HPMC / HPS комплексының реологиясе һәм туры килүе

Реология һәм туры килүHPMC/HPSКомплекс

Төп сүзләр: гидроксипропил метилселулоза; гидроксипропил крахмал; реологик үзлекләр; туры килү; химик модификация.

Гидроксипропил метилцеллюлоза (HPMC) - полисахарид полимеры, гадәттә ашарлык фильмнар әзерләгәндә кулланыла. Ул азык-төлек һәм медицина өлкәсендә киң кулланыла. Фильм яхшы ачыклык, механик үзлекләр һәм нефть барьеры үзенчәлекләренә ия. Ләкин, HPMC - термик индуктив гель, ул түбән температурада начар эшкәртү эшенә һәм югары җитештерү энергиясен куллануга китерә; өстәвенә, аның кыйммәтле чимал бәясе фармацевтика өлкәсен дә кертеп, киң кулланылышын чикли. Гидроксипропил крахмасы (HPS) - ашау һәм медицина өлкәсендә киң кулланыла торган ашый торган материал. Аның төрле чыганаклары һәм бәясе түбән. Бу HPMC бәясен киметү өчен идеаль материал. Моннан тыш, HPS-ның салкын гель үзлекләре HPMC-ның ябышлыгын һәм башка реологик үзлекләрен тигезли ала. , түбән температурада эшкәртү эшләрен яхшырту. Моннан тыш, HPS ашый торган пленка искиткеч кислород барьер үзенчәлекләренә ия, шуңа күрә ул HPMC ашый торган пленканың кислород барьер үзлекләрен сизелерлек яхшырта ала.

HPS кушылу өчен HPMC өстәлде, һәм HPMC / HPS салкын һәм кайнар кире фазалы гел кушылма системасы төзелде. Сыйфатларның йогынты законы тикшерелде, HPS һәм HPMC чишелешендә үзара тәэсир итү механизмы, кушылу системасының яраклашуы һәм фаза күчү турында сөйләштеләр, һәм реологик үзлекләр һәм кушылма системасы структурасы арасындагы бәйләнеш урнаштырылды. Нәтиҗә шуны күрсәтә: катнаш система критик концентрациягә ия (8%), критик концентрациядән түбән, HPMC һәм HPS бәйсез молекуляр чылбырларда һәм фаза өлкәләрендә бар; критик концентрация өстендә, HPS фазасы эремәдә гель үзәге буларак формалаша, HPMC молекуляр чылбырларының үзара бәйләнеше белән бәйләнгән микрогель структурасы полимер эретүгә охшаган тәртип күрсәтә. Кушма системаның реологик үзлекләре һәм кушылма коэффициенты логарифмик сумма кагыйдәсенә туры килә, һәм билгеле бер дәрәҗәдә уңай һәм тискәре тайпылышны күрсәтәләр, бу ике компонентның яхшы туры килүен күрсәтәләр. Кушма система - түбән температурада өзлексез фаза-таралган фаза "диңгез утравы" структурасы, һәм өзлексез фаза күчү 4: 6да HPMC / HPS кушылу коэффициенты кимү белән була.

Азык-төлек товарларының мөһим компоненты буларак, азык-төлек төрү азык-төлек әйләнешен һәм саклау процессында тышкы факторлар белән зарарланудан һәм пычранудан саклый ала, шуның белән азыкның саклану срогын озайта. Куркынычсыз һәм ашарга яраклы, хәтта билгеле туклану кыйммәтенә ия булган азык төрү материалының яңа төре буларак, ашарлык фильм азык-төлек төрү һәм саклау, фастфуд һәм фармацевтик капсулаларда киң куллану перспективасына ия, һәм хәзерге ризыкның тикшеренү ноктасына әверелде. төрү белән бәйле кырлар.

HPMC / HPS композит мембранасы кастинг ысулы белән әзерләнгән. Композит системаның яраклашуы һәм фаза аерылуы электрон микроскопияне сканерлау, динамик термомеханик милек анализы һәм термогравиметрик анализ белән өйрәнелде, һәм составлы мембрананың механик үзлекләре өйрәнелде. һәм кислород үткәрүчәнлеге һәм башка мембрана үзлекләре. Нәтиҗә шуны күрсәтә: барлык композицион фильмнарның SEM рәсемнәрендә ачык ике фазалы интерфейс табылмый, күпчелек композицион фильмнарның DMA нәтиҗәләрендә бер генә пыяла күчү ноктасы бар, һәм DTG кәкреләрендә бер генә җылылык деградациясе барлыкка килә. күпчелек композицион фильмнар. HPMC HPS белән билгеле бер ярашуга ия. HPMC-ка HPS кушылуы составлы мембрананың кислород барьер үзлекләрен сизелерлек яхшырта. Композит мембрананың механик үзлекләре кушылу коэффициенты һәм әйләнә-тирә мохитнең чагыштырмача дымлылыгы белән аерылып торалар, һәм кроссовер ноктасын тәкъдим итәләр, бу төрле куллану таләпләре өчен продуктны оптимизацияләү өчен белешмәлек бирә ала.

Микроскопик морфология, фаза бүленеше, фаза күчү һәм HPMC / HPS кушылма системасының башка микроструктуралары гади йод буяу оптик микроскоп анализы белән өйрәнелде, һәм кушылма системаның ачыклыгы һәм механик үзлекләре ультрафиолет спектропотометры һәм механик милек сынаучысы тарафыннан өйрәнелде. Микроскопик морфологик структура һәм HPMC / HPS кушылма системасының макроскопик комплекслы эшләнеше арасында бәйләнеш урнаштырылды. Нәтиҗә шуны күрсәтә: кушылу системасында күп санлы месофазлар бар, алар яхшы яраклаша. Кушма системада фаза күчү ноктасы бар, һәм бу фаза күчү ноктасы билгеле катнаш катнашлыгына һәм чишелеш концентрациясенә бәйле. Кушма системаның ачыклыкның иң түбән ноктасы HPMC фазасының өзлексез фазадан таралган фазага һәм керү модулының минималь ноктасына туры килә. Яшьләрнең модулусы һәм тәнәфестә озынлыгы HPMCның өзлексез этаптан таралган этапка күчүе белән сәбәп бәйләнеше булган эремә концентрациясенең артуы белән кимеде.

Реометр HPSның химик модификациясенең HPMC / HPS салкын һәм кайнар кире фазалы гель кушылу системасының реологик үзлекләренә һәм гель үзлекләренә тәэсирен өйрәнү өчен кулланылды. Потенциаллар һәм фаза күчү өйрәнелде, һәм микросруктура белән реологик һәм гель үзлекләре арасындагы бәйләнеш урнашты. Тикшеренү нәтиҗәләре күрсәткәнчә, HPS гидроксипропиляциясе түбән температурада катнаш системаның ябышлыгын киметә, катнаш эремәнең сыеклыгын яхшырта һәм кыру феноменын киметә ала; HPS гидроксипропиляциясе катнаш системаның сызыклы ябышлыгын таркатырга мөмкин. Эластик төбәктә HPMC / HPS кушылма системасының фаза күчү температурасы кими, һәм түбән температурада катнаш системаның каты охшаш тәртибе һәм югары температурада сыеклык яхшыра. HPMC һәм HPS түбән һәм югары температурада өзлексез этаплар формалаштыралар, һәм таралган этаплар югары һәм түбән температурада композит системаның реологик үзлекләрен һәм гель үзлекләрен билгелиләр. Катлаулы системаның ябышлык кәкресенең кинәт үзгәрүе дә, югалту факторы кәкресенең тан дельтасы иң югарысы 45 ° C тәэсирендә барлыкка килә, бу 45 ° C йодлы микрографларда күзәтелгән өзлексез фаза күренешен кабатлый.

HPS-ның химик модификациясенең кристалл структурасына һәм композицион фильмның микро-дивизион структурасына тәэсире синхротрон нурланышының кечкенә почмаклы рентген тарату технологиясе белән өйрәнелде, һәм механик үзлекләр, кислород барьеры һәм композицион фильмның җылылык тотрыклылыгы. катнаш компонентларның химик структурасы үзгәрүләренең микроструктурасына һәм катнаш системаларның макроскопик үзлекләренә йогынтысын системалы өйрәнделәр. Синхротрон нурланыш нәтиҗәләре күрсәткәнчә, HPS гидроксипропиляциясе һәм ике компонентның яраклашуы яхшыру мембранада крахмалны рестрализацияләүне сизелерлек тыя һәм композит мембранада үз-үзенә охшаган структура формалаштырырга ярдәм итә. Механик үзлекләр, җылылык тотрыклылыгы һәм HPMC / HPS композит мембранасының кислород үткәрүчәнлеге кебек макроскопик үзлекләр аның эчке кристалл структурасы һәм аморф өлкәсе структурасы белән тыгыз бәйләнгән. Ике эффектның берләштерелгән эффекты.

Беренче бүлек Кереш

Азык-төлек товарларының мөһим компоненты буларак, азык-төлек төрү материаллары азыкны физик, химик һәм биологик зыяннан һәм әйләнеш вакытында саклаудан саклый, азыкның сыйфатын саклый, азык куллануны җиңеләйтә һәм азыкны тәэмин итә ала. Озак вакыт саклау һәм саклау, куллануны җәлеп итү һәм материаль бәядән артыграк кыйммәт алу өчен азык-төлек күренеше бирү [1-4]. Куркынычсыз һәм ашарга яраклы, хәтта билгеле туклану кыйммәтенә ия булган азык төрү материалының яңа төре буларак, ашарлык фильм азык-төлек төрү һәм саклау, фастфуд һәм фармацевтик капсулаларда киң куллану перспективасына ия, һәм хәзерге ризыкның тикшеренү ноктасына әверелде. төрү белән бәйле кырлар.

Ашый торган фильмнар - челтәрле структурасы булган фильмнар, гадәттә табигый ашарлык полимерларны эшкәртү ярдәмендә алынган. Табигатьтә булган күпчелек табигый полимерлар гель үзлекләренә ия, һәм аларның су эремәләре кайбер шартларда гидрогеллар барлыкка китерергә мөмкин, мәсәлән, кайбер табигый полисахаридлар, протеиннар, липидлар һ.б. Крахмал һәм целлюлоза кебек табигый структур полисахаридлар, озын чылбырлы геликсның махсус молекуляр структурасы һәм тотрыклы химик үзлекләре аркасында, озак вакытлы һәм төрле саклау шартлары өчен яраклы булырга мөмкин, һәм ашарлык кино формалаштыру материаллары буларак киң өйрәнелгән. Бер полисахаридтан ясалган ашый торган фильмнар еш кына спектакльдә билгеле чикләүләргә ия. Шуңа күрә, бер полисахарид ашарга яраклы фильмнарның чикләрен бетерү, махсус үзлекләр алу яки яңа функцияләр булдыру, продукт бәяләрен киметү һәм куллануны киңәйтү өчен, гадәттә ике төрле полисахарид кулланыла. Яисә югарыдагы табигый полисахаридлар тулыландыргыч үзлекләр эффектына ирешү өчен кушылалар. Ләкин, төрле полимерлар арасындагы молекуляр структураның аермасы аркасында, билгеле бер конформацион энтропия бар, һәм күпчелек полимер комплекслар өлешчә туры килә яки туры килми. Фаз морфологиясе һәм полимер комплексның туры килүе составлы материалның үзлекләрен билгеләячәк. Эшкәртү вакытында деформация һәм агым тарихы структурага зур йогынты ясый. Шуңа күрә полимер комплекс системасының реологик үзлекләре кебек макроскопик үзлекләр өйрәнелә. Фаз морфологиясе һәм яраклашу кебек микроскопик морфологик структуралар арасындагы бәйләнеш композицион материалларның эшләвен, анализын һәм модификациясен көйләү, эшкәртү технологиясе, формула дизайны һәм эшкәртү техникасы дизайны белән идарә итү, җитештерүне бәяләү өчен мөһим. Продукцияне эшкәртү, яңа полимер материалларны эшкәртү һәм куллану зур әһәмияткә ия.

Бу бүлектә тикшеренү статусы һәм ашарлык кино материалларының кулланылышы җентекләп карала; табигый гидрогелларның тикшеренү ситуациясе; полимер кушылуның максаты һәм ысулы һәм полисахарид кушылуның тикшеренү барышы; кушылу системасының реологик тикшеренү ысулы; Салкын һәм кайнар кире гель системасының реологик үзлекләре һәм модель төзелеше анализлана һәм тикшерелә, шулай ук ​​тикшерүнең әһәмияте, тикшеренү максаты һәм бу кәгазь эчтәлеген тикшерү.

1.1 Ашый торган фильм

Ашый торган фильм табигый ашарлык матдәләргә нигезләнгән пластикизаторлар һәм үзара бәйләүче агентлар (структур полисахаридлар, липидлар, протеиннар), төрле интермолекуляр үзара бәйләнешләр аша, кушылу, җылыту, каплау, киптерү һ.б. дәвалау ярдәмендә формалашкан структура. Ул газга, дымга, эчтәлеккә һәм тышкы зарарлы матдәләргә сайланган барьер үзлекләре кебек төрле функцияләр бирә ала, шулай итеп азыкның сенсор сыйфатын һәм эчке төзелешен яхшырту, азык продуктларының саклану вакытын яки саклану срогын озайту.

1.1.1 Ашый торган фильмнарның үсеш тарихы

Ашый торган фильм үсешен XII-XIII гасырлардан алып була. Ул вакытта кытайлылар цитрус һәм лимон белән балавызның гади ысулын кулланганнар, бу җимеш һәм яшелчәләрдә су югалтуын нәтиҗәле киметкән, шулай итеп җиләк-җимеш яшелчәләрен саклап калган, шулай итеп җимешләрнең саклану срогын озайткан һәм яшелчәләр, ләкин җиләк-җимешнең аэробик сулышын чиктән тыш тыялар, нәтиҗәдә җимеш ферментатив начарланалар. XV гасырда Азиялеләр соя сөтеннән ашарга яраклы фильм төшерә башлаганнар, һәм аны азыкны саклау һәм азык күренешен арттыру өчен кулланганнар [20]. XVI гасырда Британиялеләр азык дымын югалту өчен азык өслеген каплау өчен май кулланганнар. XIX гасырда сакроза беренче тапкыр жаңгак, бадам һәм фаҗик өстендә ашый торган каплау рәвешендә кулланыла, саклау вакытында оксидлашу һәм ранидлык. 1830-нчы елларда алма һәм груша кебек җимешләр өчен коммерция кайнар эретелгән парафин фильмнары барлыкка килде. XIX гасыр азагында, Гелатин фильмнары ит продуктлары һәм азыкны саклау өчен башка ризыклар өстенә сипәләр. 1950 нче еллар башында карнауба балавызы һ.б. яңа җимеш һәм яшелчәләрне каплау һәм саклау өчен майлы су эмульсиясенә ясалган. 1950-нче еллар азагында ит продуктларына кулланыла торган ашый торган фильмнар буенча тикшеренүләр үсә башлады, һәм иң киң һәм уңышлы мисал - хайванның кечкенә эчәкләреннән казыкларга эшкәртелгән энема продуктлары.

1950-нче еллардан башлап, ашарга яраклы фильм төшенчәсе чыннан да тәкъдим ителгән дип әйтеп була. Шул вакыттан алып, күп тикшерүчеләр ашарга яраклы фильмнарда зур кызыксыну уяттылар. 1991-нче елда Нисперес карбоксиметил целлюлозасын (CMC) банан һәм башка җимешләрне каплау һәм саклау өчен кулланды, җимеш сулышы кимеде, хлорофил югалту тоткарланды. Парк һ.б. 1994-нче елда помидорның су югалтуын, эретүен һәм төссезләнүен яхшырткан O2 һәм CO2 зейн белок фильмының эффектив барьер үзлекләре турында хәбәр иттеләр. 1995-нче елда Лурдин крахмалны эшкәртү өчен эретелгән эремчек эремәсен кулланды, һәм җиләкнең пальто җиләкләренә глицерин кушты, бу җиләкнең су югалту дәрәҗәсен киметте һәм бозуны тоткарлады. Баберджи ашый торган кино үзлекләрен 1996-нчы елда микро-сыекландыру һәм фильм формалаштыручы сыеклыкны УЗИ эшкәртү ярдәмендә яхшыртты, шуңа күрә кино формалаштыручы сыеклыкның кисәкчәләр күләме сизелерлек кимеде һәм эмульсиянең бер тигез тотрыклылыгы яхшырды. 1998 елда, Падегетт һ.б. соя протеины ашарга яраклы пленкага лизозим яки нисин кушып, аны ашау өчен кулланган, һәм азыкта сөт кислотасы бактерияләренең үсүе эффектив рәвештә тыелганын ачыклаган [30]. 1999 елда, Инь ingинхонг һ.б. Алма һәм башка җимешләрне саклау һәм саклау өчен умарта кортын кулланган, бу сулышны тыя, кысылуны һәм авырлыкны киметә һәм микробиаль һөҗүмне тыя ала.

Озак еллар туңдырма төрү өчен кукуруз пешерүче чүкечләр, конфет төрү өчен глютинлы дөге кәгазе, ит ризыклары өчен туфу тиреләре - ашарга яраклы төрү. Ләкин ашарлык фильмнарның коммерция кушымталары 1967-нче елда булмаган диярлек, һәм хәтта балавыз белән капланган җимешне саклау бик аз коммерция куллануга ия булган. 1986 елга кадәр берничә компания ашарга яраклы кино продуктлары белән тәэмин итә башлады, һәм 1996-нчы елда ашарга яраклы кино компанияләре саны 600-дән артты. Хәзерге вакытта ашарга яраклы фильмны азык-төлек пакетларын саклауда куллану арта бара, һәм ирешә Еллык кереме 100 миллион АКШ долларыннан артык.

1.1.2 Ашый торган фильмнарның характеристикалары һәм төрләре

Тиешле тикшеренүләр күрсәткәнчә, ашарга яраклы фильмның түбәндәге өстенлекле яклары бар: ашарга яраклы фильм төрле азык матдәләренең үзара миграция аркасында килеп чыккан азык сыйфаты кимү һәм начарланудан саклый ала; кайбер ашый торган фильм компонентлары үзләре махсус туклану кыйммәтенә һәм сәламәтлек саклау функциясенә ия; ашарлык фильм CO2, O2 һәм башка газларга өстәмә барьер үзенчәлекләренә ия; ашарлык фильм микродулкынлы, пешерү, кыздырылган ризык һәм дару пленкасы һәм каплау өчен кулланылырга мөмкин; ашарлык пленка антиоксидантлар һәм консервантлар һәм башка йөртүчеләр буларак кулланылырга мөмкин, шуның белән азыкның саклану срогы озайтыла; Ашый торган фильм азыкның сыйфатын яхшырту һәм азыкның сизү үзлекләрен яхшырту өчен төсләр һәм тукландыргыч ныгыту һ.б. өчен ташучы буларак кулланылырга мөмкин; ашарга яраклы фильм куркынычсыз һәм ашарга яраклы, һәм аны ризык белән бергә кулланырга мөмкин; Ашый торган упаковка фильмнары аз күләмдә яки азык берәмлекләрен төрү өчен кулланылырга мөмкин, һәм традицион упаковка материаллары белән күп катламлы композицион упаковка формалаштырырга мөмкин, бу упаковка материалларының гомуми киртәләрен яхшырта.

Ашый торган упаковка фильмнарының югарыдагы функциональ үзлекләренә ия булуының сәбәбе, нигездә, алар эчендә билгеле өч үлчәмле челтәр структурасын формалаштыруга нигезләнә, шулай итеп билгеле көч һәм барьер үзенчәлекләрен күрсәтә. Ашый торган упаковка пленкасының функциональ үзлекләре аның компонентларының үзлекләренә зур йогынты ясый, һәм эчке полимерның үзара бәйләнеш дәрәҗәсе, челтәр структурасының бердәмлеге һәм тыгызлыгы шулай ук ​​төрле кино формалаштыру процессларына тәэсир итә. Эшчәнлектә ачык аермалар бар [15, 35]. Ашый торган фильмнар шулай ук ​​эретүчәнлек, төс, ачыклык һ.б. кебек башка үзенчәлекләргә дә ия.

Ашый торган фильм формалаштыру ысулы буенча аны фильмнарга һәм каплауларга бүлеп була: 1) Алдан әзерләнгән бәйсез фильмнар гадәттә кино дип атала. 2) Азык өслегендә каплау, суга батыру, сиптерү ярдәмендә барлыкка килгән нечкә катлам каплау дип атала. Фильмнар, нигездә, аерым пакетларга кирәк булган төрле ингредиентлар булган ризыклар өчен кулланыла (мәсәлән, тәмләткеч пакетлары һәм уңайлы ризыкларда май пакетлары), бер үк ингредиентлы ризыклар, ләкин аерым пакетларга кирәк (мәсәлән, кечкенә кофе пакетлары, сөт порошогы, һ.б.), һәм дарулар яки сәламәтлек саклау продуктлары. Капсула материалы; каплау, нигездә, җиләк-җимеш, яшелчәләр, ит продуктлары, препаратлар каплау һәм контрольдә тотылган микрокапсулалар җыю кебек яңа ризыкны саклау өчен кулланыла.

Ашый торган упаковка фильмының формалаштыручы материаллары буенча, аны бүләргә мөмкин: полисахарид ашый торган фильм, протеин ашый торган фильм, липид ашый торган фильм, микробиаль ашый торган фильм һәм композицион ашый торган фильм.

1.1.3 Ашый торган фильм куллану

Куркынычсыз һәм ашарга яраклы, хәтта билгеле туклыклы кыйммәткә ия булган азык төрү материалының яңа төре буларак, ашарга яраклы фильм азык төрү сәнәгатендә, фармацевтика өлкәсендә, җиләк-җимешне саклау һәм саклау, эшкәртү һәм саклауда киң кулланыла. ит һәм су продуктлары, фастфуд җитештерү, нефть чыгару. Аның кыздырылган пешкән конфетлар кебек ризыкларны саклауда киң куллану перспективалары бар.

1.1.3.1 Азык-төлек пакетында куллану

Фильм формалаштыру эремәсе дым, кислород һәм хуш исле матдәләр үтеп кермәсен өчен, сиптерү, кистерү, суга батыру һ.б. ; азыкның тышкы катламын сизелерлек киметү Пластик төрү компонентларының катлаулылыгы аны эшкәртүгә һәм эшкәртүгә ярдәм итә, әйләнә-тирә мохитнең пычрануын киметә; ул күп компонентлы катлаулы ризыкларның кайбер компонентларының аерым пакетларына кулланыла, төрле компонентлар арасындагы үзара миграцияне киметү, шуның белән әйләнә-тирә мохитнең пычрануын киметү. Азык-төлекне бозуны яки азык сыйфатын киметүне киметү. Ашый торган фильм турыдан-туры төрү кәгазенә яки азык төрү өчен капчыкларга эшкәртелә, бу куркынычсызлыкка, чисталыкка һәм уңайлылыкка гына түгел, ә әйләнә-тирәгә ак пычрану басымын да киметә.

Кукуруз, соя һәм бодайны төп чимал итеп кулланып, колбаса һәм башка ризыкларны төрү өчен кәгазьгә охшаган ярма пленкалары әзерләнергә һәм кулланырга мөмкин. Кулланылганнан соң, алар табигый мохиттә ташлансалар да, алар биодеградацияләнә һәм туфракны яхшырту өчен туфрак ашламаларына әверелергә мөмкин. . Төп материал буларак крахмал, хитосан һәм фасоль чүпрәкләрен кулланып, ашарга яраклы кәгазь тиз туклану өчен әзерләнергә мөмкин, мәсәлән, фастфуд кесәләре һәм француз кортлары, бу уңайлы, куркынычсыз һәм бик популяр; тәмләткеч пакетлары, каты шорпалар өчен кулланыла, чимал кебек уңайлы ризыкларны төрү, кулланганда чүлмәктә пешереп була, азык пычранудан саклый, азык туклануны арттыра һәм чистартуны җиңеләйтә ала. Кипкән авокадо, бәрәңге, ватылган дөге ферментлаштырыла һәм полисахаридларга әверелә, бу төссез һәм үтә күренмәле, яхшы кислород барьеры һәм механик үзенчәлекләргә ия булган, сөт порошогын төрү өчен кулланыла торган яңа ашый торган эчке төрү материалларын әзерләү өчен кулланыла ала. , салат мае һәм башка продуктлар [19]. Хәрби ризык өчен, продукт кулланылганнан соң, традицион пластик төрү материалы әйләнә-тирәдә ташлана һәм дошманны эзләү маркерына әйләнә, аның кайда булуын ачыклау җиңел. Пицца, кондитер, кетчуп, туңдырма, йогурт, торт һәм десертлар кебек күп компонентлы махсус ризыкларда пластик упаковка материалларын куллану өчен турыдан-туры кушып булмый, һәм ашарга яраклы фильм үзенчәлекле өстенлекләрен күрсәтә, бу фракциональ төркемнәр санын киметә ала. тәмле матдәләрнең миграциясе продуктның сыйфатын һәм эстетикасын яхшырта [21]. Ашый торган упаковка пленкасы микродулкынлы азык эшкәртүдә кулланыла ала. Ит продуктлары, яшелчәләр, сыр һәм җиләк-җимешләр сиптерү, суга батыру яки чистарту һ.б. белән алдан пакетланган, туңдырылган һәм сакланган, һәм куллану өчен микродулкынлы булырга тиеш.

Коммерция ашарга яраклы төрү кәгазьләре һәм сумкалары аз булса да, потенциаль ашарга яраклы төрү материалларын формалаштыру һәм куллану буенча күп патентлар теркәлде. Француз азык-төлек контроле органнары гидроксипропил метилселлоза, крахмал һәм натрий сорбатыннан торган һәм коммерцияле булган "SOLUPAN" исемле индустриальләштерелгән ашарга яраклаштырылган пакетны расладылар.

1.1.3.2 Медицинада куллану

Гелатин, целлюлоза туемнары, крахмал һәм ашый торган сагыз дарулар һәм сәламәтлек продуктларының йомшак һәм каты капсула кабыкларын әзерләү өчен кулланылырга мөмкин, алар дарулар һәм сәламәтлек продуктларының эффективлыгын тәэмин итә ала, куркынычсыз һәм ашарга яраклы; кайбер даруларның табигый ачы тәме бар, аны пациентлар куллану кыен. Кабул ителгән, ашарлык фильмнар мондый препаратлар өчен тәмне каплаучы каплау рәвешендә кулланылырга мөмкин; кайбер энтерик полимер полимерлар ашказаны (pH 1.2) тирәсендә эремиләр, ләкин эчәк (pH 6.8) мохитендә эриләр һәм эчәктә тотрыклы дарулар каплау өчен кулланылырга мөмкин; максатчан дарулар өчен ташучы буларак та кулланырга мөмкин.

Бланко-Фернандес һ.б. хитосан ацетилатланган моноглицерид композицион фильм әзерләде һәм аны E витаминының антиоксидант активлыгын тотрыклы чыгару өчен кулланды, һәм эффект искиткеч иде. Озак вакытлы антиоксидант төрү материаллары. Чжан һәм башкалар. крахмалны желатин белән куштылар, полиэтилен гликол пластикизатор куштылар һәм традицион кулландылар. Буш каты капсулалар композит фильмның суга батыру процессы белән әзерләнде, һәм композицион фильмның ачыклыгы, механик үзлекләре, гидрофилик үзлекләре һәм фаз морфологиясе өйрәнелде. яхшы капсула материалы [52]. Лал һ.б. кафиринны парасетамол капсулаларының этерик каплавы өчен ашый торган каплауга әйләндерде, һәм ашый торган фильмның механик үзлекләрен, җылылык үзлекләрен, барьер үзлекләрен һәм наркотиклар чыгару үзенчәлекләрен өйрәнде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, сорга каплавы Глиадин пленкасының төрле каты капсулалары ашказаны сынмаган, ләкин препаратны эчәклектә pH 6.8 чыгарган. Пайк һ.б. индометасин белән капланган HPMC фталат кисәкчәләрен әзерләде, һәм HPMC ашый торган кино формалаштыручы сыеклыкны препарат кисәкчәләре өстенә сиптерде, һәм наркоманиянең тизлеген, наркотик кисәкчәләренең уртача зурлыгын, ашарлык фильм HPMCN белән капланганын күрсәтте. индометасин авыз препараты препаратның ачы тәмен каплау һәм наркотиклар китерүне максат итеп куя ала. Оладзадаббасабади һ.б. традицион желатин капсулаларын алыштырырлык итеп ашарлык композицион фильм әзерләү өчен, үзгәртелгән саго крахмалын кушып, аның киптерү кинетикасын, термоханик үзлекләрен, физикохимик үзлекләрен һәм барьер үзлекләрен өйрәнде, нәтиҗәләр шуны күрсәтә: ашарга яраклы фильмның желатинга охшаш характеристикалары бар һәм була ала. фармацевтик капсула җитештерүдә кулланылырга тиеш.

1.1.3.3 fruitимеш һәм яшелчәләрне саклауда куллану

Яңа җимеш һәм яшелчәләрне җыеп алганнан соң, биохимик реакцияләр һәм сулыш алу әле дә дәвам итә, бу җиләк-җимешнең тукымаларына зыян китерүне тизләтәчәк, һәм бүлмә температурасында җиләк-җимешнең дымын югалту җиңел, нәтиҗәдә эчке тукымаларның сыйфаты һәм җиләк-җимешнең сенсор үзлекләре. кимү. Шуңа күрә, җимеш һәм яшелчәләрне саклау һәм ташуда саклау иң мөһим проблемага әйләнде; традицион саклау ысуллары начар саклау эффектына һәм югары бәягә ия. Fruitsимеш һәм яшелчәләрне каплау хәзерге вакытта бүлмә температурасын саклауда иң эффектив ысул. Ашый торган кино формалаштыручы сыеклык җиләк-җимеш өслегендә капланган, бу микроорганизмнарның эффективлыгын булдырмый, сулышны киметә, җимеш һәм яшелчә тукымаларының туклыклы югалуын киметә, җиләк-җимеш тукымаларының физиологик картлыгын тоткарлый, һәм җиләк-җимеш тукымаларын саклагыз. Ямьле кыяфәт, яңа саклау һәм саклау вакытын озайту максатына ирешү өчен. Америкалылар ашарлык фильм әзерләү өчен төп чимал буларак үсемлек маеннан алынган ацетил моноглицеридны һәм сырны кулланалар, һәм аны җимеш һәм яшелчәләрне кисәр өчен кулланалар, сусызлану, сусызлану, микроорганизмнар һөҗүмен булдырмау өчен. озак вакыт. Яңа хәл. Япония калдыклы ефәкне чимал итеп куллана, бәрәңге яңа саклаучы пленка әзерли, ул салкын саклау белән чагыштырганда яңа саклау эффектына ирешә ала. Америкалылар үсемлек мае һәм җимешне төп чимал итеп каплау сыеклыгы ясыйлар, һәм киселгән җимешне яңа килеш саклыйлар, һәм саклау эффектының яхшы булуын ачыкладылар.

Маркес һ.б. чимал буларак зәңгәр протеин һәм пектин кулланганнар, һәм авырлыкны киметү темпын сизелерлек киметә алырлык яңа киселгән алма, помидор һәм кишер каплау өчен кулланылган композицион ашарга әзерләнгән фильм әзерләү өчен глутаминаз өстәгәннәр. , яңа киселгән җиләк-җимеш өслегендә микроорганизмнар үсешен тоткарлый, яңа киселгән җиләк-җимешләрнең тәмен һәм тәмен саклап калу шартларында саклану срогын озайта. Ши Лей һ.б. йөземнең авырлыгын киметү һәм черү тизлеген киметергә, йөземнең төсен һәм яктылыгын сакларга һәм эри торган каты матдәләрнең деградациясен тоткарларга мөмкин булган хитосан ашый торган пленка белән капланган кызыл глобус йөзем. Читосан, натрий алгинаты, натрий карбоксиметилселлоза һәм полиакрилатны чимал итеп куллану, Лю һ.б. җимеш һәм яшелчәләрне яңа саклау өчен күпкатлы каплау аша ашый торган фильмнар әзерләделәр, һәм аларның морфологиясен, суда эрүчәнлеген һ.б. өйрәнделәр. Нәтиҗә күрсәткәнчә, натрий карбоксиметил целлюлозасы-хитосан-глицерол композицион фильмы саклауның иң яхшы эффекты булган. Кояш ingиншен һ.б. soyaиләк саклау өчен кулланыла торган соя протеинының композицион фильмын өйрәнде, ул җиләкнең транспирирациясен сизелерлек киметә, сулышын тыя һәм черегән җимеш тизлеген киметә ала. Феррейра һ.б. Композит ашый торган пленка әзерләү өчен җиләк-җимеш калдыклары порошогы һәм бәрәңге кабыгы порошогы кулланган, суда эрүчәнлеген һәм композицион пленканың механик үзлекләрен өйрәнгән, һәм карлыгачны саклау өчен каплау ысулын кулланган. Нәтиҗә күрсәткәнчә, карлыгачның саклану вакыты озайтылган. 50%, авырлыкны киметү 30-57% ка кимеде, һәм органик кислота һәм дым сизелерлек үзгәрмәде. Фу Сяоуи һ.б. яңа борычны хитосан ашый торган фильм белән саклауны өйрәнде, һәм нәтиҗәләр күрсәткәнчә, бу яңа борычның сулыш алу көчен сизелерлек киметергә һәм борыч картлыгын тоткарларга мөмкин. Наварро-Таразага һ.б. Эремчекне саклау өчен умартачылык үзгәртелгән HPMC ашый торган пленка кулланылган. Нәтиҗә күрсәткәнчә, бал кортлары кислород һәм дым барьеры һәм HPMC фильмнарының механик үзлекләрен яхшырта ала. Слива авырлыгын киметү дәрәҗәсе сизелерлек кимеде, саклау вакытында җимешнең йомшаруы һәм кан китүе яхшырды, һәм слива саклау вакыты озайтылды. Тан Лийинг һ.б. крахмал модификациясендә шеллак алкалы эремәсе кулланылган, ашарга яраклы пакет әзерләгән һәм аның фильм үзлекләрен өйрәнгән; шул ук вакытта, фильм формалаштыручы сыеклыкны манго пальтосына яңарту өчен куллану сулышны эффектив киметә ала.

1.1.3.4 Ит продуктларын эшкәртүдә һәм саклауда куллану

Бай туклыклы һәм югары су активлыгы булган ит продуктлары эшкәртү, ташу, саклау һәм куллану процессында микроорганизмнар белән җиңел генә һөҗүм итәләр, нәтиҗәдә төс һәм майның оксидлашуы һәм башка бозулар. Ит продуктларын саклау срогын һәм саклану срогын озайту өчен, ит продуктларында ферментларның активлыгын һәм өслектә микроорганизмнарның һөҗүмен тыярга, майның оксидлашуы аркасында төс һәм иснең начарлануына юл куймаска кирәк. Хәзерге вакытта ашарга яраклы фильмны саклау - илдә һәм чит илдә ит саклауда киң кулланылган ысулларның берсе. Традицион ысул белән чагыштырганда, ашарга яраклы пленкага салынган ит продуктларында тышкы микроорганизмнарның һөҗүме, майның оксидиатив ранлыгы һәм сок югалуы сизелерлек яхшырган, ит продуктларының сыйфаты сизелерлек яхшырган. Саклау вакыты озайтыла.

Ит продуктларының ашарлык пленкасын тикшерү 1950-нче еллар ахырында башланды, һәм иң уңышлы куллану колбаса ашый торган фильм булды, ул колбаса җитештерүдә һәм эшкәртүдә киң кулланылды. Эмироглу һ.б. антибактериаль фильм ясау өчен соя протеинының ашарлык пленкасына кунжут мае кушты, һәм аның туңдырылган сыерга антибактериаль эффектын өйрәнде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, антибактериаль фильм Стафилококк ауреусының үрчүен һәм үсешен сизелерлек тыя ала. Вук һ.б. проантокянидин ашый торган фильм әзерләде һәм аны суыткыч дуңгыз итен яңарту өчен кулланды. 14 көн сакланганнан соң төсе, pH, TVB-N кыйммәте, тиобарбитур кислотасы һәм дуңгыз итенең микробиаль саны өйрәнелде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, проантокянидиннарның ашарлык пленкасы тиобарбитур кислотасы формалашуны эффектив киметә ала, май кислотасының бозылуыннан саклый, ит продуктлары өстендә микроорганизмнарның һөҗүмен киметә, ит продуктларының сыйфатын яхшырта һәм саклау вакытын озайта һәм саклану вакыты. Angзян Шаотонг һ.б. крахмал-натрий алгинат композит мембрана эремәсенә чәй полифеноллары һәм аллисин кушты, һәм аларны суытылган дуңгыз итенең яңарышын саклап калу өчен кулланды, алар 0-4 ° C температурада 19 көннән артык саклана ала. Картахена һ.б. дуңгыз итен саклауда нисин антимикробиаль агент белән кушылган коллаген ашый торган фильмның антибактериаль эффекты турында хәбәр итте, бу коллаген ашый торган фильмның суыткыч дуңгыз кисәкләренең дым миграциясен киметә алуын, ит продуктларының рандициясен тоткарлый алуын һәм 2% коллаген пленкасын өстәвен күрсәтә. нисин иң яхшы саклау эффекты булган. Ван Руи һ.б. Натрий алгинат, хитосан һәм карбоксиметил җепселенең үзгәрүен pH, үзгәрүчән баз азот, кызару һәм сыер итенең колонияләренең гомуми саны 16 көн эчендә өйрәнде. Натрий витаминының өч төрле ашый торган фильмнары суытылган сыер итенең яңарышын саклау өчен кулланылды. Нәтиҗә күрсәткәнчә, натрий алгинатының ашый торган фильмы идеаль яңалыкны саклау эффектына ия. Каприоли һ.б. пешкән күркә күкрәген натрий казинат ашый торган пленка белән урап, аннары 4 ° C суыткычта. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, натрий казинат ашый торган пленка суыткыч вакытында күркә итен әкренләтә ала. яманлык.

1.1.3.5 Су продуктларын саклауда куллану

Су продуктларының сыйфаты төшүе, нигездә, ирекле дымның кимүендә, тәмнең начарлануында һәм су продуктлары текстурасының начарлануында күрсәтелә. Су продуктларының бозылуы, оксидлашу, денатурация һәм микробиаль һөҗүм аркасында коры куллану - болар барысы да су продуктларының саклану вакытына тәэсир итүче мөһим факторлар. Туңдырылган саклау - су продуктларын саклау өчен киң таралган ысул, ләкин шулай ук ​​чиста су балыклары өчен аеруча җитди булган процесста билгеле бер дәрәҗә деградациясе булачак.

Су продуктларын ашап була торган фильмны саклау 1970-нче еллар ахырында башланган һәм хәзер киң кулланыла. Ашый торган пленка туңдырылган су продуктларын эффектив саклый, су югалтуын киметә, шулай ук ​​антиоксидантлар белән кушылып, майның оксидлашуын булдырмый, шуның белән саклану срогын һәм саклану срогын озайту максатына ирешә ала. Миенатчисундарам һ.б. Крахмал нигезендә композицион ашарга яраклы фильм әзерләде, крахмалны матрица итеп кулланды һәм кнопка һәм дарчин кебек тәмләткечләр өстәде, һәм аны ак карабодай саклау өчен кулланды. Нәтиҗә шуны күрсәтте: ашарлык крахмал пленка микроорганизмнар үсешен эффектив тоткарлый, майның оксидлашуын акрынайта, 10 ° C һәм 4 ° C суыткыч ак карабодайның саклану срогын тиешенчә 14 һәм 12 көн озын итә ала. Чэн uanянюан һәм башкалар пулулан эремәсенең консервантын өйрәнделәр һәм чиста су балыкларын үткәрделәр. Саклау микроорганизмнар үсешен эффектив тоткарлый, балык протеины һәм майның оксидлашуын акрынайта һәм яхшы саклау эффектына ия. Usныс һ.б. салават күпере белән капланган желатин ашый торган пленка, аңа яфрак яфрагы эфир мае кушылган, һәм 4 ° C температурада суыткыч саклауның эффектын өйрәнгән. Нәтиҗә күрсәткәнчә, желатин ашый торган пленка салават күпере сыйфатын 22 көнгә кадәр саклап калуда нәтиҗәле булган. озак вакыт. Ван Сивей һ.б. төп материал буларак натрий алгинаты, хитосан һәм CMC кулланган, ашарга яраклы кино сыеклыгы әзерләү өчен стерик кислотасы өстәгән, һәм аны Penaeus vannamei белән каплау өчен кулланган. Тикшеренү күрсәткәнчә, CMC һәм хитосанның композицион фильмы сыеклыкның яхшы саклану эффекты бар һәм саклану срогын якынча 2 көнгә озайта ала. Ян Шэнгпинг һәм башкалар хитосан-чәй полифенол ашый торган пленка кулландылар, бу чәч бөртеге өстендә бактерияләр үрчетүне тыя ала, үзгәрүчән гидрохлор кислотасы формалашуны тоткарлый һәм чәч кырының саклану срогын озайта ала. якынча 12 көн.

1.1.3.6 Кыздырылган ризыкта куллану

Тирән кыздырылган ризык - зур продуктлы популяр ризык. Ул полисахарид һәм протеин ашый торган пленка белән төрелгән, бу кыздыру процессында ризыкның төс үзгәрүен һәм май куллануны киметә ала. кислород һәм дым кертү [80]. Кыздырылган ризыкны геллан сагыз белән каплау нефть куллануны 35% -63% ка киметергә мөмкин, мәсәлән, сашими кыздырганда, ул нефть куллануны 63% ка киметергә мөмкин; бәрәңге чипларын кыздырганда, ул нефть куллануны 35% -63% ка киметергә мөмкин. Ягулык куллануны 60% ка киметү һ.б. [81].

Сингтонг һ.б. натрий алгинаты, карбоксиметил целлюлозасы һәм пектин кебек полисахаридларның ашарлык фильмнары ясадылар, алар кыздырылган банан полосаларын каплау өчен кулланылды, һәм кыздырганнан соң майның үзләштерү дәрәҗәсен өйрәнделәр. Нәтиҗә күрсәткәнчә, пектин һәм карбоксил Метилцеллюлоза белән капланган кыздырылган банан полосалары яхшырак сизү сыйфатын күрсәттеләр, алар арасында пектин ашый торган фильм нефтьнең үзләштерүен киметүдә иң яхшы йогынты ясады [82]. Холоуния һ.б. Нефть кулланудагы үзгәрешләрне, майлы кислотаның бушлай булуын һәм майның төс кыйммәтен өйрәнү өчен кыздырылган тавык филеслары өстендә капланган HPMC һәм MC фильмнары. Алдан каплау нефтьнең үзләштерүен киметергә һәм нефтьнең гомерен яхшыртырга мөмкин. Шенг Мексианг һ.б. CMC ашый торган фильмнар ясады, хитосан һәм соя протеины изоляцияләнгән, капланган бәрәңге чипсы, һәм майның үзләштерүен, су эчтәлеген, төсен, акриламид эчтәлеген һәм бәрәңге чипларының сенсор сыйфатын өйрәнү өчен аларны югары температурада кыздырдылар. , нәтиҗәләр күрсәткәнчә, соя протеины ашарлык пленка кыздырылган бәрәңге чипларының май куллануны киметүгә зур йогынты ясый, һәм хитосан ашый торган фильм акриламид күләмен киметүгә яхшырак тәэсир итә [84]. Сальвадор һ.б. кыздырылган сквид боҗралары өслеген бодай крахмасы, үзгәртелгән кукуруз крахмасы, декстрин һәм глютен белән капладылар, бу сквид боҗраларының чисталыгын яхшырта һәм майның үзләштерү дәрәҗәсен киметә ала [85].

1.1.3.7 Пешерелгән әйберләрдә куллану

Ашый торган пленка пешкән әйберләрнең тышкы кыяфәтен яхшырту өчен шома каплау рәвешендә кулланылырга мөмкин; пешкән әйберләрнең саклану срогын яхшырту өчен дым, кислород, май һ.б. өчен киртә булып кулланылырга мөмкин, мәсәлән, хитосан ашый торган пленка каплау икмәк өстендә кулланыла, ул шулай ук ​​чиста ашамлыклар һәм ашамлыклар өчен ябыштыргыч буларак кулланылырга мөмкин, мәсәлән, кыздырылган борчак еш тоз һәм тәмләткечләр өчен ябыштыргычлар белән капланган [87].

Кристос һ.б. Натрий алгинаты һәм зәңгәр протеиннан ашарлык фильмнар ясап, аларны Lactobacillus rhamnosus пробиотик икмәк өслегенә каплаган. Тикшеренү күрсәткәнчә, пробиотикларның исән калу дәрәҗәсе сизелерлек яхшырган, ләкин икмәкнең ике төре ашкайнату механизмнары бик охшаган, шуңа күрә ашарлык фильмның каплавы икмәкнең текстурасын, тәмен һәм термофизик үзлекләрен үзгәртми [88]. Panuwat һ.б. Ашый торган композицион фильм әзерләү өчен метил целлюлоза матрицасына Indianинд розасы экстракты кушылды, һәм кыздырылган казларның яңарышын саклап калу өчен кулланды. Нәтиҗә күрсәткәнчә, составлы ашый торган фильм саклау вакытында кыздырылган казларны эффектив тыя ала. Сыйфат начарланды, кыздырылган казларның саклану вакыты 90 көнгә кадәр озайтылды [89]. Шоу һ.б. натрий казинат һәм глицерин белән үтә күренмәле һәм сыгылмалы ашарлык пленка ясады, һәм аның механик үзлекләрен, су үткәрүчәнлеген һәм пешкән икмәк кисәкләренә төрү эффектын өйрәнде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, пешкән икмәк белән натрий казинатының ашый торган пленкасы. Икмәк пешергәннән соң, аның катылыгы 6 сәгать эчендә бүлмә температурасында сакланырга мөмкин [90]. Дю һ.б. алма нигезендә ашарлык пленка һәм помидор нигезендә ашарлык пленка кыздырылган тавыкны урау өчен үсемлек эфир майлары кушылган, бу тавыкны кыздырганчы микроорганизмнар үсешенә комачауламый, кыздырганнан соң тавыкның тәмен дә арттыра [91]. Яванмард һ.б. бодай крахмалының ашарлык пленкасын әзерләде һәм аны пешкән фиста орлыкларын урау өчен кулланды. Нәтиҗә шуны күрсәтте: ашарлык крахмал пленкасы гайкаларның оксидиатив ранидлыгын булдырмаска, жаңгакларның сыйфатын яхшыртырга һәм саклану срогын озайтырга мөмкин [92]. Мәҗит һ.б. Кислород киртәсен арттырырга, борчакның ранидлыгын киметергә, кыздырылган борчакның ямьсезлеген яхшыртырга һәм саклау вакытын озайтырга мөмкин булган кыздырылган борчакны каплау өчен зәңгәр протеин ашый торган пленка кулланды [93].

1.1.3.8 Кондитер продуктларында куллану

Конфет тармагы үзгәрүчән компонентларны тарату өчен югары таләпләргә ия, шуңа күрә шоколад һәм конфетлар белән чистартылган өслекләр белән, үзгәрүчән компонентлар булган каплау сыеклыгын алыштыру өчен суда эри торган ашарга яраклы пленкалар кулланырга кирәк. Ашый торган упаковка пленкасы кислород һәм дым миграциясен киметү өчен конфет өслегендә шома саклагыч пленка ясарга мөмкин [19]. Кондитер эшләнмәләрендә зәңгәр протеин ашый торган пленкалар куллану аның үзгәрүчән компонентларының диффузиясен сизелерлек киметергә мөмкин. Шоколад печенье һәм борчак мае кебек майлы ризыкларны каплау өчен кулланылганда, май шоколадның тышкы катламына күчәчәк, шоколадны ябыштыра һәм "кире аяз" күренешен китерә, ләкин эчке материал кипәчәк, нәтиҗәдә а тәмен үзгәртү. Майлы барьер функциясе белән ашарлык пленка төрү материалы катламы өстәү бу проблеманы чишә ала [94].

Нельсон һ.б. берничә липид булган конфетларны каплау өчен метилцеллюлоза ашый торган пленка кулланган һәм бик аз липид үткәрүчәнлеген күрсәткән, шуның белән шоколадта салкынлык күренешен тоткарлый [95]. Мейерс гидрогель-балавызлы билайер ашый торган пленка чәйнәүгә кулланды, бу аның ябышуын яхшырта, су ватилизациясен киметә һәм саклану срогын озайта ала [21]. Фадини һ.б. әзерләгән су. Деколлаген-какао майы ашый торган композицион фильм аның механик үзлекләре һәм су үткәрүчәнлеге өчен өйрәнелде, һәм яхшы нәтиҗәләр белән шоколад продуктлары өчен каплау рәвешендә кулланылды [96].

1.1.4 Cellеллюлозага нигезләнгән ашый торган фильмнар

Cellеллюлоза нигезендә ашарга яраклы фильм - төп чимал буларак иң күп целлюлозадан һәм аннан ясалган туемнан ясалган ашый торган фильм. Cellеллюлоза нигезендә ашый торган пленка иссез һәм тәмсез, һәм яхшы механик көч, нефть барьеры, ачыклык, сыгылучылык һәм яхшы газ барьеры үзенчәлекләренә ия. Ләкин, целлюлозаның гидрофилик табигате аркасында, целлюлоза нигезендә ашый торган пленкаларның каршылыгы - Су күрсәткечләре гадәттә начар [82, 97-99].

Азык-төлек сәнәгате производствосында калдык материалларыннан ясалган целлюлоза нигезендә ашарга яраклы пленка искиткеч җитештерүчән ашарга яраклы пакетлар ала ала, һәм продуктларның өстәмә кыйммәтен арттыру өчен калдык материалларын куллана ала. Феррейра һ.б. җимеш һәм яшелчә калдыклары порошогын бәрәңге кабыгы порошогы белән кушып, целлюлоза нигезендә ашый торган композицион фильм әзерләү өчен, һәм яңалыкны саклап калу өчен аны карлыгач каплавына кулландылар һәм яхшы нәтиҗәләргә ирештеләр [62]. Тан Хуизи һ.б. фасоль чүпрәкләреннән алынган диетик җепселне төп материал итеп кулланган һәм соя җепселенең ашарлык пленкасын әзерләү өчен билгеле күләмдә калындыргыч өстәгән, яхшы механик характеристикалары һәм барьер үзенчәлекләре булган [100], нигездә, Фастфуд кесәсе тәмләткечләрен төрү өчен кулланыла. , материал пакетын кайнар суда эретү уңайлы һәм туклыклы.

Метил целлюлозасы (МК), карбоксиметил целлюлозасы (CMC) һәм гидроксипропил метил целлюлозасы (HPMC) кебек суда эри торган целлюлоза туемнары өзлексез матрица формалаштыра ала һәм гадәттә ашарлык фильмнарны эшкәртүдә һәм тикшерүдә кулланыла. Сяо Найю һ.б. MC-ны төп фильм формалаштыручы субстрат итеп кулланган, полиэтилен гликол һәм кальций хлорид һәм башка ярдәмче материаллар өстәгән, кастинг ысулы белән ашарга яраклы фильм әзерләгән һәм олекранон авызын озайта алган олекранонны саклауга кулланган. Шабдалы саклану вакыты - 4,5 көн [101]. Esmaeili һ.б. кастинг белән MC ашый торган пленка әзерләде һәм аны үсемлек эфир майы микрокапсулалары каплавына кулланды. Нәтиҗә күрсәткәнчә, MC фильмы яхшы майны блоклаучы эффектка ия ​​һәм май кислотасы бозылмасын өчен азык пакетларына кулланылырга мөмкин [102]. Тянь һ.б. Стерик кислотасы һәм туенмаган май кислоталары булган MC ашарга яраклы фильмнар, алар ашый торган фильмнарның су блоклаучы үзлекләрен яхшырта алалар [103]. Лай Фэнгинг һ.б. MC ашый торган фильмның кино формалаштыру процессына эретүче типның тәэсирен һәм ашый торган фильмның барьер үзенчәлекләрен һәм механик үзлекләрен өйрәнде [104].

CMC мембраналары O2, CO2 һәм майларга яхшы киртәләргә ия, һәм алар азык-төлек һәм медицина өлкәсендә киң кулланыла [99]. Бифани һ.б. CMC мембраналарын әзерләделәр һәм яфрак экстрактларының су барьеры һәм мембраналарның газ барьер үзлекләренә тәэсирен өйрәнделәр. Нәтиҗә күрсәткәнчә, яфрак экстрактлары кушылу мембраналарның дымын һәм кислород барьерын сизелерлек яхшырта ала, ләкин CO2 өчен түгел. Барьер үзлекләре экстракт концентрациясе белән бәйле [105]. де Мора һ.б. хитосан нанопартиклары CMC фильмнарын ныгытты, җылылык тотрыклылыгын, механик үзлекләрен һәм составлы фильмнарның су эретүчәнлеген өйрәнде. Нәтиҗә шуны күрсәтә: хитосан нанопартиклары CMC фильмнарының механик үзлекләрен һәм җылылык тотрыклылыгын эффектив яхшырта ала. Секс [98]. Ганбарзадә һ.б. CMC ашарга яраклы фильмнар әзерләде һәм глицерол һәм олей кислотасының CMC фильмнарының физикохимик үзлекләренә тәэсирен өйрәнде. Нәтиҗә фильмнарның барьер үзлекләре сизелерлек яхшырганын күрсәтте, ләкин механик үзлекләр һәм ачыклык кимеде [99]. Чэнг һ.б. карбоксиметил целлюлоза-коньяк глюкоманнан ашый торган композит фильм әзерләде, һәм пальма майының композицион фильмның физикохимик үзлекләренә тәэсирен өйрәнде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, кечерәк липид микросфералары композит фильмны сизелерлек арттыра ала. Hydир өслегенең гидрофобиклыгы һәм су молекуласының үткәрү каналының кәкрелеге мембрананың дым киртәләрен яхшырта ала [106].

HPMC яхшы фильм формалаштыру үзенчәлекләренә ия, һәм аның фильмы сыгылучан, үтә күренмәле, төссез һәм иссез, һәм яхшы нефть-барьер характеристикасына ия, ләкин аның механик үзлекләрен һәм су блоклау үзенчәлекләрен яхшыртырга кирәк. Зунига һ.б. тикшерүе. HPMC фильм формалаштыру эремәсенең башлангыч микросруктурасы һәм тотрыклылыгы фильмның өслегенә һәм эчке төзелешенә сизелерлек йогынты ясый алуын, һәм кино структурасы формалашкан вакытта нефть тамчыларының керү ысулы яктылык үткәрүенә һәм өслек эшчәнлегенә зур йогынты ясый алуын күрсәтте. фильм. Агентның кушылуы фильм формалаштыручы эремәнең тотрыклылыгын яхшырта ала, бу үз чиратында фильмның өслек структурасына һәм оптик үзлекләренә тәэсир итә, ләкин механик үзлекләр һәм һава үткәрүчәнлеге кимеми [107]. Клангмуанг һ.б. HPMC пленкасының механик үзлекләрен һәм барьер үзлекләрен яхшырту өчен HPMC ашый торган пленкасын көчәйтү һәм үзгәртү өчен органик үзгәртелгән балчык һәм бал кортлары кулланылды. Тикшеренү күрсәткәнчә, бал кортлары һәм балчык модификациясеннән соң, HPMC ашый торган фильмның механик үзлекләре ашый торган кино белән чагыштырыла. Дым компонентларының эшләнеше яхшырды [108]. Доган һ.б. HPMC ашарга яраклы фильм әзерләде, һәм HPMC фильмын көчәйтү һәм үзгәртү өчен микрокристалл целлюлоза кулланды, һәм фильмның су үткәрүчәнлеген һәм механик үзлекләрен өйрәнде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, үзгәртелгән фильмның дым киртәсе үзлекләре сизелерлек үзгәрмәгән. , ләкин аның механик үзлекләре сизелерлек яхшырды [109]. Чой һ.б. Ашый торган композицион фильм әзерләү өчен HPMC матрицасына орегано яфрагы һәм бергамот эфир мае кушылды, һәм аны яңа слива каплау консервациясенә кулланды. Тикшеренү күрсәткәнчә, ашый торган композицион пленка слива сулышын эффектив тыя ала, этилен җитештерүне киметә, авырлыкны киметү һәм слива сыйфатын күтәрә ала [110]. Эстеглал һ.б. Ашый торган композицион фильмнар әзерләү өчен HPMC-ны желатин белән кушты һәм ашарга яраклы композит фильмнарны өйрәнде. Физикохимик үзлекләр, механик үзлекләр һәм HPMC желатинның туры килүе HPMC гелатин композит фильмнарының киеренкелек үзлекләренең сизелерлек үзгәрмәвен күрсәтте, бу дару капсулаларын әзерләгәндә кулланыла ала [111]. Вилакрес һ.б. HPMC-касава крахмал ашый торган композицион фильмнарның механик үзлекләрен, газ барьеры һәм антибактериаль үзлекләрен өйрәнде. Нәтиҗә композицион фильмнарның кислород барьеры һәм антибактерия эффектлары яхшы булуын күрсәтте [112]. Бюн һ.б. шеллак-HPMC композит мембраналарын әзерләделәр, эмульсификатор төрләренең һәм шеллак концентрациясенең композит мембраналарга тәэсирен өйрәнделәр. Эмульсификатор составлы мембрананың су блоклаучы үзлекләрен киметте, ләкин аның механик үзлекләре сизелерлек кимемәде; шеллак кушылу HPMC мембранасының җылылык тотрыклылыгын шактый яхшыртты, һәм аның эффекты шеллак концентрациясенең артуы белән артты [113].

1.1.5 Крахмал нигезендә ашарлык фильмнар

Крахмал - ашарга яраклы фильмнар әзерләү өчен табигый полимер. Ул киң чыганак, түбән бәя, биокомплективлык һәм туклану кыйммәтенең өстенлекләренә ия, һәм азык-төлек һәм фармацевтика өлкәсендә киң кулланыла [114-117]. Күптән түгел, чиста крахмал ашый торган фильмнар һәм азыкны саклау һәм саклау өчен крахмал нигезендә ашый торган композицион фильмнар буенча тикшеренүләр бер-бер артлы барлыкка килде [118]. Amгары амилоза крахмасы һәм аның гидроксипропилатланган үзгәртелгән крахмалы - крахмал нигезендә ашарга яраклы фильмнар әзерләү өчен төп материаллар [119]. Крахмалның ретроградациясе - аның кино формалаштыру сәләтенең төп сәбәбе. Амилоза күләме никадәр югары булса, интермолекуляр бәйләнеш никадәр тыгыз булса, ретроградация ясау җиңелрәк, һәм кино формалаштыру милеге яхшырак, һәм фильмның соңгы киеренкелеге. зуррак. Амилоза аз кислород үткәрүчәнлеге булган суда эри торган фильмнар ясый ала, һәм югары амилоза фильмнарның барьер үзлекләре югары температура шартларында кимемәячәк, бу пакетланган ризыкны эффектив саклый ала [120].

Крахмал ашый торган пленка, төссез һәм иссез, яхшы ачыклык, суда эрүчәнлеге һәм газ барьеры үзенчәлекләре бар, ләкин ул чагыштырмача көчле гидрофиликаны һәм дымның начар киртәләрен күрсәтә, шуңа күрә ул нигездә азык кислородында һәм нефть барьерында кулланыла [121-123]. Моннан тыш, крахмал нигезендәге мембраналар картайуга һәм ретроградациягә мохтаҗ, һәм аларның механик үзлекләре чагыштырмача начар [124]. Aboveгарыдагы җитешсезлекләрне җиңәр өчен, крахмал физик, химик, энзиматик, генетик һәм өстәмә ысуллар белән үзгәртелергә мөмкин, крахмал нигезендә ашый торган фильмнарның үзлекләрен яхшырту өчен [114].

Чжан Чжэнмао һ.б. пальто җиләге өчен ультра-нечкә крахмал ашый торган пленка кулланган һәм ул су югалтуын эффектив киметә ала, эри торган шикәр күләмен киметә һәм җиләк саклау вакытын эффектив озайта ала [125]. Гарсия һ.б. крахмал төрле чылбырлы катнашлыгында үзгәртелгән крахмал фильм формалаштыручы сыеклык алу өчен, яңа җиләк каплау пленкасын саклау өчен кулланылган. Ставка һәм бозылу дәрәҗәсе капланмаган төркемнекенә караганда яхшырак иде [126]. Ганбарзадә һ.б. лим кислотасы үзара бәйләнгән крахмалны үзгәртте һәм химик яктан үзара бәйләнгән үзгәртелгән крахмал пленка алды. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, үзара бәйләнгән модификациядән соң дым барьеры һәм крахмал фильмнарның механик үзлекләре яхшырган [127]. Гао Кню һәм башкалар. Крахмалны энзиматик гидролиз белән эшкәрттеләр һәм крахмал ашый торган пленка алдылар, һәм аның механик үзлекләре, мәсәлән, киеренкелек көче, озынлык һәм катлау каршылыгы артты, һәм ферментларның эш вакыты арту белән дым киртәсе эшләве артты. сизелерлек яхшырды [128]. Парра һ.б. Яхшы механик үзлекләре һәм аз су парларын җибәрү тизлеге белән ашарга яраклы фильм әзерләү өчен тапиока крахмалына үзара бәйләүче агент өстәде [129]. Fonseca һ.б. бәрәңге крахмалын оксидлаштыру өчен натрий гипохлоритын кулланган һәм оксидлаштырылган крахмалның ашарлык пленкасын әзерләгән. Тикшеренү күрсәткәнчә, аның су парларын җибәрү тизлеге һәм суда эрүчәнлеге сизелерлек кимегән, бу югары су активлыгы ашамлыкларын пакетларга кулланырга мөмкин [130].

Крахмалны башка ашарлык полимерлар һәм пластилизаторлар белән кушу - крахмал нигезендә ашый торган фильмнарның үзлекләрен яхшырту өчен мөһим ысул. Хәзерге вакытта еш кулланыла торган катлаулы полимерлар күбесенчә гидрофилик коллоидлар, мәсәлән, пектин, целлюлоза, диңгез үсемлеге полисахарид, хитосан, каррагенан һәм ксантан сагызы [131].

Мария Родригес һ.б. Крахмал нигезендә ашарга яраклы фильмнар әзерләү өчен төп материал буларак бәрәңге крахмасы һәм пластилизаторлар яки сирфактантлар кулланылган, пластикизаторларның кино сыгылучылыгын арттыра алуын һәм сирфактантларның кино сузылу мөмкинлеген киметә алуын күрсәтә [132]. Сантана һ.б. касава крахмал ашый торган фильмнарны көчәйтү һәм үзгәртү өчен нанофибрлар кулланганнар, яхшыртылган механик үзлекләре, барьер үзлекләре һәм җылылык тотрыклылыгы белән крахмал нигезендә ашый торган композицион фильмнар алганнар [133]. Азеведо һ.б. Бердәм кино материалы әзерләү өчен термопластик крахмал белән кушылган зәңгәр протеин, зәңгәр протеин һәм термопластик крахмалның интерфаксаль ябышу булуын күрсәтә, һәм зәңгәр протеин крахмалның булуын сизелерлек яхшырта ала. Ашый торган фильмнарның су блоклау һәм механик үзлекләре [134]. Эдхирей һ.б. тапиока крахмал нигезендә ашарга яраклы фильм әзерләде, һәм пластилизаторның физик һәм химик төзелешенә, механик үзлекләренә һәм җылылык үзлекләренә тәэсирен өйрәнде. Нәтиҗә шуны күрсәтә: пластилизаторның төре һәм концентрациясе тапиока крахмал пленкасына зур йогынты ясый ала. Карбамид һәм триэтилен гликол кебек башка пластилизаторлар белән чагыштырганда, пектин иң яхшы пластиклаштыру эффектына ия, һәм пектин-пластилизацияләнгән крахмал пленкасы яхшы су блоклаучы үзенчәлекләргә ия [135]. Сабери һ.б. Ашый торган композицион фильмнар әзерләү өчен борчак крахмасы, гуар сагызы һәм глицерин кулланылган. Нәтиҗә күрсәткәнчә, борчак крахмасы кино калынлыгында, тыгызлыгында, бердәмлегендә, су үткәрүчәнлегендә һәм киеренкелегендә зур роль уйнаган. Саклагыч Бу мембрананың керү көченә һәм эластик модуласына тәэсир итә ала, һәм глицерол мембрананың сыгылучылыгын яхшырта ала [136]. Jiи һ.б. хитосан һәм кукуруз крахмасы кушылды, һәм крахмал карбонат нанопартиклары кушылды, крахмалга нигезләнгән антибактериаль фильм әзерләү өчен. Тикшеренү күрсәткәнчә, крахмал һәм хитосан арасында интермолекуляр водород бәйләнешләре барлыкка килгән, һәм фильмның механик үзлекләре булган һәм антибактериаль үзлекләр көчәйтелгән [137]. Мейра һ.б. Каолин нанопартиклары белән ашарлык антибактериаль пленка көчәйтелгән һәм үзгәртелгән, һәм составлы фильмның механик һәм җылылык үзлекләре яхшырды, антибактериаль эффект тәэсир итмәде [138]. Ортега-Торо һ.б. крахмалга HPMC кушты һәм ашарга яраклы фильм әзерләү өчен лим кислотасы өстәде. Тикшеренү күрсәткәнчә, HPMC һәм лим кислотасы кушылу крахмалның картаюын тыя һәм ашый торган пленкаларның су үткәрүчәнлеген киметә ала, ләкин кислород барьеры төшә [139].

1.2 Полимер гидрогеллар

Гидрогеллар - гидрофилик полимерлар классы, өч үлчәмле челтәр структурасы, алар суда эри алмый, ләкин су белән шешә ала. Макроскопик яктан, гидрогель билгеле бер формага ия, агып китә алмый һәм каты матдә. Микроскопик яктан, суда эри торган молекулалар гидрогельдә төрле формада һәм зурлыкта таралырга һәм төрле диффузия ставкаларында таралырга мөмкин, шуңа күрә гидрогел эремә үзенчәлекләрен күрсәтә. Гидрогелларның эчке төзелеше чикләнгән көчкә ия һәм җиңел җимерелә. Ул каты һәм сыеклык арасында. Аның каты эластиклыгы бар, һәм чын катыдан аерылып тора.

1.2.1 Полимер гидрогелларга күзәтү

1.2.1.1 Полимер гидрогелларның классификациясе

Полимер гидрогел - полимер молекулалары арасында физик яки химик үзара бәйләнештән барлыкка килгән өч үлчәмле челтәр структурасы [143-146]. Ул үзен шешәр өчен күп күләмдә су сеңдерә, һәм шул ук вакытта ул өч үлчәмле структурасын саклап кала һәм суда эри алмый. су.

Гидрогелларны классификацияләүнең күп ысуллары бар. Crossзара бәйләнеш үзлекләренең аермасына нигезләнеп, аларны физик гельләргә һәм химик гельләргә бүлеп була. Физик гельләр чагыштырмача зәгыйфь водород бәйләнешләре, ион бәйләнешләре, гидрофобик үзара бәйләнешләр, ван дер Вальс көчләре һәм полимер молекуляр чылбырлар һәм башка физик көчләр арасындагы физик бәйләнеш аркасында барлыкка киләләр, һәм төрле тышкы шартларда чишелешләргә әверелергә мөмкин. Кире кире гел дип атала; химик гель, гадәттә, җылылык, яктылык, инициатор һ.б булганда ковалент бәйләнешләр кебек химик бәйләнешләрнең үзара бәйләнеше аркасында формалашкан даими өч үлчәмле челтәр структурасы. Гель барлыкка килгәннән соң, ул кире кайтарылмый һәм даими, шулай ук ​​билгеле. Чын конденсат өчен [147-149]. Физик гельләр гадәттә химик модификация таләп итмиләр һәм аз токсиклылыкка ия, ләкин аларның механик үзлекләре чагыштырмача начар һәм зур тышкы стресска каршы тору авыр; химик гельләр гадәттә яхшырак тотрыклылык һәм механик үзлекләргә ия.

Төрле чыганакларга нигезләнеп, гидрогелларны синтетик полимер гидрогелларга һәм табигый полимер гидрогелларга бүлеп була. Синтетик полимер гидрогеллар - синтетик полимерларның химик полимеризациясе белән барлыкка килгән гидрогеллар, нигездә полиакрил кислотасы, поливинил asetat, полиакриламид, полиэтилен оксиды һ.б. табигый полимер гидрогеллар - полимер гидрогеллар полисахаридлар һәм протеиннар кебек табигый полимерларның үзара бәйләнеше ярдәмендә барлыкка килә, шул исәптән целлюлоза, алгинат, крахмал, агароза, гиалурон кислотасы, желатин, һәм коллаген [6, 7, 150], 151]. Табигый полимер гидрогеллар гадәттә киң чыганак, түбән бәя һәм аз токсиклылык үзенчәлекләренә ия, һәм синтетик полимер гидрогелларны эшкәртү җиңел һәм зур уңыш бирә.

Тышкы мохиткә төрле җавапларга нигезләнеп, гидрогелларны традицион гидрогелларга һәм акыллы гидрогелларга бүлеп була. Традицион гидрогеллар тышкы мохит үзгәрүләренә чагыштырмача сизгер; акыллы гидрогеллар тышкы мохиттә кечкенә үзгәрешләрне сизә һәм физик төзелештә һәм химик үзлекләрдә тиешле үзгәрешләр тудыра ала [152-156]. Температурага сизгер гидрогеллар өчен күләм әйләнә-тирә температурасы белән үзгәрә. Гадәттә, мондый полимер гидрогелларда гидроксил, эфир һәм амид кебек гидрофилик төркемнәр бар, яки метил, этил һәм пропил кебек гидрофобик төркемнәр бар. Тышкы мохит температурасы гель молекулалары арасындагы гидрофилик яки гидрофобик үзара бәйләнешкә, водород бәйләнешенә һәм су молекулалары һәм полимер чылбырлар арасындагы тәэсиргә тәэсир итә, шуның белән гель системасы балансына тәэсир итә. РНга сизгер гидрогеллар өчен системада гадәттә карбоксил группалары, сульфон кислотасы төркемнәре яки аминокруппалар кебек кислота базасын үзгәртүче төркемнәр бар. PHзгәрә торган pH мохитендә бу төркемнәр протоннарны сеңдерә яки җибәрә ала, гельдәге водород бәйләнешен һәм эчке һәм тышкы ион концентрацияләре арасындагы аерманы үзгәртә, нәтиҗәдә гель күләме үзгәрә. Электр кыры, магнит кыры һәм яктылыкка сизгер гидрогеллар өчен аларда полиэлектролитлар, металл оксидлары һәм фотосенсив төркемнәр кебек функциональ төркемнәр бар. Төрле тышкы стимул астында система температурасы яки ионлаштыру дәрәҗәсе үзгәртелә, аннары гель күләме температура яки рНга сизгер гидрогелга охшаган принцип буенча үзгәртелә.

Төрле гель тәртибенә нигезләнеп, гидрогелларны салкын тидерүче гельләргә һәм җылылык белән эшләнгән гельләргә бүлеп була [157]. Салкын гель, кыскача салкын гель дип атала, макромолекула, ул югары температурада очраклы ботинкалар формасында бар. Суыту процессында, водород бәйләнешләре аркасында, гелик фрагментлар әкренләп барлыкка килә, шуның белән процесс чишелештән тәмамлана. Гелгә күчү [158]; Термо-индуктив гель, җылылык гели дип атала, түбән температурада эремә хәлендәге макромолекула. Heatingылыту процессында гидрофобик үзара бәйләнеш һ.б. аша өч үлчәмле челтәр структурасы барлыкка килә, шулай итеп геляция күчүен тәмамлыйлар [159], 160].

Гидрогелларны шулай ук ​​гомополимер гидрогелларга, кополимеризацияләнгән гидрогелларга һәм төрле челтәр үзлекләренә, микроскопик гидрогелларга һәм макроскопик гидрогелларга, төрле гель зурлыкларына нигезләнеп, биодеградацияләнә торган үзлекләргә бүлеп була. Төрле бозыла торган гидрогелларга һәм деградацияләнмәгән гидрогелларга бүленәләр.

1.2.1.2 Табигый полимер гидрогелларны куллану

Табигый полимер гидрогеллар яхшы биокомплективлык, югары сыгылучылык, мул чыганаклар, әйләнә-тирә мохиткә сизгерлек, су тоту һәм аз агулану үзенчәлекләренә ия, һәм алар биомедицина, азык эшкәртү, әйләнә-тирә мохитне саклау, авыл хуҗалыгы һәм урман хуҗалыгында киң кулланыла һәм ул киң кулланыла. сәнәгатьтә һәм башка өлкәләрдә кулланыла [142, 161-165].

Табигый полимер гидрогелларны биомедицина белән бәйле өлкәләрдә куллану. Табигый полимер гидрогелларның яхшы биокомплективлыгы, биодеградациялелеге, һәм агулы ягы юк, шуңа күрә алар яраны киендерү өчен кулланылырга һәм кеше тукымалары белән турыдан-туры элемтәгә керергә мөмкин, бу витродагы микроорганизмнарның эффективлыгын киметә, тәндәге сыеклыкларның югалуына һәм кислородка юл куя ала. аша үтәргә. Яраларны дәвалауга ярдәм итә; уңайлы кием, кислород үткәрүчәнлеге, күз авыруларын ярдәмче дәвалау өстенлекләре белән контакт линзаларын әзерләү өчен кулланылырга мөмкин [166, 167]. Табигый полимерлар тере тукымалар структурасына охшаш һәм кеше организмының нормаль матдәләр алмашында катнаша ала, шуңа күрә мондый гидрогеллар тукымалар инженер скафолд материаллары, тукымалар инженериясе кычыткан ремонтлау һ.б. кулланылырга мөмкин. формалы һәм инъекцияле формадагы скафолдлар. Алдан формалаштырылган стентлар судан файдаланалар, гельнең өч үлчәмле челтәр структурасы аңа биологик тукымаларда билгеле бер роль уйный, шул ук вакытта күзәнәкләр өчен билгеле һәм җитәрлек үсеш мәйданы бирә, шулай ук ​​күзәнәк үсешенә, дифференциациягә, деградациягә китерә ала. кеше организмы тарафыннан үзләштерү [168]. Инъекцияле формадагы стентлар гидрогелларның фаза күчү тәртибен кулланалар, пациентларның авыртуын киметә алырлык агым хәленә инъекцияләнгәннән соң гельләрне тиз формалаштыралар [169]. Кайбер табигый полимер гидрогеллар экологик яктан сизгер, шуңа күрә алар наркотиклар белән идарә итү материаллары буларак киң кулланыла, шуңа күрә аларда урнашкан препаратлар кеше организмының кирәкле өлешләренә вакытлы һәм санлы рәвештә чыгарыла, агулы һәм якны киметә. препаратларның кеше организмына тәэсире [170].

Табигый полимер гидрогелларны азык белән бәйле кырларда куллану. Табигый полимер гидрогеллар кешеләрнең көненә өч тапкыр ашауының мөһим өлеше, мәсәлән, кайбер десертлар, конфетлар, ит алмаштыручылары, йогурт һәм туңдырма. Ул еш кына азык-төлек товарларында азык өстәмәсе буларак кулланыла, бу аның физик үзлекләрен яхшырта һәм шома тәм бирә ала. Мәсәлән, ул шорпаларда һәм соусларда калындыргыч, соктагы эмульсификатор һәм туктатучы агент буларак кулланыла. Сөт эчемлекләрендә, пуддингларда һәм аспикларда геллинг агенты, сырадагы ачыклаучы агент һәм күбек стабилизаторы, сырдагы синерез ингибиторы, колбаса бәйләүче, крахмал ретроградация ингибиторы икмәк һәм майда кулланыла [171-174 ]. Азык өстәмәләре кулланмасыннан, күп санлы табигый полимер гидрогелларның азык эшкәртү өчен азык өстәмәләре буларак расланганын күрергә мөмкин [175]. Табигый полимер гидрогеллар сәламәтлек продуктларын һәм функциональ ризыкларны үстерүдә туклыклы ныгытучы буларак кулланыла, мәсәлән, диета җепселләре, авырлыкны киметү продуктларында һәм консиптка каршы продуктларда кулланыла [176, 177]; пребиотиклар буларак, алар колоник сәламәтлекне саклау продуктларында һәм эчәк яман шеш авыруларын профилактикалау өчен кулланыла [178]; табигый полимер гидрогеллар ашарга яраклы яки деградацияләнгән капламаларда яки фильмнарда ясалырга мөмкин, алар җимеш һәм яшелчәләрне саклау кебек азык төрү материалларында, аларны җиләк-җимеш өстенә каплап, өслектә саклану срогын озайтырга мөмкин. җиләк-җимеш һәм яшелчәләрне яңа һәм назлы итеп саклагыз; чистартуны җиңеләйтү өчен колбаса һәм кондитер кебек уңайлы ризыклар өчен төрү материаллары буларак кулланырга мөмкин [179, 180].

Табигый полимер гидрогелларны башка өлкәләрдә куллану. Көндәлек кирәк-яраклар ягыннан, аны каймаклы тире яки косметикага өстәргә мөмкин, бу продуктның саклагычта кипүенә комачауламый, тирене дымландыручы һәм дымландыра торган; матурлык макияжында хуш исләрне стилизацияләү, дымландыру һәм әкрен чыгару өчен кулланырга мөмкин; Аны көндәлек сөлгеләр һәм поддержка кебек көндәлек кирәк-яракларда кулланырга мөмкин [181]. Авыл хуҗалыгында ул корылыкка каршы торырга, үсентеләрне сакларга һәм хезмәт интенсивлыгын киметергә мөмкин; үсемлек орлыклары өчен каплау агенты буларак, орлыкларның үсү дәрәҗәсен сизелерлек арттырырга мөмкин; үсентеләр күчереп утырганда, үсентеләрнең яшәү дәрәҗәсен арттырырга мөмкин; пестицидлар, куллануны яхшырту һәм пычрануны киметү [182, 183]. Әйләнә-тирә мохит ягыннан, ул су ресурсларын саклау һәм әйләнә-тирә мохитне яхшырту өчен еш авыр металл ионнары, хуш исле кушылмалар һәм буяулар булган канализация чистарту өчен флокулант һәм adsorbent буларак кулланыла [184]. Промышленностьта ул дегидратлаучы агент, бораулау майлау, кабель төрү материалы, мөһерләү материалы һәм салкын саклау агенты һ.б. буларак кулланыла [185].

1.2.2 Гидроксипропил метилселлоза термогель

Cellеллюлоза - иң элек өйрәнелгән, кешеләр белән иң якын мөнәсәбәттә булган һәм табигатьтә иң күп булган табигый макромолекуляр кушылма. Ул югары үсемлекләрдә, алга һәм микроорганизмнарда киң таралган [186, 187]. Cellеллюлоза киң чыганагы, түбән бәясе, яңартыла торган, биодеградацияләнә торган, куркынычсыз, агулы булмаган һәм яхшы биокомплективлыгы аркасында киң таралган игътибарны җәлеп итә [188].

1.2.2.1 Cellеллюлоза һәм аның эфир туемнары

Cellеллюлоза - D-ангидроглукоза структур берәмлекләренең β-1,4 гликозидик бәйләнешләр аша тоташуы аркасында барлыкка килгән сызыклы озын чылбырлы полимер [189-191]. Эретеп булмый. Молекуляр чылбырның һәр очында бер оч төркеменнән кала, һәр глюкоза берәмлегендә өч поляр гидроксил төркеме бар, алар билгеле бер шартларда күп санлы күзәнәк һәм водород бәйләнешен барлыкка китерә алалар; һәм целлюлоза - полицик структура, һәм молекуляр чылбыр ярым каты. Чылбыр, югары кристалллык, һәм структурасында бик регуляр, шуңа күрә ул полимеризациянең югары дәрәҗәсенә, яхшы молекуляр юнәлешкә, химик тотрыклылыкка ия ​​[83, 187]. Cellеллюлоза чылбырында күп санлы гидроксил төркемнәре булганлыктан, аны химик яктан эфирлаштыру, оксидлаштыру һәм эфирлаштыру кебек төрле ысуллар белән үзгәртеп була, искиткеч куллану үзенчәлекләре булган целлюлоза туемнарын алу өчен [192, 193].

Cellеллюлоза туемнары полимер химия өлкәсендә иң элек тикшерелгән һәм җитештерелгән продуктларның берсе. Алар полимер нечкә химик материаллар, киң кулланылышта, алар табигый полимер целлюлозадан химик яктан үзгәртелгән. Алар арасында целлюлоза эфирлары киң кулланыла. Бу сәнәгать кушымталарында иң мөһим химик чималның берсе [194].

Cellеллюлоза эфирларының бик күп төрләре бар, аларның барысы да үзенчәлекле һәм искиткеч үзенчәлекләргә ия, һәм азык-төлек һәм медицина кебек күп өлкәләрдә киң кулланылган [195]. МК - метил группасы белән иң гади целлюлоза эфиры. Алмаштыру дәрәҗәсенең артуы белән, ул эретелгән эшкәртү эремәсендә, суда, алкогольдә һәм хуш исле углеводород эретүчедә эреп, уникаль җылылык гель үзенчәлекләрен күрсәтә. [196]. CMC - табигый целлюлозадан эшкәртү һәм кислоталау ярдәмендә алынган анионик целлюлоза эфиры.

Бу иң киң кулланылган һәм кулланылган целлюлоза эфиры, ул суда эри [197]. HPC, гидроксиалкил целлюлоза эфиры эшкәртү һәм эфирлаштыру целлюлозасы белән алынган, яхшы термопластикка ия, шулай ук ​​җылылык гел үзенчәлекләрен күрсәтә, һәм аның гель температурасы гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенә зур йогынты ясый [198]. HPMC, мөһим катнаш эфир, шулай ук ​​җылылык гел үзенчәлекләренә ия, һәм аның гель үзенчәлекләре ике алмаштыручы һәм аларның катнашуы белән бәйле [199].

1.2.2.2 Гидроксипропил метилселлоза структурасы

Гидроксипропил метил целлюлозасы (HPMC), молекуляр структура 1-3 нче рәсемдә күрсәтелгән, типик ион булмаган суда эри торган целлюлоза катнаш эфир. Метил хлорид һәм пропилен оксидының эфирлаштыру реакциясе [200,201] алу өчен башкарыла, һәм химик реакция тигезләмәсе 1-4 нче рәсемдә күрсәтелгән.

Гидрокси пропокси (- [OCH2CH (CH3)] n OH), метокси (-OCH3) һәм HPMC структур берәмлегендә эшкәртелмәгән гидроксил төркемнәре бар, һәм аның эшләве төрле төркемнәрнең уртак эшенең чагылышы. [202]. Ике алмаштыргыч арасындагы нисбәт ике эфирлаштыручы агентның масса катнашуы, натрий гидроксидының концентрациясе һәм массасы, һәм целлюлозаның берәмлеге массасына эфирлаштыручы агентларның масса катнашуы белән билгеләнә [203]. Гидрокси пропокси - актив төркем, ул алга таба алкилатланган һәм гидрокси алкилатланган булырга мөмкин; бу төркем - озын тармаклы чылбырлы гидрофилик төркем, ул чылбыр эчендә пластиклаштыруда билгеле бер роль уйный. Метокси - реакциядән соң бу реакция сайтының инактивлашуына китерә торган ахыргы төркем; бу төркем гидрофобик төркем һәм чагыштырмача кыска структурага ия [204, 205]. Эшкәртелмәгән һәм яңа кертелгән гидроксил төркемнәрен алыштыруны дәвам итә алалар, нәтиҗәдә катлаулы химик структура барлыкка килә, һәм HPMC үзлекләре билгеле бер диапазонда үзгәрә. HPMC өчен аз күләмдә алмаштыру аның физикохимик үзлекләрен бөтенләй башкача ясарга мөмкин [206], мәсәлән, югары метокси һәм аз гидроксипропил HPMC физикохимик үзлекләре МКга якын; HPMC эше HPC эшенә якын.

1.2.2.3 Гидроксипропил метилселулозаның үзлекләре

(1) HPMC термогелеблыгы

HPMC чылбыры гидрофоб-метил һәм гидрофил-гидроксипропил төркемнәре кертү аркасында уникаль гидратлаштыру-дегидрация үзенчәлекләренә ия. Heылытылганда әкренләп геляция конверсиясен кичерә, суытканнан соң чишелеш хәленә кайта. Ягъни, ул термаль рәвештә китерелгән гель үзлекләренә ия, һәм геляция күренеше кирегә кире кайта, ләкин бер үк процесс түгел.

HPMC-ның геляция механизмына килгәндә, түбән температурада (геляция температурасы астында), HPMC эремәсендә һәм поляр су молекулаларында водород бәйләнешләре белән бәйләнгәннәр, "кош оясы" дип аталган супрамолекуляр структура. Гидратланган HPMC молекуляр чылбырлары арасында кайбер гади бәйләнешләр бар, моннан кала, үзара бәйләнешләр аз. Температура күтәрелгәч, HPMC су молекулалары һәм HPMC молекулалары арасындагы водород бәйләнешләрен өзәр өчен, энергияне үзләштерә, кәфескә охшаган молекуляр структураны җимерә, молекуляр чылбырдагы бәйләнгән суын әкренләп югалта, һәм гидроксипропил һәм метокси төркемнәрен фаш итә. Температура артуын дәвам иткәндә (гель температурасына кадәр), HPMC молекулалары акрынлап гидрофобик берләшмә аша өч үлчәмле челтәр структурасын формалаштыралар, HPMC гельләре ахыр чиктә барлыкка килә [160, 207, 208].

Органик булмаган тозлар кушылу HPMC гель температурасына ниндидер йогынты ясый, кайберәүләр тоз салу аркасында гель температурасын киметә, икенчеләре тоз эретү күренеше аркасында гель температурасын күтәрә [209]. NaCl кебек тозлар кушылгач, тозлау феномены барлыкка килә һәм HPMC гель температурасы кими [210, 211]. Тозлар HPMCга кушылганнан соң, су молекулалары тоз ионнары белән кушылырга омтылалар, шулай итеп су молекулалары һәм HPMC арасындагы водород бәйләнеше җимерелә, HPMC молекулалары тирәсендәге су катламы юкка чыга, һәм HPMC молекулалары тиз арада чыгарылырга мөмкин. гидрофобика. Ассоциация, гель формалашу температурасы әкренләп кими. Киресенчә, NaSCN кебек тозлар кушылгач, тоз эретү феномены барлыкка килә һәм HPMC гель температурасы арта [212]. Гион температурасына анионнарның кимү эффектының тәртибе: SO42−> S2O32−> H2PO4−> F−> Cl−> Br−> NO3−> I−> ClO4−> SCN−, катионнар тәртибе гель температурасы арту: Li +> Na +> K +> Mg2 +> Ca2 +> Ba2 + [213].

Гидроксил группалары булган монохидрик спиртлар кебек кайбер органик кечкенә молекулалар кушылгач, гель температурасы өстәмә күләмнең артуы белән арта, максималь кыйммәт күрсәтә һәм фаза аерылганчы кими [214, 215]. Бу, нигездә, кечкенә молекуляр авырлык белән бәйле, ул зурлык тәртибендә су молекулалары белән чагыштырыла, һәм кушылганнан соң молекуляр дәрәҗәдәге начарлыкка ирешә ала.

(2) HPMC чишелеше

HPMC кайнар суда эри торган һәм салкын суда эри торган үзенчәлекләргә ия, ләкин салкын дисперсия төренә һәм төрле су эретүчәнлеге буенча кайнар дисперсия төренә бүленергә мөмкин [203]. Салкын таралган HPMC салкын суда тиз таралырга мөмкин, һәм аның ябышлыгы берникадәр вакыттан соң арта, һәм ул чыннан да суда эри; җылылык таратучы HPMC, киресенчә, түбән температурада су өстәгәндә агломерацияне күрсәтә, ләкин өстәү кыенрак. Highгары температуралы суда HPMC тиз таралырга мөмкин, һәм температура кимегәннән соң ябышлык арта, чын HPMC су эремәсенә әверелә. HPMC-ның суда эрүчәнлеге метокси төркемнәренең эчтәлеге белән бәйле, алар 85 ° C, 65 ° C һәм 60 ° C-тан югарыдан түбәнгә кадәр кайнар суда эри алмыйлар. Гомумән алганда, HPMC ацетон һәм хлороформ кебек органик эреткечләрдә эри алмый, ләкин этанол су эремәсендә һәм катнаш органик эремәләрдә эри.

(3) HPMC тозына толерантлык

HPMC-ның ион булмаган табигате аны суда ионлаштыра алмый, шуңа күрә металл ионнары белән явым-төшем ясамый. Ләкин, тоз өстәү HPMC гели барлыкка килгән температурага тәэсир итәчәк. Тоз концентрациясе арткач, HPMC гель температурасы кими; тоз концентрациясе флокуляция ноктасыннан түбән булганда, HPMC эремәсенең ябышлыгы артырга мөмкин, шуңа күрә куллануда калынлык максатына тиешле күләмдә тоз өстәп ирешеп була [210, 216].

(4) HPMC кислотасы һәм эшкәртү каршылыгы

Гомумән, HPMC кислоталы-төп тотрыклылыкка ия ​​һәм pH 2-12 pH тәэсирендә түгел. HPMC билгеле бер дәрәҗәдә эретелгән кислоталарга каршы торуны күрсәтә, ләкин концентрацияләнгән кислота өчен ябышлыкның кимү тенденциясен күрсәтә; эшкәртүчеләр аңа аз тәэсир итәләр, ләкин бераз артырга һәм әкренләп эремә ябышлыгын киметергә мөмкин [217, 218].

(5) HPMC ябышлылыгының йогынты факторы

HPMC псевдопластик, аның эремәсе бүлмә температурасында тотрыклы, һәм аның ябышлыгы молекуляр авырлык, концентрация һәм температура тәэсирендә. Шул ук концентрациядә, HPMC молекуляр авырлыгы никадәр югары булса, ябышлык шулкадәр югары; шул ук молекуляр авырлык продукты өчен, HPMC концентрациясе никадәр югары булса, ябышлык шулкадәр югары; HPMC продуктының ябышлыгы температураның күтәрелүе белән кими, һәм гел формалашу температурасына җитә, геляция аркасында ябышлыкның кинәт артуы белән [9, 219, 220].

(6) HPMCның башка үзлекләре

HPMC ферментларга нык каршы тора, һәм аның ферментларга каршы торуы алмаштыру дәрәҗәсе белән арта. Шуңа күрә, продукт саклау вакытында башка шикәр продуктларына караганда тотрыклырак сыйфатка ия ​​[189, 212]. HPMC билгеле эмульсив үзлекләргә ия. Гидрофобик метокси төркемнәре эмульсиядә нефть фазасы өслегенә кушылырга мөмкин, калын adsorption катламы барлыкка китерә, ул саклаучы катлам булып эшли ала; суда эри торган гидроксил төркемнәре өзлексез этапны яхшырту өчен су белән кушылырга мөмкин. Ябалаклык, таралган этапның берләшүен тыя, өслекнең киеренкелеген киметә һәм эмульсияне тотрыклыландыра [221]. HPMC суда эри торган полимерлар белән кушылырга мөмкин, мәсәлән, желатин, метилцеллюлоза, саранча чөгендере, каррагенан һәм сагыз гарәпчәсе бердәм һәм үтә күренмәле чишелеш формалаштыру өчен, шулай ук ​​глицерин һәм полиэтилен гликол кебек пластилизаторлар белән кушылырга мөмкин. [200, 201, 214].

1.2.2.4 Гидроксипропил метилцеллюлозаны куллануда булган проблемалар

Беренчедән, югары бәя HPMC-ның киң кулланылышын чикли. HPMC пленкасы яхшы ачыклыкка карамастан, майлы барьер үзенчәлекләре һәм механик үзлекләре. Ләкин, аның югары бәясе (якынча 100,000 / тонна) аның киң кулланылышын чикли, хәтта капсула кебек югары бәяле фармацевтика кушымталарында. HPMCның шулкадәр кыйммәт булуының сәбәбе беренчедән, HPMC әзерләү өчен кулланылган чимал целлюлозасы чагыштырмача кыйммәт. Моннан тыш, ике алмаштыручы төркем, гидроксипропил группасы һәм метокси группасы бер үк вакытта HPMC белән бәйләнгән, бу аны әзерләү процессын бик кыенлаштыра. Катлаулы, шуңа HPMC продуктлары кыйбатрак.

Икенчедән, түбән температурада HPMC-ның түбән ябышлыгы һәм түбән гель көче үзлекләрен төрле кушымталарда эшкәртү мөмкинлеген киметә. HPMC - җылылык гели, ул түбән температурада бик түбән ябышлыклы эремә хәлендә бар, һәм югары температурада каты ябыштыргыч гель ясый ала, шуңа күрә каплау, сиптерү һәм суга батыру кебек эшкәртү процесслары югары температурада үткәрелергә тиеш. . Otherwiseгыйсә, чишелеш җиңел агып төшәчәк, нәтиҗәдә продуктның сыйфатына һәм эшенә тәэсир итә торган бертөрле булмаган кино материалы барлыкка килә. Мондый югары температура белән эшләү эшнең кыенлык коэффициентын арттыра, нәтиҗәдә югары җитештерү энергиясен куллану һәм югары җитештерү бәясе.

1.2.3 Гидроксипропил крахмал салкын гель

Крахмал - табигый полимер кушылма, табигый мохиттә үсемлекләрнең фотосинтезы белән синтезланган. Аның составындагы полисахаридлар, гадәттә, протеиннар, җепселләр, майлар, шикәр һәм минераллар белән бергә гранулалар формасында үсемлек орлыкларында һәм тамырларында саклана. яки тамырда [222]. Крахмал - кешеләр өчен төп энергия чыганагы гына түгел, ә мөһим сәнәгать чималы. Аның киң чыганагы, бәясе түбән, яшел, табигый һәм яңартыла торган булганлыктан, ул азык-төлек һәм медицина, ферментация, паперма ясау, текстиль һәм нефть тармагында киң кулланылган [223].

1.2.3.1 Крахмал һәм аннан ясалган әйберләр

Крахмал - табигый югары полимер, аның структур берәмлеге α-D-ангидроглукоза берәмлеге. Төрле берәмлекләр гликозидик бәйләнешләр белән тоташтырылган, һәм аның молекуляр формуласы (C6H10O5) n. Крахмал гранулалардагы молекуляр чылбырның бер өлеше line-1,4 гликозидик бәйләнеш белән тоташтырылган, ул сызыклы амилоза; молекуляр чылбырның тагын бер өлеше α-1,6 гликозидик бәйләнеш белән тоташтырылган, бу таралган амилопектин [224]. Крахмал гранулаларда кристалл өлкәләр бар, аларда молекулалар тәртиптә урнашкан һәм молекулалар тәртипсез урнашкан аморф өлкәләр. өлеш композициясе. Кристалл өлкәсе белән аморф өлкәсе арасында ачык чик юк, һәм амилопектин молекулалары берничә кристалл өлкәләр һәм аморф өлкәләр аша үтәргә мөмкин. Крахмал синтезның табигый табигатенә нигезләнеп, крахмалдагы полисахарид структурасы үсемлек төрләре һәм чыганак урыннары белән үзгәрә [225].

Крахмал киң чыганагы һәм яңартыла торган үзенчәлекләре аркасында сәнәгать производствосы өчен мөһим чималның берсенә әверелсә дә, туган крахмалның гадәттә начар су эрүчәнлеге һәм кино формалаштыру үзенчәлекләре, түбән эмульсияләү һәм эретү сәләте, тотрыклылык җитәрлек түгел. Куллану диапазонын киңәйтү өчен, крахмал гадәттә физик-химик яктан үзгәртелә, аны төрле куллану таләпләренә яраклаштыру [38, 114]. Крахмал молекулаларында һәр глюкоза структур берәмлегендә өч бушлай гидроксил төркеме бар. Бу гидроксил группалары бик актив һәм крахмалны полиолларга охшаган характеристика бирә, алар крахмал денатурация реакциясенә мөмкинлек бирә.

Модификациядән соң, туган крахмалның кайбер үзенчәлекләре күпчелек дәрәҗәдә яхшыртылды, туган крахмал куллану кимчелекләрен җиңде, шуңа күрә үзгәртелгән крахмал хәзерге тармакта төп роль уйный [226]. Оксидлаштырылган крахмал - чагыштырмача җитлеккән технология белән иң киң кулланылган үзгәртелгән крахмалларның берсе. Туган крахмал белән чагыштырганда, оксидлаштырылган крахмалны гелатизацияләү җиңелрәк. Highгары ябышуның өстенлекләре. Эстерификацияләнгән крахмал - крахмал молекулаларында гидроксил группаларын эстерификацияләү аркасында барлыкка килгән крахмал туемы. Алмашлыкның бик түбән дәрәҗәсе туган крахмалның үзлекләрен сизелерлек үзгәртә ала. Крахмал пастасының ачыклыгы һәм кино формалаштыру үзенчәлекләре яхшырган. Эфирланган крахмал - гидроксил төркемнәренең крахмал молекулаларындагы полистарх эфирын барлыкка китерү реакциясе, һәм аның ретроградациясе зәгыйфьләнә. Оксидланган крахмал һәм эфирланган крахмалны кулланып булмый торган көчле эшкәртү шартларында, эфир бәйләнеше дә чагыштырмача тотрыклы булып кала ала. гидролизга мохтаҗ. Кислота үзгәртелгән крахмал, крахмал кислота белән эшкәртелә, амилоза күләмен арттыра, нәтиҗәдә ретроградация һәм крахмал пастасы көчәйтелә. Ул чагыштырмача ачык һәм суыткач каты гель барлыкка китерә [114].

1.2.3.2 Гидроксипропил крахмал структурасы

Гидроксипропил крахмал (HPS), аның молекуляр структурасы 1-4-нче рәсемнәрдә күрсәтелгән, ион булмаган крахмал эфир, ул пропилен оксидының крахмал белән эшкәртү шартларында эфирлаштыру реакциясе белән әзерләнгән [223, 227, 228], һәм аның химик реакция тигезләмәсе 1-6-нчы рәсемнәрдә күрсәтелгән.

HPS синтезы вакытында, гидроксипропил крахмалын чыгару өчен крахмал белән реакцияләүдән тыш, пропилен оксиды шулай ук ​​барлыкка килгән гидроксипропил крахмал белән полиоксипропил чылбырларын барлыкка китерә ала. алыштыру дәрәҗәсе. Алмаштыру дәрәҗәсе (DS) глюкозил группасына алмаштырылган гидроксил төркемнәренең уртача санын аңлата. Крахмалның глюкозил төркемнәренең күбесендә 3 гидроксил группасы бар, аларны алыштырырга мөмкин, шуңа күрә максималь DS - 3. Гидроксипропиляция реакциясенең процесс шартлары, крахмал гранул морфологиясе, һәм туган крахмалдагы амилозаның амилопектинга мөнәсәбәте MS зурлыгына тәэсир итә.

1.2.3.3 Гидроксипропил крахмалының үзенчәлекләре

(1) HPS салкын геляция

Кайнар HPS крахмал пастасы өчен, аеруча югары амилоза булган система өчен, суыту процессында, крахмал пастасындагы амилоза молекуляр чылбырлары бер-берсе белән бәйләнәләр, өч үлчәмле челтәр структурасын формалаштыралар, һәм каты охшаш тәртип күрсәтәләр. Ул эластомерга әйләнә, гель формалаштыра, һәм җылытканнан соң чишелеш хәленә кире кайта ала, ягъни салкын гель характеристикасына ия, һәм бу гель феномены кире әйләнешкә ия [228].

Гелатинизацияләнгән амилоза коаксиаль бер гелик структураны формалаштыру өчен өзлексез күмелә. Бу бердәнбер вертикаль структураларның тышкы ягы - гидрофилик төркем, ә эчке өлеше - гидрофобик куышлык. Highгары температурада HPS су эремәсендә очраклы кәтүкләр кебек бар, алардан кайбер гелик сегментлар сузылган. Температура төшкәч, HPS белән су арасындагы водород бәйләнешләре өзелә, структур су юкка чыга, һәм молекуляр чылбырлар арасындагы водород бәйләнешләре өзлексез формалашалар, ахыр чиктә өч үлчәмле челтәр гел структурасын формалаштыралар. Крахмалның гель челтәрендә тутыру этабы - крахмал гранулалары яки гелатинизациядән соң фрагментлар, һәм кайбер амилопектинның үзара бәйләнеше гель барлыкка килүенә дә ярдәм итә [230-232].

(2) HPS гидрофиликасы

Гидрофилик гидроксипропил төркемнәрен кертү крахмал молекулалары арасындагы водород бәйләнешенең көчен зәгыйфьләндерә, крахмал молекулалары яки сегментлары хәрәкәтенә ярдәм итә, һәм крахмал микрокристалларның эрү температурасын киметә; крахмал гранулаларының структурасы үзгәртелә, һәм крахмал гранулаларның өслеге тупас. Температура күтәрелү белән кайбер ярыклар яки тишекләр барлыкка килә, шуңа күрә су молекулалары крахмал гранулаларының эчке өлешенә җиңел керә ала, крахмал шешенү һәм гелатинизацияләнә, шулай итеп крахмалның гелатинизация температурасы кими. Алмаштыру дәрәҗәсе арта барган саен, гидроксипропил крахмалының гелатинизация температурасы кими, һәм ниһаять, ул салкын суда шешә ала. Гидроксипропиляциядән соң, крахмал пасталарның агымлылыгы, түбән температураның тотрыклылыгы, ачыклыгы, эрүчәнлеге һәм кино формалаштыру үзлекләре яхшырды [233–235].

(3) HPS тотрыклылыгы

HPS - югары тотрыклылыгы булган ион булмаган крахмал эфир. Гидролиз, оксидлашу һәм үзара бәйләнеш кебек химик реакцияләр вакытында эфир бәйләнеше өзелмәячәк һәм алмаштыручылар төшмәячәк. Шуңа күрә, HPS үзлекләре электролитлар һәм рН белән чагыштырмача азрак тәэсир итәләр, һәм аны кислота базасы pH киңлегендә кулланырга мөмкинлек бирәләр [236-238].

1.2.3.4 Азык-төлек һәм медицина өлкәсендә HPS куллану

HPS агулы түгел һәм тәмсез, ашказаны яхшы эшләве һәм чагыштырмача түбән гидролизат ябышлыгы белән. Ул илдә һәм чит илдә куркынычсыз ашарлык үзгәртелгән крахмал дип таныла. 1950-нче еллардан ук АКШ гидроксипропил крахмалын ризыкта турыдан-туры куллану өчен раслады [223, 229, 238]. HPS - үзгәртелгән крахмал, азык кырында киң кулланыла, нигездә калындыручы, туктатучы агент һәм стабилизатор буларак кулланыла.

Аны уңайлы ризыкларда, эчемлекләр, туңдырма, варенье кебек туңдырылган ризыкларда кулланырга мөмкин; ул гелатин кебек югары бәяле ашарга яракны өлешчә алыштыра ала; ул ашарга яраклы фильмнарда ясалырга һәм азык каплау һәм төрү өчен кулланылырга мөмкин [229, 236].

HPS гадәттә медицина өлкәсендә тутыргычлар, дару культуралары өчен бәйләүчеләр, планшетлар өчен дисинтегрантлар, фармацевтик йомшак һәм каты капсулалар өчен материаллар, наркотиклар каплау, ясалма кызыл кан күзәнәкләре һәм плазма калындыргычлары өчен конденсаторга каршы агентлар һ.б. кулланыла [239] .

1.3 Полимер кушылмасы

Полимер материаллар тормышның барлык өлкәләрендә киң кулланыла һәм алыштыргысыз һәм мөһим материаллар. Фән һәм технологиянең өзлексез үсеше кешеләрнең таләпләрен тагын да күптөрле итә, һәм бер компонентлы полимер материалларга кешеләрнең төрле куллану таләпләрен канәгатьләндерү гадәттә авыр. Ике яки күбрәк полимерны берләштерү - аз бәяле, искиткеч җитештерүчән, уңайлы эшкәртү һәм киң куллану белән полимер материаллар алу өчен иң экономияле һәм эффектив ысул, бу күп тикшерүчеләрнең игътибарын җәлеп итте һәм күбрәк игътибар бирелде [240-242] .

1.3.1 Полимер кушылуның максаты һәм ысулы

Полимер кушылуның төп максаты: (l) материалларның комплекслы үзлекләрен оптимальләштерү. Төрле полимерлар кушыла, соңгы кушылма бер макромолекуланың искиткеч үзенчәлекләрен саклап кала, бер-берсенең көчле якларын өйрәнә һәм аның кимчелекләрен тулыландыра, һәм полимер материалларның комплекслы үзлекләрен оптимальләштерә. 2) материаль бәяне киметү. Кайбер полимер материалларның искиткеч үзенчәлекләре бар, ләкин алар кыйммәт. Шуңа күрә, алар куллануга тәэсир итмичә чыгымнарны киметү өчен, башка арзан полимерлар белән кушылырга мөмкин. 3) Материал эшкәртү үзлекләрен яхшырту. Кайбер материалларның искиткеч үзенчәлекләре бар, ләкин эшкәртү авыр, һәм эшкәртү үзлекләрен яхшырту өчен яраклы башка полимерлар өстәлергә мөмкин. 4) Материалның билгеле бер мөлкәтен ныгыту. Билгеле бер аспектта материалның эшләвен яхшырту өчен, аны үзгәртү өчен тагын бер полимер кулланыла. (5) Материалларның яңа функцияләрен эшләү.

Гомуми полимер кушылу ысуллары: (l) эретү кушылмасы. Кушылу җиһазларының кыру хәрәкәте астында төрле полимерлар кушылу өчен ябыштыргыч агым температурасыннан җылытыла, аннары кушылганнан соң суытыла һәм гранулалана. 2) Чишелешне реконструкцияләү. Ике компонент уртак эретүче ярдәмендә кушылалар һәм кушылалар, яки эретелгән төрле полимер эремәләре тигез итеп кушылалар, аннары полимер кушылмасы алу өчен эретүче чыгарыла. (3) Эмульсия кушылуы. Бер үк эмульсификатор тибындагы төрле полимер эмульсияләрен кузгатканнан һәм кушканнан соң, полимер кушылмасын алу өчен полимерны бергә кушу өчен коагулант кушыла. (4) Кополимеризация һәм кушылу. Кополимеризация прививкасын, блок кополимеризациясен һәм реактив кополимеризацияне кертеп, кушылу процессы химик реакция белән бергә бара. (5) Аралашу челтәре [10].

1.3.2 Табигый полисахаридларның кушылуы

Табигый полисахаридлар - табигатьтә полимер материалларның гомуми сыйныфы, алар гадәттә химик яктан үзгәртелә һәм төрле искиткеч үзенчәлекләрне күрсәтәләр. Ләкин, бер полисахарид материаллары еш кына билгеле бер җитештерүчәнлек чикләүләренә ия, шуңа күрә төрле полисахаридлар еш кына һәр компонентның эш өстенлекләрен тулыландыру һәм куллану күләмен киңәйтү максатына ирешәләр. 1980-нче еллардан ук төрле табигый полисахаридларның кушылуы буенча тикшеренүләр сизелерлек артты [243]. Табигый полисахарид кушылма системасы буенча илдә һәм чит илдә тикшеренүләр күбесенчә эремчек һәм эремчек булмаган кушылма системасына һәм ике төр эремчек булмаган полисахарид кушылма системасына юнәлтелгән.

1.3.2.1 Табигый полисахарид гидрогелларының классификациясе

Табигый полисахаридларны гель формалаштыру сәләтенә карап эрдлан һәм курдлан булмаганга бүлеп була. Кайбер полисахаридлар үзләре гель ясый ала, шуңа күрә алар эремчек дип атала, мәсәлән, каррагенан һ.б.; бүтәннәрнең үзләрендә геллинг үзлекләре юк, һәм ксантан сагыз кебек эремчек булмаган полисахаридлар дип атала.

Гидрогелларны табигый эремчекне су эремәсендә эретеп алырга мөмкин. Нәтиҗә ясалган гельнең терморверсивлыгына һәм аның модулусының температурага бәйлелегенә нигезләнеп, аны түбәндәге дүрт төрле төргә бүлеп була [244]:

(1) Криогель, полисахарид эремәсе гельне түбән температурада гына ала ала, мәсәлән, каррагенан.

(2) Термаль индуктив гель, полисахарид эремәсе глюкоманнан кебек югары температурада гель ала ала.

(3) Полисахарид эремәсе түбән температурада гельне генә түгел, ә югары температурада гельне дә ала ала, ләкин урта температурада чишелеш халәтен тәкъдим итә.

(4) Чишелеш гелне билгеле бер температурада гына ала ала. Төрле табигый эремчекнең үз критик (минималь) концентрациясе бар, өстә гель алырга мөмкин. Гельнең критик концентрациясе полисахарид молекуляр чылбырының өзлексез озынлыгы белән бәйле; Гельнең көче эремәнең концентрациясе һәм молекуляр авырлыгына бик нык тәэсир итә, һәм, гомумән алганда, концентрация арткан саен гельнең көче арта [245].

1.3.2.2 Көрдлан һәм эремчек булмаган катнаш система

Курдлан булмаган эремчекне кушылу, гадәттә, полисахаридларның гель көчен яхшырта [246]. Коньяк сагыз һәм каррагенан кушылуы композит гель челтәр структурасының тотрыклылыгын һәм гел эластиклыгын көчәйтә, һәм аның гел көчен сизелерлек яхшырта. Вей Yu һ.б. кушылган карраженан һәм коньяк сагызы, кушылганнан соң гель структурасы турында сөйләштеләр. Тикшеренү ачыклаганча, каррагенан һәм коньяк сагызын кушканнан соң, синергистик эффект барлыкка килгән, һәм карраженан өстенлек иткән челтәр структурасы барлыкка килгән, анда коньяк сагызы таралган, һәм аның гель челтәре саф каррагенанныкына караганда тыгызрак [247]. Кохяма һ.б. карраженан / коньяк сагызының катнаш системасын өйрәнде, һәм нәтиҗәләр күрсәткәнчә, коньяк сагызының молекуляр авырлыгының өзлексез артуы белән, составлы гельнең ярылу стрессы артуын дәвам иткән; Төрле молекуляр авырлыктагы коньяк сагы охшаш гель формалашуын күрсәтте. температура. Бу кушылма системада гель челтәрен формалаштыру каррагенан белән башкарыла, һәм ике эремчек молекулаларының үзара тәэсире зәгыйфь үзара бәйләнгән төбәкләр барлыкка килүенә китерә [248]. Нишинари һ.б. геллан сагыз / коньяк сагыз кушылу системасын өйрәнде, һәм нәтиҗәләр шуны күрсәтте: моновалент катионнарның катнаш гельгә тәэсире тагын да ачык күренә. Бу система модулусын һәм гель формалашу температурасын күтәрә ала. Дивалент катионнар билгеле бер дәрәҗәдә композит гельләр формалашуга ярдәм итә алалар, ләкин артык күләмдә фаза аерылуга китерәчәк һәм система модулусын киметәчәк [246]. Бренер һ.б. каррагенан, саранча чөгендере һәм коньяк сагызының кушылуын өйрәнде, һәм каррагенан, саранча чөгендере һәм коньяк сагызының синергистик эффектлар китерә алуын ачыклады, һәм оптималь коэффициент - саранча чөгендере / каррагенан 1: 5.5, коньяк сагыз / каррагенан 1: 7 , һәм өчесе бергә кушылгач, синергистик эффект каррагенан / коньяк сагызы белән бертигез, бу өчнең махсус кушылуы юклыгын күрсәтә. үзара бәйләнеш [249].

1.3.2.2 Ике эремчек булмаган кушылма системасы

Гель характеристикасы булмаган ике табигый полисахарид кушылу аша гель үзлекләрен күрсәтә ала, нәтиҗәдә гель продуктлары барлыкка килә [250]. Саранчалар чөгендере сагызын ксантан сагыз белән берләштерү синергистик эффект тудыра, бу яңа гельләр барлыкка килергә этәрә [251]. Яңа гель продуктны кушылу өчен коньяк глюкоманнанга ксантан сагыз кушып алырга мөмкин [252]. Вей Яншия һ.б. саранча чөгендере һәм ксантан сагыз комплексының реологик үзлекләрен өйрәнде. Нәтиҗә шуны күрсәтә: саранча чөгендере һәм ксантан сагызының кушылмасы синергистик эффект тудыра. Кушма күләм күләме 4: 6 булганда, иң көчле синергистик эффект [253]. Фицсимонс һ.б. бүлмә температурасында һәм җылыту астында ксантан сагызы белән кушылган коньяк глюкоманнан. Нәтиҗә шуны күрсәтте: барлык кушылмалар гель үзлекләрен күрсәттеләр, алар арасындагы синергистик эффектны күрсәттеләр. Кушма температура һәм ксантан сагызының структур торышы икесенең үзара тәэсиренә тәэсир итмәде [254]. Гу Шожун һәм башкалар дуңгыз зәвыклары һәм ксантан сагызларының оригиналь катнашмасын өйрәнделәр, һәм нәтиҗәләр күрсәткәнчә, дуңгыз зәвыклары фасоль сагызы һәм ксантан сагызы көчле синергистик эффектка ия. Дуңгыз зәвыклары фасоль сагызының һәм ксантан сагыз кушылмасының оптималь кушылу коэффициенты 6/4 (w / w). Бу соя сагызының бер эремәсеннән 102 тапкыр, һәм гель кушылма сагыз концентрациясе 0,4% ка җиткәч барлыкка килә. Кушымчалы ябыштыргыч югары ябышлыкка, яхшы тотрыклылыкка һәм реологик үзенчәлекләргә ия, һәм искиткеч ризык-сагыз [255].

1.3.3 Полимер композитларының туры килүе

Термодинамик күзлектән туры килү, молекуляр дәрәҗәдәге яраклашуга ирешүне аңлата, шулай ук ​​үзара эретүчәнлек дип тә атала. Флори-Хаггинс модель теориясе буенча, кушылу процессында полимер кушылма системасының ирекле энергия үзгәрүе Gibbs ирекле энергия формуласына туры килә:

△���= △���-T△ S (1-1)

Алар арасында, △���катлаулы ирекле энергия, △���катлаулы җылылык, катлаулы антропия; абсолют температура; катлаулы система - ирекле энергия үзгәргәндә генә туры килә торган система���катлаулы процесс вакытында [256].

Начарлык төшенчәсе бик аз системаларның термодинамик яраклашуга ирешә алуыннан килеп чыга. Төгәлсезлек төрле компонентларның бертөрле комплекслар формалаштыру сәләтен аңлата, һәм еш кулланыла торган критерий - комплексларның бер пыяла күчү ноктасын күрсәтүе.

Термодинамик яраклашудан аермалы буларак, гомумиләштерелгән яраклашу кушылу системасындагы һәр компонентның бер-берсен урнаштыру сәләтенә карый, бу практик күзлектән тәкъдим ителә [257].

Гомумиләштерелгән яраклашуга нигезләнеп, полимер кушылма системаларын тулысынча ярашлы, өлешчә туры килә торган һәм тулысынча туры килмәгән системаларга бүлеп була. Тулы туры килгән система кушылманың молекуляр дәрәҗәдә термодинамик яктан начар булуын аңлата; өлешчә туры килә торган система кушылманың билгеле бер температура яки композиция диапазонында туры килүен аңлата; бөтенләй туры килмәгән система кушылманың молекуляр дәрәҗәдәге начарлыкка бернинди температурада да, композициядә дә ирешеп булмый дигән сүз.

Аерым структур аермалар һәм төрле полимерлар арасындагы конформацион энтропия аркасында күпчелек полимер катлаулы системалар өлешчә туры килә яки туры килми [11, 12]. Кушма системаның фаза аерылуына һәм катнашу дәрәҗәсенә карап, өлешчә туры килгән системаның яраклашуы да зур үзгәрәчәк [11]. Полимер композитларның макроскопик үзлекләре аларның эчке микроскопик морфологиясе һәм һәр компонентның физик һәм химик үзлекләре белән тыгыз бәйләнгән. 240], шуңа күрә микроскопик морфологияне һәм катнаш системаның яраклашуын өйрәнү зур әһәмияткә ия.

Бинар кушылмаларның туры килүен тикшерү һәм характеризацияләү ысуллары:

(1) Пыяла күчү температурасы Т.���чагыштыру ысулы. Т чагыштыру���Т кушылмасы���аның компонентлары, бер Т гына булса���кушылмада барлыкка килә, кушылма система - туры килгән система; ике Т булса���, һәм ике Т.���кушылманың позицияләре ике төркемдә Т нокталарының уртасы���кушылма системаның өлешчә туры килүен күрсәтә; ике Т булса���, һәм алар Т ике компонент позициясендә урнашкан���, бу кушылма системаның туры килмәгән система булуын күрсәтә.

T���Чагыштыру ысулында еш кулланыла торган сынау кораллары динамик термомеханик анализатор (DMA) һәм дифференциаль сканер калориметры (DSC). Бу ысул кушылма системаның туры килүен тиз бәяли ала, ә Т булса���ике компонентның охшаш, бер Т.���кушылганнан соң да барлыкка киләчәк, шуңа күрә бу ысулның кайбер кимчелекләре бар [10].

2) Морфологик күзәтү ысулы. Башта кушылманың макроскопик морфологиясен күзәтегез. Әгәр дә кушылманың ачык фаза аерылуы булса, башта кушылу системасы туры килмәгән система дип бәяләргә мөмкин. Икенчедән, микроскопик морфология һәм кушылманың фаз структурасы микроскоп белән күзәтелә. Бөтенләй туры килгән ике компонент бер тигез халәт формалаштырачак. Шуңа күрә, яхшы яраклашкан кушылма бердәм фаза бүленешен һәм кечкенә таралган фаз кисәкчәләренең зурлыгын күзәтә ала. һәм төссез интерфейс.

Топографияне күзәтү ысулында еш кулланыла торган сынау кораллары - оптик микроскоп һәм сканерлау электрон микроскопы (SEM). Топографияне күзәтү методы башка характеристика ысуллары белән берлектә ярдәмче ысул буларак кулланылырга мөмкин。

3) Ачыклык ысулы. Partлешчә туры килә торган кушылма системасында ике компонент билгеле бер температура һәм композиция диапазонында туры килергә мөмкин, һәм фазаны аеру бу диапазоннан читтә булачак. Кушма системаны бер тигез системадан ике фазалы системага үзгәртү процессында аның яктылык үткәрүе үзгәрәчәк, шуңа күрә аның туры килүен кушылманың ачыклыгын өйрәнеп өйрәнеп була.

Бу ысул ярдәмче ысул буларак кына кулланылырга мөмкин, чөнки ике полимерның реактив күрсәткечләре бер үк булганда, ике туры килмәгән полимерны кушып алынган кушылма да үтә күренмәле.

4) Реологик ысул. Бу ысулда кушылманың вискоэластик параметрларының кинәт үзгәрүе фазаны аеру билгесе буларак кулланыла, мәсәлән, фаза аерылу билгесе өчен, ябышлык-температураның кинәт үзгәрүе, һәм кинәт үзгәрү. кыру стресс-температура сызыгы фазаны аеру билгесе буларак кулланыла. Кушылудан соң фаза аерылмыйча кушылу системасы яхшы яраклашуга ия, һәм фаза аерылганнары туры килми яки өлешчә туры килә торган система [258].

(5) Ханның иярү ысулы. Ханның сызыгы lg���'(���) lg G ”, әгәр кушылма системаның Хан сызыгы температурага бәйле булмаса, һәм төрле температурада Хан сызыгы төп кәкре формалашса, кушылма системасы туры килә; кушылма системасы туры килсә, Хан сызыгы температурага бәйле. Әгәр Хан сызыгы төрле температурада бер-берсеннән аерылса һәм төп сызык формалаштыра алмаса, катнаш система туры килми яки өлешчә туры килә. Шуңа күрә, катнаш системаның яраклашуы Хан сызыгын аеру буенча хөкем ителергә мөмкин.

(6) Чишелешнең ябышлык ысулы. Бу ысул катнаш системаның яраклашуын характерлау өчен чишелешнең ябышлыгын үзгәртә. Төрле эремә концентрацияләре астында кушылманың ябышлыгы композициягә каршы планлаштырылган. Әгәр дә ул сызыклы бәйләнеш булса, бу кушылма системаның тулысынча туры килүен аңлата; бу сызыксыз бәйләнеш булса, бу кушылма системаның өлешчә туры килүен аңлата; ул S формасындагы сызык булса, бу кушылма системаның бөтенләй туры килмәвен күрсәтә [10].

(7) Инфракызыл спектроскопия. Ике полимер кушылганнан соң, яраклашу яхшы булса, водород бәйләнеше кебек үзара бәйләнешләр булачак, һәм полимер чылбырдагы һәр төркемнең инфракызыл спектрындагы характеристик төркемнәрнең позицияләре күчәчәк. Комплексның характерлы төркем төркемнәренең офсеты һәм һәр компонент катлаулы системаның ярашуын бәяли ала.

Моннан тыш, комплексларның туры килүен термогравиметрик анализаторлар, рентген дифракция, кечкенә почмаклы рентген тарату, яктылык тарату, нейтрон электрон тарату, атом магнит резонансы һәм УЗИ техникасы өйрәнергә мөмкин [10].

1.3.4 Гидроксипропил метилселулоза / гидроксипропил крахмал кушылмасының тикшеренү барышы

1.3.4.1 Гидроксипропил метилселулоз һәм башка матдәләрнең кушылуы

HPMC һәм башка матдәләр кушылмалары, нигездә, наркотиклар белән идарә итү системаларында һәм ашарга яраклы яки бозыла торган кино төрү материалларында кулланыла. Наркотиклар белән идарә ителгән чыгарылышны кулланганда, полимерларга HPMC белән кушылган поливинил спирты (PVA), сөт кислотасы-гликолик кислотасы кополимеры (PLGA) һәм поликапролактон (PCL), шулай ук ​​аксымнар, табигый полимерлар кебек синтетик полимерлар керә. полисахаридлар. Абдел-Захер һ.б. структур составын, җылылык тотрыклылыгын һәм аларның HPMC / PVA композитлары эшләве белән бәйләнешен өйрәнде, һәм нәтиҗәләр күрсәткәнчә, ике полимер булганда ниндидер начарлык бар [259]. Забихи һ.б. ашказаны һәм эчәклектә тотрыклы чыгаруга ирешә алырлык инсулинны контрольдә тоту өчен микрокапсулалар әзерләү өчен HPMC / PLGA комплексын кулланды [260]. Джавед һ.б. кушылган гидрофилик HPMC һәм гидрофобик PCL һәм HPMC / PCL комплексларын наркотиклар белән идарә итү һәм тотрыклы чыгару өчен микрокапсула материаллары итеп кулландылар, бу кушылу коэффициентын көйләп кеше организмының төрле почмакларында чыгарылырга мөмкин [261]. Динг һ.б. ябышлык, динамик вискоэластиклык, креп торгызу һәм HPMC / коллаген комплексларының тиксотропиясе кебек реологик үзлекләрне өйрәнде, сәнәгать кушымталары өчен теоретик җитәкчелек бирде [262]. Артанари, aiай һәм Рай һ.б. ]

Ашый торган яки бозыла торган пленка төрү материалларын эшләгәндә, HPMC белән кушылган полимерлар, нигездә, липидлар, протеиннар һәм полисахаридлар кебек табигый полимерлар. Карака, Фагундес һәм Контрерас-Олива һ.б. HPMC / липид комплекслары белән ашарга яраклы составлы мембраналар әзерләделәр, һәм аларны слива, чия помидоры һәм цитрус саклауда кулландылар. Нәтиҗә HPMC / липид катлаулы мембраналарның яңа саклауның антибактериаль эффектын яхшы күрсәтте [266-268]. Шетти, Рубилар, Динг һ.б. механик үзлекләрен, җылылык тотрыклылыгын, микросруктурасын, HPMC, ефәк протеин, зәңгәр протеин изоляциясе һәм коллагеннан әзерләнгән ашый торган композит фильм компонентлары арасындагы үзара бәйләнешне өйрәнде [269-271]. Эстеглал һ.б. био-нигезле упаковка материалларында куллану өчен ашарлык фильмнар әзерләү өчен HPMC гелатин белән формалаштырылды [111]. Прия, Кондавети, Саката һәм Ортега-Торо һ.б. HPMC / хитосан HPMC / ксилоглукан, HPMC / этил целлюлозасы һәм HPMC / крахмал ашый торган композит фильмнар әзерләделәр, һәм аларның җылылык тотрыклылыгын, механик үзлекләрен, микросруктурасын һәм антибактериаль үзлекләрен өйрәнделәр [139, 272-274]. HPMC / PLA кушылмасы шулай ук ​​азык-төлек товарлары өчен төрү материалы буларак кулланылырга мөмкин, гадәттә экструзия ярдәмендә [275].

Ашый торган яки бозыла торган пленка төрү материалларын эшләгәндә, HPMC белән кушылган полимерлар, нигездә, липидлар, протеиннар һәм полисахаридлар кебек табигый полимерлар. Карака, Фагундес һәм Контрерас-Олива һ.б. HPMC / липид комплекслары белән ашарга яраклы составлы мембраналар әзерләделәр, һәм аларны слива, чия помидоры һәм цитрус саклауда кулландылар. Нәтиҗә HPMC / липид катлаулы мембраналарның яңа саклауның антибактериаль эффектын яхшы күрсәтте [266-268]. Шетти, Рубилар, Динг һ.б. механик үзлекләрен, җылылык тотрыклылыгын, микросруктурасын, HPMC, ефәк протеин, зәңгәр протеин изоляциясе һәм коллагеннан әзерләнгән ашый торган композит фильм компонентлары арасындагы үзара бәйләнешне өйрәнде [269-271]. Эстеглал һ.б. био-нигезле упаковка материалларында куллану өчен ашарлык фильмнар әзерләү өчен HPMC гелатин белән формалаштырылды [111]. Прия, Кондавети, Саката һәм Ортега-Торо һ.б. HPMC / хитосан HPMC / ксилоглукан, HPMC / этил целлюлозасы һәм HPMC / крахмал ашый торган композит фильмнар әзерләделәр, һәм аларның җылылык тотрыклылыгын, механик үзлекләрен, микросруктурасын һәм антибактериаль үзлекләрен өйрәнделәр [139, 272-274]. HPMC / PLA кушылмасы шулай ук ​​азык-төлек товарлары өчен төрү материалы буларак кулланылырга мөмкин, гадәттә экструзия ярдәмендә [275].

1.3.4.2 Крахмал һәм башка матдәләрнең кушылуы

Крахмал һәм башка матдәләрнең кушылуы турындагы тикшеренүләр башта төрле гидрофобик алифатик полиэстер матдәләргә юнәлтелде, шул исәптән полилактик кислота (PLA), поликаполактон (PCL), полибутен суксин кислотасы (PBSA) һ.б. 276]. Мюллер һ.б. Крахмал / PLA композитларының структурасын һәм үзлекләрен, икесенең үзара тәэсирен өйрәнде, һәм нәтиҗәләр шуны күрсәтте: икесенең үзара тәэсире зәгыйфь һәм композитларның механик үзлекләре начар [277]. Корреа, Комур һәм Диаз-Гомес һ.б. биодеградацияләнә торган материаллар, биомедицина материаллары һәм тукымалар инженериясе скафолдинг материаллары үсешендә кулланылган крахмал / PCL комплексларының ике компонентының механик үзлекләрен, реологик үзлекләрен, гель үзлекләрен һәм туры килүен өйрәнделәр [278-280]. Охкика һ.б. кукуруз һәм ПБСА катнашмасының бик өметле булуын ачыкладылар. Крахмалның эчтәлеге 5-30% булганда, крахмал гранулаларының эчтәлеген арттыру модульне арттырырга һәм тәнәфес вакытында киеренке стрессны һәм озынлыкны киметергә мөмкин [281,282]. Гидрофобик алифатик полиэстер термодинамик яктан гидрофилик крахмал белән туры килми, һәм крахмал белән полиэстер арасындагы фаза интерфейсын яхшырту өчен төрле компибилизаторлар һәм өстәмәләр өстәлә. Садковска, Ферри, Ли һ.б. Силанолга нигезләнгән пластилизаторларның, ангидрид киндер майының, функциональ үсемлек мае туемнарының крахмал / PLA комплексларының структурасына һәм үзлекләренә тәэсирен өйрәнде [283-285]. Ортега-Торо, Yu һәм башкалар. лим кислотасы һәм дифенилметан диисокянат кулланылган, крахмал / PCL кушылмасы һәм крахмал / ПБСА кушылмасын берләштереп, материаль үзлекләрне һәм тотрыклылыкны яхшырту өчен [286, 287].

Соңгы елларда крахмалның протеиннар, полисахаридлар һәм липидлар кебек табигый полимерлар белән кушылуы турында күбрәк тикшеренүләр үткәрелде. Теклехайманот, Сахин-Надин һәм Чжан һәм башкалар крахмал / зейн, крахмал / зәңгәр протеин һәм крахмал / желатин комплексларының физик-химик үзлекләрен өйрәнделәр, һәм нәтиҗәләр барысы да яхшы нәтиҗәләргә ирештеләр, алар азык биоматериалларына һәм капсулаларына кулланыла ала [52, 288, 289]. Лозанно-Наварро, Талон һәм Рен һ.б. яктылык җибәрү, механик үзлекләр, антибактериаль үзлекләр һәм крахмал / хитосан композит фильмнарының хитосан концентрациясен өйрәнделәр, һәм композицион фильмның антибактериаль эффектын яхшырту өчен табигый экстрактлар, чәй полифеноллары һәм башка табигый антибактериаль агентлар өстәделәр. Тикшеренү нәтиҗәләре шуны күрсәтә: крахмал / хитосан композицион фильм азык-төлек һәм даруның актив төрүендә зур потенциалга ия [290-292]. Каушик, Ганбарзадә, Арванитояннис, һәм Чжан һ.б. крахмал / целлюлоза нанокристаллары, крахмал / карбоксиметилцеллюлоза, крахмал / метилселулоза, һәм крахмал / гидроксипропилметилцеллюлоза композицион фильмнар, һәм ашарга яраклы / биодеградацияләнгән упаковка материалларында төп кушымталар өйрәнелде [293-295]. Dafe, Jumaidin һәм Lascombes һ.б. крахмал / азык сагыз кушылмаларын өйрәнделәр, мәсәлән, крахмал / пектин, крахмал / агар һәм крахмал / каррагенан, нигездә азык-төлек һәм азык төрү өлкәсендә кулланыла [296-298]. Тапиока крахмал / кукуруз мае, крахмал / липид комплексларының физик-химик үзлекләре Перес, Де һ.б. тарафыннан өйрәнелгән, нигездә экструдид ризыклар җитештерү процессын алып бару өчен [299, 300].

1.3.4.3 Гидроксипропил метилселулоза һәм крахмал кушылмасы

Хәзерге вакытта HPMC һәм крахмалның кушылу системасы буенча илдә һәм чит илдә бик күп тикшеренүләр юк, һәм аларның күбесе крахмал матрицасына аз күләмдә HPMC кушалар, крахмалның картлык күренешен яхшырту өчен. Джименез һ.б. крахмал мембраналарының үткәрүчәнлеген яхшырту өчен туган крахмалның картлыгын киметү өчен HPMC кулланган. Нәтиҗә күрсәткәнчә, HPMC кушылуы крахмалның картлыгын киметкән һәм составлы мембрананың сыгылмалылыгын арттырган. Композит мембрананың кислород үткәрүчәнлеге сизелерлек артты, ләкин су үткәрми торган эш. Күпме үзгәрде [301]. Вилакрес, Басч һ.б. HPMC / крахмал композит фильм төрү материалларын әзерләү өчен HPMC һәм тапиока крахмалын куштылар, һәм глицеринның композицион фильмга пластиклаштыру эффектын һәм калий сорбаты һәм нисинның композицион фильмның антибактериаль үзлекләренә тәэсирен өйрәнделәр. Нәтиҗә шуны күрсәтә: HPMC эчтәлегенең артуы белән, составлы пленканың эластик модулусы һәм киеренке көче арта, тәнәфес вакытында озынлык кими, һәм су парларының үткәрүчәнлеге аз тәэсир итә; калий сорбаты һәм нисин икесе дә составлы фильмны яхшырта ала. Ике антибактериаль агентның антибактериаль эффекты бергә кулланылганда яхшырак [112, 302]. Ортега-Торо һ.б. HPMC / крахмал кайнар басылган композит мембраналарның үзлекләрен өйрәнде, лим кислотасының составлы мембраналар үзлекләренә тәэсирен өйрәнде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, HPMC крахмал өзлексез этапта таралган, һәм лим кислотасы да, HPMC крахмал картайуга тәэсир иткән. билгеле бер дәрәҗәдә тыю [139]. Айоринде һ.б. авыз амлодипины каплау өчен HPMC / крахмал композит фильм кулланган, һәм нәтиҗәләр күрсәткәнчә, композицион фильмның таркалу вакыты һәм чыгарылу дәрәҗәсе бик яхшы булган [303].

Чжао Мин һ.б. Крахмалның HPMC фильмнарының су тоту ставкасына тәэсирен өйрәнде, һәм нәтиҗәләр күрсәткәнчә, крахмал һәм HPMC билгеле бер синергистик эффект булган, нәтиҗәдә су тоту темплары гомуми артуга китергән [304]. Чжан һәм башкалар. HPMC / HPS кушылмасының кино үзлекләрен һәм эремәнең реологик үзлекләрен өйрәнде. Нәтиҗә шуны күрсәтә: HPMC / HPS кушылма системасы билгеле бер ярашуга ия, катнаш мембрананың эшләве яхшы, һәм HPSның HPMC белән реологик үзлекләре яхшы баланслау эффектына ия [305, 306]. Hгары HPMC эчтәлеге булган HPMC / крахмал кушылма системасында бик аз тикшеренүләр бар, һәм аларның күбесе сайсыз эшләнмәләрдә, һәм кушылма системасы буенча теоретик тикшеренүләр чагыштырмача җитми, аеруча HPMC / HPS гел-салкын эссе. - фаза составлы гель. Механик тикшеренүләр әле дә буш хәлдә.

1.4 Полимер комплекслар реологиясе

Полимер материалларны эшкәртү процессында агым һәм деформация котылгысыз булачак, һәм реология - материалларның агымын һәм деформация законнарын өйрәнә торган фән [307]. Агым - сыек материаллар, деформация - каты (кристалл) материаллар милеге. Сыек агымны һәм каты деформацияне гомуми чагыштыру түбәндәгечә:

Полимер материалларны практик промышленность куллануда, аларның ябышлыгы һәм вискоэластиклыгы эшкәртү эшләрен билгели. Эшкәртү һәм формалаштыру процессында, кыру темпының үзгәрүе белән, полимер материалларның ябышлыгы берничә зурлыктагы зурлыктагы зурлыкка ия ​​булырга мөмкин. [308] үзгәртү. Ябышлык һәм кыру нечкәлеге кебек реологик үзлекләр полимер материалларны эшкәртү вакытында насос, парфюция, дисперсия һәм сиптерү контроленә турыдан-туры тәэсир итә, һәм полимер материалларның иң мөһим үзенчәлекләре.

1.4.1 Полимерларның вискоэластиклыгы

Тышкы көч астында полимер сыеклык агып кына калмый, деформацияне дә күрсәтә ала, "вискоэластиклык" күрсәткечләрен күрсәтә, һәм аның асылы "каты-сыек ике фазалы" бергә яшәве [309]. Ләкин, бу вискоэластиклык кечкенә деформацияләрдә сызыклы вискоэластиклык түгел, ә сызыксыз вискоэластиклык, анда материал зур деформацияләр һәм озын стресс күрсәтә [310].

Табигый полисахарид су эремәсе гидрозол дип тә атала. Эретелгән эремәдә полисахарид макромолекулалар бер-берсеннән аерылган ботинкалар рәвешендә. Концентрация билгеле бер кыйммәткә артканда, макромолекуляр кәтүкләр бер-берсенә кушылалар һәм бер-берсен каплыйлар. Кыйммәт критик концентрация дип атала [311]. Критик концентрация астында, эремәнең ябышлыгы чагыштырмача түбән, һәм ул Ньютон сыеклык тәртибен күрсәтеп, кыру тизлегенә тәэсир итми. критик концентрациягә ирешкәч, изоляциядә хәрәкәт иткән макромолекулалар бер-берсе белән бәйләнә башлый, һәм чишелешнең ябышлыгы сизелерлек арта. арттыру [312]; концентрация критик концентрациядән артканда, кыру нечкәлеге күзәтелә һәм чишелеш Ньютон булмаган сыеклык тәртибен күрсәтә [245].

Кайбер гидрозоллар билгеле бер шартларда гель формалаштырырга мөмкин, һәм аларның вискоэластик үзлекләре гадәттә G 'саклау модулусы, G югалту модуле һәм аларның ешлыгына бәйләнеше белән аерылып тора. Саклау модуласы системаның эластиклыгына туры килә, югалту модуласы системаның ябышлыгына туры килә [311]. Эретелгән эремәләрдә молекулалар арасында бернинди бәйләнеш юк, шуңа күрә ешлыкларның киң диапазонында G ′ G thanдан күпкә кечерәк, һәм ешлыкка бәйләнеш күрсәтте. G ′ һәм G frequ ешлыкка пропорциональ булганлыктан, ешлыгы югарырак булганда, G ′> G ″. Концентрация критик концентрациядән югарырак булганда, G ′ һәм G still ешлыкка бәйле. Ешлык түбәнрәк булганда, G ′ <G ″, һәм ешлык әкренләп артканда, икесе кисешәчәк, һәм G ′> га югары ешлыклы төбәктә кире кайтачак ".

Табигый полисахарид гидрозолының гельгә әверелгән критик ноктасы гель ноктасы дип атала. Гел ноктасының күп аңлатмалары бар, һәм иң еш кулланыла торган реологиядә динамик вискоэластиклыкны билгеләү. Системаның G storage саклау модуле G loss югалту модулусына тигез булганда, ул гель ноктасы, һәм G ′> G ″ Гель формалашуы [312, 313].

Кайбер табигый полисахарид молекулалары зәгыйфь берләшмәләр формалаштыралар, һәм аларның гель структурасы җиңел җимерелә, һәм G 'Gдан бераз зуррак », түбән ешлыкка бәйләнешне күрсәтә; кайбер табигый полисахарид молекулалары тотрыклы үзара бәйләнешле төбәкләр барлыкка китерә алалар, алар гель структурасы көчлерәк, G ′ G thanдан күпкә зуррак, һәм ешлыкка бәйләнеше юк [311].

1.4.2 Полимер комплексларның реологик тәртибе

Полимер кушылма системасы белән тулысынча туры килә торган кушылма - бер тигез система, һәм аның вискоэластиклыгы, гадәттә, бер полимерның үзлекләре суммасы, һәм аның вискоэластиклыгы гади эмпирик кагыйдәләр белән сурәтләнергә мөмкин [314]. Тәҗрибә исбатлады, бер тигез система аның механик үзлекләрен яхшырту өчен ярдәм итми. Киресенчә, фаза белән аерылган структуралары булган кайбер катлаулы системалар искиткеч күрсәткечләргә ия [315].

Кисәк ярашлы кушылма системаның яраклашуы система кушылмасы, кыру тизлеге, температура һәм компонент структурасы кебек факторларга тәэсир итәчәк, яраклашуны яки фазаны аеруны күрсәтә, һәм яраклашудан фаза аерылуга күчү котылгысыз. системаның вискоэластиклыгында зур үзгәрешләргә китерә [316, 317]. Соңгы елларда полимер комплекслы системаларның вискоэластик тәртибе турында күп тикшеренүләр булды. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, кушылу системасындагы кушылма системаның реологик тәртибе бертөрле системаның үзенчәлекләрен күрсәтә. Фазаны аеру зонасында реологик тәртип бер тигез зонадан бөтенләй аерылып тора һәм бик катлаулы.

Төрле концентрацияләр, кушылу ставкалары, кыру темплары, температура һ.б. кушылу системасының реологик үзлекләрен аңлау эшкәртү технологиясен дөрес сайлау, формулаларның рациональ дизайны, продукт сыйфатын катгый контрольдә тоту, җитештерүне киметү өчен зур әһәмияткә ия. энергия куллану. [309]. Мәсәлән, температурага сизгер материаллар өчен, температураның көйләнеше белән материалның ябышлыгы үзгәрергә мөмкин. Эшкәртү эшләрен яхшырту; материалның кыру зонасын аңлау, материалның эшкәртү эшләрен контрольдә тоту, җитештерү нәтиҗәлелеген күтәрү өчен тиешле кыру ставкасын сайлагыз.

1.4.3 Кушылманың реологик үзлекләренә тәэсир итүче факторлар

1.4.3.1 Композиция

Кушма системаның физик һәм химик үзлекләре һәм эчке структурасы - һәр компонентның үзлекләренең һәм компонентларның үзара бәйләнешенең берләштерелгән өлешләренең тулы чагылышы. Шуңа күрә, һәр компонентның физик һәм химик үзлекләре катнаш системада хәлиткеч роль уйныйлар. Төрле полимерларның яраклашу дәрәҗәсе төрлечә үзгәрә, кайберләре бик туры килә, һәм кайберләре бөтенләй туры килми диярлек.

1.4.3.2 Кушма системаның катнашуы

Полимер кушылма системасының вискоэластиклыгы һәм механик үзлекләре катнаш катнашының үзгәрүе белән сизелерлек үзгәрәчәк. Чөнки кушылма катнашмасы һәр компонентның катнаш системага керткән өлешен билгели, һәм шулай ук ​​һәр компонентка тәэсир итә. үзара бәйләнеш һәм фазаны бүлү. Си Яжи һ.б. хитосан / гидроксипропил целлюлозасын өйрәнделәр һәм гидроксипропил целлюлозасы арту белән кушылманың ябышлыгы сизелерлек артканын ачыкладылар [318]. Чжан Яюан һ.б. ксантан сагызы һәм кукуруз крахмасы комплексын өйрәнделәр һәм ксантан сагызының катнашуы 10% булганда, эзлеклелек коэффициенты, җитештерү стрессы һәм катлаулы системаның сыеклык индексы сизелерлек артканын ачыкладылар. Билгеле [319].

1.4.3.3 Кыру дәрәҗәсе

Күпчелек полимер сыеклыклар псевдопластик сыеклыклар, алар Ньютонның агым законына туры килми. Төп үзенчәлек - түбән кыру астында ябышлык нигездә үзгәрми, һәм ябышлык тизлеге арту белән кискен кими [308, 320]. Полимер сыеклыкның агым сызыгын якынча өч регионга бүлеп була: түбән кыркылган Ньютон өлкәсе, кыру нечкәлеге һәм югары кыру тотрыклылыгы өлкәсе. Кыру дәрәҗәсе нульгә омтылганда, стресс һәм киеренкелек сызыклы була, һәм сыеклыкның агым тәртибе Ньютон сыеклыгына охшаган. Бу вакытта ябышлык билгеле бер кыйммәткә омтыла, ул ноль-кыркалы ябышлык дип атала. η0 материалның максималь ял итү вакытын чагылдыра һәм полимер материалларның мөһим параметры булып тора, бу полимерның уртача молекуляр авырлыгы һәм ябыштыргыч агымның активлашу энергиясе белән бәйле. Кисү нечкә зонасында ябышлык әкренләп кими, һәм кыру тизлеге арта, һәм "кыру" күренеше барлыкка килә. Бу зона полимер материалларны эшкәртүдә типик агым зонасы. Sheгары кыру тотрыклылыгы өлкәсендә, кыру темплары арта барган саен, ябышлык башка даими, чиксез кыркып торган ябышлыкка омтыла, ләкин бу төбәккә гадәттә барып җитү авыр.

1.4.3.4 Температура

Температура молекулаларның очраклы җылылык хәрәкәтенең интенсивлыгына турыдан-туры тәэсир итә, бу диффузия, молекуляр чылбыр ориентациясе һәм энтлемент кебек интермолекуляр тәэсиргә зур йогынты ясый ала. Гомумән, полимер материаллар агымы вакытында молекуляр чылбырларның хәрәкәте сегментларда башкарыла; температура арта барган саен, ирекле күләм арта, һәм сегментларның агымга каршы торуы кими, шуңа күрә ябышлык кими. Ләкин, кайбер полимерлар өчен, температура күтәрелү белән, чылбырлар арасында гидрофобик берләшмә барлыкка килә, шуңа күрә ябышлык арта.

Төрле полимерларның температурага сизгерлеге төрле, һәм бер үк югары полимер аның механизмының төрле температура диапазонында эшләвенә төрле йогынты ясый.

1.5 Тикшеренүнең әһәмияте, тикшеренү максаты һәм бу теманың тикшеренү эчтәлеге

1.5.1 Тикшеренү әһәмияте

HPMC азык-төлек һәм медицина өлкәсендә киң кулланылган куркынычсыз һәм ашарлык материал булса да, яхшы кино формалаштыру, тарату, калынлаштыру һәм тотрыклыландыру үзенчәлекләренә ия. HPMC пленкасы шулай ук ​​яхшы ачыклык, нефть барьеры, механик үзлекләргә ия. Ләкин, аның югары бәясе (якынча 100,000 / тонна) аның киң кулланылышын чикли, хәтта капсула кебек югары бәяле фармацевтика кушымталарында. Моннан тыш, HPMC - термик индуктив гель, ул түбән температурада түбән ябышлыклы эремә хәлендә бар, һәм югары температурада ябыштыргыч каты шикелле гель барлыкка китерә ала, шуңа күрә каплау, сиптерү һәм суга батыру кебек процесслар аны үткәрергә кирәк. югары температурада, югары җитештерү энергиясен куллану һәм югары җитештерү бәясе. Түбән температурада HPMC-ның түбән ябышлыгы һәм гел көче кебек үзлекләр күп кушымталарда HPMC эшкәртү мөмкинлеген киметәләр.

Киресенчә, HPS - арзан (якынча 20,000 / тонна) ашарлык материал, ул азык-төлек һәм медицина өлкәсендә дә киң кулланыла. HPMCның шулкадәр кыйммәт булуының сәбәбе - HPMC әзерләү өчен кулланылган чимал целлюлозасы HPS әзерләү өчен кулланылган чимал крахмалыннан кыйммәтрәк. Моннан тыш, HPMC ике алмаштыргыч, гидроксипропил һәм метокси белән бәйләнгән. Нәтиҗәдә, әзерлек процессы бик катлаулы, шуңа күрә HPMC бәясе HPSныкыннан күпкә югарырак. Бу проект кайбер кыйммәтле HPMCларны аз бәяле HPS белән алыштырырга һәм охшаш функцияләрне саклап калу нигезендә продукт бәясен киметергә өметләнә.

Моннан тыш, HPS - салкын гель, ул түбән температурада вискоэластик гельдә бар һәм югары температурада агып торган эремә формалаштыра. Шуңа күрә HPMC-ка HPS өстәү HPMC-ның гель температурасын киметергә һәм түбән температурада ябышлыгын арттырырга мөмкин. һәм гель көче, түбән температурада эшкәртүчәнлеген яхшырту. Моннан тыш, HPS ашый торган фильм кислород барьеры яхшы, шуңа күрә HPMCга HPS өстәү ашый торган пленканың кислород барьер үзлекләрен яхшырта ала.

Йомгаклап әйткәндә, HPMC һәм HPS кушылмасы: Беренчедән, аның мөһим теоретик мәгънәсе бар. HPMC - кайнар гель, HPS - салкын гель. Икесен кушып, теоретик яктан кайнар һәм салкын гельләр арасында күчү ноктасы бар. HPMC / HPS салкын һәм кайнар гель кушылмасы системасын булдыру һәм аның механизм тикшеренүләре бу төр салкын һәм кайнар кире фазалы гел кушылма системасын тикшерү өчен яңа ысул тәкъдим итә - теоретик җитәкчелек. Икенчедән, ул җитештерү чыгымнарын киметергә һәм продукт табышын яхшыртырга мөмкин. HPS һәм HPMC кушылмасы аша җитештерү бәясе чимал һәм җитештерү энергиясен куллану ягыннан киметелергә мөмкин, һәм продукт табышы яхшырырга мөмкин. Өченчедән, ул эшкәртү эшләрен яхшырта һәм кушымтаны киңәйтә ала. HPS кушылуы түбән температурада HPMC концентрациясен һәм гель көчен арттырырга, һәм түбән температурада эшкәртү эшләрен яхшыртырга мөмкин. Моннан тыш, продукт җитештерүчәнлеге яхшырырга мөмкин. HPMC / HPS ашый торган композицион фильм әзерләү өчен HPS кушып, ашый торган фильмның кислород барьеры яхшыра ала.

Полимер кушылма системасының туры килүе турыдан-туры микроскопик морфологияне һәм кушылманың комплекслы үзлекләрен, аеруча механик үзлекләрен билгели ала. Шуңа күрә HPMC / HPS кушылма системасының туры килүен өйрәнү бик мөһим. HPMC һәм HPS икесе дә бер үк структур берәмлек-глюкозалы гидрофил полисахаридлар һәм бер үк функциональ төркем гидроксипропил белән үзгәртелгән, бу HPMC / HPS кушылма системасының ярашуын яхшырта. Ләкин, HPMC - салкын гель, HPS - кайнар гель, һәм икесенең кире гел тәртибе HPMC / HPS кушылма системасының фазаны аеру күренешенә китерә. Йомгаклап әйткәндә, HPMC / HPS салкын кайнар гел композит системасының фаз морфологиясе һәм фаза күчү шактый катлаулы, шуңа күрә бу системаның яраклашуы һәм фаза аерылуы бик кызыклы булачак.

Полимер катлаулы системаларның морфологик төзелеше һәм реологик тәртибе үзара бәйләнгән. Бер яктан, эшкәртү вакытында реологик тәртип системаның морфологик төзелешенә зур йогынты ясаячак; икенче яктан, системаның реологик тәртибе системаның морфологик төзелешендәге үзгәрешләрне төгәл чагылдыра ала. Шуңа күрә, җитештерү, эшкәртү һәм сыйфат белән идарә итү өчен HPMC / HPS кушылма системасының реологик үзлекләрен өйрәнү зур әһәмияткә ия.

Морфологик структура, HPMC / HPS салкын һәм кайнар гель кушылу системасының туры килүе һәм реологиясе кебек макроскопик үзлекләр динамик, һәм эремә концентрациясе, кушылу коэффициенты, кыру темплары һәм температура кебек факторлар тәэсирендә. Микроскопик морфологик структура һәм композит системаның макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш морфологик төзелешне һәм композицион системаның ярашуын контрольдә тотып көйләнә ала.

1.5.2 Тикшеренү максаты

HPMC / HPS салкын һәм кайнар кире фазалы гель кушылмасы системасы төзелде, аның реологик үзлекләре өйрәнелде, компонентларның физик һәм химик төзелешенең тәэсире, кушылу коэффициенты һәм эшкәртү шартлары системаның реологик үзлекләренә өйрәнелде. HPMC / HPS ашый торган композицион фильм әзерләнде, һәм механик үзлекләр, һаваның үткәрүчәнлеге һәм фильмның оптик үзлекләре кебек макроскопик үзлекләр өйрәнелде, тәэсир итүче факторлар һәм законнар тикшерелде. HPMC / HPS салкын һәм кайнар кире фазалы гель комплекс системасының фаза күчүен, яраклашуны һәм фазаны аеруны системалы рәвештә өйрәнегез, аның йогынты ясаучы факторларын һәм механизмнарын тикшерегез, микроскопик морфологик структура һәм макроскопик үзлекләр арасындагы бәйләнешне урнаштырыгыз. Композит системаның морфологик төзелеше һәм яраклашуы композицион материалларның үзлекләрен контрольдә тоту өчен кулланыла.

1.5.3 Тикшеренү эчтәлеге

Көтелгән тикшеренү максатына ирешү өчен, бу кәгазь түбәндәге тикшеренүләр эшләячәк:

. катнаш система. Тиксотропия һәм тиксотропия кебек реологик үзлекләрнең йогынтысы һәм законы тикшерелде, һәм салкын һәм кайнар составлы гель формалаштыру механизмы тикшерелде.

(2) HPMC / HPS ашарга яраклы композит фильм әзерләнде, һәм сканерлау электрон микроскопы һәр компонентның хас булган үзлекләренең һәм композицион фильмның микроскопик морфологиясенә тәэсирен өйрәнү өчен кулланылды; механик милек сынаучы һәр компонентның хас булган үзлекләрен, композицион фильм составын өйрәнү өчен кулланылды, катнаш фильмның механик үзлекләренә нисбәтнең һәм экологик чагыштырма дымның йогынтысы. Кислород тапшыру ставкасын сынаучы һәм UV-Vis спектропотометры компонентларның хас булган үзлекләренең һәм катнаш катнашның композит фильмның кислород һәм яктылык тапшыру үзлекләренә тәэсирен өйрәнү өчен HPMC / HPS салкынның ярашуы һәм фаза аерылуы- Кайнар кире гель композит системасы электрон микроскопия, термогравиметрик анализ һәм динамик термомеханик анализ ярдәмендә өйрәнелде.

(3) HPMC / HPS салкын-кайнар кире гел композит системасының микроскопик морфологиясе һәм механик үзлекләре арасындагы бәйләнеш урнаштырылган. HPMC / HPS ашый торган композицион фильм әзерләнде, һәм катнаш концентрациянең һәм катнаш катнашуның фазаны бүлүгә һәм фазаның күчүгә тәэсире оптик микроскоп һәм йод буяу ысулы белән өйрәнелде; Катлаулы концентрациянең һәм катнаш катнашуның механик үзлекләренә һәм үрнәкләрнең яктылык тапшыру үзлекләренә тәэсир итү кагыйдәсе булдырылды. HPMC / HPS салкын-кайнар кире гел композит системасының микросруктурасы һәм механик үзлекләре арасындагы бәйләнеш тикшерелде.

(4) HPS алмаштыру дәрәҗәсенең реологик үзлекләренә һәм HPMC / HPS салкын-кайнар кире фазалы гель композит системасының гель үзлекләренә йогынтысы. HPS алыштыру дәрәҗәсенең, кыру тизлегенең һәм температураның кушылу системасының ябышлыгына һәм башка реологик үзлекләренә тәэсире, шулай ук ​​гель күчү ноктасы, модуль ешлыгына бәйләнеш һәм башка гель үзлекләре һәм аларның законнары реометр ярдәмендә өйрәнелде. Температурага бәйле фазаны бүлү һәм үрнәкләрнең фаза күчү йод буяу белән өйрәнелде, һәм HPMC / HPS салкын-кайнар кире фазалы гель комплекс системасының геляция механизмы сурәтләнде.

. HPMC / HPS ашый торган композицион фильм әзерләнде, һәм HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең кристалл структурасына һәм композицион фильмның микро-домен структурасына тәэсире синхротрон нурланышының кечкенә почмаклы рентген тарату технологиясе белән өйрәнелде. Композит мембрананың механик үзлекләренә HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең йогынты законы механик милек сынаучы тарафыннан өйрәнелде; HPS алмаштыру дәрәҗәсенең композит мембрананың кислород үткәрүчәнлегенә тәэсир итү законы кислород үткәрүчәнлеген тикшерүче тарафыннан өйрәнелде; HPS гидроксипропил HPMC / HPS композицион фильмнарның җылылык тотрыклылыгына төркем алмаштыру дәрәҗәсенең йогынтысы.

2 бүлек HPMC / HPS кушылма системасын реологик өйрәнү

Табигый полимер нигезендә ашарлык фильмнар чагыштырмача гади дым ысулы белән әзерләнергә мөмкин [321]. Башта полимер эретелә яки сыек фазада таратыла, ашый торган кино формалаштыручы сыеклык яки кино формалаштыручы асма әзерләү өчен, аннары эретүчене чыгарып туплана. Монда операция гадәттә бераз югарырак температурада киптереп башкарыла. Бу процесс гадәттә алдан әзерләнгән ашарлык фильмнар җитештерү өчен, яисә продуктны турыдан-туры кино формалаштыручы эремә белән каплау, чистарту яки сиптерү өчен кулланыла. Ашый торган пленка эшкәртү дизайны кино формалаштыручы сыеклыкның төгәл реологик мәгълүматларын үзләштерүне таләп итә, бу ашарга яраклы фильмнар һәм капламаларның продукт сыйфатын контрольдә тоту өчен зур әһәмияткә ия [322].

HPMC - җылылык ябыштыручы, ул югары температурада гель ясый һәм түбән температурада чишелеш хәлендә. Бу җылылык гел милеге түбән температурада үз ябышлыгын бик түбән итә, бу суга батыру, чистарту һәм суга батыру кебек конкрет җитештерү процессларына ярдәм итми. эшләве, түбән температурада начар эшкәртүчәнлеккә китерә. Киресенчә, HPS - салкын гель, түбән температурада ябыштырылган гель торышы һәм югары температура. Түбән ябышлыклы хәл. Шуңа күрә, икесен берләштереп, түбән температурада ябышлык кебек HPMC-ның реологик үзлекләре билгеле бер дәрәҗәдә балансланырга мөмкин.

Бу бүлектә эремә концентрациясенең, кушылу коэффициентының һәм температураның реологик үзлекләренә тәэсире карала, мәсәлән, нуль кыркып торган ябышлык, агым индексы һәм HPMC / HPS салкын-кайнар кире кушылма системасының тиксотропиясе. Кушымта кагыйдәсе кушылма системаның яраклашуы турында алдан сөйләшү өчен кулланыла.

2.2 Эксперименталь ысул

2.2.1 HPMC / HPS кушылма эремәсен әзерләү

Башта HPMC һәм HPS коры порошокны үлчәгез, һәм 15% (w / w) концентрациясенә һәм 10: 0, 7: 3, 5: 5, 3: 7, 0:10; аннары C суына 70 ° C кушыгыз, HPMC-ны тулысынча таратыр өчен, 30 минутта 120 минутта тиз арада куегыз. аннары эремәне 95 ° C-тан югары җылытырга, HPS-ны тулысынча гелатизацияләү өчен шул ук тизлектә 1 сәг. гелатинизация тәмамланды Аннан соң, эремәнең температурасы тиз 70 ° C ка кадәр кимеде, һәм HPMC 80 минут / минут тизлектә 40 минутка кушылып тулысынча эреп бетте. (Бу мәкаләдәге барлык w / w: үрнәкнең коры нигез массасы / гомуми эремә массасы).

2.2.2 HPMC / HPS кушылма системасының реологик үзлекләре

2.2.2.1 Реологик анализ принцибы

Әйләнү реометры пар һәм параллель кыскычлар белән җиһазландырылган, һәм гади кыру агымы кыскычлар арасындагы чагыштырмача хәрәкәт аша тормышка ашырылырга мөмкин. Реометрны адым режимында, агым режимында һәм осылу режимында сынап карарга мөмкин: адым режимында, реометр үрнәккә вакытлыча стресс куллана ала, бу, нигездә, вакытлыча характеристик җавапны һәм үрнәкнең тотрыклы торышын сынау өчен кулланыла. Стрессны йомшарту, селкенү һәм торгызу кебек бәяләү һәм вискоэластик реакция; агым режимында, реометр үрнәккә сызыклы стресс куллана ала, бу, нигездә, үрнәкнең ябышлыгының кыру тизлегенә, ябышлыкның температура һәм тиксотропиягә бәйләнешен сынау өчен кулланыла; осылу режимында, реометр синусоидаль алмаштыргыч стресс тудырырга мөмкин, бу нигездә сызыклы вискоэластик өлкәне билгеләү, җылылык тотрыклылыгын бәяләү һәм үрнәкнең геляция температурасы өчен кулланыла.

2.2.2.2 Агым режимын сынау ысулы

Диаметры 40 мм булган параллель тәлинкә җайланмасы кулланылды, һәм тәлинкә арасы 0,5 мм итеп куелды.

1. Вакыт белән ябышлык үзгәрә. Тест температурасы 25 ° C, кыру дәрәҗәсе 800 s-1, һәм сынау вакыты 2500 с.

2. Ябышлык кыру тизлеге белән үзгәрә. Сынау температурасы 25 ° C, кыру алдыннан 800 с-1, кыру алдыннан 1000 с; кыру дәрәҗәсе 10²10³с.

Кыру стрессы (τ) һәм кыру дәрәҗәсе (γ) Оствальд-де Ваэль көче законына туры килә:

=τ = K.γ n (2-1)

монда τ кыру стрессы, Па;

γ - кыру дәрәҗәсе, s-1;

n - ликвидлык индексы;

К - ябышлык коэффициенты, Па.

Ябышлык арасындагы бәйләнеш (ŋ) полимер эремәсе һәм кыру дәрәҗәсе (γ) каррен модулусы белән урнаштырылырга мөмкин:

Алар арасында,ŋ0кыру ябышлыгы, Па с;

ŋ∞чиксез кыркып торган ябышлык, Pa s;

- ял итү вакыты;

n - кыру нечкә индексы ；

3. Өч этаплы тиксотропия сынау ысулы. Тест температурасы 25 ° C, а. Стационар этап, кыру дәрәҗәсе 1 с-1, һәм сынау вакыты 50 с; б. Кыру этапы, кыру дәрәҗәсе 1000 s-1, һәм сынау вакыты 20 с; в. Структураны торгызу процессы, кыру дәрәҗәсе 1 s-1, һәм сынау вакыты 250 s.

Структураны торгызу процессында, төрле торгызу вакытыннан соң структураның торгызу дәрәҗәсе ябышлыкның торгызу тизлеге белән күрсәтелә:

DSR = ŋt ⁄ ŋ╳100%

Алар арасында,ŋt - структур торгызу вакыты t, Pa s;

hŋберенче этап ахырында ябышлык, Па.

2.3 Нәтиҗә һәм фикер алышу

2.3.1 Кисү вакытының катнаш системаның реологик үзлекләренә тәэсире

Даими кыру тизлегендә, күренгән ябышлык, кыру вакыты арту белән төрле тенденцияләрне күрсәтергә мөмкин. 2-1 нче рәсемдә HPMC / HPS кушылма системасында вакытка каршы ябышлыкның типик сызыгы күрсәтелгән. Рәсемнән күреп була, кыру вакыты озайтылгач, күренгән ябышлык өзлексез кими. Кыру вакыты якынча 500 с җиткәч, ябышлык тотрыклы хәлгә җитә, бу югары тизлектәге кыру астында катнаш системаның ябышлыгы билгеле бер кыйммәткә ия булуын күрсәтә. Вакытка бәйләнеше, ягъни тиксотропия билгеле бер вакыт эчендә күрсәтелә.

Шуңа күрә, кушылу системасының ябышлыгы үзгәрүчәнлек законын өйрәнгәндә, реаль тотрыклы кыру сынавы алдыннан, катнаш системага тиксотропия йогынтысын бетерү өчен, югары тизлекне алдан кыруның билгеле бер чоры кирәк. . Шулай итеп, бер фактор буларак кырылу дәрәҗәсе белән ябышлыкның үзгәрү законы алына. Бу экспериментта, барлык үрнәкләрнең ябышлыгы 1000 с алдыннан тотрыклы хәлгә җитте, 800 к / с тизлек белән, монда планлаштырылмаган. Шуңа күрә, булачак эксперименталь дизайнда, барлык үрнәкләрнең тиксотропия эффектын бетерү өчен, 800 1 / s югары кыру тизлегендә 1000 с өчен алдан кыру кабул ителде.

2.3.2 Кушма системаның реологик үзлекләренә концентрациянең йогынтысы

Гадәттә, полимер эремәләренең ябышлыгы эремә концентрациясенең артуы белән арта. 2-2-нче рәсемдә концентрациянең HPMC / HPS формулировкаларының ябышлыгына бәйләнеш тәэсире күрсәтелгән. Рәсемнән без шул ук кыру тизлегендә катнаш системаның ябышлыгы эремә концентрациясенең артуы белән әкренләп артуын күрәбез. Төрле концентрацияле HPMC / HPS кушылма эремәләренең ябышлыгы кыру темпының артуы белән әкренләп кимеде, ачык кыру феноменын күрсәтте, бу төрле концентрацияле катнаш эремәләрнең псевдопластик сыеклыкларга караганын күрсәтте. Ләкин, ябышлыкның кыру дәрәҗәсенә бәйләнеше эремә концентрациясенең үзгәрүе белән башка тенденция күрсәтте. Чишелеш концентрациясе түбән булганда, составлы эремәнең кыру нечкәлеге кечкенә; эремә концентрациясенең артуы белән, составлы эремәнең кыру нечкәлеге күренеп тора.

2.3.2.1 Концентрациянең катнаш системаның нуль кыркышлыгына тәэсире

Төрле концентрацияләрдә кушылу системасының ябышлык-кыру дәрәҗәсе кәкреләре Каррен моделе белән урнаштырылган, һәм катнаш эремәнең нуль кыркышлыгы экстролаполяцияләнгән (0.9960 <R₂ <0.9997). Концентрациянең кушылма эремәнең ябышлыгына тәэсирен алга таба нуль кыру ябышлыгы һәм концентрация арасындагы бәйләнешне өйрәнеп өйрәнергә мөмкин. 2-3-нче рәсемнән шуны күрергә була: нуль-кыркалы ябышлык һәм катнаш эремә концентрациясе арасындагы бәйләнеш көч законы буенча бара:

монда k һәм m даими.

Ике логарифмик координатада, м тауының зурлыгына карап, концентрациягә бәйле булу ике төрле тенденцияне күрсәтә. Дио-Эдвардс теориясе буенча, аз концентрациядә, тау югарырак (m = 11,9, R2 = 0.9942), ул эретелгән эремәгә керә; югары концентрациядә булганда, тау чагыштырмача түбән (m = 2,8, R2 = 0.9822), ул концентрацияләнгән эремәгә керә. Шуңа күрә, кушылма системаның критик концентрациясе C * бу ике төбәкнең тоташуы аша 8% булырга мөмкин. Төрле дәүләтләр һәм полимерларның эремәдәге концентрацияләре арасындагы уртак бәйләнеш буенча, 2-3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, түбән температура эремәсендә HPMC / HPS кушылма системасының молекуляр дәүләт моделе тәкъдим ителә.

HPS - салкын гель, ул түбән температурада гель торышы, һәм ул югары температурада чишелеш торышы. Тест температурасында (25 ° C), HPS - гель торышы, рәсемдә зәңгәр челтәр өлкәсендә күрсәтелгәнчә; киресенчә, HPMC - кайнар гель, сынау температурасында ул кызыл сызык молекуласында күрсәтелгәнчә чишелеш хәлендә.

C <C * эретелгән эремәсендә HPMC молекуляр чылбырлары, нигездә, мөстәкыйль чылбыр структуралары булып торалар, һәм чыгарылган күләм чылбырларны бер-берсеннән аера; өстәвенә, HPS гел фазасы берничә HPMC молекулалары белән үзара бәйләнештә тора, форма һәм HPMC бәйсез молекуляр чылбырлар бер-берсеннән аерым яшиләр, рәсем 2-2а күрсәткәнчә.

Концентрациянең артуы белән бәйсез молекуляр чылбырлар һәм фаза өлкәләре арасы әкренләп кимеде. Критик концентрация C * җиткәч, HPMC молекулалары HPS гел фазасы белән үзара бәйләнештә тора, һәм бәйсез HPMC молекуляр чылбырлары бер-берсе белән бәйләнә башлый, HPS фазасын гель үзәге итеп формалаштыра, һәм HPMC молекуляр чылбырлары үзара бәйләнгән. һәм бер-берсе белән бәйләнгән. Микрогел торышы 2-2б рәсемдә күрсәтелгән.

Концентрациянең тагын да артуы белән, C> C *, HPS гел фазалары арасы тагын да кими, һәм HPMC полимер чылбырлары һәм HPS фаза өлкәсе катлаулана һәм үзара бәйләнеш тагын да көчәя, шуңа күрә чишелеш тәртипне күрсәтә. 2-2c рәсемдә күрсәтелгәнчә, полимер эретүгә охшаган.

2.3.2.2 Концентрациянең катнаш системаның сыеклык тәртибенә йогынтысы

Оствальд-де Ваел көче законы (формуланы карагыз (2-1)) кушылма системаның кыру стрессына һәм кыру тизлеге кәкреләренә (текстта күрсәтелмәгән) төрле концентрацияләр, һәм агым индексы n һәм ябышлык коэффициенты өчен кулланыла. К алырга мөмкин. , туры килү нәтиҗәсе 2-1 таблицада күрсәтелгәнчә.

Таблица 2-1 Агымдагы тәртип индексы (n) һәм HPS / HPMC эремәсенең сыеклык эзлеклелеге индексы (K) 25 ° C төрле концентрацияле

Ньютон сыеклыгының агым экспоненты n = 1, псевдопластик сыеклыкның агым экспоненты n <1, ә еракрак n 1дән читкә тайпылса, сыеклыкның псевдопластиклыгы көчлерәк, һәм дилатант сыеклыкның агым экспоненты n> 1. 2-1-нче таблицадан күренеп тора, төрле концентрацияле катнаш эремәләрнең n кыйммәтләре барысы да 1-дән ким, бу кушылма эремәләрнең барысы да псевдопластик сыеклыклар булуын күрсәтә. Аз концентрацияләрдә, реконструкцияләнгән эремәнең n кыйммәте 0 гә якын, бу аз концентрацияле кушылма эремәсенең Ньютон сыеклыгына якын булуын күрсәтә, чөнки аз концентрацияле кушылма эремәсендә полимер чылбырлар бер-берсеннән бәйсез рәвештә яши. Чишелеш концентрациясенең артуы белән, катнаш системаның n кыйммәте әкренләп кимеде, бу концентрациянең артуы кушылма эремәнең псевдопластик тәртибен көчәйтүен күрсәтте. Эшләнү кебек үзара бәйләнеш HPS фазасы арасында һәм аның белән булган, һәм аның агым тәртибе полимер эрүенә якынрак булган.

Аз концентрациядә, кушылма системаның ябышлык коэффициенты кечкенә (C <8%, K <1 Pa · sn), һәм концентрациянең артуы белән кушылма системаның K бәясе әкренләп арта, бу ябышлыкның булуын күрсәтә. катнаш система кимеде, бу нульнең ябышу концентрациясенә бәйле.

2.3.3 Кушылу системасының реологик үзлекләренә кушылу коэффициентының йогынтысы

Рәсем 2-4 HPMC / HPS эремәсенең кырылу тизлеге 25 ° C.

Таблица 2-2 Агымдагы тәртип индексы (n) һәм HPS / HPMC эремәсенең сыеклык эзлеклелеге индексы (K) 25 ° ка төрле катнаш катнашлыгында.

2-4-нче рәсемнәрдә кушылу коэффициентының HPMC / HPS кушылу эремәсе ябышлыгының кыру дәрәҗәсенә бәйләнеше күрсәтелә. Рәсемнән күренеп тора, аз HPS эчтәлеге булган катнаш системаның ябышлыгы (HPS <20%) кыру темпының артуы белән сизелерлек үзгәрми, күбесенчә түбән HPS эчтәлеге булган кушылма системасында, HPMC чишелеш хәлендә. түбән температурада өзлексез этап; Hгары HPS эчтәлеге булган кушылма системаның ябышлыгы әкренләп киселеш темпының артуы белән кими, ачык кыркып чыгу күренешен күрсәтә, бу кушылма эремәнең псевдопластик сыеклык булуын күрсәтә. Шул ук кыру тизлегендә, катнаш эремәнең ябышлыгы HPS эчтәлегенең артуы белән арта, бу, нигездә, HPS түбән температурада ябыштыргыч гель хәлендә булганга.

Оствальд-де Ваэль көче турындагы законны кулланып (формуланы карагыз (2-1)), кушылма системаларның кыру стресс-кыру кәкреләренә (текстта күрсәтелмәгән) төрле кушылма катнашлары, агым экспоненты n һәм ябышлык коэффициенты. К, туры килгән нәтиҗәләр 2-2 таблицада күрсәтелгән. Таблицадан күренеп тора: 0.9869 <R2 <0.9999, туры килгән нәтиҗә яхшырак. Кушымта системасының агым индексы HPS эчтәлеге арту белән әкренләп кими, ә ябышлык коэффициенты HPS эчтәлеге арту белән акрынлап арта барган тенденцияне күрсәтә, бу HPS кушылуы кушылма эремәнең ябыштыргыч һәм агымын кыенлаштырганын күрсәтә. . Бу тенденция Чжанның тикшеренү нәтиҗәләре белән туры килә, ләкин шул ук кушылу коэффициенты өчен, кушылган эремәнең n кыйммәте Чжан нәтиҗәләреннән югарырак [305], бу, нигездә, тиксотропия эффектын бетерү өчен, бу экспериментта алдан кырылганга күрә. бетерелә; Чжан нәтиҗәсе - тиксотропия һәм кыру тизлегенең берләштерелгән эше нәтиҗәсе; бу ике ысулны аеру 5 бүлектә җентекләп тикшереләчәк.

2.3.3.1 Кушылу коэффициентының кушылу системасының нуль кыру ябышлыгына йогынтысы

Бер тигез полимер кушылма системасының реологик үзлекләре һәм системадагы компонентларның реологик үзлекләре арасындагы бәйләнеш логарифмик йомгаклау кагыйдәсенә туры килә. Ике компонентлы кушылма система өчен кушылма система һәм һәр компонент арасындагы бәйләнеш түбәндәге тигезләмә белән күрсәтелергә мөмкин:

Алар арасында F - катлаулы системаның реологик милек параметры;

F1, F2 - 1 компонентның реологик параметрлары һәм 2 компонент;

∅1 һәм ∅2 - 1 компонентның һәм 2 компонентның масса фракцияләре, һәм ∅1 ∅2.

Шуңа күрә, кушылу системасының нуль кыркышлылыгы, төрле кушылу катнашлары белән кушылганнан соң, логарифмик йомгаклау принцибы буенча исәпләнә ала, тиешле фаразланган бәяне исәпләү өчен. Төрле кушылма катнашлы катнаш эремәләрнең эксперименталь кыйммәтләре һаман да ябышлык-кыру тизлеге кәкресенең каррен фитнасы белән экстраполяцияләнде. Төрле кушылма катнашлы HPMC / HPS кушылма системасының нуль кыру ябышлыгының фаразланган бәясе эксперименталь кыйммәт белән чагыштырыла, 2-5 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә.

Рәсемдәге нокта сызыгы өлеше - логарифмик сумма кагыйдәсе белән алынган катнаш эремәнең нуль кыркышлыгының фаразланган бәясе, һәм нокта сызыгы графигы - кушылу системасының эксперименталь кыйммәте. Рәсемнән күреп була, катнаш эремәнең эксперименталь кыйммәте кушылу кагыйдәсенә караганда билгеле бер уңай-тискәре-тайпылышны күрсәтә, бу кушылма системаның термодинамик яраклашуга ирешә алмавын күрсәтә, һәм кушылма системасы өзлексез фаз-дисперсия булып тора. түбән температура Ике фазалы системаның "диңгез утравы" структурасы; һәм HPMC / HPS кушылу коэффициентының өзлексез кимүе белән, кушылу системасының өзлексез этабы кушылу коэффициенты 4: 6 булганнан соң үзгәрде. Бүлектә тикшеренүләр җентекләп тикшерелә.

Рәсемнән ачык күреп була, HPMC / HPS кушылма коэффициенты зур булганда, катнаш система тискәре тайпылышка ия, бу булырга мөмкин, чөнки югары үзбашлы HPS түбән ябышлык HPMC өзлексез фаза уртасында таралган фаза халәтендә таралганга булырга мөмкин. . HPS эчтәлегенең артуы белән, кушылма системасында уңай тайпылыш бар, бу вакытта өзлексез фаза күчү кушылу системасында була. Highгары ябышлыклы HPS кушылма системаның өзлексез этабына әверелә, HPMC бертуктаусыз хәлдә HPSның өзлексез этабында тарала.

2.3.3.2 Кушылу системасының сыеклык тәртибенә кушылу коэффициентының йогынтысы

2-6-нчы рәсемнәрдә HPS эчтәлеге функциясе буларак кушылган системаның агым индексы күрсәтелә. N агым индексы лог-логарифмик координатага туры килгәнгә, n монда сызыклы сумма. Рәсемнән күренеп тора, HPS эчтәлеге арту белән, кушылма системаның агым индексы әкренләп кими, бу HPS кушылма эремәнең Ньютон сыеклык үзлекләрен киметә һәм псевдопластик сыеклык тәртибен яхшырта. Аскы өлеше - югары ябышлыклы гель торышы. Рәсемнән шулай ук ​​кушылу системасының агым индексы белән HPS эчтәлеге арасындагы бәйләнешнең сызыклы бәйләнешкә туры килүен күрергә мөмкин (R2 - 0.98062), бу кушылма системаның яхшы яраклашуын күрсәтә.

2.3.3.3 Кушылу коэффициентының кушылу системасының ябышлык коэффициентына йогынтысы

Рәсем 2-7 HPS эчтәлеге функциясе буларак кушылган эремәнең ябышлык коэффициентын күрсәтә. Рәсемнән күренеп тора, саф HPMCның K бәясе бик кечкенә, ә саф HPSның K кыйммәте иң зуры, бу HPMC һәм HPS гел үзенчәлекләре белән бәйле, алар чишелештә һәм гель хәлендә. түбән температура. Түбән ябышлыклы компонентның эчтәлеге югары булганда, ягъни HPS эчтәлеге түбән булганда, катнаш эремәнең ябышлык коэффициенты HPMC түбән ябышлык компоненты белән якын; югары ябышлыклы компонентның эчтәлеге югары булганда, HPS эчтәлеге арту белән кушылма эремәнең K кыйммәте сизелерлек арта, бу HPS түбән температурада HPMC ябышлыгын арттырганын күрсәтә. Бу, нигездә, өзлексез этапның ябышлыгы кушылма системаның ябышлыгына керткән өлешен чагылдыра. Түбән ябышлык компоненты - өзлексез фаза һәм югары үзбашлылык компоненты - өзлексез этап булган төрле очракларда, өзлексез фаза ябышлыгының кушылма системаның ябышлыгына керткән өлеше ачык. Түбән ябышлык HPMC өзлексез этап булганда, катнаш системаның ябышлыгы, нигездә, өзлексез этапның ябышлыгы өлешен күрсәтә; һәм югары ябышлыклы HPS өзлексез этап булганда, HPMC таралган фаза буларак, югары ябышлыклы HPS ябышлыгын киметәчәк. эффект.

2.3.4 Тиксотропия

Тиксотропия матдәләрнең яки ​​күп системаларның тотрыклылыгын бәяләү өчен кулланылырга мөмкин, чөнки тиксотропия эчке структурасы һәм кыру көче астында зыян дәрәҗәсе турында мәгълүмат ала ала [323-325]. Тиксотропия вакытлы эффектлар һәм микроструктур үзгәрешләргә китерә торган кыру тарихы белән бәйләнештә булырга мөмкин [324, 326]. Өч этаплы тиксотроп ысулы төрле кушылу дәрәҗәләренең кушылу системасының тиксотропик үзлекләренә тәэсирен өйрәнү өчен кулланылды. 2-5 нче рәсемнәрдән күренгәнчә, барлык үрнәкләр дә төрле дәрәҗәдәге тиксотропия күрсәттеләр. Түбән кыру ставкаларында, катнаш эремәнең ябышлыгы HPS эчтәлеге арту белән сизелерлек артты, бу HPS эчтәлеге белән нуль кыркышлылыгы үзгәрүенә туры килгән.

Төрле торгызу вакытында составлы үрнәкләрнең DSR структур торгызу дәрәҗәсе 2-1 таблицада күрсәтелгәнчә формула белән исәпләнә (2-3). Әгәр DSR <1 булса, үрнәкнең кыркуга каршы торуы түбән, һәм үрнәк тиксотроп; киресенчә, DSR> 1 булса, үрнәк анти-тиксотропиягә ия. Таблицадан без чиста HPMC-ның DSR бәясе бик югары, 1 диярлек күрәбез, чөнки HPMC молекуласы каты чылбыр, һәм аның ял итү вакыты кыска, һәм структурасы югары кыру көче астында тиз торгызыла. HPS-ның DSR бәясе чагыштырмача түбән, бу аның көчле тиксотроп үзлекләрен раслый, нигездә HPS сыгылучан чылбыр һәм ял итү вакыты озын булганга. Сынау вакыты эчендә структурасы тулысынча торгызылмады.

Кушма чишелеш өчен, шул ук торгызу вакытында, HPMC эчтәлеге 70% тан артык булганда, HPS эчтәлеге арту белән DSR тиз кими, чөнки HPS молекуляр чылбыры сыгылучан чылбыр, һәм каты молекуляр чылбырлар саны. катнаш системада HPS кушылу белән арта. Әгәр дә ул кыскартылса, катнаш системаның гомуми молекуляр сегментының ял итү вакыты озайтыла, һәм кушылма системасының тиксотропиясе югары кыру тәэсирендә тиз торгызыла алмый. HPMC эчтәлеге 70% тан ким булмаганда, DSR HPS эчтәлегенең артуы белән арта, бу катнаш системада HPS һәм HPMC молекуляр чылбырлары арасында үзара бәйләнеш барлыгын күрсәтә, молекулярның гомуми катгыйлыгын яхшырта. кушылма системасындагы сегментлар һәм кушылма системаның ял итү вакыты кыскартыла, тиксотропия кими.

Моннан тыш, кушылган системаның DSR бәясе саф HPMCныкыннан шактый түбән иде, бу HPMC тиксотропиясе кушылу ярдәмендә сизелерлек яхшырганын күрсәтте. Кушма системадагы күпчелек үрнәкләрнең DSR кыйммәтләре саф HPSныкыннан зуррак иде, бу HPS тотрыклылыгы билгеле бер дәрәҗәдә яхшырганын күрсәтә.

Таблицадан шулай ук ​​күренергә мөмкин: төрле торгызу вакытында, DSR кыйммәтләре HPMC эчтәлеге 70% булганда иң түбән ноктаны күрсәтәләр, һәм крахмал эчтәлеге 60% тан артык булганда, комплексның DSR кыйммәте югарырак. саф HPS. Барлык үрнәкләрнең 10 с эчендәге DSR кыйммәтләре соңгы DSR кыйммәтләренә бик якын, бу композит система структурасы нигездә структураны торгызу бурычларының күбесен 10 с эчендә тәмамлаганын күрсәтә. Әйтергә кирәк, югары HPS эчтәлеге булган композицион үрнәкләр башта арту, аннары торгызу вакытын озайту белән кимү тенденциясен күрсәттеләр, бу композицион үрнәкләрнең түбән кыру тәэсирендә тиксотропиянең билгеле бер дәрәҗәсен күрсәткәнен күрсәтте, һәм аларның структурасы тотрыксызрак.

Өч этаплы тиксотропиянең сыйфатлы анализы хәбәр ителгән тиксотроп боҗра сынау нәтиҗәләре белән туры килә, ләкин сан анализы нәтиҗәләре тиксотроп боҗрасы тест нәтиҗәләре белән туры килми. HPMC / HPS кушылма системасының тиксотропиясе тиксотроп боҗра ысулы белән HPS эчтәлеген арттыру белән үлчәнде [305]. Дегерация башта кимеде, аннары артты. Тиксотроп боҗрасы тесты тиксотроп феноменның булуын фаразлый ала, ләкин моны раслый алмый, чөнки тиксотроп боҗрасы бер үк вакытта кыру вакыты һәм кыру тизлеге нәтиҗәсе [325-327].

2.4 Бу бүлекнең кыскача нәтиҗәсе

Бу бүлектә HPMC җылылык гели һәм салкын гел HPS төп чимал буларак салкын һәм кайнар гельнең ике фазалы составлы системасын төзү өчен кулланылды. Ябышлык, агым үрнәге һәм тиксотропия кебек реологик үзлекләрнең йогынтысы. Төрле дәүләтләр һәм полимерларның эремәдәге концентрацияләре арасындагы уртак бәйләнеш буенча, түбән температурада HPMC / HPS кушылма системасының молекуляр дәүләт моделе тәкъдим ителә. Кушымта системасында төрле компонентларның үзлекләренең логарифмик йомгаклау принцибы буенча, кушылма системаның ярашуы өйрәнелде. Төп нәтиҗәләр түбәндәгечә:

1. Төрле концентрацияле катнаш үрнәкләр барысы да билгеле бер дәрәҗәдә кыркуны күрсәттеләр, һәм концентрация арту белән кыру нечкәлеге артты.
2. Концентрациянең артуы белән кушылма системаның агым индексы кимеде, һәм нуль кыркып торган ябышлык һәм ябышлык коэффициенты артты, бу кушылма системаның каты охшаш тәртибе көчәйтелгәнен күрсәтә.
3. HPMC / HPS кушылма системасында критик концентрация (8%) бар, критик концентрация астыннан, HPMC молекуляр чылбырлары һәм кушылма эремәсендә HPS гел фаз өлкәсе бер-берсеннән аерылып, мөстәкыйль яшиләр; критик концентрациягә ирешкәч, катнаш эремәдә HPS фазасы белән гель үзәге булып микрогель торышы барлыкка килә, һәм HPMC молекуляр чылбырлары бер-берсенә бәйләнгән һәм бер-берсенә бәйләнгән; критик концентрация өстендә, күп кеше HPMC макромолекуляр чылбырлары һәм аларның HPS фаза өлкәсе белән бәйләнеше катлаулырак, һәм үзара бәйләнеш катлаулырак. тагын да көчлерәк, шуңа күрә чишелеш полимер эретү кебек тоела.
4. Кушылу коэффициенты HPMC / HPS кушылма эремәсенең реологик үзлекләренә зур йогынты ясый. HPS эчтәлегенең артуы белән, кушылма системаның кыру нечкәлеге күренеп тора, агым индексы әкренләп кими, һәм нульнең ябышлыгы һәм ябышлык коэффициенты әкренләп арта. арта, комплексның каты охшаш тәртибе сизелерлек яхшырганын күрсәтә.
5. Кушма системаның нуль кыркышлыгы логарифмик йомгаклау кагыйдәсенә караганда билгеле бер уңай-тискәре-тайпылышны күрсәтә. Кушма система - ике температуралы система, түбән температурада өзлексез фазалы таралган "диңгез-утрау" структурасы, һәм, HPMC / HPS кушылу коэффициенты 4: 6дан соң кимегәндә, кушылу системасының өзлексез этабы үзгәрде.
6. Агым индексы белән кушылган кушылмаларның кушылу коэффициенты арасында сызыклы бәйләнеш бар, бу кушылу системасының яхшы яраклашуын күрсәтә.
7. HPMC / HPS кушылма системасы өчен, аз ябышлыклы компонент өзлексез фаза һәм югары ябышлыклы компонент өзлексез этап булганда, өзлексез фаза ябышлыгының кушылма системаның ябышлыгына өлеше шактый аерылып тора. Түбән ябышлык HPMC өзлексез этап булганда, катнаш системаның ябышлыгы, нигездә, өзлексез фазалы ябышлыкның өлешен күрсәтә; югары ябышлыклы HPS өзлексез этап булганда, HPMC таралу этабы буларак, югары ябышлыклы HPS ябышлыгын киметәчәк. эффект.
8. Өч этаплы тиксотропия кушылу коэффициентының катнаш системаның тиксотропиясенә тәэсирен өйрәнү өчен кулланылды. Кушылган системаның тиксотропиясе HPMC / HPS кушылу коэффициенты кимү белән башта кимү, аннары арту тенденциясен күрсәтте.
9. Aboveгарыдагы эксперименталь нәтиҗәләр шуны күрсәтә: HPMC һәм HPS кушылуы аркасында, ике компонентның реологик үзлекләре, ябышлык, кыркып бетү күренеше һәм тиксотропия, билгеле бер дәрәҗәдә балансланган.

3 бүлек HPMC / HPS ашарга яраклы композит фильмнарны әзерләү һәм үзенчәлекләре

Полимер кушылу - күп компонентлы эшне тулыландыруга ирешүнең иң яхшы ысулы, искиткеч җитештерүчәнлек белән яңа материаллар эшләү, продукт бәяләрен киметү, материалларның куллану төрен киңәйтү [240-242, 328]. Аннары, кайбер молекуляр структура аермалары һәм төрле полимерлар арасындагы конформацион энтропия аркасында, күпчелек полимер кушылу системалары туры килми яки өлешчә туры килә [11, 12]. Полимер кушылма системасының механик үзлекләре һәм башка макроскопик үзлекләре һәр компонентның физик-химик үзлекләре, һәр компонентның кушылу коэффициенты, компонентлар арасындагы яраклашу, эчке микроскопик структура һәм башка факторлар белән тыгыз бәйләнгән [240, 329].

Химик структура күзлегеннән караганда, HPMC һәм HPS икесе дә гидрофилик эремчек, бер үк структур берәмлек - глюкоза һәм бер үк функциональ төркем - гидроксипропил төркеме белән үзгәртелә, шуңа HPMC һәм HPS яхшы этап булырга тиеш. Потенциал. Ләкин, HPMC - термик индуктив гел, ул түбән температурада бик түбән ябышлыклы эремә хәлендә, һәм югары температурада коллоид формалаштыра; HPS - салкын температуралы гель, ул түбән температуралы гель һәм югары температурада чишелеш хәлендә; гель шартлары һәм тәртибе бөтенләй капма-каршы. HPMC һәм HPS кушылуы яхшы яраклашу белән бер тигез система формалаштыруга ярдәм итми. Химик структураны да, термодинамиканы да исәпкә алып, HPMC-ны HPS белән кушылу салкын теоретик гель кушылу системасын булдыру өчен зур теоретик әһәмияткә ия.

Бу бүлектә HPMC / HPS салкын һәм кайнар гел кушылма системасында компонентларның хас булган үзлекләрен, кушылу коэффициентын һәм микроскопик морфологиядә әйләнә-тирә мохитнең чагыштырмача дымлылыгын, яраклашу һәм фазаны аеру, механик үзлекләр, оптик үзлекләрне өйрәнүгә игътибар ителә. , һәм катнаш системаның җылылык төшү үзенчәлекләре. Ә кислород барьеры кебек макроскопик үзлекләрнең йогынтысы.

3.1 Материаллар һәм җиһазлар

3.1.1 Төп эксперименталь материаллар

3.1.2 Төп кораллар һәм җиһазлар

3.2 Эксперименталь ысул

3.2.1 HPMC / HPS ашарга яраклы композит фильм әзерләү

HPMC һәм HPSның 15% (w / w) коры порошогы 3% (w / w) белән кушылган, полиэтилен гликол пластилизатор кушылган кино формалаштыручы сыеклык алу өчен, HPMC / ашап була торган композицион фильм алу өчен деонизацияләнгән суда кушылган. HPS кастинг ысулы белән әзерләнгән.

Әзерлек ысулы: башта HPMC һәм HPS коры порошокны үлчәгез, аларны төрле ставкалар буенча кушыгыз; аннары 70 ° C су өстәргә, HPMC-ны тулысынча таратыр өчен, 30 минутта 120 минутта тиз арада куегыз. аннары эремәне 95 ° C-тан югары җылытырга, HPS-ны тулысынча гелатизацияләү өчен шул ук тизлектә 1 сәг. желатинизация тәмамлангач, эремәнең температурасы тиз 70 ° C ка кадәр төшә, һәм эремә 80 минут / минутта 40 минутта әкрен тизлектә кузгатыла. HPMC-ны тулысынча таркатыгыз. Диаметры 15 см булган полистирол петри савытына 20 г катнаш фильм формалаштыручы эремә куегыз, аны тигезләгез һәм 37 ° C ка киптерегез. Кипкән пленка ашый торган композит мембрананы алу өчен дисктан суырылган.

Ашарлык фильмнар сынау алдыннан 3 көннән артык 57% дымлылыкта тигезләнде, һәм механик милекне сынау өчен кулланыла торган ашый торган кино өлеше 3 көннән артык 75% дымлылыкта тигезләнде.

3.2.2 HPMC / HPS ашый торган составлы фильмның микроморфологиясе

3.2.2.1 Электрон микроскопны сканерлау анализы принцибы

Сканерлау электрон микроскопиясе (SEM) өстендәге электрон мылтык күп күләмдә электрон чыгарырга мөмкин. Кыскартылганнан һәм тупланганнан соң, ул билгеле энергия һәм интенсивлык белән электрон нур формалаштыра ала. Сканер кәтүгенең магнит кыры белән идарә итәләр, билгеле бер вакыт һәм космик тәртип буенча, үрнәк ноктасының өслеген нокта буенча сканерлагыз. Microир өслегенең микро-өлкәсенең характеристикаларының аермасы аркасында, үрнәк белән электрон нурның үзара тәэсире төрле интенсивлыктагы икенчел электрон сигналлар барлыкка китерәчәк, алар детектор тарафыннан җыелган һәм электр сигналларына әверелгән, видео көчәйтелгән. һәм рәсем трубасының челтәренә кертү, рәсем трубасының яктылыгын көйләгәннән соң, үрнәк өслегендә микро-өлкә морфологиясен һәм характеристикаларын чагылдыра алырлык икенчел электрон рәсем алырга мөмкин. Традицион оптик микроскоплар белән чагыштырганда, SEM резолюциясе чагыштырмача югары, үрнәк өслегенең 3нм-6нм тирәсе, бу материаллар өслегендә микро-структур үзенчәлекләрне күзәтү өчен кулайрак.

3.2.2.2 Тест ысулы

Ашый торган фильм киптерү өчен десикаторга урнаштырылды, һәм тиешле күләмдә ашарлык фильм сайланды, SEM махсус үрнәк сәхнәсенә үткәргеч ябыштыргыч белән ябыштырылды, аннары вакуум пальто белән алтын белән капланган. Тест вакытында үрнәк SEM-ка кертелде, һәм үрнәкнең микроскопик морфологиясе 5 кВ электрон нур тизләнеш көчәнеше астында 300 тапкыр һәм 1000 тапкыр зурайтылганда күзәтелде һәм фотога төшерелде.

3.2.3 HPMC / HPS ашарга яраклы композит фильмның җиңел тапшыруы

3.2.3.1 UV-Vis спектропотометриясенә анализ принцибы

UV-Vis спектропотометры 200 ~ 800nm ​​дулкын озынлыгы белән яктылык чыгарырга һәм аны объектта нурландырырга мөмкин. Вакыйга яктылыгының кайбер махсус дулкын озынлыклары материал белән үзләштерелә, һәм молекуляр тибрәнү энергия дәрәҗәсенә күчү һәм электрон энергия дәрәҗәсенә күчү була. Eachәрбер матдә төрле молекуляр, атом һәм молекуляр киңлек структураларына ия булганлыктан, һәр матдәнең үзләштерү спектры бар, һәм матдәнең эчтәлеге үзләштерү спектрындагы кайбер дулкын озынлыкларында үзләштерү дәрәҗәсенә карап билгеләнергә мөмкин. Шуңа күрә UV-Vis спектропотометрик анализ матдәләрнең составын, төзелешен һәм үзара бәйләнешен өйрәнүнең эффектив чараларының берсе.

Яктылык нуры предметка бәрелгәндә, вакыйга нурының бер өлеше предметка сеңә, һәм вакыйганың бүтән өлеше объект аша бирелә; тапшырылган яктылык интенсивлыгының вакыйга яктылыгына интенсивлыгы - тапшыру.

Сүндерү һәм тапшыру арасындагы бәйләнеш формуласы:

Алар арасында А - үзләштерү;

Т - тапшыру,%.

Соңгы үзләштерү × 0,25 мм / калынлык белән бертөрле төзәтелде.

3.2.3.2 Тест ысулы

5% HPMC һәм HPS эремәләрен әзерләгез, аларны төрле ставкалар буенча кушыгыз, диаметры 15 см булган полистирол петри савытына 10 г кино формалаштыручы эремә куегыз һәм кино формалаштыру өчен 37 ° C ка киптерегез. Ашый торган фильмны 1 мм × 3 мм турыпочмаклы полосага кисегез, аны куветка куегыз һәм ашарга яраклы фильмны куветның эчке диварына якын итегез. WFZ UV-3802 UV-спектропотометр үрнәкләрне 200-800 нм тулы дулкын озынлыгында сканерлау өчен кулланылды, һәм һәр үрнәк 5 тапкыр сынады.

3.2.4 HPMC / HPS ашый торган композит фильмнарның динамик термомеханик үзлекләре

3.2.4.1 Динамик термомеханик анализ принцибы

Динамик термомеханик анализ (DMA) - билгеле бер шок йөге һәм программалаштырылган температура астында үрнәкнең массасы һәм температурасы арасындагы бәйләнешне үлчәя ала торган корал, һәм вакыт-вакыт алмаш стресс һәм вакыт хәрәкәте астында үрнәкнең механик үзлекләрен сынап карый ала, температура һәм температура. ешлык мөнәсәбәтләре.

Moгары молекуляр полимерлар вискоэластик үзлекләргә ия, алар бер яктан эластомер кебек механик энергияне саклый ала, икенче яктан былжыр кебек энергия куллана ала. Периодик алмаш көч кулланылганда, эластик өлеш энергияне потенциаль энергиягә әйләндерә һәм саклый; ябык өлеш энергияне җылылык энергиясенә әйләндерә һәм аны югалта. Полимер материаллар, гадәттә, түбән температуралы пыяла торышының һәм югары температураның каучук торышының ике халәтен күрсәтәләр, һәм ике дәүләт арасындагы күчү температурасы - пыяла күчү температурасы. Пыяла күчү температурасы материалларның структурасына һәм үзлекләренә турыдан-туры тәэсир итә, һәм полимерларның иң мөһим характеристик температурасы.

Полимерларның динамик термомеханик үзлекләрен анализлап, полимерларның вискоэластиклыгы күзәтелергә мөмкин, һәм полимерларның эшләвен билгеләүче мөһим параметрлар алынырга мөмкин, алар куллану шартларында яхшырак кулланылсын өчен. Моннан тыш, динамик термомеханик анализ пыяла күчү, фазаны аеру, үзара бәйләү, кристалллаштыру һәм молекуляр хәрәкәтнең молекуляр сегментларына бик сизгер, һәм полимерларның структурасы һәм үзлекләре турында күп мәгълүмат ала ала. Ул еш полимер молекулаларын өйрәнү өчен кулланыла. хәрәкәт тәртибе. DMA температурасын сөртү режимын кулланып, пыяла күчү кебек фаза күчү очракларын сынап карарга мөмкин. DSC белән чагыштырганда, DMA югары сизгерлеккә ия һәм фактик куллануны симуляцияләгән материалларны анализлау өчен кулайрак.

3.2.4.2 Тест ысулы

Чиста, бертөрле, яссы һәм зарарсыз үрнәкләрне сайлагыз һәм 10 мм × 20 мм турыпочмаклы полосаларга кисегез. Pрнәкләр ПеркинЭльмер, АКШ-ның Pydris Diamond динамик термомеханик анализаторы ярдәмендә киеренке режимда сынадылар. Тест температурасы диапазоны 25 ~ 150 ° C, җылыту темплары 2 ° C / мин, ешлыгы 1 Гц, һәм сынау һәр үрнәк өчен ике тапкыр кабатланды. Эксперимент вакытында үрнәкнең саклау модулусы (E ') һәм югалту модулусы (E ”) язылды, һәм югалту модулусының саклау модулусына, ягъни тангент почмагы тан to белән чагыштырмасы да исәпләнергә мөмкин.

3.2.5 HPMC / HPS ашый торган композит фильмнарның җылылык тотрыклылыгы

3.2.5.1 Термогравиметрик анализ принцибы

Rылылык гравиметрик анализаторы (TGA) үрнәк массасының үзгәрүен программалаштырылган температурада температура яки вакыт белән үлчәя ала, һәм җылыту процессында матдәләрнең парлануы, эрүе, сублимациясе, сусызлануы, бозылуы һәм оксидлашуы өчен кулланыла ала. . һәм башка физик һәм химик күренешләр. Ampleрнәк сынап караганнан соң алынган матдә массасы белән температура (яки вакыт) арасындагы бәйләнеш термогравиметрик (TGA сызыгы) дип атала. авырлыкны киметү һәм башка мәгълүмат. Термогравиметрик сызык (DTG сызыгы) TGA кәкресенең беренче заказлы деривациясеннән соң алынырга мөмкин, бу сынап каралган үрнәкнең авырлык югалту темпының температура яки вакыт белән үзгәрүен чагылдыра, һәм иң югары нокта - даими максималь нокта. ставкасы.

3.2.5.2 Тест ысулы

Бердәм калынлыктагы ашарлык фильмны сайлагыз, аны термогравиметрик анализатор сынау дискы белән бер диаметрлы түгәрәккә кисегез, аннары аны сынау дискына тигезләгез, һәм азот атмосферасында 20 мл / мин агым тизлеге белән сынап карагыз. . Температура диапазоны 30-700 ° C, җылыту темплары 10 ° C / мин иде, һәм һәр үрнәк ике тапкыр сыналды.

3.2.6.1 Килешү милеген анализлау принцибы

3.2.6 HPMC / HPS ашарга яраклы композит фильмнарның киеренкелеге

Механик мөлкәтне сынаучы статик киеренке йөкне сплинага озын озын күчәр буенча махсус температура, дымлылык һәм тизлек шартларында сызык өзелгәнче куллана ала. Тест вакытында, сызыкка кулланылган йөк һәм аның деформация күләме механик милек сынаучы тарафыннан теркәлде, һәм сызыкның киеренке деформациясе вакытында стресс-сызу сызыгы сызылды. Стресс-сызу сызыгыннан, киеренкелек көче (ζt), тәнәфес вакытында озынлык (εb) һәм эластик модуль (E) фильмның керү үзенчәлекләрен бәяләү өчен исәпләнергә мөмкин.

Материалларның стресс-стресс бәйләнешен гадәттә ике өлешкә бүлеп була: эластик деформация өлкәсе һәм пластик деформация өлкәсе. Эластик деформация зонасында материалның стрессы һәм сызыгы сызыклы бәйләнештә тора, һәм бу вакытта деформация тулысынча торгызылырга мөмкин, бу Кук законына туры килә; пластик деформация зонасында материалның стрессы һәм сызыгы сызыклы түгел, һәм бу вакытта булган деформация кире кайтарылмый, ахыр чиктә материал өзелә.

Керү көчен исәпләү формуласы ：

Кайда: киеренке көч, MPa;

p - максималь йөк яки өзелгән йөк, N;

b - үрнәк киңлеге, мм;

d - үрнәкнең калынлыгы, мм.

Тәнәфестә озынлыкны исәпләү формуласы:

Кайда: εb - тәнәфес вакытында озынлык,%;

L - үрнәк өзелгәндә маркетинг сызыклары арасы, мм;

L0 - үрнәкнең оригиналь үлчәү озынлыгы, мм.

Эластик модульне исәпләү формуласы:

Алар арасында: E - эластик модуль, MPa;

stress стресс, MPa;

ε.

3.2.6.2 Тест ысулы

Чиста, бертөрле, яссы һәм зарарсыз үрнәкләрне сайлагыз, GB13022-91 милли стандартына мөрәҗәгать итегез, һәм гомуми озынлыгы 120 мм булган дөмбелл формасындагы кисәкләргә кисегез, 86 мм корылмалар арасында башлангыч ара, 40 мм билгеләр арасы, һәм киңлеге 10 мм. Сызгычлар 75% һәм 57% (туендырылган натрий хлорид һәм натрий бромид эремәсе атмосферасында) дымга урнаштырылды, һәм үлчәү алдыннан 3 көннән артык тигезләнде. Бу экспериментта АКШның Инстрон Корпорациясенең ASTM D638, 5566 механик милек сынаучысы һәм аның 2712-003 пневматик кыскычлары сынау өчен кулланыла. Керү тизлеге 10 мм / мин иде, һәм үрнәк 7 тапкыр кабатланды, һәм уртача бәя исәпләнде.

3.2.7 HPMC / HPS ашарга яраклы композит фильмның кислород үткәрүчәнлеге

3.2.7.1 Кислород үткәрүчәнлеген анализлау принцибы

Тест үрнәге урнаштырылганнан соң, сынау куышлыгы А һәм В ике өлешкә бүленә; билгеле бер агым тизлеге булган югары чисталыклы кислород агы А куышлыгына, ә билгеле агым тизлеге белән азот агы В куышлыгына уза; сынау процессында, А куышлыгы Кислород үрнәк аша B куышына үтеп керә, һәм В куышлыгына кергән кислород азот агымы белән үткәрелә һәм В куышлыгын кислород сенсорына калдыра. Кислород сенсоры азот агымындагы кислород күләмен үлчәп, тиешле электр сигналын чыгара, шуның белән кислород үрнәген исәпли. тапшыру.

3.2.7.2 Тест ысулы

Зыян күрмәгән композицион фильмнарны сайлагыз, аларны 10,16 х 10,16 см бриллиант рәвешендәге үрнәкләргә кисегез, кыскычларның чит өслекләрен вакуум майы белән каплагыз, һәм үрнәкләрне сынау блогына кысыгыз. ASTM D-3985 буенча сынап каралган, һәр үрнәкнең сынау мәйданы 50 см2.

3.3 Нәтиҗә һәм фикер алышу

3.3.1 Ашый торган композицион фильмнарга микросруктур анализ

Фильм формалаштыручы сыеклык компонентлары һәм киптерү шартлары арасындагы үзара бәйләнеш - фильмның соңгы структурасын билгели һәм фильмның төрле физик һәм химик үзлекләренә җитди йогынты ясый [330, 331]. Gelәрбер компонентның табигый гель үзлекләре һәм кушылу катнашмасы кушылманың морфологиясенә тәэсир итә ала, бу мембрананың өслек төзелешенә һәм соңгы үзлекләренә тәэсир итә [301, 332]. Шуңа күрә, фильмнарның микроструктур анализы һәр компонентның молекуляр үзгәртелүе турында тиешле мәгълүмат бирә ала, бу үз чиратында безгә фильмнарның барьер үзлекләрен, механик үзлекләрен, оптик үзлекләрен яхшырак аңларга ярдәм итә ала.

Төрле катнашлы HPS / HPMC ашарга яраклы фильмнарның электрон микроскоп микрографларын сканерлау 3-1 нче рәсемдә күрсәтелгән. 3-1-нче рәсемнән күренгәнчә, кайбер үрнәкләр микро-ярыкларны күрсәттеләр, бу сынау вакытында үрнәкнең дым кимүе яки микроскоп куышлыгында электрон нурның һөҗүме аркасында булырга мөмкин. , 139]. Рәсемдә саф HPS мембранасы һәм саф HPMC. Мембраналар чагыштырмача шома микроскопик өслекләрне күрсәттеләр, һәм саф HPS мембраналарының микроструктурасы саф HPMC мембраналарына караганда бертөрле һәм йомшак иде, бу суыту процессында крахмал макромолекулалар (амилоза молекулалары һәм амилопектин молекулалары) аркасында булырга мөмкин.) Яхшырак молекуляр үзгәртеп коруга ирештеләр. су эремәсендә. Күпчелек тикшеренүләр күрсәткәнчә, суыту процессында амилоза-амилопектин-су системасы

Гель формалашу һәм фазаны аеру арасында көндәшлек механизмы булырга мөмкин. Әгәр дә фазаны аеру тизлеге гель формалашу тизлегеннән түбән булса, системада фазаны аеру булмас, югыйсә, системада фазаны аеру була [333, 334]. Моннан тыш, амилоза күләме 25% тан артканда, амилозаның гелатинизациясе һәм өзлексез амилоза челтәр структурасы фаза аерылу күренешен сизелерлек тыя ала [334]. Бу кәгазьдә кулланылган HPSның амилоза күләме 80%, 25% тан күпкә югарырак, шуңа күрә саф HPS мембраналарының саф HPMC мембраналарына караганда бертөрле һәм йомшак булуы күренешен яхшырак күрсәтә.

Фигураларны чагыштырудан күренгәнчә, барлык композицион фильмнарның өслеге чагыштырмача тупас, һәм кайбер тәртипсез бөкеләр таралып, HPMC һәм HPS арасында билгеле бер дәрәҗәдә үзгәрмәслек барлыгын күрсәтәләр. Моннан тыш, югары HPMC эчтәлеге булган композит мембраналар югары HPS эчтәлегенә караганда бертөрле структураны күрсәттеләр. 37 ° C пленка формалашу температурасында HPS нигезендәге конденсация

Гель үзлекләренә нигезләнеп, HPS ябыштыргыч гель халәтен тәкъдим итте; HPMC җылылык гел үзлекләренә нигезләнеп, HPMC суга охшаган чишелеш халәтен тәкъдим итте. Highгары HPS эчтәлеге булган композит мембранада (7: 3 HPS / HPMC), ябыштыргыч HPS - өзлексез фаза, һәм суга охшаган HPMC югары ябышлыклы HPS өзлексез этапта таралучы этап буларак таралалар, бу үткәргеч түгел. таралган этапның бердәм бүленешенә; Highгары HPMC эчтәлеге булган композицион фильмда (3: 7 HPS / HPMC), түбән ябышлыклы HPMC өзлексез этапка әверелә, һәм ябыштыргыч HPS түбән ябышлыклы HPMC фазасында таралып беткән этап буларак таралалар. бер тигез этап формалашу. катнаш система.

Рәсемнән күренеп тора, барлык композицион фильмнар тупас һәм бертөрле булмаган өслек структураларын күрсәтсәләр дә, HPMC һәм HPS яхшы яраклашуын күрсәтүче ачык фаза интерфейсы табылмый. PEG кебек пластилизаторсыз HPMC / крахмал композит фильмнар ачык фазаны аеруны күрсәттеләр [301], шулай итеп крахмалның гидроксипропил модификациясе дә, PEG пластилизаторлары да композит-системаның яраклашуын яхшырта ала.

3.3.2 Ашый торган композицион фильмнарга оптик үзлекләр анализы

Төрле катнашлы HPMC / HPS ашый торган композицион фильмнарның яктылык тапшыру үзлекләре UV-спектропотометр белән сынадылар, һәм UV спектры 3-2 нче рәсемдә күрсәтелгән. Яктылык җибәрү бәясе никадәр зур булса, кино шулкадәр бертөрле һәм үтә күренмәле; киресенчә, яктылык җибәрү бәясе никадәр кечерәк булса, фильм шулкадәр тигез һәм ачык түгел. Шигырь 3-2 (а) дан күренеп тора, барлык композицион фильмнар тулы дулкын озынлыгын сканерлау диапазонында сканер дулкын озынлыгын арттыру белән охшаш тенденцияне күрсәтәләр, һәм яктылык үткәрү дулкын озынлыгы арту белән әкренләп арта. 350нм ераклыкта, кәкреләр платога омтыла.

Чагыштыру өчен 500нм дулкын озынлыгында тапшыруны сайлагыз, 3-2 (b) рәсемендә күрсәтелгәнчә, саф HPS фильмының тапшыруы саф HPMC фильмына караганда түбәнрәк, һәм HPMC эчтәлеге арту белән, тапшыру башта кими, аннары минималь кыйммәткә җиткәч артты. HPMC эчтәлеге 70% ка арткач, композицион фильмның яктылык тапшыруы саф HPSныкыннан зуррак иде. Билгеле булганча, бер тигез система яктылык үткәрүне яхшырак күрсәтәчәк, һәм аның UV белән үлчәнгән тапшыру бәясе гадәттә югарырак; бертөрле булмаган материаллар, гадәттә, ачык түгел һәм түбән UV тапшыру кыйммәтләренә ия. Композит фильмнарның тапшыру кыйммәтләре (7: 3, 5: 5) саф HPS һәм HPMC фильмнарына караганда түбән иде, бу HPS һәм HPMCның ике компоненты арасында билгеле бер фаза аерылу дәрәҗәсен күрсәтә.

HPS / HPMC катнаш фильмнары өчен барлык дулкын озынлыкларында (a), һәм 500 nm (b) 3-2 UV спектры. Тәртип уртача ± стандарт тайпылышларны күрсәтә. ac: төрле хәрефләр төрле диссертациядә кулланылган төрле катнашу коэффициенты белән аерылып торалар (p <0.05)

3.3.3 Ашый торган композицион фильмнарга динамик термомеханик анализ

3-3 нче рәсемдә төрле формуляцияләр белән HPMC / HPS ашый торган фильмнарның динамик термомеханик үзлекләре күрсәтелгән. 3-3-нче рәсемнән күренеп тора: HPMC эчтәлеге арту белән саклау модулусы (E ') кими. Моннан тыш, барлык үрнәкләрнең саклау модуле температураның күтәрелүе белән әкренләп кимеде, саф HPS (10: 0) пленкасын саклау модуласы температура 70 ° C ка күтәрелгәннән соң бераз артты. Highгары температурада, югары HPMC эчтәлеге булган композит фильм өчен, композит фильмның саклау модуле температураның күтәрелүе белән ачык төшү тенденциясенә ия; югары HPS эчтәлеге булган үрнәк өчен, саклау модуласы температураның артуы белән бераз кими.

3-3 нче рәсем HPS / HPMC катнаш фильмнарның Саклау модулусы (E ′) (а) һәм югалту тангенты (тан δ) (b)

Шигырь 3-3 (б) -тан күренеп тора, HPMC эчтәлеге 30% тан югары булган (5: 5, 3: 7, 0:10) барысы да пыялага күчү иң югары ноктасын күрсәтәләр, һәм HPMC эчтәлеге арту белән, пыяла күчү күчү температурасы югары температурага күчә, бу HPMC полимер чылбырының сыгылмалылыгын киметә. Икенче яктан, саф HPS мембранасы 67 ° C тирәсендә зур конвертның иң югары ноктасын күрсәтә, 70% HPS эчтәлеге булган составлы мембрананың пыяла күчү юк. Бу булырга мөмкин, чөнки HPMC һәм HPS арасында үзара бәйләнешнең билгеле бер дәрәҗәсе бар, шулай итеп HPMC һәм HPS молекуляр сегментларының хәрәкәтен чиклиләр.

3.3.4 Ашый торган составлы фильмнарның җылылык тотрыклылыгы анализы

Рәсем 3-4 TGA кәкреләре (а) һәм HPS / HPMC катнаш фильмнарның туемнары (DTG) кәкреләре (b).

HPMC / HPS ашый торган составлы фильмның җылылык тотрыклылыгы термогравиметрик анализатор тарафыннан сынады. 3-4 нче рәсемдә термогравиметрик кәкре (TGA) һәм композицион фильмның авырлыкны киметү дәрәҗәсе (DTG) күрсәтелгән. 3-4 (а) рәсемендәге TGA сызыгыннан, төрле катнашлы составлы мембрана үрнәкләренең температураның артуы белән ике ачык термогравиметрик үзгәрү этапын күрсәтүен күрергә мөмкин. Полисахарид макромолекуласы белән кушылган суның ватилизациясе, җылылык деградациясе булганчы, 30-180 ° C температурада кечкенә югалтуга китерә. Соңрак, 300 ~ 450 ° C температурада авыррак югалту этабы бар, монда HPMC һәм HPS җылылык деградациясе этабы.

3-4 (b) рәсемендәге DTG кәкреләреннән шуны күрергә була: саф HPS һәм саф HPMC җылылык деградациясенең температурасы тиешенчә 338 ° C һәм 400 ° C, һәм саф HPMC җылылык деградациясенең иң югары температурасы. HPSныкыннан югарырак, HPMC җылылык тотрыклылыгын HPS белән чагыштырганда яхшырак. HPMC эчтәлеге 30% булганда (7: 3), бер биеклек 347 ° C тәшкил итте, бу HPS характеристикасына туры килә, ләкин температура HPS җылылык деградациясеннән югарырак иде; HPMC эчтәлеге 70% булганда (3: 7), HPMC-ның характерлы иң югары ноктасы 400 ° C тәшкил итте; HPMC эчтәлеге 50% булганда, DTG сызыгында, 345 ° C һәм 396 ° C, ике җылылык деградациясе барлыкка килде. Пиклар HPS һәм HPMC характеристик биеклекләренә туры килә, ләкин HPS белән туры килгән җылылык деградациясе иң кечерәк, һәм икесенең дә билгеле сменасы бар. Күрергә була, күпчелек составлы мембраналар билгеле бер компонентка туры килгән характерлы бер биеклекне күрсәтәләр, һәм алар саф компонент мембранасы белән чагыштырганда офсетлашалар, бу HPMC һәм HPS компонентлары арасында билгеле бер аерма барлыгын күрсәтә. туры килү дәрәҗәсе. Композит мембрананың җылылык деградациясенең иң югары температурасы саф HPSныкыннан югарырак иде, бу HPMCның HPS мембранасының җылылык тотрыклылыгын билгеле бер дәрәҗәдә яхшырта алуын күрсәтә.

3.3.5 Ашый торган композит фильмның механик үзлекләрен анализлау

Төрле катнашлы HPMC / HPS композицион фильмнарның керү үзенчәлекләре механик милек анализаторы белән 25 ° C, чагыштырмача дымлылык 57% һәм 75% белән үлчәнде. 3-5 нче рәсемдә эластик модуль (а), тәнәфес вакытында озынлык һәм HPMC / HPS композицион фильмнарның керү көче (в) төрле чагыштырма дым астында төрле катнашлы күрсәтелгән. Рәсемнән күренеп тора, чагыштырма дым 57% булганда, саф HPS пленкасының эластик модулусы һәм киеренке көче иң зуры, саф HPMC иң кечкенәсе. HPS эчтәлегенең артуы белән, композицион фильмнарның эластик модуласы һәм киеренке көче өзлексез артты. Чиста HPMC мембранасы өзелгәндә озынлык саф HPS мембранасына караганда күпкә зуррак, һәм икесе дә составлы мембранага караганда зуррак.

Нисби дым 57% чагыштырма дым белән чагыштырганда югарырак булганда (75%), барлык үрнәкләрнең эластик модулусы һәм керү көче кимеде, тәнәфес вакытында озынлык сизелерлек артты. Бу, нигездә, су, гомумиләштерелгән пластилизатор буларак, HPMC һәм HPS матрицасын эретергә, полимер чылбырлар арасындагы көчне киметергә һәм полимер сегментларының хәрәкәтен яхшыртырга мөмкин. Relativelyгары чагыштырма дымлылыкта, саф HPMC фильмнарының эластик модулусы һәм киеренкелеге саф HPS фильмнарына караганда югарырак иде, ләкин тәнәфес озынлыгы озынрак иде, нәтиҗә түбән дымлылык нәтиҗәләреннән бөтенләй башка иде. Әйтергә кирәк, композит фильмнарның механик үзлекләренең югары дымлылыкта компонент катнашлары белән үзгәрүе, түбән дымлылыкта, капма-каршы, 57% чагыштырмача дымлылык белән чагыштырганда. Highгары дым астында фильмның дым күләме арта, һәм су полимер матрицага билгеле бер пластиклаштыру эффектын гына түгел, крахмалны рестрализацияләүгә дә ярдәм итә. HPMC белән чагыштырганда, HPS яңадан урнаштыру тенденциясенә ия, шуңа күрә чагыштырмача дымның HPS тәэсире HPMCныкыннан күпкә зуррак.

Төрле HPS / HPMC нисбәтләре булган HPS / HPMC фильмнарының 3-5-нче рәсемнәре, чагыштырмача басынкылык (RH) шартларында тигезләнде. *: тулы диссертациядә кулланылган төрле RH белән төрле сан хәрефләре аерылып тора

3.3.6 Ашый торган композит фильмнарның кислород үткәрүчәнлеген анализлау

Ашый торган композит фильм азыкның саклану срогын озайту өчен азык төрү материалы буларак кулланыла, һәм аның кислород барьеры эшләве мөһим күрсәткечләрнең берсе. Шуңа күрә, HPMC / HPS төрле катнашлы ашый торган фильмнарның кислород тапшыру темплары 23 ° C температурада үлчәнде, һәм нәтиҗәләр 3-6-нчы рәсемнәрдә күрсәтелгән. Рәсемнән күренеп тора, саф HPS мембранасының кислород үткәрүчәнлеге саф HPMC мембранасына караганда кимрәк, бу HPS мембранасының HPMC мембранасына караганда кислород барьеры яхшырак булуын күрсәтә. Түбән ябышлык һәм аморф регионнар булу сәбәпле, HPMC фильмда чагыштырмача аз тыгызлыктагы челтәр структурасын формалаштыру җиңел. HPS белән чагыштырганда, аны яңадан урнаштыру тенденциясе зуррак, һәм фильмда тыгыз структураны формалаштыру җиңел. Күпчелек тикшеренүләр крахмал фильмнарның башка полимерлар белән чагыштырганда яхшы кислород барьеры булуын күрсәттеләр [139, 301, 335, 336].

3-6 рәсем. HPS / HPMC катнаш фильмнарның кислород үткәрүчәнлеге

HPS кушылуы HPMC мембраналарының кислород үткәрүчәнлеген сизелерлек киметергә мөмкин, һәм композит мембраналарның кислород үткәрүчәнлеге HPS эчтәлеге арту белән кискен кими. Кислород үткәреп булмый торган HPS кушылуы составлы мембранада кислород каналының тортуозлыгын арттырырга мөмкин, бу үз чиратында кислород үткәрү тизлегенең кимүенә һәм ахыр чиктә кислород үткәрүчәнлегенең түбәнлегенә китерә. Охшаш нәтиҗәләр башка туган крахмаллар өчен дә хәбәр ителде [139,301].

3.4 Бу бүлекнең кыскача нәтиҗәсе

Бу бүлектә HPMC һәм HPS-ны төп чимал итеп куллану, һәм полиэтилен гликолны пластилизатор итеп өстәп, HPMC / HPS-ның ашарга яраклы композицион фильмнары кастинг ысулы белән әзерләнде. Компонент мембрананың микроскопик морфологиясенә компонентларның хас булган үзлекләренең һәм кушылу коэффициентының йогынтысы электрон микроскопияне сканерлау ярдәмендә өйрәнелде; составлы мембрананың механик үзлекләре механик үзлекләрне сынаучы тарафыннан өйрәнелде. Компонентларның хас булган үзлекләренең һәм кушылу коэффициентының кислород барьер үзлекләренә һәм композит фильмның җиңел тапшыруына тәэсире кислород тапшыру сынаучысы һәм UV-спектропотометр белән өйрәнелде. Электрон микроскопия, термогравиметрик анализ һәм динамик җылылык анализы кулланылды. Механик анализ һәм башка аналитик ысуллар салкын кайнар гель кушылу системасының туры килүен һәм фазаны аеруны өйрәнү өчен кулланылды. Төп нәтиҗәләр түбәндәгечә:

1. Чиста HPMC белән чагыштырганда, саф HPS бер тигез һәм шома микроскопик өслек морфологиясен формалаштыру җиңелрәк. Бу, нигездә, суыту процессында крахмал су эремәсендә крахмал макромолекулаларны (амилоза молекулалары һәм амилопектин молекулаларын) яхшырак молекуляр тәртипкә китерү белән бәйле.
2. Highгары HPMC эчтәлеге булган кушылмалар бертөрле мембрана структураларын формалаштырырга мөмкин. Бу, нигездә, HPMC һәм HPS гель үзлекләренә нигезләнгән. Фильм формалаштыру температурасында HPMC һәм HPS түбән ябышлыклы эремә халәтен һәм югары ябышлыклы гель халәтен күрсәтәләр. Highгары ябышлыклы таралган фаза түбән ябышлыклы өзлексез этапта таралалар. , бер тигез система формалаштыру җиңелрәк.
3. Нисби дым HPMC / HPS композицион фильмнарның механик үзлекләренә зур йогынты ясый, һәм HPS эчтәлеге арту белән аның эффект дәрәҗәсе арта. Түбән чагыштырма дымлылыкта, эластик модуль дә, композицион фильмнарның киеренке көче HPS эчтәлеге арту белән артты, һәм композицион фильмнар өзелгәндә саф компонент фильмнарына караганда кимрәк иде. Нисби дымның артуы белән, композицион пленканың эластик модулусы һәм киеренкелеге кимеде, һәм тәнәфеснең озынлыгы сизелерлек артты, һәм композицион фильмның механик үзлекләре һәм кушылу коэффициенты арасындагы бәйләнеш төрлечә бөтенләй капма-каршы үзгәрү рәвешен күрсәтте. чагыштырма дым. Төрле кушылу катнашлы составлы мембраналарның механик үзлекләре төрле чагыштырма дым шартларында кисешүне күрсәтәләр, бу төрле куллану таләпләренә туры китереп продукт җитештерүчәнлеген оптимальләштерү мөмкинлеген бирә.
4. HPS кушылуы составлы мембрананың кислород барьер үзлекләрен сизелерлек яхшыртты. Композит мембрананың кислород үткәрүчәнлеге HPS эчтәлеге арту белән кискен кимеде.
5. HPMC / HPS салкын һәм кайнар гель кушылу системасында ике компонент арасында билгеле бер ярашу бар. Барлык композицион фильмнарның SEM рәсемнәрендә ачык ике фазалы интерфейс табылмады, күпчелек композицион фильмнарның DMA нәтиҗәләрендә бер генә пыяла күчү ноктасы булган, һәм күпчелек композитның DTG кәкреләрендә бер генә җылылык деградациясе күренде. фильмнар. Бу HPMC һәм HPS арасында билгеле бер сурәтләү барлыгын күрсәтә.

Aboveгарыдагы эксперименталь нәтиҗәләр шуны күрсәтә: HPS һәм HPMC кушылуы HPMC ашый торган фильмның җитештерү бәясен киметеп кенә калмый, ә аның эшләвен дә яхшырта ала. Ике компонентның кушылу коэффициентын һәм тышкы тирәлекнең чагыштырмача дымлылыгын көйләп, механик үзлекләр, кислород барьеры һәм ашый торган композит фильмның оптик үзлекләренә ирешеп була.

4 бүлек Микроморфология һәм HPMC / HPS кушылма системасының механик үзлекләре арасындагы бәйләнеш

Металл эретү кушылу вакытында югарырак катнашу энтропиясе белән чагыштырганда, полимер кушылу вакытында катнашу энтропиясе гадәттә бик аз, һәм кушылу вакытында кушылу җылылыгы гадәттә уңай, нәтиҗәдә полимер кушылу процесслары барлыкка килә. Гиббсның ирекле энергия үзгәрүе уңай (���>), шуңа күрә, полимер формуляцияләре фаза белән аерылган ике фазалы система формалаштырырга омтыла, һәм полимер формулировкалары бик сирәк [242].

Төрле кушылма системалары, гадәттә, термодинамикада молекуляр дәрәҗәдәге начарлыкка ирешә һәм бертөрле кушылмалар барлыкка китерә ала, шуңа күрә полимер кушылмалар системасының күбесе үзгәрмәс. Ләкин, күп полимер кушылма системалары билгеле бер шартларда туры килә торган хәлгә ирешә ала һәм билгеле бер яраклашу белән кушылма системаларга әверелә ала [257].

Полимер композит системаларның механик үзлекләре кебек макроскопик үзлекләр күпчелек очракта аларның компонентларының үзара тәэсиренә һәм фаз морфологиясенә бәйле, аеруча компонентлар һәм өзлексез һәм таралган этаплар составы [301]. Шуңа күрә, композит системаның микроскопик морфологиясен һәм макроскопик үзлекләрен өйрәнү һәм алар арасындагы бәйләнешне урнаштыру зур әһәмияткә ия, бу композицион материалларның үзлекләрен фаз структурасын һәм композицион системаның ярашуын контрольдә тотып зур әһәмияткә ия.

Катлаулы системаның морфологиясен һәм фаз схемасын өйрәнү барышында төрле компонентларны аеру өчен тиешле чаралар сайлау бик мөһим. Ләкин, HPMC һәм HPS арасында аерма шактый катлаулы, чөнки икесенең дә ачыклыгы һәм охшаш реактив индексы бар, шуңа күрә ике компонентны оптик микроскопия белән аеру кыен; өстәвенә, икесе дә органик углеродлы материал булганлыктан, икесенең дә энергия үзләштерүе охшаш, шуңа күрә электрон микроскопияне сканерлау өчен компонентларның парын төгәл аеру кыен. Фурье трансформацион инфракызыл спектроскопия протеин-крахмал комплекс системасының морфологиясендә һәм фаз схемасындагы үзгәрешләрне полисахарид полосасының 1180-953 см-1 һәм амид полосасы 1750-1483 см-1 тәэсирендә чагылдыра ала [52, 337], ләкин бу техника бик катлаулы һәм гадәттә синхротрон нурланышын таләп итә HPMC / HPS гибрид системалары өчен җитәрлек контраст тудыру өчен Фурье инфракызыл техниканы үзгәртү. Электрон микроскопия һәм кечкенә почмаклы рентген тарату кебек компонентларны бу аеруга ирешү өчен техника бар, ләкин бу ысуллар гадәттә катлаулы [338]. Бу темада гади йод буяу оптик микроскоп анализлау ысулы кулланыла, һәм амилоза гелик структурасының соңгы төркеме йод белән реакция ясый ала, HPMC / HPS кушылма системасын йод буяу белән буяу өчен кулланыла. HPS компонентлары HPMC компонентларыннан яктылык микроскопы астында төрле төсләр белән аерылып тордылар. Шуңа күрә, оптик микроскоп анализлау ысулы - крахмал нигезендәге катлаулы системаларның морфологиясе һәм фаз схемасы өчен гади һәм эффектив тикшеренү ысулы.

Бу бүлектә микроскопик морфология, фаза бүленеше, фаза күчү һәм HPMC / HPS кушылма системасының башка микроструктуралары йод буяу оптик микроскоп анализы ярдәмендә өйрәнелде; һәм механик үзлекләр һәм башка макроскопик үзлекләр; һәм микроскопик морфологиягә һәм төрле эремә концентрацияләренең макроскопик үзлекләренә корреляцион анализ ясап, HPMC / HPS кушылу системасының микроструктурасы һәм макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш булдырылды. Композит материалларның үзлекләре өчен нигез бирегез.

4.1 Материаллар һәм җиһазлар

4.1.1 Төп эксперименталь материаллар

4.2 Эксперименталь ысул

4.2.1 HPMC / HPS кушылма эремәсен әзерләү

HPMC эремәсен һәм HPS эремәсен 3%, 5%, 7% һәм 9% концентрациядә әзерләгез, әзерләү ысулы өчен 2.2.1 карагыз. HPMC чишелешен һәм HPS чишелешен 100: 0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0 буенча кушыгыз. 100 Төрле катнашу 250 минут / минут тизлектә 21 ° C 30 минутта кушылды, һәм төрле концентрацияләр һәм төрле катнаш катнаш катнаш эремәләр алынды.

4.2.2 HPMC / HPS составлы мембрананы әзерләү

3.2.1 кара.

4.2.3 HPMC / HPS композит капсулаларын әзерләү

2.2.1 ысулы белән әзерләнгән эремәгә мөрәҗәгать итегез, чуму өчен датсыз корыч форма кулланыгыз һәм аны 37 ° C ка киптерегез. Кипкән капсулаларны чыгарыгыз, артыгын кисегез һәм пар ясагыз.

4.2.4 HPMC / HPS композит фильм оптик микроскоп

4.2.4.1 Оптик микроскопия анализы принциплары

Оптик микроскоп оптик принципны конвекс линза белән куллана, һәм ике әйләндергеч линзаны куллана, якындагы кечкенә матдәләрнең ачылу почмагын күзгә киңәйтә, һәм кеше күзе белән күрә алмаган кечкенә матдәләрнең зурлыгын киңәйтә. матдәләрнең зурлыгын кеше күзе белән күргәнче.

4.2.4.2 Тест ысулы

Төрле концентрацияле HPMC / HPS кушылма эремәләре 21 ° C температурада чыгарылды, пыяла слайдка ташланды, нечкә катламга ыргытылды һәм шул ук температурада киптерелде. Фильмнар 1% йод эремәсе белән буялган (1 г йод һәм 10 г калий йоды 100 мл күләмле фласска урнаштырылган һәм этанолда эретелгән), күзәтү һәм фотога төшерү өчен җиңел микроскоп кырына урнаштырылган.

4.2.5 HPMC / HPS композит фильмның җиңел тапшыруы

4.2.5.1 УВ спектротехниканың анализ принцибы

3.2.3.1 кебек үк.

4.2.5.1 Тест ысулы

3.2.3.2 кара.

4.2.6 HPMC / HPS композит фильмнарның керү үзенчәлекләре

4.2.6.1 Килешү милеген анализлау принцибы

3.2.3.1 кебек үк.

4.2.6.1 Тест ысулы

Samрнәкләр 48 сәг 73% дымлылыкта тигезләнгәннән соң сынадылар. Тест ысулы өчен 3.2.3.2 карагыз.

4.3 Нәтиҗә һәм фикер алышу

4.3.1 Продукциянең ачыклыгын күзәтү

4-1 нче рәсемдә HPMC һәм HPS кушылуы белән әзерләнгән ашарга яраклы фильмнар һәм капсулалар күрсәтелгән. Рәсемнән күренгәнчә, продуктларның ачыклыгы яхшы, бу HPMC һәм HPSның охшаш реактив күрсәткечләргә ия булуын күрсәтә, һәм икесен кушканнан соң бер тигез кушылма алырга мөмкин.

4.3.2 HPMC / HPS комплексларының оптик микроскоп рәсемнәре буялганчы һәм аннан соң

4-2 нче рәсемдә оптик микроскоп астында күзәтелгән HPMC / HPS комплексларын буяу алдыннан һәм аннан соң типик морфология күрсәтелгән. Рәсемнән күренгәнчә, HPMC фазасын һәм HPS фазасын тотрыксыз фигурада аеру кыен; буялган саф HPMC һәм саф HPS үзенчәлекле төсләрен күрсәтәләр, чөнки HPS һәм йодның йод буяу аша реакциясе аның төсе караңгылана. Шуңа күрә, HPMC / HPS кушылма системасындагы ике этап гади һәм ачык аерылып тора, бу HPMC һәм HPSның начар булмавын һәм бер тигез кушылма булдыра алмавын тагын бер кат раслый. Рәсемнән күренгәнчә, HPS эчтәлеге арта барган саен, рәсемдәге караңгы мәйдан (HPS фазасы) көтелгәнчә арта бара, шулай итеп бу процесс вакытында ике фазалы үзгәртеп кору булуын раслый. HPMC эчтәлеге 40% тан югары булганда, HPMC өзлексез фазаның торышын күрсәтә, һәм HPS HPMCның өзлексез этабында таралган этап буларак таралалар. Киресенчә, HPMC эчтәлеге 40% тан түбән булганда, HPS өзлексез фаза торышын күрсәтә, һәм HPMC HPSның өзлексез этабында таралган этап буларак таралалар. Шуңа күрә, 5% HPMC / HPS кушылма чишелешендә, HPS эчтәлеге арту белән, киресенчә катнашма HPMC / HPS 40:60 булганда киресенчә булды. Даими фаза башлангыч HPMC фазасыннан соңрак HPS фазасына үзгәрә. Фаз формасын күзәтеп, HPS матрицасындагы HPMC фазасының дисперсиядән соң сферик булуын күрергә мөмкин, ә HPMC матрицасында HPS фазасының таралган формасы тәртипсезрәк.

Моннан тыш, буяганнан соң (месофаз ситуациясен исәпкә алмыйча) HPMC / HPS комплексындагы ачык төсле мәйданның (HPMC) кара төстәге мәйданга (HPS) чагыштырмасын исәпләп, бу өлкәнең табылуы ачыкланды. Рәсемдә HPMC (ачык төс) / HPS (кара төс) Нисбәт һәрвакыт чын HPMC / HPS кушылу нисбәтеннән зуррак. Мисал өчен, 50:50 катнашлыгында HPMC / HPS кушылмасының буяу схемасында, интерфаза өлкәсендә HPS мәйданы исәпләнми, һәм яктылык / караңгы мәйданның катнашлыгы 71/29. Бу нәтиҗә HPMC / HPS композит системасында күп санлы месофазларның булуын раслый.

Билгеле булганча, тулы туры килгән полимер кушылу системалары бик сирәк, чөнки полимер кушылу процессында кушылу җылылыгы гадәттә уңай була һәм кушылу энтропиясе гадәттә аз үзгәрә, нәтиҗәдә кушылу вакытында ирекле энергия уңай кыйммәткә китерә. Ләкин, HPMC / HPS кушылма системасында HPMC һәм HPS тагын да зуррак ярашу дәрәҗәсен күрсәтергә вәгъдә бирәләр, чөнки HPMC һәм HPS икесе дә гидрофил полисахаридлары, бер үк структур берәмлеге - глюкоза һәм бер үк функциональ төркем белән үзгәртәләр. гидроксипропил. HPMC / HPS кушылма системасында берничә месофаз феномены шулай ук ​​кушылмадагы HPMC һәм HPSның билгеле бер дәрәҗәдә туры килүен күрсәтә, һәм охшаш күренеш пластилизатор кушылган крахмал-поливинил спирт кушылу системасында була. шулай ук ​​барлыкка килде [339].

4.3.3 Микроскопик морфология белән кушылма системаның макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш

HPMC / HPS композит системасының морфология, фазаны аеру күренеше, ачыклыгы һәм механик үзлекләре арасындагы бәйләнеш җентекләп өйрәнелде. 4-3 нче рәсемдә HPMC / HPS кушылма системасының ачыклыгы һәм киеренке модуласы кебек макроскопик үзлекләргә HPS эчтәлегенең йогынтысы күрсәтелгән. Рәсемнән күренеп тора, саф HPMC ачыклыгы саф HPSныкыннан югарырак, күбесенчә крахмалны рестрализацияләү HPS ачыклыгын киметә, һәм крахмалның гидроксипропил модификациясе дә ачыклыкның кимүенең мөһим сәбәбе булып тора. HPS [340, 341]. Рәсемнән табып була, HPMC / HPS кушылма системасының тапшыруы HPS эчтәлеге аермасы белән минималь кыйммәткә ия булачак. Кушма системаның тапшыруы, HPS эчтәлеге 70% тан түбән, артаit HPS эчтәлегенең артуы белән кими; HPS эчтәлеге 70% тан артканда, HPS эчтәлеге арту белән арта. Бу күренеш HPMC / HPS кушылма системасы үзгәрмәс дигәнне аңлата, чөнки системаның фазаны аеру күренеше яктылык җибәрүнең кимүенә китерә. Киресенчә, Кушма системаның Яшь модуле да төрле пропорцияләр белән минималь нокта булып күренде, һәм Яшь модуласы HPS эчтәлеге арту белән кимүен дәвам итте, һәм HPS эчтәлеге 60% булганда иң түбән ноктага җитте. Модуль артуны дәвам итте, һәм модуль бераз артты. HPMC / HPS кушылма системасының Яшь модуле минималь кыйммәт күрсәтте, бу шулай ук ​​кушылма системаның үзгәрмәс система булуын күрсәтте. HPMC / HPS кушылма системасының яктылык җибәрүнең иң түбән ноктасы HPMC өзлексез фазасының таралган фазага күчү ноктасына һәм 4-2 нче рәсемдә Яшьнең модуль кыйммәтенең иң түбән ноктасына туры килә.

4.3.4 Чишелеш концентрациясенең катнаш системаның микроскопик морфологиясенә тәэсире

4-4 нче рәсемдә HPMC / HPS кушылма системасының морфологиягә һәм фаза күчүгә чишелеш концентрациясенең йогынтысы күрсәтелгән. Рәсемнән күренгәнчә, 3% HPMC / HPS кушылма системасының түбән концентрациясе, HPMC / HPS катнашлыгында 40:60, бергә өзлексез структура күренеше күзәтелергә мөмкин; 7% эремәнең югары концентрациясендә, бу өзлексез структура 50:50 катнашлыгында фигурада күзәтелә. Бу нәтиҗә HPMC / HPS кушылма системасының фаза күчү ноктасының билгеле бер концентрациягә бәйле булуын күрсәтә, һәм HPMC / HPS кушылма эремә концентрациясенең артуы белән арта, һәм HPS өзлексез фаза формалаштыра. . . Моннан тыш, HPMC өзлексез этапта таралган HPS доменнары концентрация үзгәрү белән охшаш формаларны һәм морфологияләрне күрсәттеләр; HPMC таралган этаплар HPS өзлексез этапта төрле концентрацияләрдә төрле формаларны һәм морфологияләрне күрсәттеләр. һәм чишелеш концентрациясенең артуы белән, HPMC дисперсия өлкәсе көннән-көн тәртипсезләнде. Бу күренешнең төп сәбәбе - HPS эремәсенең ябышлыгы бүлмә температурасында HPMC эремәсенә караганда күпкә югарырак, һәм HPMC фазасының чиста сферик халәт формалашу тенденциясе өслек киеренкелеге аркасында басыла.

4.3.5 Катлаулы системаның механик үзлекләренә чишелеш концентрациясенең йогынтысы

4-4 нче рәсем морфологиясенә туры килгән, 4-5 нче рәсемнәрдә төрле концентрация эремәләре астында формалашкан композицион фильмнарның киеренкелеге күрсәтелә. Рәсемнән күренеп тора, HPMC / HPS композит системасы өзелгәндә Яшьләрнең модулусы һәм озынлыгы эремә концентрациясенең артуы белән кими бара, бу HPMC-ның өзлексез этаптан таралган фазага әкренләп үзгәрүенә туры килә. -4. Микроскопик морфология эзлекле. HPMC гомополимерының Яшь модуласы HPSныкыннан югарырак булганлыктан, HPMC өзлексез этап булганда HPMC / HPS композит системасының Яшь модуласы яхшырачак дип фаразлана.

4.4 Бу бүлекнең кыскача нәтиҗәсе

Бу бүлектә HPMC / HPS кушылма эремәләре һәм төрле концентрацияләр һәм кушылу катнашлары булган ашарга яраклы композит фильмнар әзерләнде, һәм крахмал фазаларын аеру өчен йод буяуның оптик микроскоп анализы белән HPMC / HPS кушылма системасының микроскопик морфологиясе һәм фаза күчү күзәтелде. HPMC / HPS ашап була торган композицион фильмның яктылык үткәрү һәм механик үзлекләре UV-спектропотометр һәм механик милек сынаучы тарафыннан өйрәнелде, һәм төрле концентрацияләрнең һәм кушылу дәрәҗәләренең оптик үзлекләренә һәм кушылу системасының механик үзлекләренә тәэсирләре өйрәнелде. HPMC / HPS кушылма системасының микросруктурасы һәм макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш микросруктура, фаза күчү һәм фазаны аеру кебек композицион системаның микроструктурасын, оптик үзлекләр һәм механик үзлекләр кебек макроскопик үзлекләрне берләштереп урнаштырылган. Төп нәтиҗәләр түбәндәгечә:

1. Крахмал фазаларын йод буяу белән аеру өчен оптик микроскоп анализлау ысулы - морфологияне һәм крахмал нигезендәге кушылма системаларның фаза күчүен өйрәнү өчен иң гади, туры һәм эффектив ысул. Йод буяу белән, крахмал фазасы җиңел микроскопия астында караңгы һәм караңгы булып күренә, HPMC тапланмаган һәм шуңа күрә төслерәк күренә.
2. HPMC / HPS кушылма системасы начар түгел, һәм кушылма системасында фаза күчү ноктасы бар, һәм бу фаза күчү ноктасы билгеле катнаш катнашлыгына һәм чишелеш концентрациясенә бәйле.
3. HPMC / HPS кушылма системасы яхшы яраклашуга ия, һәм катнаш системада күп санлы месофазлар бар. Арада, өзлексез этап кисәкчәләр торышындагы таралган этапта таралалар.
4. HPMC матрицасында HPSның таралган этабы төрле концентрацияләрдә охшаш сферик форма күрсәтте; HPMC HPS матрицасында тәртипсез морфология күрсәтте, һәм концентрация арту белән морфологиянең тәртипсезлеге артты.
5. HPMC / HPS композит системасының микросруктурасы, фазага күчү, ачыклык һәм механик үзлекләр арасындагы бәйләнеш урнаштырылган. а. Кушма системаның ачыклыкның иң түбән ноктасы HPMC фазасының өзлексез фазадан таралган фазага күчү ноктасына һәм киеренке модульнең кимү ноктасына туры килә. б. Яшьләрнең модулусы һәм тәнәфес вакытында озынлыгы эремә концентрациясенең артуы белән кими, бу HPMC морфологик үзгәреше белән өзлексез этаптан кушылу системасында таралган фазага кадәр бәйле.

Йомгаклап әйткәндә, HPMC / HPS композит системасының макроскопик үзлекләре аның микроскопик морфологик төзелеше, фазага күчү, фазаны аеру һәм башка күренешләр белән тыгыз бәйләнештә тора, һәм композитларның үзлекләре фаз структурасын һәм композитның туры килүен контрольдә тотып көйләнә ала. системасы.

5 бүлек HPS Гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең HPMC / HPS кушылма системасының реологик үзлекләренә йогынтысы.

Билгеле булганча, крахмалның химик төзелешендәге кечкенә үзгәрешләр аның реологик үзлекләрендә кискен үзгәрешләргә китерергә мөмкин. Шуңа күрә, химик модификация крахмалга нигезләнгән продуктларның реологик үзлекләрен яхшырту һәм контрольдә тоту мөмкинлеген тәкъдим итә [342]. Turnз чиратында, крахмал химик структураның аның реологик үзлекләренә тәэсирен үзләштерү крахмал продуктларның структур үзлекләрен яхшырак аңлый ала, һәм крахмал функциональ характеристикалары яхшыртылган үзгәртелгән крахмаллар дизайны өчен нигез бирә ала [235]. Гидроксипропил крахмасы - азык-төлек һәм медицина өлкәсендә киң кулланылган профессиональ үзгәртелгән крахмал. Бу, гадәттә, эшкәртү шартларында пропилен оксиды белән туган крахмалның эфирлаштыру реакциясе белән әзерләнә. Гидроксипропил - гидрофилик төркем. Бу төркемнәрнең крахмал молекуляр чылбырына кертелүе крахмал грануласы структурасын саклаучы водород бәйләнешләрен өзәргә яки зәгыйфьләндерергә мөмкин. Шуңа күрә, гидроксипропил крахмалының физик-химик үзлекләре гидроксипропил төркемнәрен молекуляр чылбырда алыштыру дәрәҗәсе белән бәйле [233, 235, 343, 344].

Күпчелек тикшеренүләр гидроксипропилны алмаштыру дәрәҗәсенең гидроксипропил крахмалының физикохимик үзлекләренә тәэсирен тикшерделәр. Хан һ.б. гидроксипропил балавыз крахмалының һәм гидроксипропил кукурузының Корея глютиноз дөге тортларының структурасына һәм ретроградация үзенчәлекләренә тәэсирен өйрәнде. Тикшеренү ачыклаганча, гидроксипропиляция крахмалның гелатинизация температурасын киметә һәм крахмалның су үткәрү сыйфатын яхшырта ала. җитештерүчәнлеге, һәм Кореяның глютинлы дөге тортларында крахмалның картлык күренешен сизелерлек тоткарлады [345]. Каур һ.б. гидроксипропилны алмаштыруның бәрәңге крахмалының төрле сортларының физикохимик үзлекләренә тәэсирен өйрәнде, һәм бәрәңге крахмалының гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсенең төрле сортлар белән үзгәрүен, һәм аның зур кисәкчәләр зурлыгы белән крахмалның үзлекләренә тәэсире мөһимрәк; гидроксипропиляция реакциясе крахмал гранулалар өслегендә күп фрагментларга һәм трюкларга китерә; гидроксипропилны алыштыру шешнең үзлекләрен, диметил сульфоксидында крахмалның эрүчәнлеген һәм эрүчәнлеген сизелерлек яхшырта ала, һәм крахмалның пастаның ачыклыгын яхшырта ала [346]. Хокукый һ.б. гидроксипропилны алыштыруның татлы бәрәңге крахмасы үзлекләренә тәэсирен өйрәнде. Тикшеренү күрсәткәнчә, гидроксипропил модификациясеннән соң, крахмалның ирекле шешү сыйфаты һәм суда эрүчәнлеге яхшырган; туган крахмалны рестрализацияләү һәм ретроградацияләү тыелган; Ашкайнату яхшыртылган [347]. Шмитц һ.б. гидроксипропил тапиока крахмалын әзерләделәр һәм аның шешү сыйфаты һәм ябышлыгы, картлык темплары түбәнрәк, туңдыру эретү тотрыклылыгы бар [344].

Ләкин, гидроксипропил крахмалының реологик үзлекләре турында бик аз тикшеренүләр бар, һәм гидроксипропил модификациясенең крахмал нигезендәге катнаш системаларның реологик үзлекләренә һәм гель үзлекләренә йогынтысы бик сирәк очрый. Чун һ.б. аз концентрацияле (5%) гидроксипропил дөге крахмал эремәсе реологиясен өйрәнде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, гидроксипропил модификациясенең крахмал эремәсенең тотрыклы һәм динамик вискоэластиклыгына тәэсире алмаштыру дәрәҗәсенә бәйле, һәм аз күләмле гидроксипропил Пропилны алмаштыру крахмал эремәләренең реологик үзлекләрен сизелерлек үзгәртә ала; Крахмал эремәләренең ябышлык коэффициенты алмаштыру дәрәҗәсенең артуы белән кими, һәм аның реологик үзлекләренең температурага бәйләнеше гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән арта. Күчерү дәрәҗәсе арту белән күләм кими [342]. Ли һ.б. гидроксипропилны алыштыруның татлы бәрәңге крахмалының физик үзлекләренә һәм реологик үзлекләренә тәэсирен өйрәнде, һәм нәтиҗәләр күрсәткәнчә, крахмалның шешү сәләте һәм гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән арткан; Гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән энтальпия кыйммәте кими; ябышлык коэффициенты, катлаулы ябышлык, уңыш стрессы, катлаулы ябышлык һәм крахмал эремәсенең динамик модуласы - гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе, сыеклык индексы һәм югалту факторы арту белән кими, ул гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе белән арта; крахмал клейның гель көче кими, туңдыру тотрыклылыгы арта, һәм синерез эффекты кими [235].

Бу бүлектә HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең HPMC / HPS салкын һәм кайнар гел кушылма системасының реологик үзлекләренә һәм гель үзлекләренә тәэсире өйрәнелде. Күчеш ситуациясе структураның формалашуы һәм реологик үзлекләр арасындагы бәйләнешне тирәнтен аңлау өчен зур әһәмияткә ия. Моннан тыш, HPMC / HPS кире суыту кушылма системасының геляция механизмы, башка охшаш җылылык-суыту гел системалары өчен теоретик җитәкчелек бирү өчен, алдан сөйләштеләр.

5.1 Материаллар һәм җиһазлар

5.1.1 Төп эксперименталь материаллар

5.1.2 Төп кораллар һәм җиһазлар

5.2 Эксперименталь ысул

5.2.1 Катлаулы чишелешләр әзерләү

Төрле кушылу дәрәҗәсе булган 15% HPMC / HPS кушылма эремәләре (100/0, 50/50, 0/100) һәм төрле гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләре булган HPS (G80, A939, A1081) әзерләнде. A1081, A939, HPMC һәм аларның катнаш эремәләрен әзерләү ысуллары 2.2.1-дә күрсәтелгән. G80 һәм аның HPMC белән кушылма эремәләре 1500psi һәм 110 ° C шартларында автоклавда катнашып, гелатизацияләнә, чөнки G80 Туган крахмал югары амилоза (80%), һәм аның гелатинизация температурасы 100 ° C-тан югары, бу була алмый. оригиналь су-ванна гелатинизация ысулы белән ирешелгән [348].

5.2.2 HPMC / HPS кушылма эремәләренең реологик үзлекләре, төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилны алыштыру.

5.2.2.1 Реологик анализ принцибы

2.2.2.1 кебек үк

5.2.2.2 Агым режимын сынау ысулы

Диаметры 60 мм булган параллель тәлинкә кыскыч кулланылды, һәм тәлинкә арасы 1 мм итеп куелды.

1. Кисү алдыннан агымны сынау ысулы һәм өч этаплы тиксотропия бар. 2.2.2.2 кебек үк.
2. Кисү алдыннан һәм тиксотроп боҗрасы тиксотропсыз агымны сынау ысулы. Тест температурасы 25 ° C, а. Арту тизлегендә кыру, кыру тизлеге 0-1000 s-1, кыру вакыты 1 мин. б. Даими кыру, кыру дәрәҗәсе 1000 с-1, кыру вакыты 1 мин; в. Тизлекне кыскарту, кыру тизлеге диапазоны 1000-0с-1, кыру вакыты 1 мин.

5.2.2.3 Осылу режимын сынау ысулы

Диаметры 60 мм булган параллель тәлинкә җайланмасы кулланылды, һәм тәлинкә арасы 1 мм итеп куелды.

1. Деформация үзгәрүчән сөртү. Тест температурасы 25 ° C, ешлык 1 Гц, деформация 0.01-100%.
2. Температураны сканерлау. Ешлык 1 Гц, деформация 0,1%, а. Atingылыту процессы, температура 5-85 ° C, җылыту темплары 2 ° C / мин; б. Суыту процессы, температура 85-5 ° C, суыту дәрәҗәсе 2 ° C / мин. Силикон майлы мөһер сынау вакытында дым югалмасын өчен кулланыла.
3. Ешлыкны сөртү. 0,1% үзгәрү, ешлык 1-100 рад / с. Тестлар тиешенчә 5 ° C һәм 85 ° C температурада үткәрелде, һәм сынау алдыннан 5 минутка тест температурасында тигезләнде.

G storage саклау модуле һәм полимер эремәсенең G loss югалту модуле һәм почмак ешлыгы арасындагы бәйләнеш көч законы буенча бара:

монда n ′ һәм n ″ G′-log log һәм G ″ -log log бүрәнәләре;

G0 ′ һәм G0 ″ - G′-log log бүрәнәсе һәм G ″ -log log бүрәнәләре.

5.2.3 Оптик микроскоп

5.2.3.1 Инструмент принцибы

4.2.3.1 кебек үк

5.2.3.2 Тест ысулы

3% 5: 5 HPMC / HPS кушылма эремәсе 25 ° C, 45 ° C, һәм 85 ° C төрле температураларда чыгарылды, бер үк температурада сакланган пыяла слайдка ташланды һәм нечкә пленкага ташланды. катлам эремәсе һәм шул ук температурада киптерелгән. Фильмнар 1% йод эремәсе белән буялган, күзәтү өчен фотосурәт өчен җиңел микроскоп өлкәсендә урнаштырылган.

5.3 Нәтиҗә һәм фикер алышу

5.3.1 Ябышлык һәм агым үрнәге анализы

5.3.1.1 Кисү алдыннан һәм тиксотроп боҗрасы тиксотропы булмаган агымны сынау ысулы

Алдан кырылмыйча һәм тиксотроп боҗрасы тиксотроп ысулын кулланып, агымны сынау ысулын кулланып, HPMC / HPS кушылма эремәсенең ябышлыгы HPS төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алмаштыру белән өйрәнелде. Нәтиҗәләр 5-1 нче рәсемдә күрсәтелгән. Рәсемнән күренеп тора, барлык үрнәкләрнең ябышлыгы кимү тенденциясен күрсәтә, кыру көче тәэсирендә кыру көченең артуы, билгеле бер дәрәҗәдә кыру феноменын күрсәтә. Күпчелек югары концентрацияле полимер эремәләр яки эретүләр каты бүленү һәм молекуляр тәртипкә китерелә, шулай итеп псевдопластик сыеклык тәртибен күрсәтә [305, 349, 350]. Ләкин, HPMC / HPS кушылма эремәләренең HPS кушылмаларының төрле гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләре төрле.

5-1-нче рәсем. HPS / HPMC эремәсенең кырылу дәрәҗәсе HPSның төрле гидропропил алмаштыру дәрәҗәсе белән (кыркып тормыйча, каты һәм буш символлар арту темпларын һәм кимү темпларын күрсәтәләр).

Рәсемнән күренеп тора, саф HPS үрнәгенең ябышлыгы һәм кырылу дәрәҗәсе HPMC / HPS кушылма үрнәгеннән югарырак, ә HPMC эремәсенең кыру дәрәҗәсе иң түбән, нигездә HPS ябышлыгы аркасында. түбән температурада HPMCныкыннан шактый югарырак. Моннан тыш, HPMC / HPS кушылма эремәсе белән бер үк катнаш катнашлыгында, ябышлык HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе белән арта. Бу, бәлки, крахмал молекулаларына гидроксипропил төркемнәренең кушылуы водород бәйләнешләрен өзә һәм шулай итеп крахмал гранулаларның таркалуына китерә. Гидроксипропиляция крахмалның кырыну феноменын сизелерлек киметте, һәм туган крахмалның кыру феномены иң ачык иде. Гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең өзлексез артуы белән, HPSның кыру дәрәҗәсе әкренләп кимеде.

Барлык үрнәкләрдә дә кыру стресс-кыру ставкасында тиксотроп боҗралар бар, бу барлык үрнәкләрнең дә билгеле бер дәрәҗәдә тиксотропия булуын күрсәтә. Тиксотроп көче тиксотроп боҗрасы зурлыгы белән күрсәтелә. Тиксотроп үрнәге күбрәк [351]. Агым индексы n һәм үрнәк эремәнең ябышлык коэффициенты Оствальд-де Ваел көче законы белән исәпләнергә мөмкин (тигезләмәне карагыз (2-1)).

Таблица 5-1 Агым тәртибе индексы (n) һәм сыеклыкның эзлеклелеге индексы (К) тизлекне арттыру һәм кимү темплары һәм HPS / HPMC эремәсенең тиксотроп әйләнеше өлкәсе 25 ° C температурада HPS / HPMC эремәсе.

5-1 таблицасында n агым индексы, ябышлык коэффициенты һәм HPMC / HPS кушылма эремәләренең тиксотроп боҗрасы кыры арту һәм кимү процессында HPS төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алмаштыру HPS күрсәтелгән. Таблицадан күренеп тора, барлык үрнәкләрнең агым индексы 1 дән ким, бу барлык үрнәк карарларның псевдопластик сыеклыклар булуын күрсәтә. Шул ук HPS гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе булган HPMC / HPS кушылма системасы өчен, агым индексы HPMC эчтәлеге арту белән арта, бу HPMC кушылуы кушылма эремәнең Ньютон сыеклык характеристикаларын күрсәтүен күрсәтә. Ләкин, HPMC эчтәлегенең артуы белән, К ябышлык коэффициенты өзлексез кимеде, бу HPMC кушылуы кушылма эремәнең ябышлыгын киметүен күрсәтә, чөнки К ябышлык коэффициенты ябышлыкка пропорциональ иде. Төрле гидроксипропилны алмаштыру дәрәҗәсе булган саф HPSның n кыйммәте һәм K кыйммәте гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән кимеде, бу гидроксипропиляция модификациясенең крахмал псевдопластиклыгын яхшырта алуын һәм крахмал эремәләренең Вискозитлыгын киметә алуын күрсәтә. Киресенчә, n кыйммәте кими торган кыру стадиясендә алмашлык дәрәҗәсенең артуы белән арта, бу гидроксипропиляциянең югары тизлектә кырылганнан соң Ньютон сыеклык тәртибен яхшыртуын күрсәтә. HPMC / HPS кушылма системасының n кыйммәте һәм K кыйммәте HPS гидроксипропиляциясе һәм HPMC тәэсир иттеләр, алар берләшкән эш нәтиҗәсе. Артырган кыру этапы белән чагыштырганда, кимү кырындагы барлык үрнәкләрнең n кыйммәтләре зурайды, ә К кыйммәтләре кечерәкләнде, бу кушылма эремәнең ябышлыгы югары тизлектә кырылганнан соң кимегәнен күрсәтә, һәм Кушма эремәнең Ньютон сыеклык тәртибе көчәйтелде. .

Тиксотроп боҗрасы мәйданы HPMC эчтәлеге арту белән кимеде, бу HPMC кушылуы кушылма эремәнең тиксотропиясен киметүен һәм тотрыклылыгын яхшыртуын күрсәтә. Шул ук кушылу коэффициенты булган HPMC / HPS кушылма эремәсе өчен, тиксотроп боҗрасы мәйданы HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән кими, бу гидроксипропиляциянең HPS тотрыклылыгын яхшыртуын күрсәтә.

5.3.1.2 Алдан кисү һәм өч этаплы тиксотроп ысулы белән кыру ысулы

Алдан кыру ысулы белән HPMC / HPS кушылма эремәсенең ябышлыгы үзгәрүен өйрәнү өчен кулланылды, төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил HPS кыру ставкасы белән алмаштыру. Нәтиҗәләр 5-2 нче рәсемнәрдә күрсәтелгән. Рәсемнән күренеп тора, HPMC эремәсе кыркып бетүне күрсәтми, калган үрнәкләрдә кырыйның таралуы күрсәтелә. Бу кырыну ысулы белән алынган нәтиҗәләргә туры килә. Бу шулай ук ​​рәсемнән күренеп тора, түбән кыру темпларында, югары гидроксипропил белән алмаштырылган үрнәк плато өлкәсен күрсәтә.

5-2-нче рәсем. HPS / HPMC эремәсенең кырылу дәрәҗәсе, HPS-ның төрле гидропропил алмаштыру дәрәҗәсе белән (кыру алдыннан)

5-2 таблицада нуль кыркып торган ябышлык (h0), агым индексы (n) һәм ябышлык коэффициенты (K) күрсәтелгән. Таблицадан без күрә алабыз, саф HPS үрнәкләре өчен, ике ысул белән алынган n кыйммәтләре алмаштыру дәрәҗәсе белән арта, бу крахмал эремәсенең каты охшаш тәртибе алмашу дәрәҗәсе арта барган саен кими. HPMC эчтәлегенең артуы белән, n кыйммәтләре барысы да түбән төшү тенденциясен күрсәттеләр, бу HPMC чишелешнең каты охшаш тәртибен киметүен күрсәтә. Бу ике ысулның сыйфатлы анализ нәтиҗәләренең эзлекле булуын күрсәтә.

Төрле сынау ысуллары буенча бер үк үрнәк өчен алынган мәгълүматны чагыштырганда, алдан кырылганнан соң алынган n кыйммәте алдан кырылмыйча метод белән чагыштырганда зуррак була, бу алдан алынган композицион системаны күрсәтә. - кыру ысулы - каты охшаш тәртип, алдан кыркмыйча метод белән үлчәнгәннән түбән. Чөнки тестта кырылганчы алынган соңгы нәтиҗә, чыннан да, кыру ставкасының һәм кыру вакытының берләштерелгән эше нәтиҗәсе, ә кыру алдыннан сынау ысулы тиксотропик эффектны билгеле бер вакыт эчендә югары кыру белән юкка чыгара. вакыт. Шуңа күрә, бу ысул кушылу системасының кыру нечкәлеген һәм агым характеристикаларын төгәлрәк билгели ала.

Таблицадан без шулай ук ​​күрә алабыз: шул ук кушылу коэффициенты өчен (5: 5), кушылу системасының n кыйммәте 1 гә якын, һәм алдан кырылган n гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе белән арта Бу HPMC булуын күрсәтә кушылма системасында өзлексез этап, һәм HPMC аз гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе булган крахмал үрнәкләренә көчлерәк тәэсир итә, бу нәтиҗәгә туры килә, n кыйммәте алмаштыру дәрәҗәсенең артуы белән, киресенчә кырынмыйча. Ике ысулда төрле дәрәҗәдәге алмаштыру дәрәҗәләре булган кушылма системаларның K кыйммәтләре охшаш, һәм аеруча ачык тенденция юк, шул ук вакытта нуль кыркының ябышлыгы ачык төшү тенденциясен күрсәтә, чөнки нуль кыру ябышлыгы кырудан бәйсез. ставкасы. Эчке ябышлык матдәнең үзлекләрен төгәл чагылдыра ала.

Рәсем 5-3 HPS / HPMC кушылу эремәсенең өч интервал тиксотропиясе HPSның төрле гидропропил алмаштыру дәрәҗәсе белән.

Өч этаплы тиксотроп ысулы төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил крахмалын алмаштыру системасының тиксотроп үзлекләренә тәэсирен өйрәнү өчен кулланылды. Шигырь 5-3-дән күренеп тора, түбән кыру этабында, HPMC эчтәлеге арту белән эремәнең ябышлыгы кими, һәм алмаштыру дәрәҗәсе арту белән кими, бу нульнең ябышлыгы законына туры килә.

Төрле этаптан соң структур торгызу дәрәҗәсе DSR ябышлыгын торгызу дәрәҗәсе белән күрсәтелә, һәм исәпләү ысулы 2.3.2-дә күрсәтелгән. 5-2 таблицадан күренеп тора, шул ук торгызу вакытында, чиста HPS DSR саф HPMCныкыннан шактый түбән, бу, нигездә, HPMC молекуласы каты чылбыр булганга, һәм аның ял итү вакыты кыска, һәм структурасы кыска вакыт эчендә торгызылырга мөмкин. торгызу. HPS сыгылучан чылбыр булса да, аның ял итү вакыты озын, структураны торгызу озак вакыт ала. Алмаштыру дәрәҗәсенең артуы белән, саф HPS DSR алмаштыру дәрәҗәсенең артуы белән кими, гидроксипропиляция крахмал молекуляр чылбырның сыгылучылыгын яхшырта һәм HPS ял итү вакытын озынрак итә. Кушма эремәнең DSR саф HPS һәм саф HPMC үрнәкләренә караганда түбән, ләкин HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән, кушылма үрнәгенең DSR арта, бу кушылма системасының тиксотропиясе артуын күрсәтә. HPS гидроксипропилын алыштыруны арттыру. Радикаль алмаштыру дәрәҗәсе арту белән кими, бу алдан кыркылмыйча нәтиҗәләргә туры килә.

Таблица 5-2 Нуль кыркып торган ябышлык (h0), агым тәртибе индексы (n), арту темплары вакытында сыеклыкның эзлеклелеге индексы (K) һәм төрле гидропропил белән HPS / HPMC эремәсе өчен билгеле торгызу вакытыннан соң структураны торгызу дәрәҗәсе (DSR). 25 ° C температурада HPS алмаштыру дәрәҗәсе

Йомгаклап әйткәндә, кыру алдыннан тотрыклы торыш һәм тиксотроп боҗрасы тиксотропия тесты зур җитештерүчәнлек аермалары булган үрнәкләрне сыйфатлы анализлый ала, ләкин төрле HPS гидроксипропилын алмаштыру дәрәҗәсе булган кушылмалар өчен кечкенә эш аермалары белән чишелешнең тикшеренү нәтиҗәләре капма-каршы. реаль нәтиҗәләр, чөнки үлчәнгән мәгълүматлар кыру тизлегенең һәм кыру вакытының тәэсиренең тулы нәтиҗәләре, һәм бер үзгәрүченең тәэсирен чынлап та чагылдыра алмыйлар.

5.3.2 Сызыклы вискоэластик өлкә

Билгеле булганча, гидрогеллар өчен G саклаучы модуль эффектив молекуляр чылбырларның катылыгы, көче һәм саны белән билгеләнә, һәм G loss югалту модуле кечкенә молекулаларның һәм функциональ төркемнәрнең миграциясе, хәрәкәте һәм сүрелүе белән билгеләнә. . Ул тибрәнү һәм әйләнү кебек сүрелүчән энергия куллану белән билгеләнә. Саклау модулусы G ′ һәм G югалту модулусы киселешенең барлыгы билгесе (ягъни тан δ = 1). Чишелештән гельгә күчү гель ноктасы дип атала. Саклау модулусы G ′ һәм югалту модулусы еш геляция тәртибен, гель челтәре структурасының формалашу тизлеген һәм структур үзлекләрен өйрәнү өчен кулланыла [352]. Алар шулай ук ​​гель челтәре структурасы формалашканда эчке структура үсешен һәм молекуляр структураны чагылдыра ала. үзара бәйләнеш [353].

5-4 нче рәсемдә 1 Гц ешлыгында һәм 0,01% -100% диапазонында төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алмаштыру HPS белән HPMC / HPS кушылма эремәләренең сузылу сызыклары күрсәтелгән. Рәсемнән күренеп тора, аскы деформация өлкәсендә (0.01–1%), HPMCдан кала барлык үрнәкләр G ′> G are, гель торышын күрсәтәләр. HPMC өчен G all бөтен формада. Variзгәрүчән диапазон һәрвакыт Gдан кимрәк ”, бу HPMC чишелеш хәлендә булуын күрсәтә. Моннан тыш, төрле үрнәкләрнең вискоэластиклыгының деформация бәйләнеше төрле. G80 үрнәге өчен, вискоэластиклыкның ешлыкка бәйләнеше тагын да ачык күренә: деформация 0,3% тан артык булганда, G 'әкренләп кими, G'ның сизелерлек артуы белән бергә күренә. арту, шулай ук ​​танның сизелерлек артуы; һәм деформация күләме 1,7% булганда кисешәләр, бу G80 гел челтәре структурасы 1,7% тан артканнан соң зур зыян күргәнен күрсәтә, һәм ул чишелеш хәлендә.

5-4-нче рәсем. Саклау модулусы (G ′) һәм югалту модулусы (G ″) vs.

5-5 тан δ vs. HPMC / HPS кушылу эремәсе өчен HPS төрле гидропропил алмаштыру дәрәҗәсе белән штамм.

Рәсемнән күренеп тора, саф HPSның сызыклы вискоэластик өлкәсе гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең кимүе белән таралган. Башка сүзләр белән әйткәндә, HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арта барган саен, тан-кәкре зур үзгәрешләр деформация күләменең югары диапазонында күренә. Аерым алганда, G80 сызыклы вискоэластик өлкәсе барлык үрнәкләрнең иң тары. Шуңа күрә, G80 сызыклы вискоэластик өлкәсе билгеләр өчен кулланыла

Киләсе тестлар сериясендә деформация үзгәрүченең кыйммәтен билгеләү критерийлары. Шул ук кушылу коэффициенты булган HPMC / HPS кушылма системасы өчен сызыклы вискоэластик өлкә HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең кимүе белән тарала, ләкин сызыклы вискоэластик төбәктә гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең кыскарту эффекты алай күренми.

5.3.3 heatingылыту һәм суыту вакытында вискоэластик үзлекләр

Төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алыштыру белән HPMC / HPS кушылма эремәләренең динамик вискоэластик үзлекләре 5-6-нчы рәсемнәрдә күрсәтелгән. Рәсемнән күренгәнчә, HPMC җылыту процессында дүрт этапны күрсәтә: башлангыч плато өлкәсе, ике структура формалаштыру этабы һәм соңгы плато өлкәсе. Беренче плато этапында, G ′ <G ″, G ′ һәм G values ​​кыйммәтләре кечкенә, һәм температураның күтәрелүе белән бераз кими бара, гомуми сыек вискоэластик тәртипне күрсәтә. HPMC-ның җылылык гелациясе G ′ һәм G ers кисешүе белән чикләнгән структур формалашуның ике төрле этапына ия (ягъни эремә-гель күчү ноктасы, 49 ° C тирәсе), бу алдагы докладларга туры килә. Эзлекле [160, 354]. Highгары температурада, гидрофобик ассоциация һәм гидрофилик ассоциация аркасында HPMC әкренләп челтәр структурасын формалаштыра [344, 355, 356]. Койрыкның плато өлкәсендә G ′ һәм G values ​​кыйммәтләре югары, бу HPMC гел челтәр структурасының тулысынча формалашканын күрсәтә.

HPMC-ның бу дүрт этапы температура кимегәндә кире тәртиптә күренә. G ′ һәм G of кисешү суыту стадиясендә түбән температура өлкәсенә күчә, бу гистерез [208] яки түбән температурада чылбырның конденсация эффекты аркасында булырга мөмкин [355]. HPMC шикелле, җылыту процессындагы башка үрнәкләр Дүрт этап та бар, һәм кире күренеш суыту процессында була. Ләкин, рәсемнән күренеп тора, G80 һәм A939 гадиләштерелгән процессны G 'һәм G арасында кисешмичә күрсәтәләр, һәм G80 сызыгы хәтта күренми. Арткы платформа мәйданы.

Чиста HPS өчен, гидроксипропилны алыштыруның югары дәрәҗәсе гель формалашуның башлангыч һәм соңгы температурасын үзгәртә ала, аеруча башлангыч температура, G80, A939, A1081 өчен 61 ° C. , 62 ° C һәм 54 ° C. Моннан тыш, HPMC / HPS үрнәкләре өчен бер үк кушылу коэффициенты өчен, алмаштыру дәрәҗәсе арта барган саен, G ′ һәм G values ​​кыйммәтләре кими бара, бу алдагы тикшеренүләр нәтиҗәләренә туры килә [357, 358]. Алмаштыру дәрәҗәсе арта барган саен, гель текстурасы йомшак була. Шуңа күрә, гидроксипропиляция туган крахмалның заказланган структурасын боза һәм аның гидрофиликасын яхшырта [343].

HPMC / HPS кушылма үрнәкләре өчен, G ′ һәм G both чиста HPS нәтиҗәләренә туры килгән HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән кимеде. Моннан тыш, HPMC кушылуы белән алмаштыру дәрәҗәсе G ′ га зур йогынты ясады G G белән эффект азрак күренә.

Барлык HPMC / HPS композит үрнәкләренең вискоэластик кәкреләре бер үк тенденцияне күрсәттеләр, бу түбән температурада HPS һәм югары температурада HPMC белән туры килә. Башкача әйткәндә, түбән температурада HPS кушылган системаның вискоэластик үзлекләрендә өстенлек итә, югары температурада HPMC кушылган системаның вискоэластик үзлекләрен билгели. Бу нәтиҗә, нигездә, HPMC белән бәйле. Аерым алганда, HPS - салкын гель, җылытылганда гель хәленнән эремә хәленә үзгәрә; киресенчә, HPMC - кайнар гель, әкренләп температура челтәре структурасы белән гель ясый. HPMC / HPS кушылма системасы өчен, түбән температурада, катнаш системаның гель үзлекләре, нигездә, HPS салкын гел ярдәмендә кертелә, һәм югары температурада, җылы температурада, HPMC гелациясе кушылу системасында өстенлек итә.

Рәсем 5-6 Саклау модуласы (G ′), югалту модулусы (G ″) һәм тан δ vs.

HPMC / HPS композит системасының модуле, көтелгәнчә, саф HPMC һәм саф HPS модуле арасында. Моннан тыш, катлаулы система бөтен температураны сканерлау диапазонында G ′> G ″ күрсәтә, бу HPMC һәм HPSның су молекулалары белән водород бәйләнешләрен формалаштыра алуын, һәм шулай ук ​​бер-берсе белән водород бәйләнешләрен барлыкка китерә алуын күрсәтә. Моннан тыш, югалту факторы сызыгында, барлык катлаулы системаларның якынча 45 ° C температурасы бар, бу катлаулы системада өзлексез фаза күчү булганын күрсәтә. Бу этапка күчү киләсе 5.3.6да каралачак. фикер алышуны дәвам итегез.

5.3.4 Температураның катнаш ябышлыкка тәэсире

Температураның материалларның реологик үзлекләренә тәэсирен аңлау мөһим, чөнки эшкәртү һәм саклау вакытында булырга мөмкин температураның киң диапазоны [359, 360]. 5 ° C - 85 ° C диапазонында, температураның HPMC / HPS кушылма эремәләренең катлаулы ябышлыгына тәэсире HPS төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алмаштыру HPS 5-7 нче рәсемдә күрсәтелгән. Шигырь 5-7 (а) дан, чиста HPSның катлаулы ябышлыгы температураның күтәрелүе белән сизелерлек кими; саф HPMC ябышлыгы температураның күтәрелүе белән баштан 45 ° C ка кадәр кими. яхшырту.

Барлык катнаш үрнәкләрнең ябышлык кәкреләре температура белән охшаш тенденцияләрне күрсәттеләр, башта температураның артуы белән кими, аннары температураның артуы белән арта. Моннан тыш, кушылган үрнәкләрнең ябышлыгы түбән температурада HPSныкына һәм югары температурада HPMCныкына якынрак. Бу нәтиҗә шулай ук ​​HPMC һәм HPSның үзенчәлекле геляция тәртибе белән бәйле. Кушылган үрнәкнең ябышлык сызыгы 45 ° C температурада тиз күчүне күрсәтте, мөгаен, HPMC / HPS кушылган системасында фаза күчү аркасында. Ләкин, әйтергә кирәк, югары температурада G80 / HPMC 5: 5 кушылма үрнәгенең ябышлыгы саф HPMCныкыннан югарырак, бу, нигездә, югары температурада G80ның эчке ябышлыгы белән бәйле [361]. Шул ук кушылу коэффициенты буенча, HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән кушылу системасының кушылма ябышлыгы кими. Шуңа күрә, гидроксипропил төркемнәрен крахмал молекулаларына кертү крахмал молекулаларында водород бәйләнешенең өзелүенә китерергә мөмкин.

Рәсем 5-7 HPS / HPMC өчен катлаулы ябышлык, температура HPSның төрле гидройпропил алмаштыру дәрәҗәсе белән кушыла

Температураның HPMC / HPS кушылма системасының катлаулы ябышлыгына тәэсире билгеле температура диапазонында Архений мөнәсәбәтләренә туры килә, һәм катлаулы ябышлык температура белән экспоненциаль бәйләнештә тора. Архений тигезләмәсе түбәндәгечә:

Алар арасында η * катлаулы ябышлык, Pa s;

А - даими, Па;

Т - абсолют температура, К;

R - газ даими, 8.3144 J · мол - 1 · К - 1;

E - активлаштыру энергиясе, J · mol - 1.

Формула (5-3) нигезендә урнаштырылган, катнаш системаның ябышлык-температурасы кәкре 45 ° C температурада тан ике иң зур өлешкә бүленергә мөмкин; 5 ° C - 45 ° C һәм 45 ° C - 85 ° катнаш кушылма системасы E активлаштыру энергиясенең кыйммәтләре һәм C диапазонына туры китереп алынган A даими 5-3 таблицада күрсәтелгән. E активлаштыру энергиясенең исәпләнгән кыйммәтләре −174 kJ · мол - 1 белән 124 kJ · мол - 1 арасында, һәм даими А кыйммәтләре 6,24 × 10−11 Па белән 1,99 × 1028 Па · арасында. G80 / HPMC үрнәгеннән кала, урнаштырылган корреляция коэффициентлары югарырак иде (R2 = 0.9071 –0.9892). G80 / HPMC үрнәге 45 ° C - 85 ° C температура диапазонында түбән корреляция коэффициентына ия (R2 = 0.4435), бу G80ның табигый каты булуы һәм башка HPS кристаллизация тизлеге белән чагыштырганда тизрәк авырлыгы аркасында булырга мөмкин. 362]. G80-ның бу характеристикасы HPMC белән кушылганда бер тигез булмаган кушылмалар формалаштыру мөмкинлеген арттыра.

5 ° C - 45 ° C температура диапазонында, HPMC / HPS композит үрнәгенең E бәясе саф HPSныкыннан бераз түбән, бу HPS һәм HPMC арасындагы үзара бәйләнеш аркасында булырга мөмкин. Ябышлыкның температурага бәйләнешен киметү. Чиста HPMCның E кыйммәте бүтән үрнәкләргә караганда югарырак. Барлык крахмал булган үрнәкләр өчен активлаштыру энергиясе түбән уңай кыйммәтләр иде, бу түбән температурада температураның ябышлыгы кимүен күрсәтә һәм формуляцияләр крахмалга охшаган текстураны күрсәтә.

Таблица 5-3 Архений тигезләмә параметрлары (E: активлаштыру энергиясе; А: даими; R 2: билгеләү коэффициенты) HPS / HPMC өчен HPS / HPMC өчен төрле дәрәҗәдәге гидроксипропиляция белән кушылалар.

Ләкин, 45 ° C - 85 ° C югарырак температура диапазонында, E бәясе саф HPS һәм HPMC / HPS композицион үрнәкләр арасында сыйфат ягыннан үзгәрде, һәм саф HPSларның E бәясе 45,6 kJ · mol - 1 - диапазонында! 124 kJ · mol - 1, комплексларның E кыйммәтләре -3,77 kJ · mol - 1– -72.2 kJ · mol - 1 диапазонында. Бу үзгәреш HPMC-ның катлаулы системаның активлаштыру энергиясенә көчле эффектын күрсәтә, чөнки саф HPMC-ның E бәясе -174 kJ mol - 1. Чиста HPMC һәм кушылган системаның E кыйммәтләре тискәре, бу күрсәтә, югары температурада ябышлык температураның артуы белән арта, һәм кушылма HPMC шикелле тәртип текстурасын күрсәтә.

HPMC һәм HPSның югары температурада һәм түбән температурада HPMC / HPS кушылма системаларының катлаулы ябышлыгына тәэсире тикшерелгән вискоэластик үзлекләргә туры килә.

5.3.5 Динамик механик үзлекләр

5-8 нче рәсемнәрдә HPMC / HPS кушылма эремәләренең 5 ° C температурасында ешлык сөртү кәкреләре күрсәтелә, төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алмаштыру белән. Рәсемнән күренеп тора, саф HPS типик каты охшаш тәртипне күрсәтә (G ′> G ″), HPMC сыеклыкка охшаган тәртип (G ′ <G ″). Барлык HPMC / HPS формуляцияләре каты охшаш тәртип күрсәттеләр. Күпчелек үрнәкләр өчен G ′ һәм G both ешлыгы арту белән арта, бу материалның каты охшаш тәртибенең көчле булуын күрсәтә.

Чиста HPMCлар ачык ешлыкка бәйләнешне күрсәтәләр, чиста HPS үрнәкләрендә күрү кыен. Көтелгәнчә, HPMC / HPS комплекс системасы билгеле бер ешлыкка бәйле булуын күрсәтте. Барлык HPS булган үрнәкләр өчен n always һәрвакыт n thanдан түбән, һәм G ″ G thanга караганда ешрак бәйләнешне күрсәтә, бу үрнәкләрнең ябышуга караганда эластик булуын күрсәтә [352, 359, 363]. Шуңа күрә, кушылган үрнәкләрнең эшләнеше, нигездә, HPS белән билгеләнә, бу, нигездә, HPMC түбән температурада түбән ябышлык эремә торышын күрсәткәнгә.

Таблица 5-4 n ′, n ″, G0 ′ һәм G0 H HPS / HPMC өчен төрле гидропропил алмаштыру дәрәҗәсе булган HPS 5 ° C Eqs белән билгеләнгән. (5-1) һәм (5-2)

Рәсем 5-8 Саклау модулусы (G ′) һәм югалту модулусы (G ″) vs. HPS / HPMC өчен ешлык 5 ° C температурада HPS төрле гидройпропил алмаштыру дәрәҗәсе белән кушылалар.

Чиста HPMCлар ачык ешлыкка бәйләнешне күрсәтәләр, чиста HPS үрнәкләрендә күрү кыен. HPMC / HPS комплексы өчен көтелгәнчә, лиганд системасы ешлыкка бәйлелекнең билгеле бер дәрәҗәсен күрсәтте. Барлык HPS булган үрнәкләр өчен n always һәрвакыт n thanдан түбән, һәм G ″ G thanга караганда ешрак бәйләнешне күрсәтә, бу үрнәкләрнең ябышуга караганда эластик булуын күрсәтә [352, 359, 363]. Шуңа күрә, кушылган үрнәкләрнең эшләнеше, нигездә, HPS белән билгеләнә, бу, нигездә, HPMC түбән температурада түбән ябышлык эремә торышын күрсәткәнгә.

5-9-нчы рәсемнәрдә HPMC / HPS кушылма эремәләренең ешлык сызыгы кәкреләре күрсәтелә, 85 ° C температурада төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алыштыру. Рәсемнән күренгәнчә, A1081дан кала бүтән барлык HPS үрнәкләре типик каты охшаш тәртип күрсәттеләр. A1081 өчен G 'һәм G "кыйммәтләре бик якын, һәм G' Gдан бераз кечерәк", бу A1081 сыеклык кебек эш итүен күрсәтә.

Бу булырга мөмкин, чөнки A1081 салкын гель һәм югары температурада гель-эремә күчү кичерә. Икенче яктан, бер үк кушылу коэффициенты булган үрнәкләр өчен n ′, n ″, G0 ′ һәм G0 values ​​кыйммәтләре (5-5 таблица) гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән кимеде, бу гидроксипропиляциянең кимүен күрсәтә- югары температурада крахмал тәртибе кебек (85 ° C). Аерым алганда, G80ның n ′ һәм n ″ 0 га якын, көчле каты охшаш тәртип күрсәтәләр; киресенчә, A1081нең n ′ һәм n ″ кыйммәтләре 1гә якын, көчле сыеклык тәртибен күрсәтәләр. Бу n 'һәм n "кыйммәтләре G' һәм G өчен мәгълүматларга туры килә". Моннан тыш, 5-9-нчы рәсемнәрдән күренгәнчә, гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе югары температурада HPS ешлыгына бәйләнешне сизелерлек яхшырта ала.

5-9-нчы рәсем. Саклау модулусы (G ′) һәм югалту модулусы (G ″) vs.

5-9-нчы рәсемнәр күрсәткәнчә, HPMC типик каты охшаш тәртипне күрсәтә (G ′> G ″) 85 ° C, бу термогел үзлекләренә бәйле. Моннан тыш, HPMCның G ′ һәм G frequ ешлыгы белән үзгәрәләр Арту күп үзгәрмәде, бу ачык ешлыкка бәйле түгеллеген күрсәтә.

HPMC / HPS кушылма системасы өчен n ′ һәм n values ​​кыйммәтләре икесе дә 0 гә якын, һәм G0 ′ G0-тан шактый югарырак (таблица ″ 5-5), аның каты охшаш тәртибен раслый. Икенче яктан, югары гидроксипропилны алыштыру HPSны каты сыман сыеклыкка охшаш тәртипкә күчерә ала, бу кушылган чишелешләрдә булмаган күренеш. Моннан тыш, HPMC белән кушылган катнаш система өчен, ешлыкның артуы белән, G 'һәм G "чагыштырмача тотрыклы булып калдылар, һәм n' һәм n кыйммәтләре HPMC бәяләренә якын иде. Бу нәтиҗәләрнең барысы да HPMCның 85 ° C югары температурада кушылган системаның вискоэластиклыгы өстенлек итүен күрсәтә.

HPS / HPMC өчен 5-5 n ′, n ″, G0 ′ һәм G0 Table таблицасы Eqs белән билгеләнгәнчә 85 ° C температурада HPS-ны төрле гидропропил белән алыштыру. (5-1) һәм (5-2)

5.3.6 HPMC / HPS композит системасының морфологиясе

HPMC / HPS кушылма системасының фаза күчү оптик микроскоп белән йод буяу белән өйрәнелде. 5: 5 катнашлыгында HPMC / HPS кушылма системасы 25 ° C, 45 ° C һәм 85 ° C. Түбәндәге төсле микроскоп рәсемнәре 5-10-нчы рәсемнәрдә күрсәтелгән. Рәсемнән күренгәнчә, йод белән буяганнан соң, HPS фазасы куе төскә буялган, һәм HPMC фазасы җиңелрәк төс күрсәтә, чөнки аны йод белән буяп булмый. Шуңа күрә HPMC / HPSның ике этабын ачык итеп аерып була. Higherгары температурада караңгы төбәкләр (HPS фазасы) арта һәм якты төбәкләр мәйданы кими (HPMC фазасы). Аерым алганда, 25 ° C температурада HPMC (ачык төс) - HPMC / HPS композит системасында өзлексез этап, һәм кечкенә сферик HPS фазасы (кара төс) HPMC өзлексез этапта таралалар. Киресенчә, 85 ° C температурада HPMC бик кечкенә һәм тәртипсез формада таралган фазага әйләнде, HPS өзлексез этапта таралды.

Рәсем 5-8 Буялган морфология 1: 1 HPMC / HPS 25 ° C, 45 ° C һәм 85 ° C белән кушыла.

Температураның күтәрелүе белән, HPMC / HPS кушылу системасында өзлексез фазаның фаз морфологиясенең күчү ноктасы булырга тиеш. Теория буенча, ул HPMC һәм HPS ябышлыгы бер үк яки бик охшаш булганда булырга тиеш. 5-10-нчы рәсемнәрдәге 45 ° C микрографлардан күренгәнчә, типик "диңгез-утрау" фаз схемасы күренми, ләкин бер-бер артлы этап күзәтелә. Бу күзәтү шулай ук ​​раслый, өзлексез фазаның фаза күчү 5.3.3-дә каралган таралу факторы-температура кәкресенең тан-иң югары ноктасында булырга мөмкин.

Бу шулай ук ​​рәсемнән күренергә мөмкин: түбән температурада (25 ° C), кара HPS таралган фазаның кайбер өлешләре билгеле бер дәрәҗәдә ачык төс күрсәтәләр, бу HPMC фазасының бер өлеше HPS фазасында булгангадыр. таралган этап формасы. урта. Очраклы рәвештә, югары температурада (85 ° C), кайбер кечкенә кара кисәкчәләр ачык төсле HPMC таралган фазада таратыла, һәм бу кечкенә кара кисәкчәләр өзлексез HPS фазасы. Бу күзәтүләр HPMC-HPS кушылу системасында билгеле бер месофаз барлыгын күрсәтә, шулай итеп HPMCның HPS белән билгеле бер туры килүен күрсәтә.

5.3.7 HPMC / HPS кушылма системасының фаза күчү схематик схемасы

Полимер эремәләрнең һәм составлы гель нокталарының классик реологик тәртибенә һәм кәгазьдә каралган комплекслар белән чагыштыруга нигезләнеп, HPMC / HPS комплексларының температурасы белән структур үзгәрүенең принципиаль моделе тәкъдим ителә. 5-11.

Рәсем 5-11 HPMC (а) эремчек-гель күчү схематик структуралары. HPS (б); һәм HPMC / HPS (в)

HPMC-ның гель тәртибе һәм аңа бәйле эремә-гель күчү механизмы күп өйрәнелде [159, 160, 207, 208]. Күпчелек кабул ителгәннәрнең берсе - HPMC чылбырлары агрегатлы бланклар формасында чишелештә бар. Бу кластерлар кайбер алыштырылмаган яки аз эри торган целлюлоза структураларын урап үзара бәйләнгәннәр, һәм метил төркемнәренең һәм гидроксил төркемнәренең гидрофобик агрегаты белән тыгыз алмаштырылган төбәкләргә тоташалар. Түбән температурада су молекулалары метил гидрофобик төркемнәрдән тыш, капка сыман структуралар һәм гидроксил группалары кебек гидрофилик төркемнәрдән тыш су кабыклары структураларын барлыкка китерәләр, HPMC түбән температурада водород бәйләнешләрен булдырмыйлар. Температура күтәрелгәч, HPMC энергияне үзләштерә һәм бу су капкасы һәм су кабыгы структуралары ватыла, бу эремә-гель күчү кинетикасы. Су капкасы һәм су кабыгы ярылуы метил һәм гидроксипропил төркемнәрен су мохитенә китерә, нәтиҗәдә ирекле күләмнең сизелерлек артуына китерә. Higherгары температурада, гидрофоб төркемнәренең гидрофобик ассоциациясе һәм гидрофилик төркемнәрнең гидрофилик ассоциациясе аркасында, гельнең өч үлчәмле челтәр структурасы, ниһаять, 5-11 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә барлыкка килә.

Крахмал желатинизациясеннән соң, амилоза крахмал гранулалардан эреп, бертуктаусыз яраланган һәм ахыр чиктә очраклы кәтүкләр торышын күрсәтүче буш бер гелик структураны барлыкка китерә. Бу бер геликс структурасы эчтә гидрофоб куышлыгын, тышкы яктан гидрофилик өслекне барлыкка китерә. Крахмалның бу тыгыз структурасы аңа яхшырак тотрыклылык бирә [230-232]. Шуңа күрә, HPS үзгәрүчән очраклы ботинкалар формасында бар, югары температурада су эремәсендә сузылган гелик сегментлар. Температура кимегәндә, HPS һәм су молекулалары арасындагы водород бәйләнешләре өзелә һәм бәйләнгән су юкка чыга. Ниһаять, молекуляр чылбырлар арасында водород бәйләнешләре аркасында өч үлчәмле челтәр структурасы барлыкка килә, һәм рәсем 5-11 (б) күрсәткәнчә гель барлыкка килә.

Гадәттә, бик күп төрле ябышлыклы ике компонент кушылгач, югары ябышлык компоненты таралган фазаны формалаштыра һәм түбән ябышлык компонентының өзлексез этабында тарала. Түбән температурада HPMC-ның ябышлыгы HPSныкыннан шактый түбән. Шуңа күрә HPMC югары ябышлыклы HPS гел фазасын әйләндереп торган өзлексез фаза формалаштыра. Ике этапның читендә, HPMC чылбырындагы гидроксил төркемнәре бәйләнгән су өлешен югалта һәм HPS молекуляр чылбырлары белән водород бәйләнешләрен барлыкка китерә. Heatingылыту процессында HPS молекуляр чылбырлары җитәрлек энергия үзләштерү аркасында хәрәкәт иттеләр һәм су молекулалары белән водород бәйләнешләрен барлыкка китерделәр, нәтиҗәдә гель структурасы ярылды. Шул ук вакытта, HPMC чылбырындагы су-капас структурасы һәм су кабыгы структурасы җимерелде һәм гидрофилик төркемнәрне һәм гидрофобик кластерларны фаш итү өчен әкренләп ярылды. Highгары температурада HPMC водород бәйләнешләре һәм гидрофобик ассоциация аркасында гель челтәре структурасын формалаштыра, һәм шулай итеп 5-11 (с) күрсәткәнчә, HPS өзлексез очраклы кәтүкләрнең өзлексез этабында таралган югары ябышлыклы таралган фазага әйләнә. Шуңа күрә, HPS һәм HPMC түбән һәм югары температурада композицион гельләрнең реологик үзлекләрен, гель үзлекләрен һәм фаз морфологиясен өстенлек иттеләр.

Гидроксипропил төркемнәрен крахмал молекулаларына кертү аның эчке заказланган водород бәйләнеш структурасын боза, шулай итеп гелатизацияләнгән амилоза молекулалары шешкән һәм сузылган хәлдә, бу молекулаларның эффектив гидратлашу күләмен арттыра һәм крахмал молекулаларының очраклы рәвештә эләгү тенденциясен тыя. су эремәсендә [362]. Шуңа күрә, гидроксипропилның зур һәм гидрофилик үзлекләре амилоза молекуляр чылбырларының рекомбинациясен һәм үзара бәйләнгән төбәкләр формалашуны кыенлаштыра [233]. Шуңа күрә, температураның кимүе белән, туган крахмал белән чагыштырганда, HPS йомшак һәм йомшак гел челтәр структурасын формалаштыра.

Гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән, HPS эремәсендә сузылган гелик фрагментлар бар, алар ике этап чикләрендә HPMC молекуляр чылбыры белән водород бәйләнешләрен формалаштыра алалар, шулай итеп бердәм структура формалаштыралар. Моннан тыш, гидроксипропиляция крахмалның ябышлыгын киметә, бу формулировкада HPMC һәм HPS арасындагы ябышлык аермасын киметә. Шуңа күрә, HPMC / HPS комплекс системасында фаза күчү ноктасы HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән түбән температурага күчә. Моны 5.3.4 реконструкцияләнгән үрнәкләрнең температурасы белән ябышлыкның кинәт үзгәрүе белән расларга мөмкин.

5.4 Бүлек турында кыскача мәгълүмат

Бу бүлектә HPMC / HPS төрле HPS гидроксипропил алыштыру дәрәҗәләре булган кушылма эремәләр әзерләнде, һәм HPS гидроксипропилын алмаштыру дәрәҗәсенең HPMC / HPS салкын һәм кайнар гел кушылма системасының реологик үзлекләренә һәм гель үзлекләренә тәэсире реометр белән тикшерелде. HPMC / HPS салкын һәм кайнар гель композит системасының фазалы бүленеше оптик микроскоп анализы белән йод буяу белән өйрәнелде. Төп нәтиҗәләр түбәндәгечә:

1. Бүлмә температурасында HPMC / HPS кушылма эремәсенең ябышлыгы һәм кырылуы HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән кимеде. Бу, нигездә, гидроксипропил төркемен крахмал молекуласына кертү аның водород бәйләнеш структурасын җимерә һәм крахмалның гидрофиликасын яхшырта.
2. Бүлмә температурасында нуль кыркып торган ябышлык h0, агым индексы, һәм HPMC / HPS кушылма эремәләренең ябышлык коэффициенты HPMC һәм гидроксипропиляция тәэсирендә. HPMC эчтәлегенең артуы белән, h0 нульнең ябышлыгы түбәнәя, n агым индексы арта, һәм ябышлык коэффициенты кими; нуль кыркып торган ябышлык h0, агым индексы n һәм саф HPSның ябышлык коэффициенты гидроксил белән арта, пропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән ул кечерәя; ләкин кушылма система өчен h0 нульнең ябышлыгы ябышу дәрәҗәсенең артуы белән кими, ә агым индексы һәм ябышлык даими К алмаштыру дәрәҗәсе арту белән арта.
3. Кыру алдыннан кыру ысулы һәм өч этаплы тиксотропия кушылма эремәнең ябышлыгын, агым үзлекләрен һәм тиксотропиясен төгәлрәк чагылдыра ала.
4. HPMC / HPS кушылма системасының сызыклы вискоэластик өлкәсе HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең кимүе белән тарый.
5. Бу салкын кайнар гел кушылма системасында HPMC һәм HPS түбән һәм югары температурада өзлексез этаплар формалаштырырга мөмкин. Бу фаза структурасының үзгәрүе катлаулы ябышлыкка, вискоэластик үзлекләргә, ешлыкка бәйләнеш һәм катлаулы гельнең гель үзлекләренә зур йогынты ясарга мөмкин.
6. Чәчелгән этаплар буларак, HPMC һәм HPS югары һәм түбән температурада HPMC / HPS кушылма системаларының реологик үзлекләрен һәм гель үзлекләрен билгели ала. HPMC / HPS композит үрнәкләренең вискоэластик кәкреләре түбән температурада HPS һәм югары температурада HPMC белән туры килгән.
7. Крахмал структурасының химик модификациясенең төрле дәрәҗәсе гель үзлекләренә дә зур йогынты ясады. Нәтиҗә шуны күрсәтә: HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән катлаулы ябышлык, саклау модуласы, югалту модуласы кими. Шуңа күрә, туган крахмалның гидроксипропиляциясе аның заказланган структурасын бозырга һәм крахмалның гидрофиликлыгын арттырырга мөмкин, нәтиҗәдә йомшак гель текстурасы барлыкка килә.
8. Гидроксипропиляция түбән температурада крахмал эремәләренең каты охшаш тәртибен һәм югары температурада сыеклыкка охшаш тәртипне киметә ала. Түбән температурада n ′ һәм n values ​​кыйммәтләре HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән зурайды; югары температурада, H ′ һәм n ″ кыйммәтләре HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән кечерәкләнде.
9. HPMC / HPS композит системасының микроструктурасы, реологик үзлекләре һәм гель үзлекләре арасындагы бәйләнеш урнаштырылган. Катлаулы системаның ябышлык кәкресенең кинәт үзгәрүе дә, югалту факторы кәкресенең тан δ иң югарысы 45 ° C тәэсирендә барлыкка килә, бу микрографта күзәтелгән өзлексез фаза күренешенә туры килә (45 ° C).

Йомгаклап әйткәндә, HPMC / HPS салкын кайнар гель композит системасы махсус температура белән идарә ителгән фаза морфологиясен һәм үзлекләрен күрсәтә. Крахмал һәм целлюлозаның төрле химик модификациясе аша HPMC / HPS салкын һәм кайнар гел кушылма системасы югары кыйммәтле акыллы материаллар эшләү һәм куллану өчен кулланылырга мөмкин.

6 бүлек HPS алмаштыру дәрәҗәсенең HPMC / HPS композит мембраналарының үзенчәлекләренә һәм системаның туры килүенә йогынтысы.

5 бүлектән күреп була, катнаш системада компонентларның химик структурасы үзгәрүе реологик үзлекләр, гель үзлекләре һәм кушылма системасының башка эшкәртү үзлекләренең аермасын билгели. Гомуми күрсәткеч зур йогынты ясый.

Бу бүлектә HPMC / HPS композит мембранасының микроструктурасына һәм макроскопик үзлекләренә компонентларның химик төзелешенең йогынтысы карала. 5 бүлекнең составлы системаның реологик үзлекләренә йогынтысы белән берлектә, HPMC / HPS композит системасының реологик үзлекләре - кино үзлекләре арасында бәйләнеш урнаштырыла.

6.1 Материаллар һәм җиһазлар

6.1.1 Төп эксперименталь материаллар

6.1.2 Төп кораллар һәм җиһазлар

6.2 Эксперименталь ысул

6.2.1 HPMC / HPS композит мембраналарын төрле HPS гидроксипропил алыштыру дәрәҗәләре белән әзерләү.

Кушымта эремәсенең гомуми концентрациясе 8% (w / w), HPMC / HPS кушылу коэффициенты 10: 0, 5: 5, 0:10, пластилизатор 2,4% (w / w) полиэтилен гликол, ашарга ярый. HPMC / HPS композицион фильмы кастинг ысулы белән әзерләнгән. Конкрет әзерлек ысулы өчен 3.2.1 кара.

6.2.2 HPMC / HPS составлы мембраналарның микродомейн структурасы, төрле HPS гидроксипропил алыштыру дәрәҗәләре белән.

6.2.2.1 Синхротрон нурланышының микросруктур анализы принцибы, кечкенә почмаклы рентген тарату

Кечкенә фәрештә рентген тарату (SAXS) рентген нуры рентген нурына якын кечкенә почмакта сынау вакытында үрнәкне нурландыру аркасында таралу күренешен аңлата. Наноскаль электрон тыгызлыгы таратучы белән әйләнә-тирә урта, кечкенә почмаклы рентген тарату наноскаль диапазонында каты, коллоид һәм сыек полимер материалларны өйрәнгәндә кулланыла. Киң почмаклы рентген дифракция технологиясе белән чагыштырганда, SAXS зуррак масштабта структур мәгълүмат ала ала, бу полимер молекуляр чылбырларның, озак вакытлы структураларның, полимер комплекс системаларының фаз структурасы һәм фаза бүленешен анализлау өчен кулланыла ала. . Синхротрон рентген нур чыганагы - югары чисталык, югары поляризация, тар импульс, югары яктылык һәм югары коллимация өстенлекләренә ия булган югары җитештерүчән яктылык чыганагы, шуңа күрә ул материалларның наноскаль структур мәгълүматын тизрәк ала ала. һәм төгәл. SAXS спектрын анализлаганда, электрон болыт тыгызлыгының бердәмлеген, бер фазалы электрон болыт тыгызлыгының бердәмлеген (Пород яки Дебя теоремасыннан уңай тайпылыш) һәм ике фазалы интерфейсның ачыклыгын (Породтан тискәре тайпылыш) сыйфатлы итеп алырга мөмкин. яки Дебя теоремасы). ). Калынлык, уртача зурлык, таралучы күләм күләме, махсус өслек мәйданы һәм башка параметрлар.

6.2.2.2 Тест ысулы

Австралия синхротрон нурланыш үзәгендә (Клейтон, Виктория, Австралия), дөньяның алдынгы өченче буын синхротрон нурланыш чыганагы (агым 1013 фотон / с, дулкын озынлыгы 1,47 Å) микро-домен структурасын һәм композитның башка бәйләнешле мәгълүматларын ачыклау өчен кулланылды. фильм. Тест үрнәгенең ике үлчәмле таралу үрнәге Пилатус 1М детекторы (169 × 172 мм мәйдан, 172 × 172 мм пиксель зурлыгы) белән җыелган, һәм үлчәнгән үрнәк 0.015 <q <0,15 Å - 1 диапазонында булган ( q - таркату векторы) Эчке бер үлчәмле кечкенә почмаклы рентген тарату сызыгы ScatterBrain программа тәэминаты ярдәмендә ике үлчәмле таралу үрнәгеннән алынган, һәм тарату векторы q һәм таралу почмагы i /, формуласы белән үзгәртелә. рентген дулкын озынлыгы кайда. Мәгълүмат анализы алдыннан барлык мәгълүматлар алдан нормальләштерелгән.

6.2.3 HPMC / HPS композит мембраналарына термогравиметрик анализ, төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилын алыштыру.

6.2.3.1 Термогравиметрик анализ принцибы

3.2.5.1 кебек үк

6.2.3.2 Тест ысулы

3.2.5.2 кара

6.2.4 HPMC / HPS композит фильмнарның керү дәрәҗәсе, төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилны алыштыру.

6.2.4.1 Килешү милеген анализлау принцибы

3.2.6.1 кебек үк

6.2.4.2 Тест ысулы

3.2.6.2 кара

ISO37 стандартын кулланып, ул дөмбелл формасындагы кисәкләргә киселгән, гомуми озынлыгы 35 мм, маркировкалау сызыклары арасы 12 мм, киңлеге 2 мм. Барлык сынау үрнәкләре дә 3% тан артык дымлылыкта тигезләнде.

6.2.5 HPMC / HPS составлы мембраналарның кислород үткәрүчәнлеге төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилны алыштыру.

6.2.5.1 Кислород үткәрүчәнлеген анализлау принцибы

3.2.7.1 кебек үк

6.2.5.2 Тест ысулы

3.2.7.2 кара

6.3 Нәтиҗә һәм фикер алышу

6.3.1 HPMC / HPS композицион фильмнарның кристалл структурасы анализы, төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилын алыштыру.

6-1 нче рәсемдә HPMC / HPS композицион фильмнарның рентген нурларының таралу спектры күрсәтелә, төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилын алыштыру. Рәсемнән күренеп тора, чагыштырмача зур масштаблы q> 0,3 Å (2θ> 40) диапазонында барлык мембрана үрнәкләрендә ачык характерлы биеклекләр барлыкка килә. Чиста компонент фильмының рентген тарату үрнәгеннән (6-1а рәсем), саф HPMC 0,569 at тәэсирендә көчле рентген тарату характеристикасына ия, бу HPMCның киң почмакта рентген таратуның югары булуын күрсәтә. 7.70 өлкәсе (2θ> 50). Бәллүр характеристик биеклекләр, HPMCның монда билгеле бер кристалл структурасы барлыгын күрсәтә. Чиста A939 һәм A1081 крахмал пленка үрнәкләре рентген таратуның иң югары ноктасын күрсәттеләр, бу 0,397 at дәрәҗәсендә, бу HPS кристалл характеристикасы 5.30 киңлектә, бу крахмалның B тибындагы кристалл чокына туры килә. Рәсемнән ачык күренеп тора, аз гидроксипропил белән алмаштырылган A939, югары алмашлык белән A1081 белән чагыштырганда зуррак мәйданга ия. Бу, нигездә, гидроксипропил төркеменең крахмал молекуляр чылбырына кертелүе крахмал молекулаларының оригиналь заказланган структурасын боза, крахмал молекуляр чылбырларны тәртипкә китерү һәм үзара бәйләнешне кыенлаштыра, һәм крахмалны рестрализацияләү дәрәҗәсен киметә. Гидроксипропил группасын алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән, гидроксипропил төркеменең крахмал рестрализациясенә ингибитор эффекты тагын да ачык күренә.

Композицион үрнәкләрнең кечкенә почмаклы рентген тарату спектрыннан (6-1б рәсем) күреп була, HPMC-HPS композицион фильмнар барысы да 7,70 HPMC кристаллына туры килгән 0,569 Å һәм 0.397 at ачык характеристик биеклекләрне күрсәттеләр. характеристик чокырлар. HPMC / A939 композит фильмның HPS кристаллизациясенең иң югары мәйданы HPMC / A1081 композицион фильмныкыннан зуррак. Тәртип үзгәртү бастырыла, бу HPS кристаллизациясенең иң югары мәйданының саф компонент фильмнарында гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенә туры килә. Төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилын алыштыру композицион мембраналар өчен HPMC белән туры килгән кристаллның иң зур мәйданы күп үзгәрмәде. Чиста компонент үрнәкләре спектры белән чагыштырганда (5-1а рәсем), HPMC кристаллаштыру чоклары һәм композицион үрнәкләрнең HPS кристаллаштыру чоклары кимеде, бу икесенең кушылуы аркасында HPMC һәм HPS өчен дә эффектив була алуын күрсәтте. бүтән төркем. Фильмны аеру материалының рекристализация күренеше билгеле бер роль уйный.

HPMC / HPS 6-1 SAXS спектры HPSның төрле гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсе белән фильмнарны куша.

Ахырда, HPS гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы һәм ике компонентның кушылуы HPMC / HPS композит мембранасының рестрализация феноменын билгеле бер дәрәҗәдә тоткарлый ала. HPS-ның гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы, нигездә, композит мембранада HPS-ны рестрализацияләүгә комачаулады, ә ике компонентлы кушылма HPS һәм HPMC-ны композит мембранада рестрализацияләүдә билгеле бер роль уйнады.

6.3.2 Төрле HPS гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләре булган HPMC / HPS композит мембраналарына үз-үзенә охшаган фрактал структур анализы.

Крахмал молекулалары һәм целлюлоза молекулалары кебек полисахарид молекулаларының уртача чылбыр озынлыгы 1000-1500 нм диапазонында, q q 0.01-0.1 Å-1 диапазонында, qR >> 1. Пород формуласы, полисахарид пленка үрнәкләрен күрергә мөмкин Кечкенә почмаклы рентген тарату интенсивлыгы һәм таралу почмагы:

Шулар арасында мин (q) кечкенә почмаклы рентген тарату интенсивлыгы;

q - таралу почмагы;

α - Пород кыры.

Пород кыры α фрактал структурасы белән бәйле. Әгәр α <3 булса, бу материаль структураның чагыштырмача иркен булуын, таралучының өслегенең шома булуын күрсәтә, һәм ул масса-фрактал, һәм аның фракаль үлчәме D = α; 3 <α <4 булса, бу материаль структураның тыгыз булуын һәм таратучы өслекнең тупас булуын күрсәтә, бу фрактал, һәм аның фракаль үлчәме D = 6 - α.

6-2 нче рәсемдә HPMC / HPS композит мембраналарының lnI (q) -lnq участоклары күрсәтелә, төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропил алыштыру. Рәсемнән күренгәнчә, барлык үрнәкләр дә үзләренә охшаган фрактал структураны билгеле бер диапазонда күрсәтәләр, һәм Пород тау α 3тән дә ким түгел, бу композицион фильмның массалы фракталны күрсәтүен күрсәтә, һәм композицион фильм өслеге чагыштырмача шома. HPMC / HPS составлы мембраналарның массалы фрактал үлчәмнәре 6-1 таблицада күрсәтелгән.

6-1 таблицасында HPMC / HPS составлы мембраналарның фрактал үлчәме күрсәтелә, төрле дәрәҗәдәге HPS гидроксипропилны алыштыру. Таблицадан күренеп тора, саф HPS үрнәкләре өчен, аз гидроксипропил белән алыштырылган A939 фрактал үлчәме югары гидроксипропил белән алыштырылган A1081ныкыннан күпкә югарырак, бу гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән, мембранада. Selfз-үзенә охшаган структураның тыгызлыгы сизелерлек кими. Чөнки крахмал молекуляр чылбырда гидроксипропил төркемнәрен кертү HPS сегментларының үзара бәйләнешенә зур комачаулый, нәтиҗәдә фильмдагы үз-үзенә охшаган структураның тыгызлыгы кими. Гидрофилик гидроксипропил төркемнәре су молекулалары белән водород бәйләнешләрен формалаштырырга мөмкин, молекуляр сегментлар арасындагы үзара бәйләнешне киметә; зуррак гидроксипропил төркемнәре рекомбинацияне һәм крахмал молекуляр сегментлар арасындагы бәйләнешне чикли, шуңа күрә гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән, HPS үз-үзенә охшаган структураны формалаштыра.

HPMC / A939 кушылма системасы өчен, HPS-ның фрактал үлчәме HPMCныкыннан югарырак, чөнки крахмал рестрализацияләнә, һәм молекуляр чылбырлар арасында тәртиплерәк структура барлыкка килә, бу мембранада үз-үзенә охшаган структурага китерә. . Highгары тыгызлык. Кушма үрнәкнең фрактал үлчәме ике саф компонентныкыннан түбән, чөнки кушылу аша ике компонентның молекуляр сегментларын үзара бәйләү бер-берсенә комачаулый, нәтиҗәдә үз-үзенә охшаган структуралар тыгызлыгы кими. Киресенчә, HPMC / A1081 кушылма системасында HPSның фрактал үлчәме HPMCныкыннан күпкә түбән. Чөнки крахмал молекулаларында гидроксипропил төркемнәрен кертү крахмалны рестрализацияләүгә зур комачаулый. Агачтагы үз-үзенә охшаган структура иркенрәк. Шул ук вакытта, HPMC / A1081 кушылма үрнәгенең фрактал үлчәме саф HPSныкыннан югарырак, ул HPMC / A939 кушылма системасыннан да аерылып тора. Selfз-үзенә охшаган структура, чылбыр сыман HPMC молекулалары аның буш структурасы куышлыгына керә ала, шуның белән HPS-ның үз-үзенә охшаган структурасының тыгызлыгын яхшырта, бу шулай ук ​​югары гидроксипропилны алыштырган HPS кушылганнан соң бертөрле комплекс барлыкка китерә алуын күрсәтә. HPMC белән. ингредиентлар. Реологик үзлекләр мәгълүматыннан күренгәнчә, гидроксипропиляция крахмалның ябышлыгын киметә ала, шуңа күрә кушылу процессында кушылу системасында ике компонент арасындагы ябышлык аермасы кими, бу бер тигез формалашуга уңайлырак. кушылма.

6-2 lnI (q) -lnq үрнәкләре һәм HPMC / HPS өчен туры килүче фильмнар HPSның төрле гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсе белән кушылган фильмнар.

Таблица 6-1 HPS / HPMC фрактал структурасы параметрлары HPSның төрле гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсе белән фильмнарны кушалар.

Шул ук кушылу коэффициенты булган составлы мембраналар өчен фрактал үлчәм шулай ук ​​гидроксипропил төркеменең алмашу дәрәҗәсе арту белән кими. Гидроксипропилны HPS молекуласына кертү кушылма системасында полимер сегментларның үзара бәйләнешен киметергә мөмкин, шуның белән составлы мембрананың тыгызлыгын киметергә мөмкин; Hydгары гидроксипропилны алыштырган HPS HPMC белән яхшырак яраклаша, бердәм һәм тыгыз кушылма формалаштыру җиңел. Шуңа күрә, композит мембранада үз-үзенә охшаган структураның тыгызлыгы HPS алмаштыру дәрәҗәсенең артуы белән кими, бу HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең уртак йогынтысы һәм композиттагы ике компонентның туры килүе нәтиҗәсе. системасы.

6.3.3 HPMC / HPS композит фильмнарның җылылык тотрыклылыгын анализлау, төрле HPS гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләре белән.

Термогравиметрик анализатор HPMC / HPS ашарга яраклы композицион фильмнарның җылылык тотрыклылыгын сынау өчен кулланылды, төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алыштыру. 6-3 нче рәсемдә термогравиметрик кәкре (TGA) һәм HPS төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алмаштыру композицион фильмнарның авырлык югалту тизлеге (DTG) күрсәтелгән. Шигырь 6-3 (а) -дагы TGA сызыгыннан күренеп тора, төрле HPS гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләре булган композит мембрана үрнәкләре. Температураның артуы белән ике ачык термогравиметрик үзгәрү этапы бар. Беренчедән, 30 ~ 180 ° C температурада кечкенә авырлык югалту этабы бар, бу, нигездә, полисахарид макромолекуласы белән кушылган су үзгәрүчәнлеге аркасында килеп чыга. 300 ~ 450 ° C температурада зур авырлык югалту этабы бар, бу чын җылылык деградациясе этабы, нигездә HPMC һәм HPS җылылык деградациясе аркасында килеп чыга. Бу шулай ук ​​рәсемнән күренергә мөмкин, төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алыштыру белән HPS-ның авырлык югалту кәкреләре HPMCныкыннан охшаш һәм шактый аерылып торалар. Чиста HPMC һәм саф HPS үрнәкләре өчен ике төрле авырлык югалту сызыклары арасында.

6-3 (b) рәсемендәге DTG кәкреләреннән, гидроксипропилны алмаштыруның төрле дәрәҗәләре булган саф HPSның җылылык деградация температурасы бик якын, һәм A939 һәм A081 үрнәкләренең җылылык деградациясенең иң югары температурасы 310 ° C. һәм 305 ° C, саф HPMC үрнәгенең җылылык деградациясенең иң югары температурасы HPSныкыннан шактый югарырак, һәм аның иң югары температурасы 365 ° C; HPMC / HPS композицион фильм DTG сызыгында ике җылылык деградациясенең иң югары ноктасына ия, алар тиешенчә HPS һәм HPMC җылылык деградациясенә туры килә. Композицион системада 5: 5 катнашлыгында фаза аерылуның билгеле бер дәрәҗәсен күрсәткән характеристик биеклекләр, 3 бүлектә 5: 5 катнашлыгында композицион фильмның җылылык деградациясе нәтиҗәләренә туры килә. HPMC / A939 композит кино үрнәкләренең җылылык деградациясенең иң югары температурасы тиешенчә 302 ° C һәм 363 ° C булган; HPMC / A1081 композицион кино үрнәкләренең җылылык деградациясенең иң югары температурасы тиешенчә 306 ° C һәм 363 ° C. Композит кино үрнәкләренең иң югары температурасы саф компонент үрнәкләренә караганда түбән температурага күчерелде, бу композицион үрнәкләрнең җылылык тотрыклылыгы кимегәнен күрсәтте. Шул ук кушылу коэффициенты булган үрнәкләр өчен, җылылык деградациясенең иң югары температурасы гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән кимеде, бу гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсе арту белән композицион фильмның җылылык тотрыклылыгы кимегәнен күрсәтә. Чөнки гидроксипропил төркемнәрен крахмал молекулаларына кертү молекуляр сегментлар арасындагы үзара бәйләнешне киметә һәм молекулаларның тәртипкә китерелүен тыя. Бу нәтиҗәләргә туры килә, гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән үз-үзенә охшаган структураларның тыгызлыгы кими.

Рәсем 6-3 TGA кәкреләре (а) һәм аларның тудырылган (DTG) кәкреләре (b) HPMC / HPS төрле фильмнарны HPS төрле гидроксипропил алыштыру дәрәҗәсе белән кушалар.

6.3.4 HPMC / HPS композит мембраналарына төрле HPS гидроксипропил алыштыру дәрәҗәләре белән механик үзлекләр анализы.

6-5 нче рәсем HPMC / HPS фильмнарының HPS дәрәҗәсенең төрле гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсе булган киеренкелеге

Төрле HPS гидроксипропилны алмаштыру дәрәҗәләре булган HPMC / HPS композит фильмнарның киеренкелеге 25 ° C һәм чагыштырмача дымлылыкта механик милек анализаторы тарафыннан сынадылар. 6-5 нче рәсемнәрдә эластик модуль (а), тәнәфеснең озынлыгы (б) һәм HPS гидроксипропилын төрле дәрәҗәдәге композицион фильмнарның керү көче (в) күрсәтелә. Рәсемнән күренеп тора, HPMC / A1081 кушылма системасы өчен, HPS эчтәлеге арту белән, композицион фильмның эластик модулусы һәм киеренкелеге көче әкренләп кимеде, һәм тәнәфес вакытында озынлык сизелерлек артты, бу 3,3 белән туры килде. 5 урта һәм югары дым. Төрле кушылу катнашлы составлы мембраналар нәтиҗәләре эзлекле иде.

Чиста HPS мембраналары өчен, эластик модуль дә, киеренкелек көче дә HPS гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсенең кимүе белән артты, гидроксипропиляция композит мембрананың каты булуын киметә һәм аның сыгылучылыгын яхшырта. Бу, нигездә, гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән, HPS гидрофиликлыгы арта, һәм мембрана структурасы иркенрәк була, бу фрактал үлчәмнең кимү нәтиҗәсенә туры килә, X- кечкенә почмакта алмаштыру дәрәҗәсе арту белән. нур тарату тесты. Ләкин, тәнәфес вакытында озынлык HPS гидроксипропил группасының алмашу дәрәҗәсенең кимүе белән кими, бу, нигездә, крахмал молекуласына гидроксипропил төркеменең кертелүе крахмалны рестрализацияләүне тыя ала. Нәтиҗә арту һәм кимү белән туры килә.

Шул ук кушылма катнашлы HPMC / HPS композит мембранасы өчен, мембрана материалының эластик модуласы HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең кимүе белән арта, һәм тәнәфес вакытында киеренкелек көче һәм озынлыгы алмашлык дәрәҗәсенең кимүе белән кими. Әйтергә кирәк, составлы мембраналарның механик үзлекләре HPS гидроксипропилын алмаштыруның төрле дәрәҗәләре белән кушылу коэффициенты белән тулысынча үзгәрәләр. Бу, нигездә, составлы мембрананың механик үзлекләре мембрана структурасында HPS алыштыру дәрәҗәсенә генә түгел, ә кушылма системасындагы компонентлар арасындагы ярашуга да тәэсир итә. Гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән HPS-ның ябышлыгы кими, кушылу белән бердәм кушылма ясау отышлырак.

6.3.5 Төрле HPS гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләре булган HPMC / HPS составлы мембраналарга кислород үткәрүчәнлеге анализы.

Кислород аркасында килеп чыккан оксидлаштыру - азыкның бозылуының күп ысуллары өчен башлангыч этап, шуңа күрә кислород барьеры булган ашарга яраклы композит фильмнар азык сыйфатын яхшырта һәм азыкның саклану срогын озайта ала [108, 364]. Шуңа күрә HPMC / HPS составлы мембраналарның кислород тапшыру темплары төрле HPS гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәләре белән үлчәнде, һәм нәтиҗәләр 5-6-нчы рәсемнәрдә күрсәтелде. Рәсемнән күренеп тора, барлык саф HPS мембраналарының кислород үткәрүчәнлеге саф HPMC мембраналарына караганда күпкә түбән, бу HPS мембраналарының HPMC мембраналарына караганда кислород барьеры яхшырак булуын күрсәтә, бу алдагы нәтиҗәләргә туры килә. Төрле дәрәҗәдәге гидроксипропилны алыштырган саф HPS мембраналары өчен кислород тапшыру дәрәҗәсе алмашу дәрәҗәсенең артуы белән арта, бу мембрана материалында кислород үтеп барган мәйданның артуын күрсәтә. Бу кечкенә почмаклы рентген таратуның микросруктур анализы белән туры килә, гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән мембрананың структурасы җиңеләя, шуңа күрә мембранада кислородның үткәрү каналы зуррак була, һәм мембранада кислород. Район арта барган саен кислород җибәрү тизлеге дә әкренләп арта.

6-6-нчы рәсем HPS / HPMC фильмнарының кислород үткәрүчәнлеге HPS-ның төрле гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәсе белән.

Төрле HPS гидроксипропилны алмаштыру дәрәҗәсе булган составлы мембраналар өчен гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән кислород җибәрү тизлеге кими. Бу, нигездә, 5: 5 кушылу системасында, HPS түбән үзбашлы HPMC өзлексез этапта таралган фаза формасында бар, һәм гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән HPS ябышлыгы кими. Ябышлык аермасы кечерәк булса, бертөрле кушылма формалашуга уңайлырак, мембрана материалындагы кислород үткәрү каналы шулкадәр авыррак, һәм кислород тапшыру тизлеге кечерәк.

6.4 Бүлек

Бу бүлектә HPMC / HPS ашарга яраклы композицион фильмнар HPS һәм HPMC-ны төрле дәрәҗәдәге гидроксипропил алыштыру һәм полиэтилен гликолны пластилизатор итеп өстәп әзерләнделәр. Төрле HPS гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләренең кристалл структурасына һәм составлы мембрананың микродомен структурасына тәэсире синхротрон нурланышының кечкенә почмаклы рентген тарату технологиясе белән өйрәнелде. Төрле HPS гидроксипропил алмаштыру дәрәҗәләренең җылылык тотрыклылыгына, механик үзлекләренә һәм композит мембраналарның кислород үткәрүчәнлегенә һәм аларның законнарына тәэсире термогравиметрик анализатор, механик милек сынаучы һәм кислород үткәрүчәнлеге сынаучы тарафыннан өйрәнелде. Төп нәтиҗәләр түбәндәгечә:

1. Шул ук кушылу коэффициенты булган HPMC / HPS композит мембранасы өчен, гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән, 5.30да HPS туры килгән кристаллизациянең иң югары мәйданы кими, шул ук вакытта 7.70 HPMC белән туры килгән кристаллизациянең иң зур мәйданы күп үзгәрми, бу күрсәтә Крахмалның гидроксипропиляциясе композит фильмдагы крахмалны рестрализацияләүне тыя ала.
2. HPMC һәм HPSның саф компонент мембраналары белән чагыштырганда, композит мембраналарның HPS (5.30) һәм HPMC (7.70) кристалллашу өлкәләре кими, бу икесенең кушылуы аркасында HPMC һәм HPSның да эффектив була алуын күрсәтә. составлы мембраналар. Башка компонентны рестрализацияләү билгеле бер ингибитор роль уйный.
3. Барлык HPMC / HPS составлы мембраналар үзләренә охшаган масса фрактал структурасын күрсәттеләр. Бер үк катнаш катнашлы составлы мембраналар өчен, гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән мембрана материалының тыгызлыгы сизелерлек кимеде; түбән HPS гидроксипропилны алыштыру Композит мембрана материалының тыгызлыгы ике саф компонент материалы белән чагыштырганда түбәнрәк, шул ук вакытта югары HPS гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе булган композит мембрана материалының тыгызлыгы саф HPS мембранасына караганда югарырак. башлыча, составлы мембрана материалының тыгызлыгы бер үк вакытта тәэсир итә. HPS гидроксипропиляциясенең полимер сегмент бәйләнешен киметүгә һәм кушылма системаның ике компоненты арасындагы яраклашуга тәэсире.
4. HPS гидроксипропиляциясе HPMC / HPS композицион фильмнарның җылылык тотрыклылыгын киметергә мөмкин, һәм композицион фильмнарның җылылык деградациясенең иң югары температурасы гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсе арту белән түбән температура өлкәсенә күчә, чөнки крахмал молекулаларындагы гидроксипропил төркеме. Кереш молекуляр сегментлар арасындагы үзара бәйләнешне киметә һәм молекулаларның тәртипкә китерелүен тыя.
5. Чиста HPS мембранасының эластик модулусы һәм киеренке көче HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән кимеде, тәнәфес вакытында озынлык артты. Бу, нигездә, гидроксипропиляция крахмалны рестрализацияләүне тыя һәм композицион фильмны җиңелрәк структура итә.
6. HPMC / HPS композит пленкасының эластик модуласы HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсе арту белән кимеде, ләкин тәнәфес вакытында киеренкелек көче һәм озынлыгы артты, чөнки композицион фильмның механик үзлекләре HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенә тәэсир итмәде. Бу тәэсиргә өстәп, катнаш системаның ике компонентының ярашуы да тәэсир итә.
7. Чиста HPSның кислород үткәрүчәнлеге гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән арта, чөнки гидроксипропиляция HPS аморф өлкәсенең тыгызлыгын киметә һәм мембранада кислород үткәрү өлкәсен арттыра; HPMC / HPS композит мембранасы Гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән кислород үткәрүчәнлеге кими, бу, нигездә, гиперхидроксипропилатланган HPS HPMC белән яхшырак яраклашканга, композит мембранада кислород үткәрү каналының тортуозлыгын арттыруга китерә. Кислород үткәрүчәнлеген киметү.

Aboveгарыдагы эксперименталь нәтиҗәләр шуны күрсәтә: механик үзлекләр, җылылык тотрыклылыгы һәм HPMC / HPS композит мембраналарының кислород үткәрүчәнлеге кебек макроскопик үзлекләр аларның эчке кристалл структурасы һәм аморф өлкәсе структурасы белән тыгыз бәйләнештә, алар HPS гидроксипропилын алыштыру тәэсирендә түгел, ә шулай ук ​​комплекс тарафыннан. Лиганд системаларының ике компонентлы ярашу йогынтысы.

Йомгаклау һәм перспектива

1. Йомгаклау

Бу кәгазьдә HPMC җылылык гели һәм HPS салкын гел кушылалар, һәм HPMC / HPS салкын һәм кайнар кире гел кушылма системасы төзелә. Катлаулы системага эремә концентрациясе, кушылу коэффициенты һәм кыру эффекты системалы рәвештә ябышлык, агым индексы һәм тиксотропия кебек тәэсир итәләр, механик үзлекләр, динамик термомеханик үзлекләр, кислород үткәрүчәнлеге, яктылык җибәрү үзенчәлекләре һәм җылылык тотрыклылыгы. кастинг ысулы белән әзерләнгән композицион фильмнар. Композицион системаның яраклашуы, фаза күчү һәм фаз морфологиясе белән комплекслы үзлекләр, йод шәрабын буяу оптик микроскопия белән өйрәнелде, һәм HPMC / HPS микросруктурасы һәм макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш урнашты. Макроскопик үзлекләр һәм HPMC / HPS композит системасының микроморфологик структурасы арасындагы бәйләнеш буенча HPMC / HPS композит системасының фаза структурасын һәм туры килүен контрольдә тотып, композитларның үзлекләрен контрольдә тоту өчен. Төрле дәрәҗәдәге химик үзгәртелгән HPSның реологик үзлекләренә, гель үзлекләренә, микросруктурасына һәм мембраналарның макроскопик үзлекләренә тәэсирен өйрәнеп, HPMC / HPS салкын һәм кайнар кире гел системасының микросруктурасы һәм макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш тагын да тикшерелде. Икесе арасындагы бәйләнеш, һәм физик модель геляция механизмын һәм аның йогынты ясаучы факторларын һәм катнаш системада салкын һәм кайнар гель законнарын ачыклау өчен булдырылды. Тиешле тикшеренүләр түбәндәге нәтиҗәләр ясады.

1. HPMC / HPS кушылма системасының кушылу коэффициентын үзгәртү түбән температурада ябышлык, сыеклык һәм HPMC тиксотропиясе кебек реологик үзлекләрне сизелерлек яхшырта ала. Алга таба реологик үзлекләр һәм кушылма системаның микросруктурасы арасындагы бәйләнеш өйрәнелде. Конкрет нәтиҗәләр түбәндәгечә:

. Кушылу коэффициенты югары булганда (күбрәк HPMC эчтәлеге), түбән ябышлыгы булган HPMC - өзлексез этап, HPS - таралган этап. HPMC / HPS кушылма системасы өчен, аз ябышлыклы компонент өзлексез фаза һәм югары ябышлыклы компонент өзлексез этап булганда, өзлексез фаза ябышлыгының кушылма системаның ябышлыгына өлеше шактый аерылып тора. Түбән ябышлык HPMC өзлексез этап булганда, катнаш системаның ябышлыгы, нигездә, өзлексез фазалы ябышлыкның өлешен күрсәтә; югары ябышлыклы HPS өзлексез этап булганда, HPMC таралган этап буларак, югары ябышлыклы HPS ябышлыгын киметәчәк. эффект. Кушма системада HPS эчтәлеге һәм эремә концентрациясе арту белән, кушылма системаның ябышлыгы һәм кыру нечкәлеге әкренләп артты, сыеклык кимеде, кушылма системаның каты охшаш тәртибе көчәйтелде. HPMC ябышлыгы һәм тиксотропиясе HPS белән формулировка белән балансланган.

(2) 5: 5 кушылу системасы өчен HPMC һәм HPS түбән һәм югары температурада өзлексез этаплар ясый ала. Бу фаза структурасының үзгәрүе катлаулы ябышлыкка, вискоэластик үзлекләргә, ешлыкка бәйләнеш һәм катлаулы гельнең гель үзлекләренә зур йогынты ясарга мөмкин. Чәчелгән этаплар буларак, HPMC һәм HPS югары һәм түбән температурада HPMC / HPS кушылма системаларының реологик үзлекләрен һәм гель үзлекләрен билгели ала. HPMC / HPS композит үрнәкләренең вискоэластик кәкреләре түбән температурада HPS һәм югары температурада HPMC белән туры килгән.

(3) HPMC / HPS композит системасының микросруктурасы, реологик үзлекләре һәм гель үзлекләре арасындагы бәйләнеш урнаштырылган. Катлаулы системаның ябышлык кәкресенең кинәт үзгәрүе дә, югалту факторы кәкресенең тан дельтасы иң югарысы 45 ° C тәшкил итә, бу микрографта күзәтелгән өзлексез фаза күренешенә туры килә (45 ° C).

1. Микроструктураны һәм механик үзлекләрне, динамик термомеханик үзлекләрне, яктылык үткәрү, кислород үткәрүчәнлеге һәм төрле кушылу катнашмалары һәм эремә концентрацияләре астында әзерләнгән композит мембраналарның җылылык тотрыклылыгын өйрәнеп, йод буяу оптик микроскопия технологиясе, тикшеренүләр Фаз морфологиясе, фаза күчү һәм ярашу. комплекслар тикшерелде, һәм микросруктура белән комплексларның макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш урнашты. Конкрет нәтиҗәләр түбәндәгечә:

(1) Төрле кушылу дәрәҗәсе булган композит фильмнарның SEM образларында ачык ике фазалы интерфейс юк. Композицион фильмнарның күбесендә DMA нәтиҗәләрендә бер пыяла күчү ноктасы бар, һәм күпчелек композицион фильмнарның DTG сызыгында бер генә җылылык деградациясе бар. Болар бергәләп HPMCның HPS белән билгеле бер туры килүен күрсәтәләр.

(2) Нисби дым HPMC / HPS композит фильмнарның механик үзлекләренә зур йогынты ясый, һәм HPS эчтәлеге арту белән аның эффект дәрәҗәсе арта. Түбән чагыштырма дымлылыкта, эластик модуль дә, композицион фильмнарның киеренке көче HPS эчтәлеге арту белән артты, һәм композицион фильмнар өзелгәндә саф компонент фильмнарына караганда кимрәк иде. Нисби дымның артуы белән, композицион пленканың эластик модулусы һәм киеренкелеге кимеде, һәм тәнәфеснең озынлыгы сизелерлек артты, һәм композицион фильмның механик үзлекләре һәм кушылу коэффициенты арасындагы бәйләнеш төрлечә бөтенләй капма-каршы үзгәрү рәвешен күрсәтте. чагыштырма дым. Төрле кушылу катнашлы составлы мембраналарның механик үзлекләре төрле чагыштырма дым шартларында кисешүне күрсәтәләр, бу төрле куллану таләпләренә туры китереп продукт җитештерүчәнлеген оптимальләштерү мөмкинлеген бирә.

(3) HPMC / HPS композит системасының микросруктурасы, фазага күчү, ачыклык һәм механик үзлекләр арасындагы бәйләнеш урнаштырылды. а. Кушма системаның ачыклыкның иң түбән ноктасы HPMC фазасының өзлексез фазадан таралган фазага күчү ноктасына һәм киеренке модульнең кимү ноктасына туры килә. б. Яшьләрнең модулусы һәм тәнәфес вакытында озынлыгы эремә концентрациясенең артуы белән кими, бу HPMC морфологик үзгәреше белән өзлексез этаптан кушылу системасында таралган фазага кадәр бәйле.

(4) HPS кушылуы составлы мембранада кислород үткәрү каналының тортуозлыгын арттыра, мембрананың кислород үткәрүчәнлеген сизелерлек киметә, һәм HPMC мембранасының кислород барьерын яхшырта.

1. HPS химик модификациясенең составлы системаның реологик үзлекләренә һәм кристалл структурасы, аморф өлкәсе структурасы, механик үзлекләре, кислород үткәрүчәнлеге һәм җылылык тотрыклылыгы кебек композит мембрананың комплекслы үзлекләренә тәэсире өйрәнелде. Конкрет нәтиҗәләр түбәндәгечә:

(1) HPS гидроксипропиляциясе түбән температурада катнаш системаның ябышлыгын киметә, катнаш эремәнең сыеклыгын яхшырта һәм кыру феноменын киметә ала; HPS гидроксипропиляциясе кушылма системаның сызыклы вискоэластик өлкәсен таркатырга, HPMC / HPS кушылма системасының фаза күчү температурасын киметергә, һәм түбән температурада катнаш системаның каты охшаш тәртибен һәм югары температурада сыеклыкны яхшыртырга мөмкин.

(2) HPS гидроксипропиляциясе һәм ике компонентның туры килүен яхшырту мембранада крахмалны рестрализацияләүне сизелерлек тыя ала, һәм составлы мембранада үз-үзенә охшаган структураның формалашуына ярдәм итә ала. Крахмал молекуляр чылбырда зур гидроксипропил төркемнәрен кертү HPS молекуляр сегментларын үзара бәйләү һәм тәртипкә китерүне чикли, нәтиҗәдә HPS-ның үз-үзенә охшаган структурасы барлыкка килә. Катлаулы система өчен, гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы чылбыр сыман HPMC молекулаларына HPSның буш куышлык өлкәсенә керергә мөмкинлек бирә, бу катлаулы системаның ярашуын яхшырта һәм HPSның үз-үзенә охшаган структурасының тыгызлыгын яхшырта. Кушма системаның яраклашуы гидроксипропил төркеменең алмашу дәрәҗәсенең артуы белән арта, бу реологик үзлекләр нәтиҗәләренә туры килә.

(3) Механик үзлекләр, җылылык тотрыклылыгы һәм HPMC / HPS составлы мембрананың кислород үткәрүчәнлеге кебек макроскопик үзлекләр аның эчке кристалл структурасы һәм аморф өлкәсе структурасы белән тыгыз бәйләнгән. Ике компонентның туры килүенең ике эффектының берләштерелгән эффекты.

1. Чишелеш концентрациясенең, температураның һәм HPS-ның химик модификациясенең кушылма системаның реологик үзлекләренә тәэсирен өйрәнеп, HPMC / HPS салкын-эссе кире гел кушылма системасының геляция механизмы тикшерелде. Конкрет нәтиҗәләр түбәндәгечә:

(1) Кушма системада критик концентрация бар (8%), критик концентрациядән түбән, HPMC һәм HPS бәйсез молекуляр чылбырларда һәм фаз өлкәләрендә бар; критик концентрациягә ирешкәч, HPS фазасы конденсат рәвешендә эремәдә барлыкка килә. Гель үзәге - HPMC молекуляр чылбырларының үзара бәйләнеше белән бәйләнгән микрогель структурасы; критик концентрация өстендә, үзара бәйләнеш катлаулырак һәм үзара бәйләнеш көчлерәк, һәм чишелеш полимер эрүенә охшаган тәртип күрсәтә.

(2) Катлаулы система температураның үзгәрүе белән өзлексез этапның күчү ноктасына ия, бу катлаулы системада HPMC һәм HPS гел тәртибе белән бәйле. Түбән температурада HPMC-ның ябышлыгы HPSныкыннан шактый түбән, шуңа күрә HPMC югары ябышлыклы HPS гел фазасын әйләндереп торган өзлексез фаза формалаштыра. Ике этапның читендә, HPMC чылбырындагы гидроксил төркемнәре бәйләүче суының бер өлешен югалта һәм HPS молекуляр чылбыры белән молекуляр водород бәйләнешен барлыкка китерә. Heatingылыту процессында HPS молекуляр чылбырлары җитәрлек энергия үзләштерү аркасында хәрәкәт иттеләр һәм су молекулалары белән водород бәйләнешләрен барлыкка китерделәр, нәтиҗәдә гель структурасы ярылды. Шул ук вакытта, HPMC чылбырындагы су капкасы һәм су кабыгы корылмалары җимерелде, һәм гидрофилик төркемнәрне һәм гидрофобик кластерларны фаш итү өчен әкренләп ярылды. Highгары температурада HPMC интермолекуляр водород бәйләнешләре һәм гидрофобик ассоциация аркасында гель челтәр структурасын формалаштыра, һәм шулай итеп очраклы кәтүкләрнең HPS өзлексез этабында таралган югары ябышлыклы таралган фазага әйләнә.

(3) HPS гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән, HPMC / HPS кушылма системасының яраклашуы яхшыра, һәм кушылма системасында фаза күчү температурасы түбән температурага күчә. Гидроксипропилны алыштыру дәрәҗәсенең артуы белән, HPS эремәсендә сузылган гелик фрагментлар бар, алар ике этап чикләрендә HPMC молекуляр чылбыры белән водород бәйләнешләрен формалаштыра алалар, шулай итеп бердәм структура формалаштыралар. Гидроксипропиляция крахмалның ябышлыгын киметә, шулай итеп кушылмадагы HPMC һәм HPS арасындагы ябышлык аермасы тарайган, бу бертөрле кушылма формалашуга ярдәм итә, һәм ике компонент арасындагы ябышлык аермасының минималь бәясе түбәнгә күчә. температура өлкәсе.

2. Инновацион пунктлар

1. HPMC / HPS салкын һәм кайнар кире фазалы гель кушылма системасын проектлагыз һәм төзегез, һәм бу системаның уникаль реологик үзлекләрен системалы рәвештә өйрәнегез, аеруча катнаш эремә концентрациясе, катнаш катнашы, температура һәм компонентларның химик модификациясе. Реологик үзлекләрнең тәэсир законнары, гель үзлекләре һәм кушылма системаның яраклашуы алга таба өйрәнелде, һәм кушылу системасының фаз морфологиясе һәм фаз күчүе алга таба йод буяу оптик микроскопы һәм микро-морфологик күзәтү белән берлектә өйрәнелде. катнаш система структурасы булдырылды - Реологик үзлекләр-гель үзлекләре бәйләнеше. Беренче тапкыр Архений моделе төрле температура диапазонында салкын һәм кайнар кире фазалы композит гельләрнең гель формалашу законына туры килү өчен кулланылды.

2. HPMC / HPS композит системасының фаза бүленеше, фаза күчү һәм яраклашуы йод буяу оптик микроскоп анализлау технологиясе белән күзәтелде, һәм композицион фильмнарның оптик үзлекләрен һәм механик үзлекләрен берләштереп ачыклык-механик үзлекләр булдырылды. Микроструктура һәм макроскопик үзлекләр арасындагы бәйләнеш, мәсәлән, фаз-морфология һәм концентрация-механик үзлекләр-фаз морфологиясе. Бу кушылма системаның фаза морфологиясенең үзгәрү законын турыдан-туры күзәтү, катнашу коэффициенты, температура һәм концентрация, аеруча фаза күчү шартлары һәм кушылма система үзлекләренә фаза күчү эффекты.

3. Төрле HPS гидроксипропилны алмаштыру дәрәҗәләре булган композит мембраналарның кристалл структурасы һәм аморф структурасы SAXS тарафыннан өйрәнелде, һәм составлы гельләрнең геляция механизмы һәм тәэсире реологик нәтиҗәләр һәм композит мембраналарның кислород үткәрүчәнлеге кебек макроскопик үзлекләр турында сөйләштеләр. Фактлар һәм законнар, композит системаның ябышлыгы композит мембранада үз-үзенә охшаган структураның тыгызлыгы белән бәйле, һәм кислород үткәрүчәнлеге һәм композитның механик үзлекләре кебек макроскопик үзлекләрне турыдан-туры билгели. мембрана, һәм материаль үзлекләр арасында реологик үзлекләр-микросруктура-мембрана бәйләнешен урнаштыра.

3. Перспектива

Соңгы елларда яңартыла торган табигый полимерларны чимал итеп кулланып, куркынычсыз һәм ашарга яраклы азык төрү материалларын эшкәртү азык-төлек төрү өлкәсендә тикшеренү ноктасына әверелде. Бу кәгазьдә төп чимал буларак табигый полисахарид кулланыла. HPMC һәм HPS кушып, чимал бәясе төшә, HPMC эшкәртү температурасы түбән температурада яхшыра, һәм композит мембрананың кислород барьеры яхшыра. Реологик анализ комбинациясе ярдәмендә йод буяу оптик микроскоп анализы һәм композицион фильм микросруктурасы һәм комплекслы эш анализы, фаз морфологиясе, фаза күчү, фазаны аеру һәм салкын-кайнар кире фазалы гель композит системасының яраклашуы өйрәнелде. Композит системаның микросруктурасы һәм макроскопик үзлекләре арасындагы бәйләнеш урнаштырылган. Макроскопик үзлекләр белән HPMC / HPS композит системасының микроморфологик структурасы арасындагы бәйләнеш буенча, композит материалны контрольдә тоту өчен фаз структурасы һәм композицион системаның яраклашуы контрольдә тотыла ала. Бу кәгазьдәге тикшеренүләр фактик җитештерү процессы өчен мөһим җитәкче мәгънәгә ия; салкын һәм кайнар кире композит гельләрнең факторларына һәм законнарына тәэсир итүче формалашу механизмы карала, бу салкын һәм кайнар кире гельләрнең охшаш композицион системасы. Бу кәгазьне тикшерү махсус температура белән идарә итүче акыллы материаллар эшләү һәм куллану өчен теоретик җитәкчелек бирү өчен теоретик модель бирә. Бу кәгазьнең тикшеренү нәтиҗәләре яхшы теоретик кыйммәткә ия. Бу кәгазьне тикшерү азык, материал, гель һәм кушылу һәм башка фәннәр киселешен үз эченә ала. Вакыт һәм тикшерү ысулларының чикләнүе аркасында, бу теманы тикшерүдә әле тәмамланмаган күп пунктлар бар, аларны түбәндәге аспектлардан тирәнәйтергә һәм яхшыртырга мөмкин. киңәйтү:

Теоретик аспектлар:

1. Төрле чылбыр тармагы, молекуляр авырлыклар һәм HPS сортларының реологик үзлекләренә, мембрана үзлекләренә, фаз морфологиясенә, кушылма системасының яраклашуына тәэсирен тикшерү, һәм кушылманың гель формалашу механизмына йогынтысы законын өйрәнү. системасы.
2. HPMC гидроксипропилын алыштыру дәрәҗәсенең, метоксилны алыштыру дәрәҗәсенең, молекуляр авырлыкның һәм чыганакның реологик үзлекләренә, гель үзлекләренә, мембрана үзлекләренә һәм кушылма системаның система ярашуына тәэсирен тикшерегез, HPMC химик модификациясенең кушылма конденсациягә тәэсирен анализлагыз. Гель формалаштыру механизмының йогынты кагыйдәсе.
3. Тоз, рН, пластилизатор, үзара бәйләүче агент, антибактериаль агент һәм башка катнаш системаларның реологик үзлекләренә, гель үзлекләренә, мембраналар төзелешенә һәм үзлекләренә һәм аларның законнарына тәэсире өйрәнелде.

Кушымта:

1. Тәмләткеч пакетларын, яшелчә пакетларын һәм каты шорпаларны төрү формуласын оптимальләштерегез, саклау чорында тәмләткечләр, яшелчәләр һәм шорпаларның саклану эффектын, материалларның механик үзлекләрен, тышкы көчләргә дучар булганда продукт җитештерүчәнлеген үзгәртегез. , һәм материалның су эрүчәнлеге һәм гигиеник индексы. Ул шулай ук ​​кофе һәм сөт чәе кебек гранулалы ризыкларга, шулай ук ​​торт, сыр, десертлар һәм башка ризыкларның ашап була торган пакетларына кулланылырга мөмкин.
2. Ботаник дару үсемлеге капсулаларын куллану формула дизайнын оптимальләштерү, эшкәртү шартларын һәм ярдәмче агентларны оптималь сайлап алу, буш капсула продуктлары әзерләү. Физик һәм химик күрсәткечләр, мәсәлән, ярылу, таркалу вакыты, авыр металл һәм микробиаль эчтәлек сынадылар.
3. Fruitsиләк-җимеш, яшелчәләр, ит продуктлары һ.б.ны яңача куллану өчен, сиптерү, суга батыру, буяу төрле эшкәртү ысуллары буенча, тиешле формуланы сайлагыз, черегән җимеш темпын, дым югалту, туклык куллану, каты булу саклау чорында яшелчәләрнең, ялтыравыкның, тәмнең һәм башка күрсәткечләрнең; төсе, pH, TVB-N кыйммәте, тиобарбитур кислотасы һәм төрелгәннән соң ит продуктларының микроорганизмнары саны.