurluşlar görkezilse-de, HPMC we HPS-iň oňat sazlaşyklydygyny görkezýän aç-açan faza interfeýsi tapylmaýar. PEG ýaly plastifikatorlar bolmadyk HPMC / krahmal kompozit filmleri aç-açan fazanyň bölünişini görkezdi [301], şeýlelik bilen krahmalyň gidroksipropil modifikasiýasynyň we PEG plastifikatorlarynyň birleşme-ulgamyň sazlaşygyny gowulandyryp biljekdigini görkezýär.
3.3.2 Iýilýän birleşýän filmleriň optiki häsiýetleriniň derňewi
Dürli gatnaşygy bolan HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filmleriniň ýagtylyk geçiriş aýratynlyklary UV görnüşli spektrofotometr tarapyndan synag edildi we UV spektrleri 3-2-nji suratda görkezilýär. Lightagtylygyň geçiriş gymmaty näçe uly bolsa, film şonça-da birmeňzeş we aýdyň bolýar; tersine, ýeňil geçiriş gymmaty näçe kiçi bolsa, film şonça-da deň däl we düşnüksiz bolýar. 3-2 (a) suratdan ähli birleşdirilen filmleriň tolkun uzynlygynyň skaner aralygynda tolkun uzynlygynyň köpelmegi bilen meňzeş tendensiýany görkezýändigini we tolkun uzynlygynyň ýokarlanmagy bilen ýagtylygyň geçişiniň kem-kemden ýokarlanýandygyny görmek bolýar. 350nm tizlikde egriler platosa ýykgyn edýär.
Deňeşdirmek üçin 500nm tolkun uzynlygynda geçirijini saýlaň, 3-2 (b) suratda görkezilişi ýaly, arassa HPS filminiň geçişi arassa HPMC filminden pesdir we HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen ilki bilen azalýar, we iň pes bahasyna ýetenden soň ýokarlandy. HPMC mazmuny 70% -e ýetende, birleşdirilen filmiň ýeňil geçirijisi arassa HPS-den has ýokarydy. Birmeňzeş ulgamyň has gowy ýagtylyk geçirişini görkezjekdigi we UV ölçegli geçiriş bahasynyň has ýokarydygy hemmelere mälimdir; birmeňzeş materiallar, köplenç has düşnüksiz we UV geçiriş bahalaryna has pesdir. Birleşdirilen filmleriň geçiriş bahalary (7: 3, 5: 5) arassa HPS we HPMC filmlerinden has pesdi, bu HPS we HPMC iki komponentiniň arasynda belli bir derejede faza bölünişiginiň bardygyny görkezýär.
HPS / HPMC garyşyk filmleri üçin ähli tolkun uzynlyklarynda (a) we 500 nm (b) 3-2 UV spektr. Çyzyk ortaça ± standart gyşarmalary aňladýar. ac: dürli harplar doly dissertasiýada ulanylýan dürli garyşyk gatnaşygy (p <0.05) bilen düýpgöter tapawutlanýar
3.3.3 Iýilýän kompozit filmleriň dinamiki termo-mehaniki derňewi
3-3-nji suratda dürli formulalar bilen HPMC / HPS iýilýän filmleriň dinamiki termomehaniki aýratynlyklary görkezilýär. 3-3 (a) suratdan HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen saklaýyş modulynyň (E ') azalýandygyny görmek bolýar. Mundan başga-da, temperaturanyň ýokarlanmagy bilen arassa HPS (10: 0) filmiň saklaýyş moduly, temperatura 70 ° C çenli ýokarlanandan soň birneme ýokarlandy. Highokary temperaturada, ýokary HPMC mazmuny bolan birleşdirilen film üçin, birleşýän filmiň saklaýyş moduly, temperaturanyň ýokarlanmagy bilen aç-açan peselýär; ýokary HPS mazmuny bolan nusga üçin, saklaýyş moduly diňe temperaturanyň ýokarlanmagy bilen birneme azalýar.
3-3-nji surat HPS / HPMC garyşyk filmleriniň saklaýyş moduly (E ′) (a) we ýitgi tangenti (tan δ) (b)
3-3 (b) suratdan HPMC düzümi 30% -den ýokary (5: 5, 3: 7, 0:10) nusgalaryň hemmesiniň aýna geçişiniň ýokary derejesini we HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen, aýna geçiş HPMC polimer zynjyrynyň çeýeliginiň peselendigini görkezýän geçiş temperaturasy ýokary temperatura geçdi. Beýleki tarapdan, arassa HPS membranasy 67 ° C töweregi uly konwertiň iň ýokary derejesini görkezýär, 70% HPS mazmuny bolan birleşýän membrananyň bolsa aýna geçişi ýok. Munuň sebäbi HPMC bilen HPS arasynda belli bir derejede täsirleşmegiň bolmagy, şeýlelik bilen HPMC we HPS molekulýar segmentleriniň hereketini çäklendirmek bolup biler.
3.3.4 Iýilýän birleşýän filmleriň ýylylyk durnuklylygy derňewi
3-4-nji surat TGA egrileri (a) we HPS / HPMC garyşyk filmleriniň emele gelen (DTG) egrileri (b)
HPMC / HPS iýip bolýan birleşýän filmiň ýylylyk durnuklylygy termogravimetriki analizator tarapyndan synag edildi. 3-4-nji suratda birleşdirilen filmiň termogravimetriki egrisi (TGA) we agramynyň peselmegi egrisi (DTG) görkezilýär. 3-4 (a) suratda TGA egrisinden, dürli gatnaşygy bolan birleşýän membrananyň nusgalarynyň temperaturanyň ýokarlanmagy bilen iki sany termogravimetriki üýtgeşme tapgyryny görkezýändigini görmek bolýar. Polisakarid makromolekulasy bilen ýerleşdirilen suwuň üýtgemegi, hakyky termiki zaýalanma ýüze çykmazdan ozal 30–180 ° C-de az mukdarda horlanmaga getirýär. Netijede, 300 ~ 450 ° C derejesinde horlanmagyň has uly tapgyry bar, bu ýerde HPMC we HPS-iň ýylylyk zaýalanmagy.
3-4 (b) suratdaky DTG egrilerinden arassa HPS we arassa HPMC-iň ýylylyk zaýalanmagynyň iň ýokary temperaturasynyň degişlilikde 338 ° C we 400 ° C, arassa HPMC-iň ýylylyk zaýalanma derejesiniň ýokarydygyny görmek bolýar. HPS-den has ýokary, bu HPMC-iň HPS-den has gowy ýylylyk durnuklylygyny görkezýär. HPMC mazmuny 30% bolanda (7: 3), bir pik 347 ° C-de peýda boldy, bu HPS-iň häsiýetli iň ýokary derejesine laýyk gelýär, ýöne temperatura HPS-iň ýylylyk zaýalanma derejesinden ýokarydy; HPMC mazmuny 70% bolanda (3: 7), diňe HPMC-iň häsiýetli pikiri 400 ° C-de peýda boldy; HPMC-iň mazmuny 50% bolanda, DTG egrisinde degişlilikde 345 ° C we 396 ° C-de iki termiki zaýalanma derejesi peýda boldy. Pikirler degişlilikde HPS we HPMC-iň häsiýetli piklerine gabat gelýär, ýöne HPS-e gabat gelýän termiki zaýalanma derejesi has kiçi we iki depäniň hem belli bir üýtgemegi bar. Birleşdirilen membranalaryň köpüsiniň diňe belli bir komponente gabat gelýän häsiýetli ýekeje pikiri görkezýändigini we HPMC bilen HPS komponentleriniň arasynda belli bir tapawudyň bardygyny görkezýän arassa komponent membranasy bilen deňeşdirilende öçürilendigini görmek bolýar. laýyklyk derejesi. Birleşdirilen membrananyň ýylylyk zaýalanmagynyň iň ýokary temperaturasy arassa HPS-den has ýokarydy, bu HPMC-iň HPS membranasynyň ýylylyk durnuklylygyny belli bir derejede gowulaşdyryp biljekdigini görkezýär.
3.3.5 Iýilýän birleşýän filmiň mehaniki häsiýetleriniň derňewi
Dürli gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşýän filmleriň dartyş häsiýetleri mehaniki emläk analizatory bilen 25 ° C, çyglylygy 57% we 75% bilen ölçenildi. 3-5-nji suratda dürli otnositel çyglylykda dürli gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşdirilen filmleriň elastik moduly (a), arakesmede uzalmagy we dartyş güýji (c) görkezilýär. Suratdan görnüşi ýaly, çyglylyk 57% bolanda, arassa HPS filminiň elastik moduly we dartyş güýji iň ulusy, arassa HPMC iň kiçisi. HPS mazmunynyň köpelmegi bilen, birleşdirilen filmleriň elastik moduly we dartyş güýji yzygiderli ýokarlandy. Arassa HPMC membranasynyň döwülmeginde uzalma, arassa HPS membranasyndan has uludyr we ikisi hem birleşýän membranadan has uludyr.
Deňeşdirilen çyglylyk 57% degişlilikde çyglylyk bilen deňeşdirilende has ýokary bolanda (75%), ähli nusgalaryň elastik moduly we dartyş güýji azaldy, arakesmede uzalma ep-esli ýokarlandy. Munuň sebäbi, suw, umumylaşdyrylan plastifikator hökmünde, HPMC we HPS matrisasyny suwuklandyryp, polimer zynjyrlarynyň arasyndaky güýji azaldyp we polimer segmentleriniň hereketini gowulaşdyryp biler. Relativelyokary çyglylykda, arassa HPMC filmleriniň elastik moduly we dartyş güýji arassa HPS filmlerinden has ýokarydy, ýöne arakesmede uzalma pesdi, bu pes çyglylygyň netijelerinden düýpgöter tapawutlydy. Kompozit filmleriň mehaniki häsiýetleriniň ýokary çyglylykda 75% komponent gatnaşygy bilen üýtgemegi, pes çyglylykda 57% degişlilikde çyglylyk bilen deňeşdirilende düýbünden tersdigini bellemelidiris. Highokary çyglylyk astynda filmiň çyglylygy ýokarlanýar we suw diňe bir polimer matrisasyna belli bir plastifikasiýa täsirini ýetirmän, krahmalyň gaýtadan dikeldilmegine hem kömek edýär. HPMC bilen deňeşdirilende, HPS gaýtadan gurmaga has güýçli meýilli, şonuň üçin çyglylygyň HPS-e täsiri HPMC-den has uly.
Dürli HPS / HPMC gatnaşygy bolan HPS / HPMC filmleriniň dartyş häsiýetleri, dürli degişlilikde pespällik (RH) şertlerinde deňagramlaşdyrylýar. *: doly dissertasiýada ulanylýan dürli RH bilen dürli san harplary ep-esli tapawutlanýar
3.3.6 Iýilýän kompozit filmleriň kislorod geçirijiliginiň derňewi
Iýmitlenýän kompozit film iýmitiň saklanyş möhletini uzaltmak üçin iýmit gaplaýyş materialy hökmünde ulanylýar we kislorod barýeriniň öndürijiligi möhüm görkezijilerden biridir. Şonuň üçin HPMC / HPS dürli gatnaşygy bolan iýilýän filmleriň kislorod geçiriş derejesi 23 ° C temperaturada ölçenildi we netijeler 3-6-njy suratda görkezilýär. Suratdan arassa HPS membranasynyň kislorod geçirijiliginiň arassa HPMC membranasyndan ep-esli pesdigini görmek bolýar, bu HPS membranasynyň HPMC membranasyna garanyňda kislorod barýeriniň has gowydygyny görkezýär. Papyklygy pes we amorf sebitleriň bolmagy sebäpli HPMC filmde birneme pes pes dykyzlykly tor gurluşyny döretmek aňsat; HPS bilen deňeşdirilende, gaýtadan gurnamak tendensiýasy has ýokary we filmde dykyz gurluş döretmek aňsat. Köp gözlegler krahmal filmleriniň beýleki polimerler bilen deňeşdirilende gowy kislorod barýer häsiýetleriniň bardygyny görkezdi [139, 301, 335, 336].
3-6-njy surat HPS / HPMC garyşyk filmleriniň kislorod geçirijiligi
HPS-iň goşulmagy HPMC membranalarynyň kislorod geçirijiligini ep-esli azaldyp biler we birleşýän membranalaryň kislorod geçirijiligi HPS düzüminiň köpelmegi bilen ep-esli azalýar. Kislorod geçirip bolmaýan HPS-iň goşulmagy, birleşýän membranadaky kislorod kanalynyň berkligini ýokarlandyryp biler, bu bolsa öz gezeginde kislorodyň geçiş derejesiniň peselmegine we netijede kislorodyň geçirijiliginiň peselmegine sebäp bolýar. Şuňa meňzeş netijeler beýleki ýerli krahmallar üçin hem habar berildi [139,301].
3.4 Bu bapyň gysgaça mazmuny
Bu bapda HPMC we HPS-i esasy çig mal hökmünde ulanmak we polietilen glikol plastifikator hökmünde goşmak bilen, dürli gatnaşygy bolan HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filmleri guýma usuly bilen taýýarlandy. Komponentleriň mahsus häsiýetleriniň we birleşme gatnaşygynyň birleşýän membrananyň mikroskopik morfologiýasyna täsiri elektron mikroskopiýa arkaly gözden geçirildi; birleşdirilen membrananyň mehaniki aýratynlyklary mehaniki häsiýetleri barlaýjy tarapyndan öwrenildi. Komponentleriň mahsus häsiýetleriniň we birleşme gatnaşygynyň kislorod barýeriniň häsiýetlerine we birleşdirilen filmiň ýeňil geçirişine kislorod geçiriji synag ediji we UV görnüşli spektrofotometr öwrenildi. Elektron mikroskopiýa, termogravimetriki derňew we dinamiki termiki derňew ulanyldy. Sowuk-gyzgyn gel birleşme ulgamynyň utgaşyklygyny we fazanyň bölünişini öwrenmek üçin mehaniki derňew we beýleki seljeriş usullary ulanyldy. Esasy netijeler aşakdakylar:
- Arassa HPMC bilen deňeşdirilende, arassa HPS birmeňzeş we tekiz mikroskopik ýer morfologiýasyny döretmek has aňsat. Bu, esasan, sowadyş döwründe krahmal suwly erginde krahmal makromolekulalarynyň (amiloza molekulalary we amilopektin molekulalary) has gowy molekulýar tertipleşdirilmegi bilen baglanyşyklydyr.
- Hokary HPMC düzümi bolan birleşmeler birmeňzeş membrana gurluşlaryny emele getirýär. Bu esasan HPMC we HPS-iň jel häsiýetlerine esaslanýar. Film emele getirýän temperaturada HPMC we HPS degişlilikde pes ýapyşykly ergin ýagdaýyny we ýokary ýapyşykly gel ýagdaýyny görkezýärler. Cokary ýapyşykly dargadylan faza pes ýapyşykly üznüksiz fazada dargaýar. birmeňzeş ulgamy döretmek has aňsat.
- Otnositel çyglylyk HPMC / HPS birleşýän filmleriň mehaniki aýratynlyklaryna ep-esli täsir edýär we HPS mazmunynyň köpelmegi bilen täsir derejesi ýokarlanýar. Has pes çyglylykda, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen birleşdirilen filmleriň elastik moduly we dartyş güýji ýokarlandy we birleşdirilen filmleriň döwülmegi arassa komponent filmlerinden ep-esli pesdi. Deňeşdirilen çyglylygyň ýokarlanmagy bilen, birleşdirilen filmiň elastik moduly we dartyş güýji azaldy we arakesmede uzalma ep-esli ýokarlandy we birleşdirilen filmiň mehaniki häsiýetleri bilen birleşme gatnaşygy arasyndaky baglanyşyk düýpgöter ters üýtgeşmäni görkezdi. otnositel çyglylyk. Dürli birleşme gatnaşygy bolan birleşýän membranalaryň mehaniki aýratynlyklary, dürli çyglylyk şertlerinde kesişmegi görkezýär, bu dürli amaly talaplara laýyklykda önümiň öndürijiligini optimizirlemäge mümkinçilik berýär.
- HPS-iň goşulmagy, birleşýän membrananyň kislorod barýer häsiýetlerini ep-esli gowulaşdyrdy. Birleşdirilen membrananyň kislorod geçirijiligi HPS düzüminiň köpelmegi bilen ep-esli azaldy.
- HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel birleşme ulgamynda iki komponentiň arasynda belli bir utgaşyklyk bar. Thehli birleşdirilen filmleriň SEM şekillerinde aç-açan iki fazaly interfeýs tapylmady, birleşdirilen filmleriň köpüsinde DMA netijelerinde diňe bir aýna geçiş nokady bardy we birleşmäniň köpüsiniň DTG egrilerinde diňe bir termiki zaýalanma derejesi peýda boldy. filmleri. HPMC bilen HPS arasynda belli bir düşündirişiň bardygyny görkezýär.
Aboveokardaky synag synaglarynyň netijesi, HPS we HPMC-iň birleşmegi diňe HPMC iýilýän filmiň önümçilik bahasyny azaldyp bilmän, eýsem öndürijiligini ýokarlandyryp biljekdigini görkezýär. Iki komponentiň birleşme gatnaşygyny we daşarky gurşawyň çyglylygyny sazlamak arkaly mehaniki aýratynlyklary, kislorod barýer häsiýetleri we iýip bolýan birleşýän filmiň optiki häsiýetleri gazanylyp bilner.
4-nji bap HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikromorfologiýasy bilen mehaniki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk
Metal garyndylary garyşdyrmak döwründe has ýokary garyşyk entropiýa bilen deňeşdirilende, polimer birleşmesi wagtynda garyşyk entropiýasy adatça gaty az bolýar we birleşme wagtynda birleşmegiň ýylylygy adatça polo positiveitel birleşme prosesine sebäp bolýar. Gibbsiň erkin energiýa üýtgemegi oňyn (���>) şonuň üçin polimer formulalary faza bilen bölünen iki fazaly ulgamy emele getirýär we doly gabat gelýän polimer formulalary gaty seýrekdir [242].
Dürli birleşme ulgamlary, adatça termodinamikada molekulýar derejedäki ýalňyşlygy gazanyp biler we birmeňzeş birleşmeleri emele getirip biler, şonuň üçin polimer birleşme ulgamlarynyň köpüsi üýtgewsizdir. Şeýle-de bolsa, polimer birleşme ulgamlarynyň köpüsi belli bir şertlerde utgaşykly ýagdaýa gelip, belli bir utgaşykly birleşme ulgamyna öwrülip biler [257].
Polimer birleşýän ulgamlaryň mehaniki häsiýetleri ýaly makroskopiki häsiýetler köp derejede olaryň bölekleriniň täsirine we faza morfologiýasyna, esasanam komponentleriň arasyndaky sazlaşykly we üznüksiz we dargadylan fazalaryň düzümine baglydyr [301]. Şonuň üçin birleşýän ulgamyň mikroskopik morfologiýasyny we makroskopiki aýratynlyklaryny öwrenmek we birleşýän ulgamyň faza gurluşyna we sazlaşygyna gözegçilik etmek arkaly birleşdirilen materiallaryň häsiýetlerine gözegçilik etmekde uly ähmiýete eýe bolan olaryň arasyndaky gatnaşyklary ýola goýmak uly ähmiýete eýe.
Çylşyrymly ulgamyň morfologiýasyny we faza diagrammasyny öwrenmekde dürli komponentleri tapawutlandyrmak üçin degişli serişdeleri saýlamak gaty möhümdir. Şeýle-de bolsa, HPMC bilen HPS-iň arasyndaky tapawut gaty kyn, sebäbi ikisiniňem aýdyňlygy we meňzeş refraktiw görkezijisi bar, şonuň üçin iki komponenti optiki mikroskopiýa bilen tapawutlandyrmak kyn; Mundan başga-da, ikisi hem organiki uglerod esasly material bolany üçin, ikisiniň hem energiýa siňdirişi birmeňzeş, şonuň üçin komponentleriň jübütini takyk tapawutlandyrmak üçin elektron mikroskopiýany gözlemek hem kyn. “Furyer” infragyzyl spektroskopiýa, 1180-953 sm-1 aralygyndaky polisakarid zolagynyň meýdany gatnaşygy boýunça belok-krahmal çylşyrymly ulgamynyň morfologiýasyndaky we faza diagrammasyndaky üýtgeşmeleri görkezip biler [52, 337], ýöne bu usul gaty çylşyrymly we adatça HPMC / HPS gibrid ulgamlary üçin ýeterlik kontrast döretmek üçin sinhrotron radiasiýa Furyer infragyzyl usullary talap edýär. Elektron mikroskopiýa we kiçi burçly rentgen ýaýramagy ýaly komponentleriň bu bölünişigine ýetmegiň usullary hem bar, ýöne bu usullar adatça çylşyrymly [338]. Bu mowzukda ýönekeý ýod boýamak optiki mikroskop derňew usuly ulanylýar we amilozanyň dik gurluşynyň ahyrky toparynyň ýod bilen reaksiýa berip biljekdigi, HPMC / HPS birleşme ulgamyny ýod boýag bilen boýamak üçin ulanylýar; HPS komponentleri HPMC komponentlerinden ýagty mikroskop astynda dürli reňkleri bilen tapawutlanýar. Şonuň üçin ýod boýamak optiki mikroskop derňew usuly krahmal esasly çylşyrymly ulgamlaryň morfologiýasy we faza diagrammasy üçin ýönekeý we täsirli gözleg usulydyr.
Bu bapda HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikroskopik morfologiýasy, fazanyň paýlanyşy, fazanyň geçişi we beýleki mikrostrukturalary ýod boýamak optiki mikroskop derňewi arkaly öwrenildi; we mehaniki häsiýetler we beýleki makroskopiki aýratynlyklar; we dürli ergin konsentrasiýalarynyň we birleşme gatnaşyklarynyň mikroskopik morfologiýasynyň we makroskopiki häsiýetleriniň korrelýasiýa seljermesi arkaly, HPMC / HPS gözegçilik etmek üçin HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikrostrukturasy we makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Birleşdirilen materiallaryň häsiýetleri üçin esas beriň.
4.1 Materiallar we enjamlar
4.1.1 Esasy synag materiallary
4.2 Synag usuly
4.2.1 HPMC / HPS birleşme erginini taýýarlamak
HPMC erginini we HPS erginini 3%, 5%, 7% we 9% konsentrasiýasynda taýýarlaň, taýýarlamak usuly üçin 2.2.1 serediň. HPMC erginini we HPS erginini 100: 0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0 laýyklykda garyşdyryň. 100 Dürli gatnaşygy 250 rmp / min tizlikde 21 ° C-de 30 minutda garyldy we dürli konsentrasiýa we dürli gatnaşygy bolan garyşyk çözgütler alyndy.
4.2.2 HPMC / HPS birleşýän membranany taýýarlamak
Seret 3.2.1.
4.2.3 HPMC / HPS birleşdirilen kapsulalary taýýarlamak
2.2.1-de usul bilen taýýarlanan çözgüdi gözläň, poslamak üçin polatdan ýasalan galypdan peýdalanyň we 37 ° C-de guradyň. Guradylan kapsulalary çykaryň, artykmaç bölegini kesiň we jübüt emele getiriň.
4.2.4 HPMC / HPS birleşdirilen film optiki mikroskop
4.2.4.1 Optiki mikroskopiýa derňewiniň ýörelgeleri
Optiki mikroskop, konweks linza arkaly şekillendiriş ulaltmagyň optiki ýörelgesini ulanýar we ýakyn kiçijik maddalaryň gözüne açylýan burçuny giňeltmek we adam gözi bilen görüp bolmaýan ownuk maddalaryň ululygyny ulaltmak üçin iki sany birleşdiriji linza ulanýar. maddalaryň ululygyny adam gözi bilen kesgitleýänçä.
4.2.4.2 Synag usuly
Dürli konsentrasiýalaryň we birleşdiriji nisbatlaryň HPMC / HPS birleşme çözgütleri 21 ° C-den çykaryldy, aýna slaýdyň üstüne taşlandy, inçe gatlaga taşlandy we şol bir temperaturada guradyldy. Filmler 1% ýod ergini bilen boýaldy (1 g ýod we 10 gr kaliý ýody 100 ml göwrümli çüýşe ýerleşdirildi we etanolda eritildi), syn etmek we surata düşürmek üçin ýeňil mikroskop meýdançasyna ýerleşdirildi.
4.2.5 HPMC / HPS birleşdirilen filmiň ýeňil geçirilmegi
4.2.5.1 UV görnüşli spektrofotometriýanyň derňew prinsipi
3.2.3.1 bilen deň.
4.2.5.1 Synag usuly
Seret 3.2.3.2.
4.2.6 HPMC / HPS birleşdirilen filmleriň dartyş häsiýetleri
4.2.6.1 Dartylýan emläk derňewiniň ýörelgesi
3.2.3.1 bilen deň.
4.2.6.1 Synag usuly
Nusgalar 48 sagatda 73% çyglylykda deňleşenden soň synag edildi. Synag usuly üçin 3.2.3.2 serediň.
4.3 Netijeler we çekişme
4.3.1 Önümiň aç-açanlygyna gözegçilik etmek
4-1-nji suratda HPMC we HPS-ni 70:30 birleşme nisbatynda birleşdirip taýýarlanylýan iýilýän filmler we kapsulalar görkezilýär. Suratdan görnüşi ýaly, önümleriň gowy aç-açanlygy bar, bu HPMC we HPS-iň meňzeş refraktiw görkezijileriniň bardygyny we ikisini birleşdirenden soň birmeňzeş birleşmäni alyp bolýandygyny görkezýär.
4.3.2 HPMC / HPS toplumlarynyň boýagdan öň we soň optiki mikroskop şekilleri
4-2-nji suratda optiki mikroskopda syn edilýän dürli birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS toplumlaryny boýamakdan ozal we soň adaty morfologiýa görkezilýär. Suratdan görnüşi ýaly, HPMC fazasyny we HPS fazasyny poslanmadyk şekilde tapawutlandyrmak kyn; boýalan arassa HPMC we arassa HPS özboluşly reňklerini görkezýär, sebäbi HPS we ýoduň ýod reňkiniň üsti bilen reaksiýasy garalýar. Şonuň üçin HPMC / HPS birleşme ulgamyndaky iki faza ýönekeý we aýdyň tapawutlanýar, bu HPMC we HPS-iň ýalňyş däldigini we birmeňzeş birleşme döredip bilmejekdigini hasam subut edýär. Suratdan görnüşi ýaly, HPS mazmunynyň artmagy bilen, şekildäki garaňky meýdanyň meýdany (HPS fazasy) garaşylşy ýaly köpelýär we şeýlelik bilen bu etapda iki fazaly tertipleşdirmäniň bolandygyny tassyklaýar. HPMC-iň mazmuny 40% -den ýokary bolanda, HPMC üznüksiz fazanyň ýagdaýyny görkezýär we HPS HPMC-iň üznüksiz fazasynda dargadylan faza hökmünde dargadylýar. Munuň tersine, HPMC-iň mazmuny 40% -den pes bolanda, HPS üznüksiz fazanyň ýagdaýyny görkezýär we HPMC HPS-iň üznüksiz fazasynda dargadylan faza hökmünde ýaýraýar. Şonuň üçin 5% HPMC / HPS birleşme ergininde, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen, goşma gatnaşygy HPMC / HPS 40:60 bolanda tersine boldy. Üznüksiz faza başlangyç HPMC fazasyndan soňraky HPS fazasyna üýtgeýär. Fazanyň görnüşine syn etmek bilen, HPS matrisasyndaky HPMC fazasynyň dispersiýadan soň sferikdigini, HPMC matrisasyndaky HPS fazasynyň dargadylan görnüşiniň has tertipsizdigini görmek bolýar.
Mundan başga-da, boýagdan soň (mezofaza ýagdaýyny göz öňünde tutmazdan) HPMC / HPS toplumynda açyk reňkli meýdanyň (HPMC) gara reňkli meýdana (HPS) gatnaşygyny hasaplamak bilen, meýdanyň tapylandygy anyklandy Suratdaky HPMC (açyk reňk) / HPS (goýy reňk) Gatnaşyk hemişe hakyky HPMC / HPS birleşme gatnaşygyndan has uly. Mysal üçin, 50:50 gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşmesiniň boýag diagrammasynda, interfeýs meýdanyndaky HPS meýdany hasaplanmaýar we ýagtylygyň / garaňky meýdanyň gatnaşygy 71/29. Bu netije, HPMC / HPS birleşme ulgamynda köp mukdarda mezofazalaryň bardygyny tassyklaýar.
Doly gabat gelýän polimer birleşdiriş ulgamlarynyň gaty seýrek bolýandygy mälimdir, sebäbi polimer birleşme prosesinde birleşmäniň ýylylygy adatça polo positiveitel bolýar we birleşmäniň entropiýasy adatça az üýtgeýär, şeýlelik bilen birleşme üýtgemegi wagtynda erkin energiýa bolýar. Şeýle-de bolsa, HPMC / HPS birleşme ulgamynda HPMC we HPS has laýyklyk derejesini görkezmegi wada berýärler, sebäbi HPMC we HPS ikisi hem gidrofil polisakaridler, birmeňzeş gurluş birligi - glýukoza we şol bir funksional topar bilen üýtgedilýär gidroksipropil. HPMC / HPS birleşme ulgamynda birnäçe mezofaza hadysasy, birleşmedäki HPMC we HPS-iň belli bir derejede sazlaşyklydygyny we şuňa meňzeş hadysanyň plastifikator goşulan krahmal-poliwinil alkogol garyndy ulgamynda ýüze çykýandygyny görkezýär. peýda boldy [339].
4.3.3 Mikroskopik morfologiýa bilen birleşme ulgamynyň makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk
HPMC / HPS birleşme ulgamynyň morfologiýasy, fazany bölmek hadysasy, aýdyňlygy we mehaniki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk jikme-jik öwrenildi. 4-3-nji suratda HPMC / HPS birleşme ulgamynyň aç-açanlygy we dartyş moduly ýaly makroskopiki häsiýetlere HPS mazmunynyň täsiri görkezilýär. Suratdan arassa HPMC-iň aýdyňlygynyň arassa HPS-den has ýokarydygyny görmek bolýar, esasanam krahmalyň gaýtadan gurulmagy HPS-iň aýdyňlygyny peseldýär we krahmalyň gidroksipropil üýtgemegi hem aç-açanlygyň peselmeginiň möhüm sebäbidir. HPS [340, 341]. Suratdan HPMC / HPS birleşme ulgamynyň geçirişiniň HPS mazmunynyň tapawudy bilen iň pes bahasyna eýe boljakdygyny görmek bolýar. Goşma ulgamynyň geçişi, HPS mazmunynyň 70% -den pes aralygynda artýarit HPS mazmunynyň köpelmegi bilen azalýar; HPS mazmuny 70% -den geçende, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen ýokarlanýar. Bu hadysa, HPMC / HPS birleşme ulgamynyň üýtgemezligini aňladýar, sebäbi ulgamyň fazany bölmek hadysasy ýagtylygyň geçmeginiň azalmagyna getirýär. Munuň tersine, goşma ulgamyň Youngaş moduly hem dürli nisbatlar bilen iň pes nokat bolup çykdy we HPS mazmunynyň köpelmegi bilen Youngaşyň moduly peselmegini dowam etdirdi we HPS mazmuny 60% bolanda iň pes nokada ýetdi. Modul köpelmegini dowam etdirdi we modul birneme ýokarlandy. HPMC / HPS birleşme ulgamynyň Youngaş moduly iň pes bahany görkezdi, bu hem goşma ulgamyň üýtgemeýän ulgamdygyny görkezýär. HPMC / HPS birleşme ulgamynyň ýagtylygyň iň pes nokady HPMC üznüksiz fazasynyň dargadylan faza geçiş nokadyna we 4-2-nji suratda Youngaşyň modul bahasynyň iň pes nokadyna laýyk gelýär.
4.3.4 Ergin konsentrasiýasynyň birleşme ulgamynyň mikroskopik morfologiýasyna täsiri
4-4-nji suratda çözgüt konsentrasiýasynyň HPMC / HPS birleşme ulgamynyň morfologiýa we faza geçişine täsiri görkezilýär. Suratdan görnüşi ýaly, HPMC / HPS birleşme gatnaşygynda 3% HPMC / HPS birleşme ulgamynyň pes konsentrasiýasy 40:60, bilelikde üznüksiz gurluşyň görnüşi syn edilip bilner; 7% erginiň ýokary konsentrasiýasynda bolsa, bu yzygiderli gurluş, birleşme gatnaşygy 50:50 bolan suratda syn edilýär. Bu netije, HPMC / HPS birleşme ulgamynyň faza geçiş nokadynyň belli bir konsentrasiýa baglydygyny we faza geçişiniň HPMC / HPS birleşme ergininiň konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýandygyny we HPS üznüksiz fazany emele getirýändigini görkezýär. . . Mundan başga-da, HPMC üznüksiz fazasynda dargadylan HPS domenleri konsentrasiýanyň üýtgemegi bilen meňzeş şekilleri we morfologiýalary görkezdi; HPMC dargadylan fazalar, HPS üznüksiz fazasynda dürli konsentrasiýalarda dürli şekilleri we morfologiýalary görkezdi. we ergin konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen HPMC-iň dispersiýa meýdany barha tertipsiz boldy. Bu hadysanyň esasy sebäbi, HPS ergininiň ýelimliliginiň otag temperaturasyndaky HPMC ergininden has ýokary bolmagy we HPMC fazasynyň arassa sferik ýagdaýy emele getirmek tendensiýasy ýerüsti dartgynlylyk sebäpli basylýar.
4.3.5 Ergin konsentrasiýasynyň goşma ulgamyň mehaniki aýratynlyklaryna täsiri
4-4-nji suratyň morfologiýasyna laýyk gelýän, 4-5-nji suratlar dürli konsentrasiýa çözgütleri astynda emele gelen kompozit filmleriň dartyş häsiýetlerini görkezýär. Suratdan görnüşi ýaly, HPMC / HPS birleşme ulgamynyň döwülmeginde Youngaşyň moduly we uzalmagy, HPMC-iň üznüksiz fazadan 4-nji suratda dargadylan faza kem-kemden üýtgemegine laýyk gelýän ergin konsentrasiýasynyň köpelmegi bilen azalýar. -4. Mikroskopiki morfologiýa yzygiderli. HPMC gomopolimeriniň Youngaş moduly HPS-den has ýokary bolansoň, HPMC üznüksiz faza bolanda Youngaşyň HPMC / HPS birleşme ulgamynyň modulynyň gowulaşjakdygy çaklanylýar.
4.4 Bu bapyň gysgaça mazmuny
Bu bapda dürli konsentrasiýa we birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşme çözgütleri we iýip bolýan birleşýän filmler taýýarlandy we krahmal fazalaryny tapawutlandyrmak üçin ýod boýagynyň optiki mikroskop seljermesi arkaly HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikroskopik morfologiýasy we fazanyň geçişine syn edildi. HPMC / HPS-iň iýip bolýan birleşýän filminiň ýeňil geçirijiligi we mehaniki aýratynlyklary UV görnüşli spektrofotometr we mehaniki emläk synagçysy tarapyndan öwrenildi we dürli konsentrasiýalaryň we birleşme derejeleriniň birleşme ulgamynyň optiki aýratynlyklaryna we mehaniki aýratynlyklaryna täsiri öwrenildi. HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikrostrukturasy we makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk, mikrostruktura, fazanyň geçişi we fazanyň bölünişi ýaly birleşdirilen ulgamyň mikrostrukturasyny, optiki häsiýetler we mehaniki häsiýetler ýaly makroskopiki häsiýetleri birleşdirmek arkaly döredildi. Esasy netijeler aşakdakylar:
- Kraxmal fazalaryny ýod boýagy bilen tapawutlandyrmak üçin optiki mikroskop derňew usuly, krahmal esasly birleşme ulgamlarynyň morfologiýasyny we faza geçişini öwrenmek üçin iň ýönekeý, göni we täsirli usuldyr. Odod boýagy bilen krahmal fazasy ýeňil mikroskopiýa astynda has gara we garaňky görünýär, HPMC bolsa reňklenmeýär we şonuň üçin has reňkli görünýär.
- HPMC / HPS birleşme ulgamy ýalňyş däl we goşma ulgamda faza geçiş nokady bar we bu fazanyň geçiş nokady belli bir goşma gatnaşygy we çözgüdiň konsentrasiýasyna baglylygy bar.
- HPMC / HPS birleşme ulgamynyň oňat utgaşyklygy bar we birleşme ulgamynda köp sanly mezofaza bar. Aralyk fazada üznüksiz faza bölejikleriň ýagdaýynda dargadylan fazada dargaýar.
- HPMC matrisasyndaky HPS-iň dargadylan fazasy dürli konsentrasiýalarda şuňa meňzeş sferiki görnüşi görkezdi; HPMC HPS matrisasynda tertipsiz morfologiýany görkezdi we konsentrasiýanyň ýokarlanmagy bilen morfologiýanyň tertipsizligi ýokarlandy.
- HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikrostrukturasy, fazanyň geçişi, aýdyňlygy we mehaniki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. a. Goşma ulgamyň aýdyňlygynyň iň pes nokady HPMC-iň üznüksiz fazadan dargadylan faza geçiş nokadyna we dartyş modulynyň peselmeginiň iň pes nokadyna laýyk gelýär. b. Youngaşlaryň moduly we arakesmede uzalmagy, HPMC-iň üznüksiz fazadan goşma ulgamyň dargadylan fazasyna morfologiki üýtgemegi bilen sebäp bolan ergin konsentrasiýasynyň köpelmegi bilen azalýar.
Gysgaça aýtsak, HPMC / HPS birleşme ulgamynyň makroskopiki aýratynlyklary onuň mikroskopik morfologiki gurluşy, fazanyň geçişi, fazanyň bölünişi we beýleki hadysalar bilen ýakyndan baglanyşyklydyr we kompozitleriň häsiýetleri fazanyň gurluşyna we sazlaşygyna gözegçilik etmek arkaly kadalaşdyrylyp bilner. ulgamy.
5-nji bap HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň HPMC / HPS birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklaryna täsiri
Kraxmalyň himiki gurluşynyň ownuk üýtgemeleriniň reologiki aýratynlyklarynyň düýpgöter üýtgemegine sebäp bolup biljekdigi mälimdir. Şonuň üçin himiki üýtgetme krahmal esasly önümleriň reologiki aýratynlyklaryny gowulandyrmak we gözegçilikde saklamak mümkinçiligini hödürleýär [342]. Öz gezeginde krahmal himiki gurluşynyň onuň reologiki aýratynlyklaryna täsirini öwrenmek, krahmal esasly önümleriň gurluş aýratynlyklaryna has gowy düşünip biler we krahmal funksional aýratynlyklary bilen üýtgedilen krahmallaryň dizaýny üçin esas döredip biler [235]. Gidroksipropil krahmal iýmit we lukmançylyk pudagynda giňden ulanylýan professional üýtgedilen krahmaldyr. Adatça aşgazan şertlerinde propilen oksidi bilen ýerli krahmalyň eterifikasiýa reaksiýasy bilen taýýarlanýar. Gidroksipropil gidrofil toparydyr. Bu toparlaryň krahmal molekulýar zynjyryna girizilmegi, krahmal granulasynyň gurluşyny saklaýan öýjükli wodorod baglanyşyklaryny döwüp ýa-da gowşadyp biler. Şonuň üçin gidroksipropil krahmalynyň fiziki-himiki aýratynlyklary gidroksipropil toparlarynyň molekulýar zynjyrynda çalşygynyň derejesi bilen baglanyşyklydyr [233, 235, 343, 344].
Köp gözlegler gidroksipropiliň ornuny tutma derejesiniň gidroksipropil krahmalynyň fiziki-himiki aýratynlyklaryna täsirini derňedi. Han we başgalar. gidroksipropil mum krahmalynyň we gidroksipropil mekgejöweniň koreý glýutin tüwi tortlarynyň gurluşyna we retrogradasiýa aýratynlyklaryna täsirini öwrendi. Gözleg, gidroksipropilasiýanyň krahmalyň jelatinizasiýa temperaturasyny peseldip we krahmalyň suw saklaýyş ukybyny ýokarlandyryp biljekdigini ýüze çykardy. öndürijiligi we koreý glýutin tüwi tortlarynda krahmalyň garramak hadysasyny ep-esli derejede saklady [345]. Kaur we başgalar. gidroksipropiliň çalşylmagynyň kartoşka krahmalynyň dürli görnüşleriniň fiziki-himiki aýratynlyklaryna täsirini öwrendi we kartoşka krahmalynyň gidroksipropil çalşygynyň derejesiniň dürli görnüşler bilen üýtgeýändigini we uly bölejikleriň ululygy bilen krahmalyň häsiýetlerine täsiri has möhümdi; gidroksipropilasiýa reaksiýasy krahmal granulalarynyň üstünde köp böleklere we çukurlara sebäp bolýar; gidroksipropiliň ornuny tutmagy, dimetil sulfoksiddäki krahmalyň çişme häsiýetlerini, suwda erginligini we erginini ep-esli gowulaşdyryp biler we krahmalyň pastanyň aç-açanlygyny ýokarlandyryp biler [346]. Hukuk we ş.m. gidroksipropil çalşygynyň süýji kartoşka krahmalynyň häsiýetlerine täsirini öwrendi. Geçirilen barlag, gidroksipropil üýtgedilenden soň, krahmalyň erkin çişmek ukybynyň we suwda ergininiň gowulaşandygyny görkezdi; ýerli krahmalyň gaýtadan gurulmagy we retrogradasiýasy gadagan edildi; Siňdirilişi gowulaşýar [347]. Şmitz we başgalar. gidroksipropil tapioka krahmalyny taýýarlady we onuň has ýokary çişme ukybyna we ýelimliligine, garramagyň pesligine we doňdurma durnuklylygynyň ýokarydygyna göz ýetirdi [344].
Şeýle-de bolsa, gidroksipropil krahmalyň reologiki aýratynlyklary barada az gözleg bar we gidroksipropil üýtgemeginiň krahmal esasly birleşme ulgamlarynyň reologiki aýratynlyklaryna we gel häsiýetlerine täsiri şu wagta çenli seýrek duş gelýär. Çun we başgalar. pes konsentrasiýaly (5%) gidroksipropil tüwi krahmal ergininiň reologiýasyny öwrendi. Netijeler, gidroksipropil modifikasiýasynyň krahmal ergininiň durnukly we dinamiki viskoelastikligine täsiriniň çalyşmagyň derejesi bilen baglanyşyklydygyny we az mukdarda gidroksipropil Propil çalyşmagy krahmal erginleriniň reologiki aýratynlyklaryny ep-esli üýtgedip biljekdigini görkezdi; krahmal erginleriniň ýelimlilik koeffisiýenti çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen azalýar we gidroksipropiliň çalyşmagy derejesiniň ýokarlanmagy bilen onuň reologiki häsiýetleriniň temperatura baglylygy ýokarlanýar. Çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen mukdar azalýar [342]. Li we başgalar. gidroksipropil çalşygynyň süýji kartoşka krahmalynyň fiziki aýratynlyklaryna we reologiki aýratynlyklaryna täsirini öwrendi we netijeler gidroksipropiliň çalşygynyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen krahmalyň çişmek ukybynyň we suwda ergininiň ýokarlanandygyny görkezdi; Gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen entalpiýa gymmaty azalýar; ýelimlilik koeffisiýenti, çylşyrymly ýelimlilik, hasyllylyk stres, çylşyrymly ýapyşyklyk we krahmal ergininiň dinamiki moduly, gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň, suwuklyk indeksiniň we ýitginiň faktorynyň ýokarlanmagy bilen azalýar, gidroksipropiliň çalyşmagy derejesi bilen ýokarlanýar; krahmal ýeliminiň jel güýji azalýar, doňdurma durnuklylygy ýokarlanýar we sinerezi täsiri azalýar [235].
Bu bapda HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklaryna we gel häsiýetlerine täsiri öwrenildi. Geçiş ýagdaýy gurluşyň emele gelmegi bilen reologiki aýratynlyklaryň arasyndaky baglanyşyga çuňňur düşünmek üçin uly ähmiýete eýe. Mundan başga-da, beýleki ters-ýylylyk sowadyjy jel ulgamlary üçin käbir teoretiki görkezmeleri bermek maksady bilen, HPMC / HPS ters sowadyjy birleşme ulgamynyň jelasiýa mehanizmi ilki bilen ara alnyp maslahatlaşyldy.
5.1 Materiallar we enjamlar
5.1.1 Esasy synag materiallary
5.1.2 Esasy gurallar we enjamlar
5.2 Synag usuly
5.2.1 Goşma çözgütleri taýýarlamak
Dürli birleşme gatnaşygy bolan (100/0, 50/50, 0/100) we dürli gidroksipropil çalyşmak derejeleri bolan HPS (G80, A939, A1081) 15% HPMC / HPS birleşme çözgütleri taýýarlandy. A1081, A939, HPMC we olaryň goşma çözgütleriniň taýýarlyk usullary 2.2.1-de görkezilýär. G80 we HPMC bilen birleşýän erginler, awtoklawda 1500psi we 110 ° C şertlerde garyşdyrmak arkaly jelatinirlenýär, sebäbi G80 ýerli krahmal ýokary amiloza (80%), we jelatinizasiýa temperaturasy 100 ° C-den ýokary, bolup bilmeýär. asyl hammam jelatinizasiýa usuly bilen gazanyldy [348].
5.2.2 HPS gidroksipropil çalşygynyň dürli derejeleri bolan HPMC / HPS birleşme erginleriniň reologiki aýratynlyklary
5.2.2.1 Reologiki derňewiň ýörelgesi
2.2.2.1 bilen deň
5.2.2.2 Akym re modeiminiň synag usuly
Diametri 60 mm bolan parallel plastinka gysgyç ulanyldy we tabak aralygy 1 mm-e bellendi.
- Gyrkyldan öňki akym synag usuly we üç basgançakly diksotropiýa bar. 2.2.2.2 bilen deňdir.
- Gyrkyldan we diksotrop halka tiksotropiýasyz akym synag usuly. Synag temperaturasy 25 ° C, a. Artýan tizlikde gyrkmak, gyrkym derejesi 0-1000 s-1, gyrkma wagty 1 min; b. Yzygiderli gyrkmak, gyrkma derejesi 1000 s-1, gyrkma wagty 1 min; c. Tizligi gyrkmagyň peselmegi, gyrkymyň derejesi 1000-0s-1, gyrkym wagty bolsa 1 min.
5.2.2.3 Yrgyldama re modeiminiň synag usuly
Diametri 60 mm bolan parallel plastinka gurallary ulanyldy we tabak aralygy 1 mm-e bellendi.
- Deformasiýa üýtgeýän süpürmek. Synag temperaturasy 25 ° C, ýygylygy 1 Hz, deformasiýa 0.01-100%.
- Temperaturany gözlemek. Quygylyk 1 Hz, deformasiýa 0,1%, a. Atingyladyş prosesi, 5-85 ° C, ýylylyk derejesi 2 ° C / min; b. Sowuklama prosesi, 85-5 ° C, sowadyş derejesi 2 ° C / min. Synag wagtynda çyglylygyň ýitmezligi üçin nusganyň töwereginde silikon ýagly möhür ulanylýar.
- Quygylygy süpürmek. Üýtgeşiklik 0,1%, ýygylygy 1-100 rad / s. Synaglar degişlilikde 5 ° C we 85 ° C derejesinde geçirildi we synagdan öň 5 minut synag temperaturasynda deňleşdirildi.
Saklaýyş moduly G ′ bilen polimer ergininiň ýitgi moduly G we burç ýygylygynyň arasyndaky baglanyşyk güýç kanunyna eýerýär:
bu ýerde n ′ we n ″ degişlilikde G′-log log we G ″ log log log ýazgylary;
G0 ′ we G0 ″ degişlilikde G′-log log we G ″ log log log ýazgylarynyň kesişleri.
5.2.3 Optiki mikroskop
5.2.3.1 Gurallar ýörelgesi
4.2.3.1 bilen deň
5.2.3.2 Synag usuly
3% 5: 5 HPMC / HPS birleşme ergini 25 ° C, 45 ° C we 85 ° C dürli temperaturalarda çykaryldy, şol bir temperaturada saklanýan aýna slaýdyna taşlandy we inçe filme taşlandy. gatlak ergini we şol bir temperaturada guradylýar. Filmler 1% ýod ergini bilen reňklenip, syn etmek üçin ýeňil mikroskop meýdanyna ýerleşdirildi.
5.3 Netijeler we çekişme
5.3.1 iscapyşmazlyk we akym nagşynyň derňewi
5.3.1.1 Gyrkyldan we diksotrop halka diksotropiýasyz akym synag usuly
Öň gyrkylmazdan akym synag usulyny we diksotrop halkanyň diksotrop usulyny ulanyp, dürli derejeli gidroksipropil çalşygy HPS bilen HPMC / HPS birleşme ergininiň ýapyşyklygy öwrenildi. Netijeler 5-1-nji suratda görkezilýär. Suratdan görmek bolýar, ähli nusgalaryň ýapyşyklygy, gyrkym güýjüniň täsiri astynda gyrkym derejesiniň ýokarlanmagy bilen peselýän tendensiýany görkezýär, gyrkymyň inçe hadysasyny görkezýär. Highokary konsentrasiýaly polimer erginleriniň ýa-da eremeleriniň köpüsi gyrkymyň aşagynda güýçli bölünişik we molekulýar tertipleşdirme bolýar, şeýlelik bilen pseudoplastiki suwuklygyň hereketini görkezýär [305, 349, 350]. Şeýle-de bolsa, dürli gidroksipropil çalyşmak derejeleri bolan HPS-iň HPMC / HPS birleşme erginleriniň gyrkym derejesi dürli-dürli.
5-1-nji surat HPS / HPMC ergininiň dürli gidropropil çalyşma derejesi bilen kesiş derejesi we gyrkym derejesi (deslapky gyrkylmazdan, gaty we boş simwollar degişlilikde ýokarlanyş tizligini we peseliş prosesini görkezýär)
Suratdan görmek bolýar, arassa HPS nusgasynyň ýelimliligi we gyrkym derejesi HPMC / HPS birleşme nusgasyndan has ýokary, HPMC ergininiň gyrkym derejesi iň pes, esasanam HPS-iň ýapyşygy sebäpli pes temperaturada HPMC-den ep-esli ýokarydyr. Mundan başga-da, birmeňzeş gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşme çözgüdi üçin, HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bilen ýapyşyklygy ýokarlanýar. Munuň sebäbi krahmal molekulalaryna gidroksipropil toparlarynyň goşulmagy, molekulýar wodorod baglanyşyklaryny bozup, krahmal granulalarynyň dargamagyna sebäp bolup biler. Gidroksipropilasiýa krahmalyň gyrkma inçe hadysasyny ep-esli azaltdy we ýerli krahmalyň gyrkma inçe hadysasy iň aýdyňdy. Gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň yzygiderli ýokarlanmagy bilen, HPS-iň gyrkym derejesi kem-kemden azaldy.
Samhli nusgalarda gyrkymyň stres-gyrkym tizliginde diksotrop halkalar bar, bu ähli nusgalaryň belli bir derejede tikotropiýa derejesini görkezýär. Tiksotrop güýji tiksotrop halkasynyň meýdany bilen görkezilýär. Nusga has tikotrop bolsa [351]. Nusga çözgüdiniň akym görkezijisi n we ýelimlilik koeffisiýenti Ostwald-de Waele güýç kanuny bilen hasaplanyp bilner (2-1 deňleme serediň).
Tablisa 5-1 Akymyň özüni alyp barş indeksi (n) we suwuklygyň yzygiderliligi görkezijisi (K) ýokarlanyş we peseliş prosesi we HPS / HPMC ergininiň dikotropiýa aýlaw meýdany 25 ° C-de dürli gidropropil çalyşma derejesi bilen
5-1-nji tablisada gyrkymyň köpelmegi we azalmagy prosesinde dürli derejeli gidroksipropil çalşygy HPS bilen HPMC / HPS birleşme erginleriniň akym görkezijisi n, ýapyşyklyk koeffisiýenti K we dikotrop halka meýdany görkezilýär. Tablisadan ähli nusgalaryň akym indeksiniň 1-den pesdigini görmek bolýar, bu ähli nusga çözgütleriniň pseudoplastiki suwuklyklardygyny görkezýär. Şol bir HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan HPMC / HPS birleşme ulgamy üçin, akym indeksi n HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen ýokarlanýar, bu HPMC goşulmagynyň goşma erginiň Nýuton suwuklyk aýratynlyklaryny görkezýändigini görkezýär. Şeýle-de bolsa, HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen, ýapyşyklyk koeffisiýenti K yzygiderli azaldy, bu HPMC goşulmagynyň goşma erginiň ýapyşygyny peseldendigini görkezýär, sebäbi ýapyşyklyk koeffisiýenti K ýapyşyklyga proporsionaldy. Dürli gidroksipropil çalyşma derejesi bolan arassa HPS-iň n bahasy we K bahasy, gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen azaldy, bu gidroksipropilasiýa üýtgemeginiň krahmalyň pseudoplastikasyny gowulaşdyryp we krahmal erginleriniň ýapyklygyny peseldip biljekdigini görkezýär. Munuň tersine, azalýan gyrkym basgançagynda çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen n-iň bahasy ýokarlanýar, bu gidroksipropilasiýanyň ýokary tizlikli gyrkylandan soň erginiň Nýuton suwuklyk hereketini gowulaşdyrýandygyny görkezýär. HPMC / HPS birleşme ulgamynyň n bahasy we K bahasy, bilelikdäki hereketleriniň netijesi bolan HPS gidroksipropilasiýa we HPMC täsir etdi. Gyrylýan gyrkym tapgyry bilen deňeşdirilende, azalýan gyrkym tapgyrynda ähli nusgalaryň n bahalary ulaldy, K bahalary bolsa kiçeldi, bu ýokary tizlikli gyrkymdan soň birleşme ergininiň ýapyşygynyň azalandygyny görkezýär we Goşma erginiň Nýuton suwuklygy hereketi güýçlendirildi. .
Tiksotrop halkanyň meýdany HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen azaldy, bu HPMC goşulmagynyň goşma erginiň tikotropiýasyny peseldendigini we durnuklylygyny ýokarlandyrandygyny görkezýär. Birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşme çözgüdi üçin, gidroksipropiliň HPS-iň durnuklylygyny ýokarlandyrýandygyny görkezýän, HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen dikotrop halkanyň meýdany azalýar.
5.3.1.2 Öň kesmek we üç basgançakly diksotrop usuly bilen gyrkmak usuly
Öň gyrkylan gyrkym usuly, dürli derejeli gidroksipropil çalşygy HPS bilen gyrkym derejesi bilen HPMC / HPS birleşme ergininiň ýapyşyklygynyň üýtgemegini öwrenmek üçin ulanyldy. Netijeler 5-2-nji suratda görkezilýär. Suratdan HPMC ergininiň gyrkymyň ýuka däldigini görkezýär, beýleki nusgalarda bolsa gyrkymyň ýuka bolandygyny görkezýär. Bu, gyrkmazdan ozal gyrkma usuly bilen alnan netijelere laýyk gelýär. Şeýle hem şekilden pes gyrkylyk derejesinde ýokary gidroksipropiliň ornuny tutýan nusganyň platon sebtini görkezýändigini görmek bolýar.
5-2-nji surat, HPS / HPMC ergininiň dürli gidropropil çalyşma derejesi bilen (gyrkmazdan ozal) HPS / HPMC ergininiň gyrkym derejesi.
5-2-nji tablisada nol gyrkymly ýelimlilik (h0), akym görkezijisi (n) we ýelimlilik koeffisiýenti (K) görkezilýär. Jetwelden, arassa HPS nusgalary üçin, iki usul bilen alnan n bahalaryň çalyşma derejesi bilen ýokarlanýandygyny görüp bileris, bu bolsa krahmal ergininiň gaty meňzeş hereketiniň çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen azalýandygyny görkezýär. HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen, n bahalaryň hemmesi peselme tendensiýasyny görkezdi, bu HPMC-iň çözgüdiň gaty meňzeş hereketini azaldandygyny görkezýär. Bu, iki usulyň hil seljermesiniň netijeleriniň yzygiderlidigini görkezýär.
Dürli synag usullary boýunça şol bir nusga üçin alnan maglumatlary deňeşdireniňde, deslapky gyrkymdan soň alnan n-iň bahasynyň, öňünden gyrkylan usul bilen alnan usuldan has ýokarydygy ýüze çykarylýar, bu bolsa öňünden alnan birleşdirilen ulgamyň bardygyny görkezýär. gyrkmak usuly gaty gylyk-häsiýet, deslapky gyrkmazdan usul bilen ölçeleninden pesdir. Sebäbi synagda deslapky gyrkylmazdan alnan iň soňky netije, aslynda gyrkym tizliginiň we gyrkym wagtynyň bilelikdäki hereketiniň netijesidir, şol bir wagtyň özünde gyrkym bilen synag usuly belli bir döwürde ýokary gyrkym arkaly dikotrop täsirini ýok edýär. wagt. Şonuň üçin bu usul goşma ulgamyň gyrkylmagynyň hadysasyny we akym aýratynlyklaryny has takyk kesgitläp biler.
Tablisadan şol bir goşma gatnaşygy (5: 5) üçin birleşme ulgamynyň n bahasynyň 1-e ýakyndygyny we öňünden kesilen n gidroksipropil çalyşmagy derejesi bilen ýokarlanýandygyny görüp bileris, bu HPMC-iň bardygyny görkezýär birleşme ulgamynda üznüksiz faza we HPMC pes gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan krahmal nusgalaryna has güýçli täsir edýär, bu bolsa tersine öňünden gyrkylmazdan çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen n bahasynyň ýokarlanmagy bilen gabat gelýär. Iki usulda çalyşmagyň dürli derejeleri bolan goşma ulgamlaryň K bahalary meňzeşdir we aýratyn bir üýtgeşik tendensiýa ýok, nol gyrkymyň ýapyşygy aýdyň peselme tendensiýasyny görkezýär, sebäbi nol gyrkymyň ýapyşygy gyrkymdan garaşsyzdyr. nyrhy. Içki ýapyşyk, maddanyň häsiýetlerini takyk görkezip biler.
5-3-nji surat, HPS / HPMC garyndy ergininiň üç aralyk tikotropiýasy, HPS-iň dürli gidropropil çalyşmagy derejesi bilen
Üç basgançakly diksotrop usuly, gidroksipropil krahmalynyň dürli derejeli gidroksipropil çalşygynyň birleşme ulgamynyň diksotrop häsiýetlerine täsirini öwrenmek üçin ulanyldy. 5-3-nji suratdan pes gyrkym tapgyrynda, HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen ergin ýapyşygynyň peselýändigini we nol gyrkymyň ýapyklygy kanunlaryna laýyk gelýän çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen azalýandygyny görmek bolýar.
Dikeldiş tapgyrynda dürli wagtdan soň gurluş taýdan dikeldiş derejesi, ýelimliligiň dikeliş tizligi DSR bilen görkezilýär we hasaplama usuly 2.3.2-de görkezilýär. 5-2-nji tablisadan şol bir dikeldiş döwründe arassa HPS-iň DSR-iň arassa HPMC-den ep-esli pesdigini görmek bolýar, bu esasan HPMC molekulasynyň berk zynjyrdygy we dynç alyş wagtynyň gysga we gurluşy gysga wagtyň içinde dikeldilip bilner. dikeldiň. HPS çeýe zynjyr bolsa-da, dynç alyş wagty uzyn we gurluşy dikeltmek köp wagt alýar. Çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen, arassa HPS-iň DSR çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen azalýar, bu gidroksipropilasiýanyň krahmal molekulýar zynjyrynyň çeýeligini ýokarlandyrýandygyny we HPS-iň dynç alyş wagtyny has uzynlaşdyrýandygyny görkezýär. Goşma erginiň DSR arassa HPS we arassa HPMC nusgalaryndan pesdir, ýöne HPS gidroksipropiliň çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen, goşma nusganyň DSR köpelýär, bu birleşme ulgamynyň dikotropiýasynyň artýandygyny görkezýär HPS gidroksipropil çalyşmagyny ýokarlandyrmak. Öň gyrkylmazdan netijelere laýyk gelýän radikal çalyşmagyň derejesi bilen azalýar.
5-2-nji tablisa Dürli gidropropil bilen HPS / HPMC çözgüdi üçin belli bir dikeldiş wagtyndan soň ýokarlanyş tizliginde we akymyň özüni alyp barşynyň görkezijisi (n), suwuklygyň yzygiderliligi indeksi (K) we gurluşyň dikeldiş derejesi (DSR). HPS-iň çalyşma derejesi 25 ° C.
Gysgaça aýtsak, deslapky gyrkmazdan durnuksyz synag we diksotrop halkasy tikotropiýa synagy uly öndürijilik tapawudy bolan nusgalary hil taýdan seljerip biler, ýöne ownuk öndürijilik tapawudy bolan dürli HPS gidroksipropil çalyşma derejesi bolan birleşmeler üçin çözgüdiň gözleg netijeleri tersdir. hakyky netijeler, sebäbi ölçenen maglumatlar gyrkym tizliginiň we gyrkym wagtynyň täsiriniň giňişleýin netijesidir we ýekeje üýtgeýjiniň täsirini hakykatdanam görkezip bilmeýär.
5.3.2 Çyzykly viskoelastik sebit
Gidrogeller üçin saklaýyş modulynyň täsirli molekulýar zynjyrlaryň gatylygy, güýji we sany bilen kesgitlenýändigi, G ′ ýitgi modulynyň bolsa ownuk molekulalaryň we funksional toparlaryň göçmegi, hereketi we sürtülmesi bilen kesgitlenýändigi mälimdir. . Wibrasiýa we aýlanma ýaly sürtülme energiýa sarp edilişi bilen kesgitlenýär. Saklaýyş moduly G ′ we ýitgi moduly G ″ (ýagny tan δ = 1) kesişmesiniň barlygynyň alamaty. Erginden jele geçişe gel nokady diýilýär. Saklaýyş moduly G ′ we ýitgi moduly, köplenç jel ulgamynyň özüni alyp barşyny, emele geliş tizligini we gurluş aýratynlyklaryny öwrenmek üçin ulanylýar [352]. Şeýle hem, jel ulgamynyň gurluşy emele gelende içerki gurluşyň ösüşini we molekulýar gurluşyny görkezip biler. özara täsir [353].
5-4-nji suratda 1 Hz ýygylykda we 0.01% -100% aralygyndaky dürli derejeli gidroksipropil çalyşma HPS bilen HPMC / HPS birleşme erginleriniň süpüriş egrileri görkezilýär. Suratdan aşaky deformasiýa meýdanynda (0.01–1%), HPMC-den başga ähli nusgalaryň gel ýagdaýyny görkezýän G ′> G aredygyny görmek bolýar. HPMC üçin G ′ ähli görnüşde. Üýtgeýän diapazon hemişe G-den pesdir ", bu HPMC-iň çözgüt ýagdaýynda bolandygyny görkezýär. Mundan başga-da, dürli nusgalaryň viskoelastikliginiň deformasiýa baglylygy başga. G80 nusgasy üçin, viskoelastikligiň ýygylygyna baglylygy has aýdyň bolýar: deformasiýa 0,3% -den ýokary bolanda, G-iň kem-kemden azalýandygyny we G-iň ep-esli ýokarlanmagy bilen bilelikde bolýar ". köpelmegi, şeýle hem tan δ ep-esli ýokarlanmagy; we deformasiýa mukdary 1,7% bolanda kesişýär, bu deformasiýa mukdary 1,7% -den geçenden soň G80-iň jel tor gurluşynyň agyr zaýalanandygyny we çözgüt ýagdaýynda bolandygyny görkezýär.
5-4-nji surat. Saklaýyş moduly (G ′) we ýitgi moduly (G ″) vs.
HPMC / HPS garyndy ergini üçin 5-5 tan δ vs. ştamm, dürli gidropropil çalyşma derejesi bilen
Suratdan arassa HPS-iň çyzykly viskoelastik sebitiniň gidroksipropiliň ornuny tutma derejesiniň peselmegi bilen daralandygyny görmek bolýar. Başga sözler bilen aýdylanda, HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesi ýokarlanýarka, aşgazan egrisindäki düýpli üýtgeşmeler has ýokary deformasiýa mukdarynda görünýär. Hususan-da, G80-iň çyzykly viskoelastik sebiti ähli nusgalaryň arasynda iň dar. Şonuň üçin kesgitlemek üçin G80-iň çyzykly viskoelastik sebiti ulanylýar
Aşakdaky synaglaryň tapgyrynda deformasiýa üýtgeýjisiniň bahasyny kesgitlemegiň ölçegleri. Birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşme ulgamy üçin çyzykly viskoelastik sebit, HPS-iň gidroksipropil çalyşma derejesiniň peselmegi bilen daralýar, ýöne gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň çyzykly viskoelastiki sebite kiçelmegi.
5.3.3 heatingyladyş we sowadyş wagtynda viskoelastik häsiýetler
Dürli gidroksipropil çalyşmagy bilen HPS-iň HPMC / HPS birleşýän erginleriniň dinamiki viskoelastik häsiýetleri 5-6-njy suratda görkezilýär. Suratdan görnüşi ýaly, HPMC ýyladyş döwründe dört basgançagy görkezýär: başlangyç platon sebiti, iki gurluş emele getiriji we soňky platon sebiti. Platonyň başlangyç tapgyrynda G ′ <G ″, G ′ we G values bahalary kiçi bolup, umumy suwuk viskoelastik häsiýetini görkezip, temperaturanyň ýokarlanmagy bilen birneme peselýär. HPMC-iň ýylylyk jelleşmesi, öňki habarlara laýyk gelýän G ′ we G ″ (ýagny, eriş-gel geçiş nokady, 49 ° C töweregi) bilen kesişýän gurluş gurluşynyň iki aýratyn basgançagyna eýedir. Yzygiderli [160, 354]. Hydokary temperaturada, gidrofob birleşmesi we gidrofil birleşigi sebäpli HPMC kem-kemden torlaýyn gurluşy emele getirýär [344, 355, 356]. Guýrugyň platon sebitinde G ′ we G ″ bahalary ýokary bolup, HPMC gel tor gurluşynyň doly emele gelendigini görkezýär.
HPMC-iň bu dört basgançagy, temperaturanyň peselmegi bilen yzygiderli ters tertipde görünýär. G ′ we G ″ kesişleri sowadyş döwründe pes temperatura sebtine geçýär, histereziýa [208] ýa-da zynjyryň pes temperaturada kondensasiýa täsiri sebäpli bolup biler [355]. HPMC-e meňzeş, ýyladyş prosesinde beýleki nusgalar Dört basgançak hem bar we tersine hadysa sowadyş döwründe ýüze çykýar. Şeýle-de bolsa, G80 we A939-dan G 'bilen G arasynda kesişmeýän ýönekeýleşdirilen prosesi görkezýändigini görmek bolýar, G80 egrisi hem görünmeýär. Yzky platforma meýdany.
Arassa HPS üçin has ýokary gidroksipropil çalyşmagy, gel emele gelişiniň başlangyç we soňky temperaturasyny, esasanam G80, A939 we A1081 üçin 61 ° C bolan başlangyç temperaturany üýtgedip biler. , 62 ° C we 54 ° C. Mundan başga-da, çalyşma derejesi ýokarlanansoň, birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS nusgalary üçin G ′ we G ″ bahalary peselýär, bu bolsa öňki gözlegleriň netijelerine laýyk gelýär [357, 358]. Çalyşma derejesi ýokarlanansoň, jeliň dokumasy ýumşak bolýar. Şonuň üçin gidroksipropilasiýa ýerli krahmalyň sargyt edilen gurluşyny bozýar we gidrofilligini ýokarlandyrýar [343].
HPMC / HPS birleşme nusgalary üçin, G ′ we G both arassa HPS-iň netijelerine laýyk gelýän HPS gidroksipropil çalyşmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen azaldy. Mundan başga-da, HPMC goşulmagy bilen, çalyşma derejesi G-a ep-esli täsir etdi G G bilen täsir ”az aýdylýar.
Hhli HPMC / HPS birleşýän nusgalarynyň viskoelastik egrileri pes temperaturada HPS we ýokary temperaturada HPMC bilen birmeňzeş tendensiýany görkezdi. Başgaça aýdylanda, pes temperaturada HPS goşulan ulgamyň viskoelastik häsiýetlerinde agdyklyk edýär, ýokary temperaturada HPMC goşulan ulgamyň viskoelastik aýratynlyklaryny kesgitleýär. Bu netije esasan HPMC bilen baglanyşykly. Hususan-da, HPS sowuk jel bolup, gyzdyrylanda jel ýagdaýyndan ergin ýagdaýyna üýtgeýär; tersine, HPMC gyzgyn jel bolup, kem-kemden temperatura ulgamynyň gurluşy bilen jel emele getirýär. HPMC / HPS birleşme ulgamy üçin, pes temperaturada, goşma ulgamyň jel häsiýetlerine esasan HPS sowuk jeli goşant goşýar we ýokary temperaturada, yssy temperaturada birleşme ulgamynda HPMC-iň jelleşmesi agdyklyk edýär.
5-6-njy surat
HPMC / HPS birleşdirilen ulgamyň moduly, garaşylyşy ýaly, arassa HPMC moduly bilen arassa HPS arasynda. Mundan başga-da, çylşyrymly ulgam, HPMC bilen HPS-iň ikisiniň hem suw molekulalary bilen birek-birekli wodorod baglanyşyklaryny emele getirip biljekdigini we biri-biri bilen molekulýar wodorod baglanyşyklaryny döredip biljekdigini görkezýän ähli temperatura skanerinde G ′> G ″ görkezýär. Mundan başga-da, ýitgi faktorynyň egrisinde, ähli çylşyrymly ulgamlaryň takmynan 45 ° C derejesinde iň ýokary derejesi bar, bu çylşyrymly ulgamda üznüksiz fazanyň geçendigini görkezýär. Bu tapgyra geçiş indiki 5.3.6-da ara alnyp maslahatlaşylar. ara alyp maslahatlaşmagy dowam etdiriň.
5.3.4 Temperaturanyň birleşme ýelimliligine täsiri
Işlemek we saklamak wagtynda bolup biläýjek temperaturanyň giňligi sebäpli temperaturanyň materiallaryň reologiki aýratynlyklaryna täsirine düşünmek möhümdir [359, 360]. 5 ° C - 85 ° C aralygynda, dürli derejeli gidroksipropil çalşygy HPS bilen HPMC / HPS birleşme erginleriniň çylşyrymly ýapyşygyna temperaturanyň täsiri 5-7-nji suratda görkezilýär. 5-7-nji suratdan (a) arassa HPS-iň çylşyrymly ýelimliliginiň temperaturanyň ýokarlanmagy bilen ep-esli azalýandygyny görmek bolýar; arassa HPMC-iň ýapyşygy, temperaturanyň ýokarlanmagy bilen başlangyçdan 45 ° C-e çenli azalýar. gowulaşdyrmak.
Comphli goşma nusgalaryň ýapyşyk egrileri temperatura bilen meňzeş tendensiýalary görkezdi, ilki bilen temperaturanyň ýokarlanmagy bilen peselýär, soňra bolsa temperaturanyň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýar. Mundan başga-da, goşulan nusgalaryň ýapyşygy pes temperaturada HPS-e we ýokary temperaturada HPMC-e has ýakyn. Bu netije, HPMC we HPS-iň üýtgeşik jelasiýa häsiýeti bilen hem baglanyşyklydyr. Goşulan nusganyň ýapyşyk egrisi, HPMC / HPS goşma ulgamynda fazaly geçiş sebäpli, 45 ° C-de çalt geçiş görkezdi. Şeýle-de bolsa, ýokary temperaturada G80 / HPMC 5: 5 birleşme nusgasynyň ýapyklygynyň arassa HPMC-den has ýokarydygyny bellemelidiris, bu esasan ýokary temperaturada G80-iň içerki ýapyşygynyň has ýokary bolmagy bilen baglanyşyklydyr [361]. Şol birleşme gatnaşygynda, HPS gidroksipropil çalyşmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen birleşme ulgamynyň birleşme ýapyşygy azalýar. Şonuň üçin gidroksipropil toparlarynyň krahmal molekulalaryna ornaşmagy, krahmal molekulalarynda öýjükli wodorod baglanyşyklarynyň bozulmagyna sebäp bolup biler.
5-7-nji surat, HPS / HPMC üçin çylşyrymly ýapyşyklyk we temperatura, HPS-iň dürli gidroipropil çalyşma derejesi bilen garyşýar
Temperaturanyň HPMC / HPS birleşme ulgamynyň çylşyrymly ýapyşygyna täsiri belli bir temperatura aralygynda Arheniý gatnaşyklaryna laýyk gelýär we çylşyrymly ýapyşyklyk temperatura bilen ekspensial gatnaşyga eýe. Arheniý deňlemesi aşakdaky ýaly:
Olaryň arasynda η * çylşyrymly ýapyşyk, Pa s;
A hemişelik, Pa s;
T - mutlak temperatura, K;
R - gaz hemişelik, 8.3144 J · mol - 1 · K - 1;
E işjeňleşdirme energiýasy, J · mol - 1.
(5-3) formula laýyklykda ýerleşdirilen, goşma ulgamyň ýapyşyklyk-temperatura egrisi 45 ° C-den aşýan iň ýokary derejesine görä iki bölege bölünip bilner; 5 ° C - 45 ° C we 45 ° C - 85 ° birleşme ulgamy, işjeňleşdirme energiýasynyň E we C diapazonyna laýyk gelýän hemişelik A bahalary 5-3-nji tablisada görkezilýär. E işjeňleşdirme energiýasynyň hasaplanan bahalary −174 kJ · mol - 1 bilen 124 kJ · mol - 1, hemişelik A bahalary bolsa 6,24 × 10−11 Pa · s bilen 1,99 × 1028 Pa · s arasynda. Gurluş aralygynda, G80 / HPMC nusgasyndan başga, korrelýasiýa korrelýasiýa koeffisiýentleri has ýokarydy (R2 = 0.9071 –0.9892). G80 / HPMC nusgasy, 45 ° C - 85 ° C temperatura aralygynda has pes korrelýasiýa koeffisiýentine (R2 = 0.4435) eýe, bu G80-iň has ýokary gatylygy we beýleki HPS kristallaşma derejesi bilen deňeşdirilende has çalt agramy sebäpli bolup biler [ 362]. G80-iň bu häsiýeti, HPMC bilen birleşende birmeňzeş däl birleşmeleri emele getirmegi has ähtimal edýär.
5 ° C - 45 ° C temperatura aralygynda, HPMC / HPS birleşýän nusgasynyň E bahasy arassa HPS-den birneme pesdir, bu HPS bilen HPMC-iň täsiri sebäpli bolup biler. Capyşyklygyň temperatura baglylygyny azaltmak. Arassa HPMC-iň E bahasy beýleki nusgalardan has ýokary. Kraxmal öz içine alýan ähli nusgalar üçin işjeňleşdirme energiýasy pes polo positiveitel bahalar bolup, pes temperaturalarda temperatura bilen ýelimliligiň peselmeginiň azdygyny we formulalaryň krahmal ýaly dokumany görkezýändigini görkezýär.
5-3-nji tablisa HPS / HPMC üçin Ekr.
Şeýle-de bolsa, has ýokary temperatura 45 ° C - 85 ° C aralygynda, E bahasy arassa HPS we HPMC / HPS birleşdirilen nusgalaryň arasynda hil taýdan üýtgedi, arassa HPS-leriň E bahasy 45,6 kJ · mol - 1 - diapazonda 124 kJ · mol - 1, toplumlaryň E bahalary -3,77 kJ · mol - 1– -72.2 kJ · mol - 1 aralygynda. Bu üýtgeşiklik, HPMC-iň çylşyrymly ulgamyň işjeňleşdirme energiýasyna güýçli täsirini görkezýär, sebäbi arassa HPMC-iň E bahasy -174 kJ mol - 1. Arassa HPMC we goşulan ulgamyň E bahalary otrisatel, bu has ýokary temperaturada temperaturanyň ýokarlanmagy bilen ýapyşyklygyň ýokarlanýandygyny we birleşmäniň HPMC ýaly özüni alyp barşyny görkezýär.
HPMC we HPS-iň ýokary temperaturada we pes temperaturada HPMC / HPS birleşme ulgamlarynyň çylşyrymly ýapyşyklygyna edýän täsiri ara alnyp maslahatlaşylan viskoelastiki aýratynlyklara laýyk gelýär.
5.3.5 Dinamiki mehaniki häsiýetler
5-8-nji suratlarda dürli derejeli gidroksipropil çalyşmagy bilen HPS-iň 5 ° C HPMC / HPS birleşme erginleriniň ýygylygy süpüriş egrileri görkezilýär. Suratdan görmek bolýar, arassa HPS adaty gaty meňzeş häsiýeti görkezýär (G ′> G ″), HPMC bolsa suwuk ýaly hereket (G ′ <G ″). Hhli HPMC / HPS formulalary gaty meňzeş hereketleri görkezdi. Nusgalaryň köpüsi üçin G ′ we G both ýygylygyň artmagy bilen köpelýär, bu materialyň gaty meňzeş hereketiniň güýçlidigini görkezýär.
Arassa HPMC-ler arassa HPS nusgalarynda görmek kyn bolan ýygylyga baglylygy görkezýär. Garaşylyşy ýaly, HPMC / HPS çylşyrymly ulgamy ýygylyga baglylygyň belli bir derejesini görkezdi. HPS-i öz içine alýan ähli nusgalar üçin n always hemişe n ″ -dan pesdir, G ″ bolsa G than-dan has ýygylyk garaşlylygyny görkezýär, bu nusgalaryň ýapyşykdan has elastikdigini görkezýär [352, 359, 363]. Şonuň üçin goşulan nusgalaryň öndürijiligi esasan HPS tarapyndan kesgitlenýär, bu esasan HPMC-iň pes temperaturada pes ýapyşykly ergin ýagdaýyny görkezýändigi sebäpli bolýar.
HPS / HPMC üçin 5-4 n ′, n ″, G0 ′ we G0 ″ tablisa, Eqs-den kesgitlenişi ýaly 5 ° C derejesinde dürli gidropropil çalyşma derejesi bolan HPS / HPMC üçin. (5-1) we (5-2)
5-8-nji surat, Saklaýyş moduly (G ′) we ýitgi moduly (G ″) vs.
Arassa HPMC-ler arassa HPS nusgalarynda görmek kyn bolan ýygylyga baglylygy görkezýär. HPMC / HPS toplumyna garaşylyşy ýaly, ligand ulgamy ýygylyga baglylygyň belli bir derejesini görkezdi. HPS-i öz içine alýan ähli nusgalar üçin n always hemişe n ″ -dan pesdir, G ″ bolsa G than-dan has ýygylyk garaşlylygyny görkezýär, bu nusgalaryň ýapyşykdan has elastikdigini görkezýär [352, 359, 363]. Şonuň üçin goşulan nusgalaryň öndürijiligi esasan HPS tarapyndan kesgitlenýär, bu esasan HPMC-iň pes temperaturada pes ýapyşykly ergin ýagdaýyny görkezýändigi sebäpli bolýar.
5-9-njy suratlarda 85 ° C-de dürli derejeli gidroksipropil çalşygy bolan HPS-iň HPMC / HPS birleşme erginleriniň ýygylyk arassalaýyş egrileri görkezilýär. Suratdan görnüşi ýaly, A1081-den başga ähli HPS nusgalary adaty gaty meňzeş hereketleri görkezdi. A1081 üçin G 'we G "bahalary gaty ýakyn, G' G-den birneme kiçidir", bu A1081-iň suwuklyk ýaly hereket edýändigini görkezýär.
Munuň sebäbi A1081 sowuk jel bolup, ýokary temperaturada jel-ergin geçişini başdan geçirýär. Beýleki tarapdan, birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan nusgalar üçin n ′, n ″, G0 ′ we G0 ″ (5-5-nji tablisa) bahalary gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen azaldy, bu bolsa gidroksipropilasiýanyň gaty azalandygyny görkezýär- ýokary temperaturada (85 ° C) krahmalyň özüni alyp barşy ýaly. Hususan-da, G80-iň n ′ we n ″ 0-a ýakyn bolup, gaty berk hereketleri görkezýär; tersine, A1081-iň n ′ we n ″ bahalary 1-e ýakyn bolup, güýçli suwuklyk häsiýetini görkezýär. Bu n 'we n ”bahalary G' we G üçin maglumatlar bilen gabat gelýär. Mundan başga-da, 5-9-njy suratlardan görnüşi ýaly, gidroksipropiliň çalyşmagy derejesi ýokary temperaturada HPS-iň ýygylygyna baglylygyny ep-esli gowulaşdyryp biler.
5-9-njy suratlar Saklaýyş moduly (G ′) we ýitgi moduly (G ″) vs.
5-9-njy suratlarda HPMC-iň 85 ° C-de adaty gaty meňzeş häsiýeti görkezýändigi görkezilýär, bu esasan termogel häsiýetleri bilen baglanyşykly. Mundan başga-da, HPMC-iň G ′ we G frequ ýygylygy bilen üýtgeýär Ösüş kän bir üýtgemedi, bu takyk ýygylyga baglylygynyň ýokdugyny görkezýär.
HPMC / HPS birleşme ulgamy üçin n ′ we n ″ bahalaryň ikisi hem 0-a ýakyn, G0 ′ bolsa G0-dan ep-esli ýokary (Tablisa ″ 5-5), bu gaty berk hereketini tassyklaýar. Başga bir tarapdan, has ýokary gidroksipropil çalyşmagy HPS-i gaty erginlerde ýüze çykmaýan hadysadyr, gaty meňzeş suwuklyga alyp biler. Mundan başga-da, HPMC bilen goşulan goşma ulgam üçin ýygylygyň köpelmegi bilen G 'we G ikisi hem birneme durnukly bolup, n' we n bahalary HPMC-e ýakyn boldy. Bu netijeleriň hemmesi, HPMC-iň 85 ° C ýokary temperaturada goşulan ulgamyň viskoelastikliginde agdyklyk edýändigini görkezýär.
HPS / HPMC üçin 5-5 n ′, n ″, G0 ′ we G0 ″ tablisa, Eqs-den kesgitlenişi ýaly 85 ° C-de HPS-iň dürli gidropropil çalyşmagy bilen. (5-1) we (5-2)
5.3.6 HPMC / HPS birleşme ulgamynyň morfologiýasy
HPMC / HPS birleşme ulgamynyň fazaly geçişi, ýod reňkli optiki mikroskop bilen öwrenildi. 5: 5 gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşme ulgamy 25 ° C, 45 ° C we 85 ° C derejesinde synag edildi. Aşakdaky reňkli mikroskop şekilleri 5-10-njy suratlarda görkezilýär. Suratdan görmek bolýar, ýod bilen boýalansoň, HPS fazasy has gara reňk bilen boýalýar we HPMC fazasy ýod bilen boýalyp bolmaýandygy sebäpli has açyk reňk görkezýär. Şonuň üçin HPMC / HPS-iň iki fazasyny anyk tapawutlandyryp bolýar. Has ýokary temperaturada garaňky sebitleriň meýdany (HPS fazasy) köpelýär we ýagty sebitleriň meýdany (HPMC fazasy) azalýar. Hususan-da, 25 ° C-de HPMC (açyk reňk) HPMC / HPS birleşme ulgamynda üznüksiz fazadyr we kiçi sferik HPS fazasy (gara reňk) HPMC üznüksiz fazasynda dargaýar. Munuň tersine, 85 ° C-de HPMC HPS üznüksiz fazasynda dargadylan gaty kiçi we tertipsiz şekilli dargadylan faza öwrüldi.
5-8-nji surat Boýalan morfologiýa 1: 1 HPMC / HPS 25 ° C, 45 ° C we 85 ° C-de garyşýar
Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen, HPMC / HPS birleşme ulgamynda HPMC-den HPS-e üznüksiz fazanyň faza morfologiýasynyň geçiş nokady bolmaly. Teoriýa boýunça, HPMC we HPS-iň ýapyşygy birmeňzeş ýa-da gaty meňzeş bolanda ýüze çykmalydyr. 5-10-njy suratlardaky 45 ° C mikrograflardan görnüşi ýaly, adaty “deňiz adasy” fazanyň diagrammasy görünmeýär, ýöne bilelikde dowam edýän faza syn edilýär. Bu gözegçilik, 5.3.3-de ara alnyp maslahatlaşylan ýaýramak faktorynyň temperatura egrisinde tananyň iň ýokary derejesinde üznüksiz fazanyň geçişiniň bolup biljekdigini tassyklaýar.
Şeýle hem pes temperaturada (25 ° C), garaňky HPS dargadylan fazanyň käbir bölekleriniň belli bir derejede açyk reňk görkezýändigini görmek bolýar, bu HPMC fazasynyň bir böleginiň HPS fazasynda barlygy sebäpli bolup biler. dargadylan fazanyň görnüşi. ortasy. Tötänlikde, ýokary temperaturada (85 ° C) käbir ownuk gara bölejikler açyk reňkli HPMC dargadylan fazada paýlanýar we bu ownuk gara bölejikler üznüksiz HPS fazasydyr. Bu gözegçilikler, HPMC-HPS birleşme ulgamynda belli bir derejede mezofazanyň bardygyny görkezýär, şeýlelik bilen HPMC-iň HPS bilen belli bir laýyklygyny görkezýär.
5.3.7 HPMC / HPS birleşme ulgamynyň fazanyň geçişiniň shemasy
Polimer erginleriniň we birleşdirilen gel nokatlarynyň [216, 232] nusgawy reologiki häsiýetine we kagyzda ara alnyp maslahatlaşylan toplumlar bilen deňeşdirilende, HPMC / HPS toplumlarynyň temperatura bilen gurluş taýdan üýtgemeginiň esasy modeli, suratda görkezilişi ýaly teklip edilýär. 5-11.
5-11-nji surat HPMC (a) sol-gel geçişiniň shematiki gurluşlary; HPS (b); we HPMC / HPS (c)
HPMC-iň jel häsiýeti we oňa degişli çözgüt-gel geçiş mehanizmi köp öwrenildi [159, 160, 207, 208]. Iň giňden kabul edilenleriň biri, HPMC zynjyrlarynyň jemlenen bukjalar görnüşinde erginde bolmagydyr. Bu klasterler käbir çalşylmadyk ýa-da az eräp bilýän sellýuloza gurluşlaryny gurşap, biri-biri bilen baglanyşdyrylýar we metil toparlarynyň we gidroksil toparlarynyň gidrofobiki birleşmesi bilen dykyz çalyşýan sebitlere birikdirilýär. Pes temperaturada suw molekulalary metil gidrofob toparlarynyň daşyndaky kapasa meňzeş gurluşlary we gidroksil toparlary ýaly gidrofil toparlaryň daşyndaky suw gabyk gurluşlaryny emele getirýär, HPMC-iň pes temperaturada wodorod baglanyşyklarynyň döremeginiň öňüni alýar. Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen HPMC energiýa siňdirýär we bu suw kapasasy we suw gabygy gurluşlary döwülýär, bu ergin-gel geçişiniň kinetikasydyr. Suw kapasasynyň we suw gabygynyň ýarylmagy metil we gidroksipropil toparlaryny suw gurşawyna sezewar edýär, netijede erkin ses ep-esli ýokarlanýar. Has ýokary temperaturada, gidrofob toparlarynyň gidrofob birleşmesi we gidrofil toparlaryň gidrofil birleşigi sebäpli, 5-11-nji (a) suratda görkezilişi ýaly jeliň üç ölçegli tor gurluşy ahyrsoňy emele gelýär.
Kraxmal jelatinizasiýasyndan soň, amiloza krahmal granulalaryndan eräp, yzygiderli ýaralanýan we ahyrynda tötänleýin rulonlaryň ýagdaýyny görkezýän çukur ýeke dik gurluşy emele getirýär. Bu ýeke-täk gelix gurluşy içerde gidrofob boşlugyny we daşyndan gidrofil ýüzüni emele getirýär. Kraxmalyň bu dykyz gurluşy oňa has gowy durnuklylyk berýär [230-232]. Şol sebäpden, HPS ýokary temperaturada suwly erginde uzaldylan dik bölekler bilen üýtgeýän tötänleýin rulon görnüşinde bar. Temperaturanyň peselmegi bilen HPS bilen suw molekulalarynyň arasyndaky wodorod baglanyşyklary bozulýar we baglanan suw ýitýär. Ahyrynda, molekulýar zynjyrlaryň arasynda wodorod baglanyşyklarynyň emele gelmegi sebäpli üç ölçegli tor gurluşy emele gelýär we 5-11-nji (b) suratda görkezilişi ýaly jel emele gelýär.
Adatça, gaty ýapyşykly iki komponent birleşdirilende, ýokary ýapyşykly komponent dargadylan fazany emele getirýär we pes ýapyşykly komponentiň üznüksiz fazasynda dargaýar. Pes temperaturada HPMC-iň ýapyşygy HPS-den ep-esli pesdir. Şonuň üçin HPMC ýokary ýapyşykly HPS gel fazasyny gurşap alýan üznüksiz fazany emele getirýär. Iki fazanyň gyrasynda HPMC zynjyrlaryndaky gidroksil toparlary suwuň bir bölegini ýitirýär we HPS molekulýar zynjyrlary bilen birek-birekli wodorod baglanyşyklaryny emele getirýär. Heatingyladyş prosesinde HPS molekulýar zynjyrlary ýeterlik energiýa siňdirilmegi sebäpli hereket etdi we suw molekulalary bilen wodorod baglanyşyklaryny emele getirdi, netijede jel gurluşynyň ýarylmagyna sebäp boldy. Şol bir wagtyň özünde, HPMC zynjyryndaky suw kapasasynyň gurluşy we suw gabygynyň gurluşy ýok edildi we gidrofil toparlary we gidrofob toparlaryny paş etmek üçin kem-kemden ýaryldy. Highokary temperaturada, HPMC birek-birekli wodorod baglanyşyklary we gidrofob birleşmesi sebäpli jel tor gurluşyny emele getirýär we şeýlelik bilen 5-11-nji (c) suratda görkezilişi ýaly tötänleýin rulonlaryň HPS üznüksiz fazasynda dargadylan ýokary ýapyşykly dargadyjy faza öwrülýär. Şonuň üçin HPS we HPMC degişlilikde pes we ýokary temperaturada birleşýän jelleriň reologiki aýratynlyklaryny, gel häsiýetlerini we faza morfologiýasynda agdyklyk etdi.
Gidroksipropil toparlarynyň krahmal molekulalaryna girizilmegi, içerki sargyt edilen içerki wodorod baglanyşyk gurluşyny bozýar, jelatinirlenen amiloza molekulalary çişip we uzalyp gidýär, bu molekulalaryň täsirli gidrasiýa mukdaryny ýokarlandyrýar we krahmal molekulalarynyň tötänleýin ýapyşmagyna päsgel berýär. suwly erginde [362]. Şonuň üçin gidroksipropiliň uly we gidrofil häsiýetleri amiloza molekulýar zynjyrlarynyň rekombinasiýasyny we birleşýän sebitleriň emele gelmegini kynlaşdyrýar [233]. Şonuň üçin, ýerli krahmal bilen deňeşdirilende, temperaturanyň peselmegi bilen HPS has ýumşak we ýumşak gel tor gurluşyny emele getirýär.
Gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen, iki fazanyň çäginde HPMC molekulýar zynjyry bilen has köp öýjükli wodorod baglanyşyklaryny emele getirip biljek HPS ergininde has uzaldylan dik bölekler bar. Mundan başga-da, gidroksipropilasiýa krahmalyň ýelimliligini peseldýär, bu formuladaky HPMC bilen HPS arasyndaky ýapyşyk tapawudyny peseldýär. Şonuň üçin HPMC / HPS çylşyrymly ulgamdaky faza geçiş nokady, HPS gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen pes temperatura geçýär. Muny 5.3.4-de dikeldilen nusgalaryň temperaturasy bilen ýapyşyklygyň duýdansyz üýtgemegi bilen tassyklap bolar.
5.4 Bölümiň gysgaça mazmuny
Bu bapda dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejeleri bolan HPMC / HPS birleşme çözgütleri taýýarlandy we HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklaryna we gel häsiýetlerine täsiri reometr tarapyndan öwrenildi. HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel kompozit ulgamynyň faza paýlanyşy, ýod reňkli optiki mikroskop derňewi arkaly öwrenildi. Esasy netijeler aşakdakylar:
- Otag otagynyň temperaturasynda, HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen HPMC / HPS birleşme ergininiň ýapyşyklygy we gyrkylmagy azaldy. Munuň sebäbi, esasan, gidroksipropil toparynyň krahmal molekulasyna girizilmegi, içerki wodorod baglanyşygynyň gurluşyny ýok edýär we krahmalyň gidrofilligini ýokarlandyrýar.
- Otag otagynyň temperaturasynda nol gyrkymly ýelimlilik h0, akym indeks n we HPMC / HPS birleşme erginleriniň ýapyşyk koeffisiýenti HPMC we gidroksipropilasiýa täsir edýär. HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen, nol gyrkymyň ýapyşyklygy h0 peselýär, akym görkezijisi n ýokarlanýar we ýapyşyklyk koeffisiýenti azalýar; nol gyrkymyň ýapyşyklygy h0, akym indeks n we arassa HPS-iň ýapyşyk koeffisiýenti gidroksil bilen ýokarlanýar propil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen kiçelýär; ýöne goşma ulgam üçin çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen nol gyrkymyň ýapyşyklygy h0 azalýar, akym indeksiniň n we ýapyşykly hemişelik K çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýar.
- Öň gyrkmak we üç basgançakly dikotropiýa bilen gyrkma usuly, birleşme ergininiň ýapyşygyny, akym aýratynlyklaryny we diksotropiýasyny has takyk görkezip biler.
- HPMC / HPS birleşme ulgamynyň çyzykly viskoelastik sebiti, HPS-iň gidroksipropil çalyşmak derejesiniň peselmegi bilen daralýar.
- Bu sowuk gyzgyn gel birleşme ulgamynda HPMC we HPS degişlilikde pes we ýokary temperaturada üznüksiz fazalary emele getirip bilerler. Bu fazanyň gurluşynyň üýtgemegi çylşyrymly ýelimlilige, viskoelastiki aýratynlyklara, ýygylyga baglylyga we çylşyrymly jeliň gel häsiýetlerine ep-esli derejede täsir edip biler.
- Bölünen fazalar hökmünde HPMC we HPS degişlilikde ýokary we pes temperaturalarda HPMC / HPS birleşme ulgamlarynyň reologiki aýratynlyklaryny we gel häsiýetlerini kesgitläp bilerler. HPMC / HPS birleşdirilen nusgalarynyň viskoelastik egrileri pes temperaturada HPS we ýokary temperaturada HPMC bilen gabat gelýärdi.
- Kraxmal gurluşynyň himiki üýtgemeginiň dürli derejesi jeliň häsiýetine-de uly täsir edipdir. Netijeler, HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen çylşyrymly ýapyşyklygyň, saklaýyş modulynyň we ýitgi modulynyň azalýandygyny görkezýär. Şonuň üçin ýerli krahmalyň gidroksipropilasiýasy onuň sargyt edilen gurluşyny bozup biler we krahmalyň gidrofilligini ýokarlandyryp biler, netijede ýumşak gel dokumasy ýüze çykyp biler.
- Gidroksipropilasiýa pes temperaturada krahmal erginleriniň gaty meňzeş hereketini we ýokary temperaturada suwuklyga meňzeş hereketini azaldyp biler. Pes temperaturada, H ′ gidroksipropil çalyşmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen n ′ we n ″ bahalary ulaldy; ýokary temperaturada HPS gidroksipropil çalyşmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen n ′ we n ″ bahalary kiçeldi.
- HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikrostrukturasy, reologiki aýratynlyklary we jel häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Goşma ulgamyň ýapyşyk egrisiniň duýdansyz üýtgemegi we ýitgi faktorynyň egrisindäki iň ýokary derejesi 45 ° C-de ýüze çykýar, bu mikrografda (45 ° C) yzygiderli dowam edýän faza hadysasyna laýyk gelýär.
Gysgaça aýtsak, HPMC / HPS sowuk-gyzgyn gel kompozit ulgamy, ýörite temperatura gözegçilik edilýän faza morfologiýasyny we häsiýetlerini görkezýär. Kraxmal we sellýulozanyň dürli himiki üýtgemeleri arkaly HPMC / HPS sowuk we gyzgyn gel birleşme ulgamy ýokary bahaly akylly materiallary ösdürmek we ulanmak üçin ulanylyp bilner.
6-njy bap HPS çalyşmak derejesiniň HPMC / HPS kompozit membranalarynyň häsiýetlerine we ulgam laýyklygyna täsiri.
5-nji bapdan goşma ulgamdaky komponentleriň himiki gurluşynyň üýtgemeginiň, reologiki häsiýetleriniň, gel häsiýetleriniň we birleşme ulgamynyň beýleki gaýtadan işleýiş aýratynlyklarynyň tapawudyny kesgitleýändigini görmek bolýar. Umuman öndürijilik möhüm täsir edýär.
Bu bap, komponentleriň himiki gurluşynyň HPMC / HPS birleşýän membranasynyň mikrostrukturasyna we makroskopiki aýratynlyklaryna edýän täsirine ünsi jemleýär. 5-nji bapyň birleşdirilen ulgamyň reologiki aýratynlyklaryna täsiri bilen bilelikde HPMC / HPS birleşme ulgamynyň reologiki aýratynlyklary - film häsiýetleriniň arasynda baglanyşyk döredilýär.
6.1 Materiallar we enjamlar
6.1.1 Esasy synag materiallary
6.1.2 Esasy gurallar we enjamlar
6.2 Synag usuly
6.2.1 Dürli HPS gidroksipropil çalyşma derejeleri bolan HPMC / HPS birleşýän membranalary taýýarlamak.
Goşma erginiň umumy konsentrasiýasy 8% (w / w), HPMC / HPS birleşme gatnaşygy 10: 0, 5: 5, 0:10, plastifikator 2,4% (w / w) polietilen glikol, Iýilýän HPMC / HPS-iň birleşdirilen filmi guýma usuly bilen taýýarlandy. Preparationörite taýýarlyk usuly üçin 3.2.1 serediň.
6.2.2 Dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň mikrodomain gurluşy
6.2.2.1 Sinhrotron radiasiýasynyň kiçi burçly rentgen ýaýramagynyň mikrostruktura derňewi
Kiçijik perişde rentgen ýaýramagy (SAXS), rentgen şöhlesiniň rentgen şöhlesine ýakyn bolmadyk kiçijik burçda synag astynda şöhlelendirilmegi netijesinde dörän ýaýramak hadysasyna degişlidir. Nanoskale elektron dykyzlygynyň ýaýramagy bilen töweregindäki orta, kiçi burçly rentgen ýaýramagy, nanoskale aralygyndaky gaty, kolloid we suwuk polimer materiallaryny öwrenmekde ulanylýar. Giň burçly rentgen difraksiýa tehnologiýasy bilen deňeşdirilende, SAXS polimer molekulýar zynjyrlarynyň, uzak möhletli gurluşlaryň, polimer çylşyrymly ulgamlarynyň faza gurluşynyň we fazanyň paýlanyşyny seljermek üçin ulanyp boljak has uly göwrümli gurluş maglumatlary alyp biler. . Sinhrotron rentgen şöhle çeşmesi ýokary arassalygyň, ýokary polýarlaşmagyň, dar impulsyň, ýokary ýagtylygyň we ýokary kollimasiýanyň artykmaçlyklaryna eýe bolan ýokary öndürijilikli ýagtylyk çeşmesiniň täze görnüşidir, şonuň üçin materiallaryň nanoskale gurluş maglumatlaryny has çalt alyp biler. we takyk. Ölçelenen maddanyň SAXS spektrini seljermek, elektron bulut dykyzlygynyň birmeňzeşligini, bir fazaly elektron bulut dykyzlygynyň birmeňzeşligini (Porod ýa-da Debye teoremasyndan polo positiveitel gyşarmak) we iki fazaly interfeýsiň aýdyňlygyny (Poroddan negatiw gyşarmak) hil taýdan alyp biler. ýa-da Debiniň teoremasy). ), dargadyjynyň öz-özüne meňzeşligi (fraktal aýratynlyklary barmy), dargadyjy dispersiýa (Guinier tarapyndan kesgitlenen monodispersiýa ýa-da polidispersiýa) we beýleki maglumatlar, ýaýradyjy fraktal ölçegi, girasiýa radiusy we gaýtalanýan birlikleriň ortaça gatlagy hem mukdar taýdan alynyp bilner. Galyňlygy, ortaça ululygy, ýaýradyjy ses bölegi, belli bir ýer meýdany we beýleki parametrler.
6.2.2.2 Synag usuly
Awstraliýanyň sinhrotron radiasiýa merkezinde (Kleýton, Wiktoriýa, Awstraliýa) dünýäde ösen üçünji nesil sinhrotron radiasiýa çeşmesi (akym 1013 foton / s, tolkun uzynlygy 1,47 Å) mikro-domen gurluşyny we birleşmäniň beýleki degişli maglumatlaryny kesgitlemek üçin ulanyldy; film. Synag nusgasynyň iki ölçegli dargamak nagşy Pilatus 1M detektory (169 × 172 μm meýdany, 172 × 172 m piksel ululygy) tarapyndan ýygnaldy we ölçenen nusga 0.015 <q <0.15 Å - 1 (aralykda) q dargatmak wektorydyr) Içki bir ölçegli kiçi burçly rentgen ýaýratmak egrisi, ScatterBrain programma üpjünçiligi tarapyndan iki ölçegli dargamak nagşyndan alynýar we dargamak wektory q we dargamak burçy i /, formula bilen üýtgedilýär. rentgen tolkun uzynlygy nirede. Maglumat derňewinden öň ähli maglumatlar öňünden kadalaşdyryldy.
6.2.3 HPMC / HPS birleşýän membranalaryň dürli derejeli HPS gidroksipropil çalşygynyň termogravimetriki derňewi
6.2.3.1 Termogravimetriki derňewiň ýörelgesi
3.2.5.1 bilen deň
6.2.3.2 Synag usuly
Seret: 3.2.5.2
6.2.4 HPMC / HPS dürli derejeli HPS gidroksipropil çalyşmagy bilen birleşdirilen filmleriň dartyş häsiýetleri
6.2.4.1 Dartylýan emläk derňewiniň ýörelgesi
3.2.6.1 bilen deň
6.2.4.2 Synag usuly
Seret 3.2.6.2
ISO37 standartyny ulanyp, umumy uzynlygy 35mm, bellik çyzyklarynyň arasyndaky aralyk we ini 2mm bolan dambbell şekilli böleklere bölünýär. Synag nusgalarynyň hemmesi 3 d-den gowrak çyglylyk bilen 75% deňleşdirildi.
6.2.5 HPS gidroksipropil çalşygynyň dürli derejeleri bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň kislorod geçirijiligi.
6.2.5.1 Kislorodyň geçirijilik derňewiniň ýörelgesi
3.2.7.1 bilen deň
6.2.5.2 Synag usuly
Seret: 3.2.7.2
6.3 Netijeler we çekişme
6.3.1 HPS gidroksipropil çalşygynyň dürli derejeleri bolan HPMC / HPS birleşdirilen filmleriň kristal gurluş derňewi.
6-1-nji suratda dürli derejeli HPS gidroksipropil çalyşmagy bilen HPMC / HPS birleşdirilen filmleriň kiçi burçly rentgen ýaýradyş spektri görkezilýär. Suratdan görnüşi ýaly, q> 0,3 Å (2θ> 40) has uly diapazonda ähli membrananyň nusgalarynda aç-açan häsiýetli pikler peýda bolýar. Arassa komponentli filmiň rentgen ýaýramagyndan (6-1a surat) arassa HPMC, rentgen ýaýramagynyň häsiýetli iň ýokary derejesine eýe bolup, HPMC-iň giň burçda rentgen ýaýramagynyň iň ýokary derejesini görkezýär. sebiti 7.70 (2θ> 50). Kristal häsiýetli pikler, HPMC-iň bu ýerde belli bir kristal gurluşynyň bardygyny görkezýär. Arassa A939 we A1081 krahmal filmleriniň nusgalary, rentgen ýaýramagynyň iň ýokary derejesini 0.397 at görkezdi, bu HPS-iň giň burçly sebitde kristal häsiýetli iň ýokary derejesine eýe bolup, krahmalyň B görnüşli kristal derejesine laýyk gelýär. Suratdan pes gidroksipropil çalşygy bolan A939-nyň ýokary çalyşma bilen A1081-den has uly meýdanynyň bardygyny görmek bolýar. Munuň sebäbi, esasan, gidroksipropil toparynyň krahmal molekulýar zynjyryna girizilmegi krahmal molekulalarynyň asyl sargyt edilen gurluşyny bozýar, krahmal molekulýar zynjyrlarynyň arasynda tertipleşdirmegiň we kesişmegiň kynlygyny ýokarlandyrýar we krahmalyň gaýtadan dikeldiş derejesini peseldýär. Gidroksipropil toparynyň ornuny tutmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen, gidroksipropil toparynyň krahmal gaýtadan gurulmagyna täsir ediji täsiri has aýdyň görünýär.
Birleşdirilen nusgalaryň kiçi burçly rentgen ýaýradyş spektrinden (6-1b surat) HPMC-HPS birleşdirilen filmleriň hemmesiniň 7.70 HPMC kristalyna laýyk 0,569 Å we 0.397 at derejesinde häsiýetli ýokary derejeleri görkezendigini görmek bolýar. häsiýetli pikler degişlilikde. HPMC / A939 birleşdirilen filmiň HPS kristallaşmagynyň iň ýokary meýdany HPMC / A1081 birleşdirilen filmiňkiden ep-esli uludyr. Täzeden düzmek basylýar, bu arassa komponent filmlerinde gidroksipropiliň çalşygy derejesi bilen HPS kristallaşma pik meýdanynyň üýtgemegine laýyk gelýär. Dürli derejeli HPS gidroksipropil çalşygy bolan birleşýän membranalar üçin HPMC-e 7.70-e gabat gelýän kristal pik meýdany kän bir üýtgemedi. Arassa komponent nusgalarynyň spektri bilen deňeşdirilende (5-1a surat), HPMC kristallaşma pikleriniň we birleşdirilen nusgalaryň HPS kristalizasiýa pikleriniň meýdanlary azaldy, bu ikisiniň utgaşmagy arkaly HPMC we HPS üçin täsirli bolup biljekdigini görkezýär; beýleki topar. Filmiň bölüniş materialynyň gaýtadan gurulmagy hadysasy belli bir päsgelçilik roluny ýerine ýetirýär.
HPMC / HPS 6-1 SAXS spektri, HPS-iň dürli gidroksipropil çalyşma derejesi bilen filmleri garyşdyrýar
Sözümiň ahyrynda, HPS gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy we iki komponentiň birleşmegi HPMC / HPS birleşýän membrananyň gaýtadan dikeldiş hadysasyny belli bir derejede saklap biler. HPS-iň gidroksipropil çalyşmak derejesiniň ýokarlanmagy esasan birleşýän membranada HPS-iň gaýtadan gurulmagyna päsgel berdi, iki komponentli birleşme HPS we HPMC-iň birleşýän membranada gaýtadan dikeldilmeginde belli bir päsgelçilik roluny oýnady.
6.3.2 Dürli HPS gidroksipropil çalyşma derejeleri bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň öz-özüne meňzeş fraktal gurluş derňewi.
Kraxmal molekulalary we sellýuloza molekulalary ýaly polisakarid molekulalarynyň ortaça zynjyr uzynlygy (R) 1000-1500 nm, q bolsa 0.01-0.1 Å-1 aralygynda, qR >> 1. 1. Porod formulasy, polisakarid film nusgalaryny görmek bolýar Kiçijik burçly rentgen ýaýramagynyň intensiwligi bilen dargamak burçunyň arasyndaky baglanyşyk:
Bularyň arasynda men (q) kiçi burçly rentgen ýaýramagynyň intensiwligi;
q dargamak burçudyr;
α Porod eňňitidir.
Porod ýapgyt α fraktal gurluş bilen baglanyşykly. <<3 bolsa, bu material gurluşynyň birneme gowşakdygyny, dargadyjynyň ýüzüniň tekizdigini we köpçülikleýin fraktaldygyny, fraktal ölçeginiň D = α bolandygyny görkezýär; 3 <α <4 bolsa, bu material gurluşynyň dykyzdygyny we dargadýan ýeriň gödekdigini, üstki fraktaldygyny we fraktal ölçegi D = 6 - αdygyny görkezýär.
6-2-nji suratda dürli derejeli HPS gidroksipropil çalyşmagy bilen HPMC / HPS birleşýän membranalaryň lnI (q) -lnq bölekleri görkezilýär. Suratdan görmek bolýar, ähli nusgalarda belli bir aralykda öz-özüne meňzeş fraktal gurluşy görkezýär we Porod eňňidi α 3-den pes bolup, bu birleşýän filmiň köpçülikleýin fraktaldygyny we birleşdirilen filmiň üstüniň birneme degişlidigini görkezýär. ýylmanak. Dürli derejeli HPS gidroksipropil çalşygy bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň köpçülikleýin fraktal ölçegleri 6-1-nji tablisada görkezilýär.
6-1-nji tablisada dürli derejeli HPS gidroksipropil çalşygy bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň fraktal ölçegi görkezilýär. Jetwelden arassa HPS nusgalary üçin pes gidroksipropil bilen çalşylan A939-nyň fraktal ölçeginiň, ýokary gidroksipropil bilen çalşylan A1081-den has ýokarydygyny görkezýär, bu bolsa gidroksipropil çalşygynyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen membranada bolýar; Öz-özüne meňzeş gurluşyň dykyzlygy ep-esli azalýar. Sebäbi krahmal molekulýar zynjyryna gidroksipropil toparlarynyň girizilmegi HPS segmentleriniň özara baglanyşygyna ep-esli päsgelçilik döredýär, netijede filmdäki özüne meňzeş gurluşyň dykyzlygynyň peselmegine sebäp bolýar. Gidrofil gidroksipropil toparlary suw molekulalary bilen birek-birekli wodorod baglanyşyklaryny döredip, molekulýar segmentleriň özara täsirini azaldyp biler; has uly gidroksipropil toparlary rekombinasiýany we krahmal molekulýar segmentleriniň arasyndaky baglanyşygy çäklendirýär, şonuň üçin gidroksipropil çalşygynyň ýokarlanmagy bilen HPS has özüne meňzeş gurluşy emele getirýär.
HPMC / A939 birleşme ulgamy üçin HPS-iň fraktal ölçegi HPMC-den has ýokary, sebäbi krahmal gaýtadan gurulýar we membrananyň öz-özüne meňzeş gurluşyna sebäp bolýan molekulýar zynjyrlaryň arasynda has tertipli gurluş emele gelýär. . Dokary dykyzlyk. Goşma nusganyň fraktal ölçegi iki arassa komponentiňkiden pesdir, sebäbi birleşmek arkaly iki komponentiň molekulýar segmentleriniň biri-birine bagly bolmagy biri-birine päsgelçilik döredýär we netijede öz-özüne meňzeş gurluşlaryň dykyzlygy azalýar. Munuň tersine, HPMC / A1081 birleşme ulgamynda HPS-iň fraktal ölçegi HPMC-den has pesdir. Sebäbi krahmal molekulalarynda gidroksipropil toparlarynyň girizilmegi krahmalyň gaýtadan dikeldilmegini ep-esli derejede saklaýar. Agaçdaky öz-özüne meňzeş gurluş has ýumşakdyr. Şol bir wagtyň özünde, HPMC / A1081 birleşme nusgasynyň fraktal ölçegi arassa HPS-den has ýokary, bu hem HPMC / A939 birleşme ulgamyndan ep-esli tapawutlanýar. Öz-özüne meňzeş gurluş, zynjyr ýaly HPMC molekulalary boş gurluşynyň boşlugyna girip biler we şeýlelik bilen HPS-iň öz-özüne meňzeş gurluşynyň dykyzlygyny ýokarlandyryp biler, bu hem ýokary gidroksipropil çalşygy bolan HPS birleşenden soň has birmeňzeş toplum döredip biljekdigini görkezýär. HPMC bilen. ingredientler. Reologiki häsiýetleriň maglumatlaryndan gidroksipropilasiýanyň krahmalyň ýelimliligini peseldip biljekdigini görmek bolýar, şonuň üçin birleşme prosesinde birleşme ulgamynda iki komponentiň arasyndaky ýapyşyk tapawudy azalýar, bu birmeňzeş emele gelmäge has amatlydyr. birleşme.
6-2-nji suratlar
6-1-nji tablisa HPS / HPMC-iň fraktal gurluş parametrleri HPS-iň dürli gidroksipropil çalyşma derejesi bilen garyşyk filmleri
Birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan birleşýän membranalar üçin, gidroksipropil toparynyň çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen fraktal ölçeg hem azalýar. Gidroksipropiliň HPS molekulasyna girizilmegi birleşme ulgamynda polimer segmentleriniň özara baglanyşygyny azaldyp biler we şeýlelik bilen birleşýän membrananyň dykyzlygyny peselder; Hydokary gidroksipropil çalşygy bolan HPS, HPMC bilen has oňat utgaşykly, birmeňzeş we dykyz birleşme döretmek aňsat. Şonuň üçin birleşýän membranadaky öz-özüne meňzeş gurluşyň dykyzlygy, HPS gidroksipropiliň çalyşma derejesiniň bilelikdäki täsiriniň we iki komponentiň birleşmeginde HPS-iň çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen azalýar. ulgamy.
6.3.3 Dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan HPMC / HPS birleşdirilen filmleriň ýylylyk durnuklylygy derňewi.
Termogravimetriki analizator, dürli derejeli gidroksipropil çalyşmagy bilen HPMC / HPS iýip bolýan birleşýän filmleriň ýylylyk durnuklylygyny barlamak üçin ulanyldy. 6-3-nji suratda dürli derejeli gidroksipropil çalyşmagy HPS bolan birleşdirilen filmleriň termogravimetriki egrisi (TGA) we agramynyň peselmegi egrisi (DTG) görkezilýär. 6-3 (a) suratda TGA egrisinden dürli HPS gidroksipropil çalyşma derejeleri bolan birleşdirilen membrananyň nusgalaryny görmek bolýar. Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen iki sany aç-açan termogravimetriki üýtgeşiklik bar. Ilki bilen, 30 ~ 180 ° C-de kiçijik horlanmak tapgyry bar, bu esasan polisakarid makromolekulasy tarapyndan ýerleşdirilen suwuň üýtgemegi bilen ýüze çykýar. 300 ~ 450 ° C-de uly horlanmak fazasy bar, bu hakyky ýylylyk zaýalanmagy, esasan HPMC we HPS-iň ýylylyk zaýalanmagy sebäpli ýüze çykýar. Şeýle hem, dürli derejeli gidroksipropil çalşygy bolan HPS-iň horlanmak egrileriniň HPMC-den meňzeş we düýpgöter tapawutlydygyny görmek bolýar. Arassa HPMC we arassa HPS nusgalary üçin iki görnüşli horlanmak egrileriniň arasynda.
6-3 (b) suratda görkezilen DTG egrilerinden, dürli derejeli gidroksipropil çalşygy bolan arassa HPS-iň ýylylyk zaýalanma temperaturasynyň örän ýakyndygyny, A939 we A081 nusgalarynyň ýylylyk zaýalanmagynyň iň ýokary temperaturasynyň 310 ° C bolandygyny görmek bolýar. we degişlilikde 305 ° C, arassa HPMC nusgasynyň ýylylyk zaýalanmagynyň iň ýokary temperaturasy HPS-den ep-esli ýokary, iň ýokary temperaturasy 365 ° C; HPMC / HPS birleşdirilen film, degişlilikde HPS we HPMC-iň ýylylyk zaýalanmagyna laýyk gelýän DTG egrisinde iki termiki zaýalanma derejesine eýe. Birleşdirilen ulgamda 5: 5 nisbatynda fazanyň bölünişiginiň belli bir derejesiniň bardygyny görkezýän häsiýetli pikler, 3-nji bapda 5: 5 gatnaşygy bolan birleşýän filmiň ýylylyk zaýalanmagynyň netijelerine laýyk gelýär. HPMC / A939 birleşdirilen film nusgalarynyň ýylylyk zaýalanmagynyň iň ýokary temperaturasy degişlilikde 302 ° C we 363 ° C boldy; HPMC / A1081 birleşdirilen film nusgalarynyň ýylylyk zaýalanmagynyň iň ýokary temperaturasy degişlilikde 306 ° C we 363 ° C. Birleşdirilen film nusgalarynyň iň ýokary temperaturasy, birleşdirilen nusgalaryň ýylylyk durnuklylygynyň peselendigini görkezýän arassa komponent nusgalaryndan has pes temperatura geçirildi. Birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan nusgalar üçin gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen termiki zaýalanmagyň iň ýokary temperaturasy peseldi, bu gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen birleşdirilen filmiň ýylylyk durnuklylygynyň peselendigini görkezýär. Sebäbi gidroksipropil toparlarynyň krahmal molekulalaryna girizilmegi molekulýar segmentleriň arasyndaky täsirini azaldar we molekulalaryň tertipli tertipleşdirilmegini bökdeýär. Gidroksipropiliň ornuny tutmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen öz-özüne meňzeş gurluşlaryň dykyzlygynyň peselýändigi netijelere laýyk gelýär.
6-3-nji surat TGA egrileri (a) we HPMC / HPS-iň emele gelen (DTG) egrileri (b) HPS-iň dürli gidroksipropil çalyşma derejesi bilen garyşyk filmleri
6.3.4 Dürli HPS gidroksipropil çalyşma derejeleri bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň mehaniki häsiýetleriniň derňewi.
6-5-nji surat, HPS-iň dürli gidroksipropil çalyşma derejesi bolan HPMC / HPS filmleriniň dartyş häsiýetleri
Dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan HPMC / HPS birleşýän filmleriň dartyş häsiýetleri mehaniki emläk analizçisi tarapyndan 25 ° C we 75% çyglylyk derejesinde synag edildi. 6-5-nji suratlarda elastik modul (a), arakesmede uzalma we dürli derejeli HPS gidroksipropil çalşygy bolan birleşdirilen filmleriň dartyş güýji (c) görkezilýär. Suratdan görmek bolýar, HPMC / A1081 birleşme ulgamy üçin, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen, birleşdirilen filmiň elastik moduly we dartyş güýji kem-kemden azaldy we arakesmede uzalma ep-esli ýokarlandy, bu bolsa 3,3-e laýyk gelýär. 5 orta we ýokary çyglylyk. Dürli birleşme gatnaşygy bolan birleşýän membranalaryň netijeleri yzygiderli boldy.
Arassa HPS membranalary üçin, elastik modul hem-de dartyş güýji HPS gidroksipropiliň ornuny tutma derejesiniň peselmegi bilen ýokarlandy, bu gidroksipropilasiýanyň birleşýän membrananyň berkligini peseldýändigini we çeýeligini ýokarlandyrýandygyny görkezýär. Munuň sebäbi, gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen, HPS-iň gidrofilligi ýokarlanýar we membrananyň gurluşy has gowşak bolýar, bu kiçijik burçda çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen fraktal ölçeg peselýär diýen netijä laýyk gelýär. şöhläniň ýaýramagy synagy. Şeýle-de bolsa, arakesmede uzalma HPS gidroksipropil toparynyň çalyşma derejesiniň peselmegi bilen azalýar, esasanam gidroksipropil toparynyň krahmal molekulasyna girizilmegi krahmalyň gaýtadan dikeldilmeginiň öňüni alyp biler. Netijeler köpelmek we peselmek bilen gabat gelýär.
Birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşýän membranasy üçin, HPS gidroksipropil çalyşma derejesiniň peselmegi bilen membrana materialynyň elastik moduly ýokarlanýar we arakesmede dartyş güýji we uzalmagy, çalyşma derejesiniň peselmegi bilen azalýar. Birleşdirilen membranalaryň mehaniki häsiýetleriniň, HPS gidroksipropil çalşygynyň dürli derejeleri bilen birleşme gatnaşygy bilen düýpgöter üýtgeýändigini bellemelidiris. Munuň sebäbi, esasan, birleşýän membrananyň mehaniki häsiýetleriniň diňe membrananyň gurluşyna HPS çalyşmak derejesine däl-de, eýsem goşma ulgamdaky komponentleriň sazlaşyklylygyna hem täsir edýär. Gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen HPS-iň ýapyşygy peselýär, birleşmek arkaly birmeňzeş birleşme döretmek has amatlydyr.
6.3.5 Dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň kislorod geçirijilik derňewi.
Kislorod sebäpli dörän okislenme iýmitiň zaýalanmagyna sebäp bolmagyň köp usulydyr, şonuň üçin belli bir kislorod barýer häsiýetine eýe bolan iýip bolýan birleşýän filmler iýmitiň hilini ýokarlandyryp we iýmitiň saklanyş möhletini uzaldyp biler [108, 364]. Şonuň üçin dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan HPMC / HPS birleşýän membranalaryň kislorod geçiriş derejesi ölçenildi we netijeler 5-6-njy suratda görkezilýär. Suratdan ähli arassa HPS membranalarynyň kislorod geçirijiliginiň arassa HPMC membranalaryndan has pesdigini görmek bolýar, bu HPS membranalarynyň öňki netijelere laýyk gelýän HPMC membranalaryna garanyňda kislorod barýeriniň has gowydygyny görkezýär. Dürli derejeli gidroksipropil çalşygy bolan arassa HPS membranalary üçin, çalşygyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen kislorodyň geçiş tizligi ýokarlanýar, bu membrananyň materialynda kislorodyň geçýän ýeriniň artýandygyny görkezýär. Bu gidroksipropil çalşygynyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen membrananyň gurluşynyň has ýitileşýändigi üçin kiçijik burçly rentgen ýaýramagynyň mikrostruktura seljermesi bilen gabat gelýär, şonuň üçin membranadaky kislorodyň geçiş kanaly ulalýar we membranadaky kislorod aralaşýar Meýdanyň artmagy bilen kislorodyň geçiş tizligi hem kem-kemden ýokarlanýar.
6-6-njy surat HPS / HPMC filmleriniň kislorod geçirijiligi, HPS-iň dürli gidroksipropil çalyşma derejesi bilen
Dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan birleşýän membranalar üçin gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen kislorodyň geçiş tizligi peselýär. Munuň sebäbi, 5: 5 birleşdiriş ulgamynda, HPS pes ýapyşykly HPMC üznüksiz fazasynda dargadylan faza görnüşinde barlygy we gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen HPS-iň ýapyşygy peselýär. Capyşyklyk tapawudy näçe kiçi bolsa, birmeňzeş birleşmäniň emele gelmegine şonça amatly bolar, membrananyň materialynda kislorodyň geçiş kanaly şonça-da agyr bolar we kislorodyň geçiş tizligi şonça-da az bolar.
6.4 Bölümiň gysgaça mazmuny
Bu bapda HPMC / HPS iýip bolýan birleşýän filmler, dürli derejeli gidroksipropil çalşygy bolan HPS we HPMC guýmak we plastifikator hökmünde polietilen glikol goşmak bilen taýýarlandy. Dürli HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejeleriniň kristal gurluşyna we birleşýän membrananyň mikrodomain gurluşyna täsiri sinhrotron radiasiýasy kiçi burçly rentgen ýaýratmak tehnologiýasy arkaly öwrenildi. Dürli HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejeleriniň ýylylyk durnuklylygyna, mehaniki häsiýetlerine we birleşýän membranalaryň kislorod geçirijiligine we olaryň kanunlaryna täsiri termogravimetriki analizator, mehaniki eýeçiligi barlaýjy we kislorod geçirijilik synagçysy tarapyndan öwrenildi. Esasy netijeler aşakdakylar:
- Gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan HPMC / HPS birleşýän membrana üçin 5.30-da HPS-e gabat gelýän kristallaşma meýdany azalýar, 7.70-de HPMC-e gabat gelýän kristallaşma pik meýdany kän üýtgemeýär, bu bolsa krahmalyň gidroksipropilýasiýasy birleşýän filmdäki krahmalyň gaýtadan gurulmagyna päsgel berip biler.
- HPMC we HPS-iň arassa komponent membranalary bilen deňeşdirilende, birleşýän membranalaryň HPS (5.30) we HPMC (7.70) kristallaşma iň ýokary ýerleri azalýar, bu ikisiniň birleşmegi arkaly HPMC we HPS-iň hem täsir edip biljekdigini görkezýär. birleşdirilen membranalar. Başga bir komponentiň gaýtadan gurulmagy belli bir päsgelçilik roluny ýerine ýetirýär.
- Hhli HPMC / HPS birleşýän membranalar öz-özüne meňzeş köpçülik fraktal gurluşyny görkezdi. Birmeňzeş birleşme gatnaşygy bolan birleşýän membranalar üçin, gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen membrana materialynyň dykyzlygy ep-esli azaldy; pes HPS gidroksipropil çalyşmagy Birleşdirilen membrananyň materialynyň dykyzlygy iki arassa komponent materialyndan ep-esli pesdir, ýokary HPS gidroksipropil çalşygy derejesi bolan birleşýän membrana materialynyň dykyzlygy arassa HPS membranasynyňkydan has ýokarydyr. esasan birleşýän membrananyň materialynyň dykyzlygy şol bir wagtyň özünde täsir edýär. HPS gidroksipropilasiýanyň polimer segmentiniň baglanyşygynyň peselmegine we goşma ulgamyň iki komponentiniň arasyndaky sazlaşygyň täsiri.
- HPS-iň gidroksipropilýasiýasy HPMC / HPS birleşýän filmleriň ýylylyk durnuklylygyny peseldip biler we birleşýän filmleriň ýylylyk zaýalanmagynyň iň ýokary temperaturasy gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen pes temperatura sebtine geçýär, sebäbi krahmal molekulalarynda gidroksipropil topary. Giriş molekulýar segmentleriň özara täsirini peseldýär we molekulalaryň tertipli tertipleşdirilmegini saklaýar.
- Arassa HPS membranasynyň elastik moduly we dartyş güýji, HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen azaldy, arakesmede uzalma ýokarlandy. Bu, esasan, gidroksipropilasiýanyň krahmalyň gaýtadan gurulmagyny bökdeýär we birleşdirilen filmi has ýitiriji gurluş edýär.
- HPMC / HPS birleşýän filmiň elastik moduly, HPS gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen azaldy, ýöne arakesmede dartyş güýji we uzalmagy ýokarlandy, sebäbi birleşdirilen filmiň mehaniki aýratynlyklary HPS gidroksipropil çalyşmak derejesine täsir etmedi. Täsirinden başga-da, goşma ulgamyň iki komponentiniň sazlaşyklylygy hem täsir edýär.
- Arassa HPS-iň kislorod geçirijiligi gidroksipropiliň ornuny tutmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýar, sebäbi gidroksipropilasiýa HPS amorf sebitiniň dykyzlygyny peseldýär we membranadaky kislorodyň geçiş meýdanyny ýokarlandyrýar; HPMC / HPS birleşýän membrananyň gidroksipropil çalyşmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen kislorodyň geçirijiligi peselýär, bu esasan giperhidroksipropilirlenen HPS-iň HPMC bilen has oňat sazlaşykly bolmagy, bu birleşýän membranada kislorod geçiş kanalynyň köpelmegine sebäp bolýar. Kislorod geçirijiliginiň peselmegi.
Aboveokardaky synag synaglary, mehaniki häsiýetler, ýylylyk durnuklylygy we HPMC / HPS birleşýän membranalarynyň kislorod geçirijiligi ýaly makroskopiki häsiýetleriň diňe HPS gidroksipropil çalşygynyň täsir etmän, içerki kristal gurluşy we amorf sebit gurluşy bilen ýakyndan baglanyşyklydygyny görkezýär. toplumy tarapyndan. Bag ulgamlarynyň iki komponentli utgaşdyrylyşynyň täsiri.
Netije we dünýägaraýyş
- Netije
Bu kagyzda termiki gel HPMC we sowuk gel HPS birleşýär we HPMC / HPS sowuk we gyzgyn ters gel birleşme ulgamy gurulýar. Erginleriň konsentrasiýasy, birleşme gatnaşygy we birleşme ulgamyna gyrkma täsiri, mehaniki häsiýetler, dinamiki termo-mehaniki aýratynlyklar, kislorod geçirijiligi, ýagtylyk geçirijilik aýratynlyklary we ýylylyk durnuklylygy bilen birleşdirilen ýelimlilik, akym görkezijisi we tikotropiýa ýaly reologiki häsiýetleriň täsirini yzygiderli öwrenilýär. guýma usuly bilen taýýarlanan birleşdirilen filmler. Kompozit ulgamyň utgaşyklygyny, fazanyň geçişini we faza morfologiýasyny boýamak üçin giňişleýin häsiýetler we ýod çakyryny boýamak optiki mikroskopiýa arkaly öwrenildi we HPMC / HPS-iň mikrostrukturasy we makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Makroskopiki häsiýetler bilen HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikromorfologiki gurluşynyň arasyndaky baglanyşyga görä HPMC / HPS birleşme ulgamynyň faza gurluşyna we laýyklygyna gözegçilik etmek arkaly kompozitleriň häsiýetlerine gözegçilik etmek üçin. Dürli derejedäki himiki taýdan üýtgedilen HPS-iň reologiki aýratynlyklaryna, gel häsiýetlerine, mikrostrukturasyna we membranalaryň makroskopiki aýratynlyklaryna täsirini öwrenmek bilen, HPMC / HPS sowuk we gyzgyn ters gel ulgamynyň mikrostrukturasy we makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk hasam derňeldi. Ikisiniň arasyndaky baglanyşyk we fiziki model, jelasiýa mehanizmini we onuň täsir ediji faktorlaryny we birleşme ulgamyndaky sowuk we gyzgyn jeliň kanunlaryny aýdyňlaşdyrmak üçin döredildi. Degişli gözlegler aşakdaky netijeleri çykardy.
- HPMC / HPS birleşme ulgamynyň birleşme gatnaşygyny üýtgetmek, pes temperaturada HPMC-iň ýapyşyklygy, suwuklygy we dikotropiýasy ýaly reologiki häsiýetleri ep-esli gowulaşdyryp biler. Reologiki häsiýetler bilen goşma ulgamyň mikrostrukturasynyň arasyndaky baglanyşyk hasam öwrenildi. Netijeler aşakdakylar:
. Goşma gatnaşygy ýokary bolanda (has köp HPMC mazmuny), pes ýapyşykly HPMC üznüksiz faza, HPS bolsa dargadylan faza. HPMC / HPS birleşme ulgamy üçin, pes ýapyşykly komponent üznüksiz faza we ýokary ýapyşykly komponent üznüksiz faza bolanda, üznüksiz faza ýapyşygynyň goşma ulgamyň ýapyklygyna goşandy ep-esli tapawutlanýar. Pes ýapyşykly HPMC üznüksiz faza bolanda, goşma ulgamyň ýapyklygy esasan üznüksiz faza ýapyşygynyň goşandyny görkezýär; ýokary ýapyşykly HPS üznüksiz faza bolanda, dargadylan faza hökmünde HPMC ýokary ýapyşykly HPS-iň ýapyşygyny azaldar. täsiri. Goşma ulgamynda HPS mazmunynyň we ergin konsentrasiýasynyň köpelmegi bilen birleşme ulgamynyň ýapyşyklygy we gyrkylmagy inçe hadysasy kem-kemden ýokarlandy, suwuklyk peseldi we birleşme ulgamynyň gaty meňzeş hereketi ýokarlandy. HPMC-iň ýapyşygy we dikotropiýasy HPS bilen formula bilen deňagramlaşdyrylýar.
(2) 5: 5 birleşdiriş ulgamy üçin HPMC we HPS degişlilikde pes we ýokary temperaturada üznüksiz fazalary emele getirip bilerler. Bu fazanyň gurluşynyň üýtgemegi çylşyrymly ýelimlilige, viskoelastiki aýratynlyklara, ýygylyga baglylyga we çylşyrymly jeliň gel häsiýetlerine ep-esli derejede täsir edip biler. Bölünen fazalar hökmünde HPMC we HPS degişlilikde ýokary we pes temperaturalarda HPMC / HPS birleşme ulgamlarynyň reologiki aýratynlyklaryny we gel häsiýetlerini kesgitläp bilerler. HPMC / HPS birleşdirilen nusgalarynyň viskoelastik egrileri pes temperaturada HPS we ýokary temperaturada HPMC bilen gabat gelýärdi.
(3) HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikrostrukturasy, reologiki aýratynlyklary we gel häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Goşma ulgamyň ýapyşyk egrisiniň duýdansyz üýtgemegi we ýitgi faktorynyň egrisindäki tan delta pikiri 45 ° C-de ýüze çykýar, bu mikrografda (45 ° C) yzygiderli dowam edýän faza hadysasyna laýyk gelýär.
- Mikrostrukturany we mehaniki aýratynlyklary, dinamiki termo-mehaniki aýratynlyklary, ýagtylygyň geçirijiligini, kislorod geçirijiligini we dürli birleşme gatnaşygy we ergin konsentrasiýalarynda taýýarlanan birleşýän membranalaryň ýylylyk durnuklylygyny öwrenmek bilen, ýod boýag optiki mikroskopiýa tehnologiýasy, gözleg Fazanyň morfologiýasy, fazanyň geçişi we utgaşyklygy toplumlaryň derňelip, mikrostruktura bilen toplumlaryň makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Netijeler aşakdakylar:
(1) Dürli birleşme gatnaşygy bolan birleşdirilen filmleriň SEM şekillerinde aç-açan iki fazaly interfeýs ýok. Birleşdirilen filmleriň köpüsinde DMA netijelerinde diňe bir aýna geçiş nokady bar we birleşdirilen filmleriň köpüsinde DTG egrisinde diňe bir termiki zaýalanma derejesi bar. Bular bilelikde HPMC-iň HPS bilen belli bir utgaşyklygynyň bardygyny görkezýär.
(2) Otnositel çyglylyk HPMC / HPS birleşýän filmleriň mehaniki aýratynlyklaryna ep-esli täsir edýär we HPS mazmunynyň köpelmegi bilen täsir derejesi ýokarlanýar. Has pes çyglylykda, HPS mazmunynyň köpelmegi bilen birleşdirilen filmleriň elastik moduly we dartyş güýji ýokarlandy we birleşdirilen filmleriň döwülmegi arassa komponent filmlerinden ep-esli pesdi. Deňeşdirilen çyglylygyň ýokarlanmagy bilen, birleşdirilen filmiň elastik moduly we dartyş güýji azaldy we arakesmede uzalma ep-esli ýokarlandy we birleşdirilen filmiň mehaniki häsiýetleri bilen birleşme gatnaşygy arasyndaky baglanyşyk düýpgöter ters üýtgeşmäni görkezdi. otnositel çyglylyk. Dürli birleşme gatnaşygy bolan birleşýän membranalaryň mehaniki aýratynlyklary, dürli çyglylyk şertlerinde kesişmegi görkezýär, bu dürli amaly talaplara laýyklykda önümiň öndürijiligini optimizirlemäge mümkinçilik berýär.
(3) HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikrostrukturasy, fazanyň geçişi, aýdyňlygy we mehaniki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. a. Goşma ulgamyň aýdyňlygynyň iň pes nokady HPMC-iň üznüksiz fazadan dargadylan faza geçiş nokadyna we dartyş modulynyň peselmeginiň iň pes nokadyna laýyk gelýär. b. Youngaşlaryň moduly we arakesmede uzalmagy, HPMC-iň üznüksiz fazadan goşma ulgamyň dargadylan fazasyna morfologiki üýtgemegi bilen sebäp bolan ergin konsentrasiýasynyň köpelmegi bilen azalýar.
.
- HPS himiki üýtgemeginiň birleşdirilen ulgamyň reologiki aýratynlyklaryna we kristal gurluşy, amorf sebit gurluşy, mehaniki aýratynlyklary, kislorod geçirijiligi we ýylylyk durnuklylygy ýaly birleşýän membrananyň giňişleýin häsiýetleri öwrenildi. Netijeler aşakdakylar:
(1) HPS-iň gidroksipropilýasiýasy pes temperaturada birleşme ulgamynyň ýapyşygyny peseldip biler, birleşme ergininiň suwuklygyny ýokarlandyryp biler we gyrkymyň inçelmegini azaldyp biler; HPS-iň gidroksipropilýasiýasy birleşme ulgamynyň çyzykly viskoelastik sebitini daraldyp biler, HPMC / HPS birleşme ulgamynyň faza geçiş temperaturasyny peseldip biler we pes temperaturada birleşme ulgamynyň berk hereketini we ýokary temperaturada suwuklygy gowulandyryp biler.
(2) HPS-iň gidroksipropilýasiýasy we iki komponentiň sazlaşyklylygyny ýokarlandyrmak membranadaky krahmalyň gaýtadan dikeldilmegini ep-esli derejede saklap biler we birleşýän membranada has özüne çekiji gurluşyň döremegine kömek edip biler. Kraxmal molekulýar zynjyrynda uly gidroksipropil toparlarynyň ornaşdyrylmagy, HPS molekulýar segmentleriniň özara baglanyşygyny we tertipli tertipleşdirilmegini çäklendirýär, netijede HPS-iň has özüne meňzeş gurluşynyň emele gelmegine sebäp bolýar. Çylşyrymly ulgam üçin gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy zynjyr ýaly HPMC molekulalarynyň HPS-iň boş boşlugyna girmegine mümkinçilik döredýär, bu çylşyrymly ulgamyň sazlaşygyny gowulandyrýar we HPS-iň özüne meňzeş gurluşynyň dykyzlygyny ýokarlandyrýar. Goşma ulgamyň utgaşyklygy, reologiki häsiýetleriň netijelerine laýyk gelýän gidroksipropil toparynyň çalyşma derejesiniň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýar.
(3) Mehaniki häsiýetler, ýylylyk durnuklylygy we HPMC / HPS birleşýän membrananyň kislorod geçirijiligi ýaly makroskopiki häsiýetler onuň içerki kristal gurluşy we amorf sebit gurluşy bilen berk baglanyşyklydyr. Iki komponentiň gabat gelmeginiň iki täsiriniň utgaşdyrylan täsiri.
- Ergin konsentrasiýasynyň, temperaturanyň we HPS-iň himiki üýtgemeginiň goşma ulgamyň reologiki aýratynlyklaryna edýän täsirini öwrenmek bilen, HPMC / HPS sowuk-ýylylyk ters gel birleşme ulgamynyň jelasiýa mehanizmi ara alnyp maslahatlaşyldy. Netijeler aşakdakylar:
(1) Birleşme ulgamynda kritiki konsentrasiýa (8%) bar, kritiki konsentrasiýanyň aşagynda HPMC we HPS garaşsyz molekulýar zynjyrlarda we faza sebitlerinde bar; kritiki konsentrasiýa ýetilende, HPS fazasy erginde kondensat hökmünde emele gelýär. Gel merkezi, HPMC molekulýar zynjyrlarynyň biri-biri bilen baglanyşmagy bilen baglanyşykly mikrogel gurluşydyr; kritiki konsentrasiýadan ýokarda, biri-biri bilen baglanyşyk has çylşyrymly we özara täsir has güýçli we çözgüt polimer eremegine meňzeş hereket görkezýär.
(2) Çylşyrymly ulgam, HPMC we HPS-iň çylşyrymly ulgamdaky gel hereketi bilen baglanyşykly temperaturanyň üýtgemegi bilen üznüksiz fazanyň geçiş nokadyna eýe. Pes temperaturalarda HPMC-iň ýapyşygy HPS-den ep-esli pesdir, şonuň üçin HPMC ýokary ýapyşykly HPS gel fazasyny gurşap alýan üznüksiz fazany emele getirýär. Iki fazanyň gyrasynda HPMC zynjyryndaky gidroksil toparlary birleşdiriji suwuň bir bölegini ýitirýär we HPS molekulýar zynjyry bilen birek-birekli wodorod baglanyşyklaryny emele getirýär. Heatingyladyş prosesinde HPS molekulýar zynjyrlary ýeterlik energiýa siňdirilmegi sebäpli hereket etdi we suw molekulalary bilen wodorod baglanyşyklaryny emele getirdi, netijede jel gurluşynyň ýarylmagyna sebäp boldy. Şol bir wagtyň özünde, HPMC zynjyrlaryndaky suw kapasasy we suw gabygy desgalary ýok edildi we gidrofil toparlary we gidrofob toparlaryny paş etmek üçin kem-kemden ýaryldy. Highokary temperaturada, HPMC birek-birekli wodorod baglanyşyklary we gidrofob birleşmesi sebäpli jel tor gurluşyny emele getirýär we şeýlelik bilen tötänleýin rulonlaryň HPS üznüksiz fazasynda ýaýradylan ýokary ýapyşykly dargadyjy faza öwrülýär.
(3) HPS-iň gidroksipropil çalyşmak derejesiniň ýokarlanmagy bilen HPMC / HPS birleşme ulgamynyň sazlaşyklylygy gowulaşýar we birleşme ulgamynda fazanyň geçiş temperaturasy pes temperatura geçýär. Gidroksipropil çalyşmagyň derejesiniň ýokarlanmagy bilen, iki fazanyň çäginde HPMC molekulýar zynjyry bilen has köp öýjükli wodorod baglanyşyklaryny emele getirip biljek HPS ergininde has uzaldylan dik bölekler bar. Gidroksipropilasiýa krahmalyň ýelimliligini peseldýär, şonuň üçin birleşmedäki HPMC bilen HPS-iň arasyndaky ýapyşyk tapawudy daralýar, bu birmeňzeş birleşmäniň emele gelmegine amatly we iki komponentiň arasyndaky ýapyşyk tapawudynyň iň pes bahasy peslige geçýär. temperatura sebiti.
2. Innowasiýa nokatlary
1. HPMC / HPS sowuk we gyzgyn ters fazaly gel birleşme ulgamyny taslaň we guruň we bu ulgamyň üýtgeşik reologiki aýratynlyklaryny, esasanam birleşme ergininiň konsentrasiýasyny, birleşme gatnaşygy, temperatura we komponentleriň himiki üýtgemegi bilen yzygiderli öwreniň. Reologiki häsiýetleriň täsir kanunlary, gel häsiýetleri we birleşme ulgamynyň sazlaşyklylygy hasam öwrenildi we ýod boýag optiki mikroskopy we mikro-morfologiýany synlamak bilen birleşme ulgamynyň faza morfologiýasy we faza geçişi hasam öwrenildi. goşma ulgamyň gurluşy döredildi - Reologiki häsiýetler-gel häsiýetleri. Ilkinji gezek “Arhenius” modeli dürli temperatura diapazonlarynda sowuk we gyzgyn ters fazaly birleşýän jelleriň gel emele geliş kanunyna laýyk gelmek üçin ulanyldy.
2. HPMC / HPS birleşme ulgamynyň fazanyň paýlanyşy, fazanyň geçişi we utgaşyklygy ýod boýamak optiki mikroskop derňew tehnologiýasy bilen syn edildi we birleşdirilen filmleriň optiki häsiýetlerini we mehaniki aýratynlyklaryny birleşdirmek arkaly aç-açanlyk-mehaniki aýratynlyklar döredildi. Sypatlar-faza morfologiýasy we konsentrasiýa-mehaniki häsiýetler-faza morfologiýasy ýaly mikrostruktura bilen makroskopiki häsiýetleriň arasyndaky baglanyşyk. Ilkinji gezek bu goşma ulgamyň faza morfologiýasynyň birleşme gatnaşygy, temperatura we konsentrasiýa bilen üýtgeşme kanunyna, esasanam fazanyň geçiş şertlerine we faza geçişiniň goşma ulgamyň häsiýetlerine täsirine gönüden-göni gözegçilik etmekdir.
3. Dürli HPS gidroksipropil çalyşmak derejesi bolan birleşýän membranalaryň kristal gurluşy we amorf gurluşy SAXS tarapyndan öwrenildi we birleşýän jelleriň jelasiýa mehanizmi we täsiri, reologiki netijeler we birleşýän membranalaryň kislorod geçirijiligi ýaly makroskopiki häsiýetler bilen bilelikde ara alnyp maslahatlaşyldy. Faktorlar we kanunlar, birleşdirilen ulgamyň ýelimliliginiň birleşýän membranadaky öz-özüne meňzeş gurluşyň dykyzlygy bilen baglanyşyklydygy we kislorodyň geçirijiligi we birleşmäniň mehaniki aýratynlyklary ýaly makroskopiki häsiýetleri gönüden-göni kesgitländigi anyklandy. membrana bolup, maddy häsiýetleriň arasynda reologiki häsiýetler-mikrostruktura-membrana gatnaşyklaryny döredýär.
3. Geljegi
Soňky ýyllarda täzelenip bolýan tebigy polimerleri çig mal hökmünde ulanyp, howpsuz we iýip bolýan iýmit gaplaýyş materiallarynyň ösüşi azyk gaplamak pudagyndaky gözleg nokadyna öwrüldi. Bu kagyzda esasy çig mal hökmünde tebigy polisakarid ulanylýar. HPMC we HPS-i birleşdirip, çig malyň bahasy peselýär, HPMC-iň pes temperaturada gaýtadan işleýşi gowulaşýar we birleşýän membrananyň kislorod barýeriniň öndürijiligi ýokarlanýar. Reologiki derňewiň kömegi bilen ýod boýamak optiki mikroskop derňewi we birleşdirilen film mikrostrukturasy we hemmetaraplaýyn öndürijilik derňewi, fazanyň morfologiýasy, fazanyň geçişi, fazanyň bölünişi we sowuk-gyzgyn ters fazaly gel kompozit ulgamynyň sazlaşygy öwrenildi. Kompozit ulgamyň mikrostrukturasy we makroskopiki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk ýola goýuldy. Makroskopiki häsiýetler bilen HPMC / HPS birleşme ulgamynyň mikromorfologiki gurluşynyň arasyndaky baglanyşyga görä, birleşdirilen materialy dolandyrmak üçin faza gurluşy we birleşýän ulgamyň sazlaşyklylygy dolandyrylyp bilner. Bu kagyzdaky gözlegler, hakyky önümçilik prosesi üçin möhüm ugrukdyryjy ähmiýete eýe; sowuk we gyzgyn ters jelleriň meňzeş birleşýän ulgamy bolan sowuk we gyzgyn ters kompozit jelleriň täsir ediji faktorlaryna we kanunlaryna täsir edýän mehanizm ara alnyp maslahatlaşylýar. Bu kagyzyň gözlegleri, ýörite temperatura gözegçilik edilýän akylly materiallary işläp düzmek we ulanmak üçin teoretiki görkezmeleri bermek üçin teoretiki model berýär. Bu kagyzyň gözleg netijeleri gowy teoretiki ähmiýete eýe. Bu kagyzyň gözleginde iýmit, material, jel we birleşme we beýleki dersleriň kesişmegi bar. Wagtyň we gözleg usullarynyň çäkliligi sebäpli, bu mowzugyň gözleginde henizem aşakdaky taraplardan çuňlaşdyryp we kämilleşdirip boljak köp gutarmadyk nokatlar bar. giňeltmek:
Nazary taraplar:
- Dürli zynjyr şahalarynyň gatnaşygy, molekulýar agramlary we HPS görnüşleriniň reologiki aýratynlyklaryna, membrananyň häsiýetlerine, faza morfologiýasyna we birleşme ulgamynyň sazlaşyklylygyna täsirini öwrenmek we birleşmäniň jel emele getiriş mehanizmine täsiriniň kanunyny öwrenmek. ulgamy.
- HPMC gidroksipropil çalyşmak derejesiniň, metoksiliň ornuny tutma derejesiniň, molekulýar agramynyň we çeşmesiniň reologiki aýratynlyklaryna, jel häsiýetlerine, membrananyň häsiýetlerine we birleşme ulgamynyň ulgam utgaşyklygyna täsirini öwreniň we HPMC himiki üýtgemeginiň goşma kondensasiýa täsirini derňäň. Gel emele getiriş mehanizminiň täsir düzgüni.
- Duz, pH, plastifikator, birleşdiriji serişde, antibakterial serişde we beýleki birleşme ulgamlarynyň reologiki aýratynlyklara, gel häsiýetlerine, membrananyň gurluşyna we häsiýetlerine we olaryň kanunlaryna täsiri öwrenildi.
Arza:
- Tagamly paketleri, gök önüm paketlerini we gaty çorbalary gaplamagyň formulasyny optimizirläň we saklanyş döwründe tagamlaryň, gök önümleriň we çorbalaryň saklanyş täsirini, materiallaryň mehaniki aýratynlyklaryny we daşarky güýçlere sezewar bolanda önüm öndürijiliginiň üýtgemegini öwreniň. , we materialyň suwda çözülişi we arassaçylyk görkezijisi. Şeýle hem kofe we süýt çaýy ýaly granulirlenen iýmitlere, şeýle hem tort, peýnir, desert we beýleki iýmitleriň iýilýän gaplamalaryna ulanylyp bilner.
- Botanika dermanlyk ösümlik kapsulalaryny ulanmak üçin formula dizaýnyny optimizirläň, gaýtadan işlemegiň şertlerini we kömekçi serişdeleri optimal saýlamagy öwreniň we içi boş kapsula önümlerini taýýarlaň. Iýmitlenme, dargamak wagty, agyr metal we mikroblar ýaly fiziki we himiki görkezijiler synagdan geçirildi.
- Miwe we gök önümleri, et önümlerini we başgalary täze sepmek üçin, sepmegiň, suwa batyrmagyň we boýamagyň dürli gaýtadan işleýiş usullaryna laýyklykda degişli formulany saýlaň we çüýrän miweleriň derejesini, çyglylygy ýitirmegi, ýokumly iýmitlenmegi, gatylygy öwreniň. saklanyş döwründe gaplanylandan soň gök önümler, ýalpyldawuk we tagam we beýleki görkezijiler; reňk, pH, TVB-N bahasy, tiobarbitur turşusy we gaplanylandan soň et önümleriniň mikroorganizmleriniň sany.
Iş wagty: 17-2022-nji oktýabr