Hydroxypropil MetilCellulose (HPMC) je najčešće korišteni polimer topljivi u vodi, široko korišten u farmaceutskim proizvodima, kozmetikama, hrani i industrijskim poljima, posebno u pripremi gelova. Njegova fizička svojstva i ponašanje raspuštanja imaju značajan utjecaj na efikasnost u različitim aplikacijama. Gelacija GELATION-a HPMC GEL jedna je od njegovih ključnih fizičkih svojstava, što direktno utječe na njegove performanse u različitim pripravcima, poput kontroliranog izdanju, formiranje filma, stabilnost itd.
1. Struktura i svojstva HPMC-a
HPMC je polimer koji se rađaju u vodi dobijen uvođenjem dva supstituenta, hidroksipropil i metil, u molekularni kostur celuloze. Njegova molekularna struktura sadrži dvije vrste supstituenata: hidroksipropil (-ch2chohch3) i metil (-ch3). Čimbenici kao što su različiti hidroksipropil sadržaj, stepen metilacije i stepen polimerizacije imat će važan utjecaj na rastvorljivost, geling ponašanje i mehanička svojstva HPMC-a.
U vodenim rješenjima, Anxincel®HPMC formira stabilna koloidna rješenja formiranjem vodonikana obveznica molekula vode i interakciju s kosturom na bazi celuloze. Kada se vanjsko okruženje (kao što je temperatura, jonska čvrstoća itd.) Promjena, interakcija između HPMC molekula promijenit će se, što rezultira gelacijom.
2. Definicija i utjecaj na faktore temperature gelacije
Gelacijska temperatura (temperatura gelacije, T_GEL) odnosi se na temperaturu na kojoj HPMC rješenje počinje prelaziti iz tečnosti u čvrsto kada temperatura otopine raste na određenu razinu. Na ovoj temperaturi kretanje HPMC molekularnih lanaca bit će ograničeno, formiranjem trodimenzionalne mrežne strukture, što rezultira u obliku gela.
Na Gelacijsku temperaturu HPMC-a utječe mnogi faktori, jedan od najvažnijih faktora je hidroksipropil sadržaj. Pored hidroksipropil sadržaja, drugi faktori koji utječu na temperaturu gela uključuju molekularnu težinu, koncentraciju otopine, pH vrijednost, tip otapala, ionska čvrstoća itd.
3. Učinak hidroksipropil sadržaja na temperaturi HPMC gela
3.1 Povećanje hidroksipropil sadržaja dovodi do povećanja temperature gela
Gelacijska temperatura HPMC-a usko je povezana sa stupnjem hidroksipropil zamjene u svom molekuli. Kako se hidroksipropil se povećava, broj hidrofilnih supstituenata na povećanju molekularnog lanca HPMC, što rezultira poboljšanom interakcijom između molekule i vode. Ova interakcija uzrokuje da se molekularni lanci daju dalje, na taj način smanjujući snagu interakcije između molekularnih lanaca. U određenom rasponu koncentracije, povećanje hidroksipropil sadržaja pomaže u poboljšanju stupnja hidratacije i promovira međusobni raspored molekularnih lanaca, tako da se mrežna struktura može formirati na višoj temperaturi. Stoga se temperatura gelacije obično povećava s hidroksipropilom koji se povećavaju sa sve većim sadržajem.
HPMC sa većim sadržajem hidroksipropila (poput HPMC K15m) ima tendenciju da izloži višu temperaturu gelacije na istoj koncentraciji od ANXINCEL®HPMC sa nižim hidroksipropil sadržajem (poput HPMC K4M). To je zato što viši hidroksipropil-sadržaj otežava molekule da komuniciraju i formiraju mreže na nižim temperaturama, što zahtijevaju veće temperature za prevazilaženje ove hidratacije i promoviraju intermolekularne interakcije za formiranje trodimenzionalne mrežne strukture. .
3.2 odnos između hidroksipropil sadržaja i koncentracije rješenja
Koncentracija otopine je takođe važan faktor koji utječe na temperaturu gelacije HPMC-a. U visokoj koncentraciji HPMC rješenja, intermolekularne interakcije su jače, tako da je temperatura gelacije možda veća čak i ako je hidroksipropil sadržaj niži. Na niskim koncentracijama, interakcija između HPMC molekula je slaba, a rješenje je vjerovatnije gel na nižim temperaturama.
Kada se hidroksipropil se poveća, iako se hidrofiličnost povećava, veća temperatura je još uvijek potrebna za formiranje gela. Posebno pod niskim uvjetima koncentracije, temperatura gelacije se značajno povećava. To je zato što HPMC sa visokim hidroksipropilskom sadržajem teško je izazvati interakcije između molekularnih lanaca kroz promjene temperature, a proces gelacije zahtijeva dodatnu toplinsku energiju za prevazilaženje učinka hidratacije.
3.3 Učinak hidroksipropilskog sadržaja na proces gelacije
U određenom rasponu sadržaja hidroksipropila, proces gelacije dominira interakcijom između hidratacije i molekularnih lanaca. Kada je hidroksipropil u HPMC molekuli nizak, hidratacija je slaba, interakcija između molekula je jaka, a niža temperatura može promovirati formiranje gela. Kada je sadržaj hidroksipropila veći, hidratacija je značajno poboljšana, interakcija između molekularnih lanaca postaje slabiji, a temperatura gelacije povećava se.
Viši hidroksipropil sadržaj također može dovesti do povećanja viskoznosti HPMC rješenja, promjenu koja ponekad povećava temperaturu nasečenju gelacije.
Hydroxypropil sadržaj ima značajan utjecaj na temperaturu gelacijeHPMC. Kako se hidroksipropil se povećava, hidrofiličnost HPMC-a povećava se i interakcija između molekularnih lanaca slabi, tako da se temperatura gelacije obično povećava. Ovaj fenomen može se objasniti mehanizmom interakcije između hidratacije i molekularnih lanaca. Podešavanjem hidroksipropil sadržaja HPMC-a, može se postići precizna kontrola temperature gelacije, time optimizacije performansi HPMC-a u farmaceutskoj, hrani i drugim industrijskim aplikacijama.
Pošta: Jan-04-2025