Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) yn bolymer sy'n hydoddi mewn dŵr a ddefnyddir yn gyffredin, a ddefnyddir yn eang mewn meysydd fferyllol, colur, bwyd a diwydiannol, yn enwedig wrth baratoi geliau. Mae ei briodweddau ffisegol a'i ymddygiad diddymu yn cael effaith sylweddol ar effeithiolrwydd mewn gwahanol gymwysiadau. Mae tymheredd gelation gel HPMC yn un o'i briodweddau ffisegol allweddol, sy'n effeithio'n uniongyrchol ar ei berfformiad mewn amrywiol baratoadau, megis rhyddhau dan reolaeth, ffurfio ffilm, sefydlogrwydd, ac ati.
1. Strwythur a phriodweddau HPMC
Mae HPMC yn bolymer sy'n hydoddi mewn dŵr a geir trwy gyflwyno dau eilydd, hydroxypropyl a methyl, i'r sgerbwd moleciwlaidd cellwlos. Mae ei strwythur moleciwlaidd yn cynnwys dau fath o eilyddion: hydroxypropyl (-CH2CHOHCH3) a methyl (-CH3). Bydd ffactorau fel gwahanol gynnwys hydroxypropyl, gradd methylation, a gradd polymerization yn cael effaith bwysig ar hydoddedd, ymddygiad gelling, a phriodweddau mecanyddol HPMC.
Mewn hydoddiannau dyfrllyd, mae AnxinCel®HPMC yn ffurfio hydoddiannau colloidal sefydlog trwy ffurfio bondiau hydrogen â moleciwlau dŵr a rhyngweithio â'i sgerbwd sy'n seiliedig ar seliwlos. Pan fydd yr amgylchedd allanol (fel tymheredd, cryfder ïonig, ac ati) yn newid, bydd y rhyngweithio rhwng moleciwlau HPMC yn newid, gan arwain at gelation.
2. Diffiniad a ffactorau dylanwadol tymheredd gelation
Mae tymheredd gelation (Tymheredd Gelation, T_gel) yn cyfeirio at y tymheredd y mae hydoddiant HPMC yn dechrau trosglwyddo o hylif i solet pan fydd tymheredd yr hydoddiant yn codi i lefel benodol. Ar y tymheredd hwn, bydd symudiad cadwyni moleciwlaidd HPMC yn cael ei gyfyngu, gan ffurfio strwythur rhwydwaith tri dimensiwn, gan arwain at sylwedd tebyg i gel.
Mae tymheredd gelation HPMC yn cael ei effeithio gan lawer o ffactorau, un o'r ffactorau pwysicaf yw'r cynnwys hydroxypropyl. Yn ogystal â chynnwys hydroxypropyl, mae ffactorau eraill sy'n effeithio ar dymheredd gel yn cynnwys pwysau moleciwlaidd, crynodiad toddiant, gwerth pH, math o doddydd, cryfder ïonig, ac ati.
3. Effaith cynnwys hydroxypropyl ar dymheredd gel HPMC
3.1 Mae'r cynnydd mewn cynnwys hydroxypropyl yn arwain at gynnydd mewn tymheredd gel
Mae cysylltiad agos rhwng tymheredd gelation HPMC a graddau amnewid hydroxypropyl yn ei moleciwl. Wrth i'r cynnwys hydroxypropyl gynyddu, mae nifer yr eilyddion hydroffilig ar gadwyn moleciwlaidd HPMC yn cynyddu, gan arwain at ryngweithio gwell rhwng y moleciwl a dŵr. Mae'r rhyngweithio hwn yn achosi'r cadwyni moleciwlaidd i ymestyn ymhellach, a thrwy hynny leihau cryfder y rhyngweithio rhwng y cadwyni moleciwlaidd. O fewn ystod crynodiad penodol, mae cynyddu'r cynnwys hydroxypropyl yn helpu i wella lefel hydradiad ac yn hyrwyddo trefniant cadwyni moleciwlaidd ar y cyd, fel y gellir ffurfio strwythur rhwydwaith ar dymheredd uwch. Felly, mae'r tymheredd gelation fel arfer yn cynyddu gyda'r codiadau hydroxypropyl gyda chynnwys cynyddol.
Mae HPMC â chynnwys hydroxypropyl uwch (fel HPMC K15M) yn tueddu i arddangos tymheredd gelation uwch ar yr un crynodiad ag AnxinCel®HPMC gyda chynnwys hydroxypropyl is (fel HPMC K4M). Mae hyn oherwydd bod cynnwys hydroxypropyl uwch yn ei gwneud hi'n anoddach i foleciwlau ryngweithio a ffurfio rhwydweithiau ar dymheredd is, gan ofyn am dymheredd uwch i oresgyn y hydradiad hwn a hyrwyddo rhyngweithiadau rhyngfoleciwlaidd i ffurfio strwythur rhwydwaith tri dimensiwn. .
3.2 Y berthynas rhwng cynnwys hydroxypropyl a chrynodiad hydoddiant
Mae crynodiad datrysiadau hefyd yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar dymheredd gelation HPMC. Mewn datrysiadau HPMC crynodiad uchel, mae'r rhyngweithiadau rhyngfoleciwlaidd yn gryfach, felly gall y tymheredd gelation fod yn uwch hyd yn oed os yw'r cynnwys hydroxypropyl yn is. Ar grynodiadau isel, mae'r rhyngweithio rhwng moleciwlau HPMC yn wan, ac mae'r ateb yn fwy tebygol o gel ar dymheredd is.
Pan fydd y cynnwys hydroxypropyl yn cynyddu, er bod y hydrophilicity yn cynyddu, mae angen tymheredd uwch o hyd i ffurfio gel. Yn enwedig o dan amodau crynodiad isel, mae'r tymheredd gelation yn cynyddu'n sylweddol. Mae hyn oherwydd bod HPMC â chynnwys hydroxypropyl uchel yn anoddach i gymell rhyngweithiadau rhwng cadwyni moleciwlaidd trwy newidiadau tymheredd, ac mae angen egni thermol ychwanegol ar y broses gelation i oresgyn yr effaith hydradiad.
3.3 Effaith cynnwys hydroxypropyl ar y broses gelation
O fewn ystod benodol o gynnwys hydroxypropyl, mae'r broses gelation yn cael ei dominyddu gan y rhyngweithio rhwng hydradiad a chadwyni moleciwlaidd. Pan fo'r cynnwys hydroxypropyl yn y moleciwl HPMC yn isel, mae'r hydradiad yn wan, mae'r rhyngweithio rhwng moleciwlau yn gryf, a gall tymheredd is hyrwyddo ffurfio gel. Pan fydd y cynnwys hydroxypropyl yn uwch, mae'r hydradiad yn cael ei wella'n sylweddol, mae'r rhyngweithio rhwng cadwyni moleciwlaidd yn dod yn wannach, ac mae'r tymheredd gelation yn cynyddu.
Gall cynnwys hydroxypropyl uwch hefyd arwain at gynnydd yn gludedd hydoddiant HPMC, newid sydd weithiau'n cynyddu tymheredd cychwyn gelation.
Mae cynnwys hydroxypropyl yn cael effaith sylweddol ar dymheredd gelation oHPMC. Wrth i'r cynnwys hydroxypropyl gynyddu, mae hydrophilicity HPMC yn cynyddu ac mae'r rhyngweithio rhwng cadwyni moleciwlaidd yn gwanhau, felly mae ei dymheredd gelation fel arfer yn cynyddu. Gellir esbonio'r ffenomen hon gan y mecanwaith rhyngweithio rhwng hydradiad a chadwyni moleciwlaidd. Trwy addasu cynnwys hydroxypropyl HPMC, gellir rheoli'r tymheredd gelation yn fanwl gywir, a thrwy hynny wneud y gorau o berfformiad HPMC mewn cymwysiadau fferyllol, bwyd a diwydiannol eraill.
Amser post: Ionawr-04-2025