هيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز (HPMC) هو مركب البوليمر غير القابل للذوبان في الماء الذي تم الحصول عليه عن طريق التعديل الكيميائي للسليلوز الطبيعي. يستخدم على نطاق واسع في صناعات الطعام والطب ومستحضرات التجميل والبناء ، وخاصة كصاحب لاصقة ، مثمرة ، مستحلب وعامل تعليق في المستحضرات الصيدلانية. في عملية التقديم ، تعد خصائص اللزوجة للمحلول المائي HPMC أمرًا بالغ الأهمية لأدائه في مجالات مختلفة.
1. هيكل وخصائص هيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز
يحتوي التركيب الجزيئي لـ HPMC₂تشوهش₃) والميثيل (-خ₃) ، مما يجعله لديه قابلية للذوبان في الماء وقدرة التعديل. تحتوي السلسلة الجزيئية HPMC على بنية صلبة معينة ، ولكنها يمكن أن تشكل أيضًا بنية شبكة ثلاثية الأبعاد في محلول مائي ، مما يؤدي إلى زيادة اللزوجة. إن وزنه الجزيئي ونوع البديل ودرجة الاستبدال (أي درجة هيدروكسي بروبيل واستبدال الميثيل لكل وحدة) له تأثير مهم على لزوجة المحلول.
2. خصائص اللزوجة للمحلول المائي
ترتبط خصائص اللزوجة للمحلول المائي HPMC ارتباطًا وثيقًا بعوامل مثل التركيز والوزن الجزيئي ودرجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني للمذيبات. بشكل عام ، تزداد لزوجة محلول HPMC المائي مع زيادة تركيزه. تُظهر لزوجتها السلوك الريولوجي غير النيوتوني ، أي مع زيادة معدل القص ، تنخفض لزوجة المحلول تدريجياً ، مما يدل على ظاهرة تخفيف القص.
(1) تأثير التركيز
هناك علاقة معينة بين لزوجة المحلول المائي HPMC وتركيزه. مع زيادة تركيز HPMC ، يتم تعزيز التفاعلات الجزيئية في المحلول المائي ، وزيادة التشابك والترابط بين السلاسل الجزيئية ، مما يؤدي إلى زيادة في لزوجة المحلول. بتركيزات أقل ، تزداد لزوجة محلول HPMC المائي خطيًا مع زيادة التركيز ، ولكن بتركيزات أعلى ، يميل نمو اللزوجة في المحلول إلى أن يكون مسطحًا ويصل إلى قيمة مستقرة.
(2) تأثير الوزن الجزيئي
يؤثر الوزن الجزيئي لـ HPMC بشكل مباشر على لزوجة محلولها المائي. HPMC ذات الوزن الجزيئي الأعلى لها سلاسل جزيئية أطول ويمكن أن تشكل بنية شبكة ثلاثية الأبعاد أكثر تعقيدًا في المحلول المائي ، مما يؤدي إلى ارتفاع اللزوجة. على النقيض من ذلك ، فإن HPMC مع الوزن الجزيئي المنخفض له بنية شبكة أكثر وضوحًا ولزوجة أقل بسبب سلاسلها الجزيئية الأقصر. لذلك ، عند التقديم ، من المهم للغاية اختيار HPMC مع وزن جزيئي مناسب لتحقيق تأثير اللزوجة المثالي.
(3) تأثير درجة الحرارة
درجة الحرارة هي عامل مهم يؤثر على لزوجة محلول مائي HPMC. مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد حركة جزيئات الماء وتناقص لزوجة المحلول عادة. هذا لأنه عندما ترتفع درجة الحرارة ، تزداد حرية السلسلة الجزيئية HPMC وتضعف التفاعل بين الجزيئات ، مما يقلل من لزوجة المحلول. ومع ذلك ، قد تختلف استجابة HPMC من دفعات أو علامات تجارية مختلفة إلى درجة الحرارة ، لذلك يجب تعديل ظروف درجة الحرارة وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة.
(4) تأثير قيمة الرقم الهيدروجيني
HPMC نفسها هي مركب غير يوني ، ولزوجة محلولها المائي حساسة للتغيرات في الرقم الهيدروجيني. على الرغم من أن HPMC يعرض خصائص لزوجة مستقرة نسبيًا في البيئات الحمضية أو المحايدة ، إلا أن قابلية الذوبان واللزوجة من HPMC ستتأثر في البيئات الحمضية أو القلوية للغاية. على سبيل المثال ، في ظل الظروف القوية القوية أو القلوية القوية ، قد تتحلل جزيئات HPMC جزئيًا ، مما يقلل من لزوجة محلولها المائي.
3. التحليل الريولوجي لخصائص اللزوجة للمحلول المائي HPMC
عادة ما يظهر السلوك الريولوجي للمحلول المائي HPMC خصائص السوائل غير النيوتونية ، مما يعني أن لزوجته لا يرتبط فقط بعوامل مثل تركيز المحلول والوزن الجزيئي ، ولكن أيضًا إلى معدل القص. بشكل عام ، عند انخفاض معدلات القص ، يظهر محلول HPMC المائي لزوجة أعلى ، بينما يزداد معدل القص ، تنخفض اللزوجة. يسمى هذا السلوك "تخفيف القص" أو "تخفيف القص" وهو مهم للغاية في العديد من التطبيقات العملية. على سبيل المثال ، في مجالات الطلاء ، والاستعدادات الصيدلانية ، ومعالجة الأغذية ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تضمن خصائص تخفيف القص لـ HPMC الحفاظ على اللزوجة العالية أثناء التطبيقات منخفضة السرعة ، ويمكن أن تتدفق بسهولة أكبر في ظل ظروف القص عالية السرعة.
4. عوامل أخرى تؤثر على لزوجة محلول HPMC المائي
(1) تأثير الملح
يمكن أن تؤدي إضافة محلول الملح (مثل كلوريد الصوديوم) إلى زيادة لزوجة محلول HPMC المائي. وذلك لأن الملح يمكن أن يعزز التفاعل بين الجزيئات عن طريق تغيير القوة الأيونية للمحلول ، بحيث تشكل جزيئات HPMC بنية شبكة أكثر إحكاما ، وبالتالي زيادة اللزوجة. ومع ذلك ، يجب أيضًا تعديل تأثير نوع الملح والتركيز على اللزوجة وفقًا لظروف محددة.
(2) تأثير إضافات أخرى
إن إضافة إضافات أخرى (مثل السطحي ، البوليمرات ، إلخ) سوف تؤثر أيضًا على اللزوجة. على سبيل المثال ، قد تقلل السطحي من لزوجة HPMC ، خاصة عندما يكون تركيز الفاعل بالسطح مرتفعًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتفاعل بعض البوليمرات أو الجسيمات مع HPMC وتغيير الخواص الريولوجية لحلها.
خصائص اللزوجةهيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز يتأثر المحلول المائي بالعديد من العوامل ، بما في ذلك التركيز ، والوزن الجزيئي ، ودرجة الحرارة ، وقيمة الرقم الهيدروجيني ، إلخ. عادةً ما يعرض المحلول المائي HPMC خصائص ريولوجية غير النيوتونية ، ويحتوي على خصائص جيدة للسماكة وتخفيف القص ، وتستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات الصناعية والصيدلانية. سيساعد فهم واتفاق خصائص اللزوجة على تحسين استخدام HPMC في تطبيقات مختلفة. في التطبيقات العملية ، ينبغي اختيار نوع HPMC وظروف العملية المناسبة وفقًا للاحتياجات المحددة للحصول على اللزوجة المثالية والخصائص الريولوجية.
وقت النشر: Mar-01-2025