Mga Katangian ng Viscosity ng Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) Aqueous Solution

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)ay isang malawak na ginagamit na polimer na natutunaw ng tubig na may iba't ibang mga aplikasyon, lalo na sa mga parmasyutiko, pagkain, at mga produktong kosmetiko. Ang kakayahang bumuo ng makapal, tulad ng mga solusyon sa gel kapag halo-halong may tubig ay ginagawang isang maraming nalalaman sangkap. Ang lagkit ng mga solusyon sa Kimacell®HPMC ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagtukoy ng kanilang pagganap sa iba't ibang mga formulations. Ang pag -unawa sa mga katangian ng lagkit ng HPMC aqueous solution ay mahalaga para sa pag -optimize ng kanilang paggamit sa iba't ibang mga industriya.

1. Panimula sa hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)

Ang Hydroxypropyl methylcellulose ay isang semi-synthetic derivative ng cellulose. Ginawa ito ng pagpapalit ng cellulose na may mga pangkat na hydroxypropyl at mga grupo ng methyl. Ang ratio ng mga kapalit na ito ay maaaring magkakaiba, na humahantong sa iba't ibang mga marka ng HPMC na may natatanging mga katangian, kabilang ang lagkit. Ang karaniwang istraktura ng HPMC ay binubuo ng isang cellulose backbone na may hydroxypropyl at methyl na mga pangkat na nakakabit sa mga yunit ng glucose.

Ang HPMC ay ginagamit sa iba't ibang mga industriya dahil sa biocompatibility nito, kakayahang bumuo ng mga gels, at kadalian ng solubility sa tubig. Sa may tubig na mga solusyon, ang HPMC ay kumikilos bilang isang di-ionic, natutunaw na tubig na polimer na makabuluhang nakakaimpluwensya sa mga rheological na katangian ng solusyon, lalo na ang lagkit.

2. Mga Katangian ng Viscosity ng Mga Solusyon sa HPMC

Ang lagkit ng mga solusyon sa HPMC ay naiimpluwensyahan ng maraming mga kadahilanan, kabilang ang konsentrasyon ng HPMC, ang molekular na bigat ng polimer, temperatura, at ang pagkakaroon ng mga asing -gamot o iba pang mga solute. Nasa ibaba ang mga pangunahing kadahilanan na namamahala sa mga katangian ng lagkit ng HPMC sa may tubig na solusyon:

Konsentrasyon ng HPMC: Ang lagkit ay nagdaragdag habang tumataas ang konsentrasyon ng HPMC. Sa mas mataas na konsentrasyon, ang mga molekula ng HPMC ay nakikipag -ugnay nang mas malaki sa bawat isa, na humahantong sa isang mas mataas na pagtutol sa daloy.

Molekular na bigat ng HPMC: Ang lagkit ng mga solusyon sa HPMC ay malakas na nakakaugnay sa molekular na bigat ng polimer. Ang mas mataas na molekular na timbang ng mga marka ng HPMC ay may posibilidad na makagawa ng mas maraming malapot na solusyon. Ito ay dahil ang mas malaking molekula ng polimer ay lumikha ng mas makabuluhang pagtutol sa daloy dahil sa kanilang pagtaas ng pag -agaw at alitan.

Temperatura: Ang lagkit ay karaniwang bumababa habang tumataas ang temperatura. Ito ay dahil ang mas mataas na temperatura ay nagreresulta sa pagbawas ng mga intermolecular na puwersa sa pagitan ng mga molekula ng HPMC, sa gayon binabawasan ang kanilang kakayahang pigilan ang daloy.

Shear Rate: Ang lagkit ng mga solusyon sa HPMC ay umaasa sa rate ng paggugupit, lalo na sa mga non-Newtonian fluid, na karaniwang mga solusyon sa polimer. Sa mababang mga rate ng paggupit, ang mga solusyon sa HPMC ay nagpapakita ng mataas na lagkit, habang sa mataas na mga rate ng paggupit, ang lagkit ay bumababa dahil sa paggugupit na pag -uugali.

Epekto ng lakas ng ionic: Ang pagkakaroon ng mga electrolyte (tulad ng mga asing -gamot) sa solusyon ay maaaring mabago ang lagkit. Ang ilang mga asing -gamot ay maaaring mag -screen ng mga nakasisilaw na puwersa sa pagitan ng mga kadena ng polimer, na nagiging sanhi ng mga ito na pinagsama -sama at magreresulta sa pagbaba ng lagkit.

3. Viscosity kumpara sa konsentrasyon: Mga obserbasyon sa eksperimentong

Ang isang pangkalahatang kalakaran na sinusunod sa mga eksperimento ay ang lagkit ng HPMC aqueous solution ay nagdaragdag nang malaki sa pagtaas ng konsentrasyon ng polimer. Ang ugnayan sa pagitan ng lagkit at konsentrasyon ay maaaring inilarawan ng mga sumusunod na equation ng empirikal, na madalas na ginagamit para sa mga puro na solusyon sa polimer:

η = acn \ eta = ac^nη = acn

Saan:

η \ eTaη ang lagkit

Ang CCC ay ang konsentrasyon ng HPMC

Ang AAA at NNN ay mga empirical constants na nakasalalay sa tiyak na uri ng HPMC at ang mga kondisyon ng solusyon.

Para sa mas mababang konsentrasyon, ang relasyon ay linear, ngunit habang tumataas ang konsentrasyon, ang lagkit ay tumataas nang matarik, na sumasalamin sa pagtaas ng pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga kadena ng polimer.

4. Viscosity kumpara sa molekular na timbang

Ang molekular na bigat ng Kimacell®HPMC ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa mga katangian ng lagkit nito. Ang mas mataas na molekular na timbang ng HPMC polymers ay may posibilidad na makabuo ng mas maraming malapot na solusyon sa mas mababang konsentrasyon kumpara sa mas mababang mga marka ng timbang ng molekular. Ang lagkit ng mga solusyon na ginawa mula sa high-molecular-weight HPMC ay maaaring hanggang sa maraming mga order ng magnitude na mas mataas kaysa sa mga solusyon na ginawa mula sa mas mababang molekular na timbang na HPMC.

Halimbawa, ang isang solusyon ng HPMC na may isang molekular na timbang na 100,000 DA ay magpapakita ng mas mataas na lagkit kaysa sa isa na may isang molekular na bigat na 50,000 DA sa parehong konsentrasyon.

5. Epekto ng temperatura sa lagkit

Ang temperatura ay may makabuluhang epekto sa lagkit ng mga solusyon sa HPMC. Ang pagtaas ng temperatura ay humahantong sa isang pagbawas sa lagkit ng solusyon. Pangunahin ito dahil sa thermal motion ng polymer chain, na nagiging sanhi ng mga ito upang ilipat nang mas malaya, binabawasan ang kanilang pagtutol sa daloy. Ang epekto ng temperatura sa lagkit ay madalas na nai-rate gamit ang isang arrhenius-type equation:

η (t) = η0eeArt \ eTa (t) = \ eta_0 e^{\ frac {e_a} {rt}} η (t) = η0 ertea

Saan:

η (t) \ eta (t) η (t) ay ang lagkit sa temperatura ttt

Ang η0 \ ETA_0η0 ay ang pre-exponential factor (lagkit sa walang hanggan na temperatura)

Ang EAE_AEA ay ang enerhiya ng pag -activate

Ang RRR ay ang pare -pareho ng gas

Ang TTT ay ang ganap na temperatura

6. Pag -uugali ng rheological

Ang rheology ng HPMC aqueous solution ay madalas na inilarawan bilang hindi Newtonian, na nangangahulugang ang lagkit ng solusyon ay hindi pare-pareho ngunit nag-iiba sa inilapat na rate ng paggupit. Sa mababang mga rate ng paggupit, ang mga solusyon sa HPMC ay nagpapakita ng medyo mataas na lagkit dahil sa pag -agaw ng mga kadena ng polimer. Gayunpaman, habang tumataas ang rate ng paggugupit, bumababa ang lagkit - isang kababalaghan na kilala bilang paggugupit ng manipis.

Ang pag-uugali na manipis na pag-uugali na ito ay pangkaraniwan sa maraming mga solusyon sa polimer, kabilang ang HPMC. Ang pag-asa sa rate ng paggupit ng lagkit ay maaaring inilarawan gamit ang modelo ng power-law:

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

Saan:

γ˙ \ dot {\ gamma} γ˙ ang rate ng paggupit

Ang KKK ay ang index ng pare -pareho

nnn ay ang index ng pag -uugali ng daloy (na may n <1n <1n <1 para sa paggupit ng manipis)

7. Kawian ng mga solusyon sa HPMC: Talahanayan ng Buod

Nasa ibaba ang isang talahanayan na nagbubuod ng mga katangian ng lagkit ng mga may tubig na solusyon sa HPMC sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon:

Ang mga katangian ng lagkit ngHpmcAng mga may tubig na solusyon ay naiimpluwensyahan ng maraming mga kadahilanan, kabilang ang konsentrasyon, timbang ng molekular, temperatura, at rate ng paggupit. Ang HPMC ay isang lubos na maraming nalalaman na materyal, at ang mga katangian ng rheological ay maaaring maiangkop para sa mga tiyak na aplikasyon sa pamamagitan ng pag -aayos ng mga parameter na ito. Ang pag -unawa sa mga salik na ito ay nagbibigay -daan para sa pinakamainam na paggamit ng Kimacell®HPMC sa iba't ibang mga industriya, mula sa mga parmasyutiko hanggang sa pagkain at pampaganda. Sa pamamagitan ng pagmamanipula ng mga kondisyon kung saan natunaw ang HPMC, maaaring makamit ng mga tagagawa ang nais na lagkit at daloy ng mga katangian para sa kanilang mga tiyak na pangangailangan.