HPMC գելի ջերմաստիճանում հիդրօքսիպրոպիլային բովանդակության ազդեցությունը

HydroxyPropyl Methylcellulos (HPMC) Սովորաբար օգտագործվում է ջրի լուծվող պոլիմեր, որը լայնորեն օգտագործվում է դեղագործական միջոցներում, կոսմետիկայի, սննդի եւ արդյունաբերական ոլորտներում, հատկապես գելերի պատրաստման մեջ: Դրա ֆիզիկական հատկությունները եւ լուծարման պահվածքը էական ազդեցություն են ունենում տարբեր ծրագրերում արդյունավետության վրա: HPMC Gel- ի սելսիման ջերմաստիճանը իր հիմնական ֆիզիկական հատկություններից մեկն է, որն ուղղակիորեն ազդում է իր գործունեության վրա տարբեր նախապատրաստություններում, ինչպիսիք են վերահսկվող թողարկումը, կինոնկարը, կայունությունը եւ այլն:

1. HPMC- ի կառուցվածքն ու հատկությունները

HPMC- ը ջրային լուծվող պոլիմեր է, որը ձեռք է բերվել երկու փոխարինող, հիդրոօքսիպիլ եւ մեթիլ, բջջանյութի մոլեկուլային կմախքի մեջ: Դրա մոլեկուլային կառուցվածքը պարունակում է երկու տեսակի փոխարինողներ, HydroxyPropyl (-Ch2Chohch3) եւ մեթիլ (-CH3): Գործոններ, ինչպիսիք են հիդրօքսիպիլիպիլային տարբեր պարունակությունը, մեթիլացման աստիճանը եւ պոլիմերացման աստիճանը կարեւոր ազդեցություն կունենան HPMC- ի լուծելիության, գումարի վարքի եւ մեխանիկական հատկությունների վրա:

Afeous Solutions- ում Actincel®HPMC- ն ձեւավորում է կայուն կոլոիդային լուծումներ `ջրածնային պարտատոմսեր ձեւավորելով ջրային մոլեկուլներով եւ փոխազդելով իր բջջանյութի վրա հիմնված կմախքի հետ: Երբ արտաքին միջավայրը (այնպիսի ջերմաստիճանի, իոնային ուժ եւ այլն) փոփոխություններ է կատարում, HPMC մոլեկուլների միջեւ փոխգործակցությունը կփոխվի, որի արդյունքում գելեան:

2. Գելզայի ջերմաստիճանի սահմանում եւ ազդեցություն

Գելման ջերմաստիճանը (Gelation Temperature, T_Gel) վերաբերում է այն ջերմաստիճանին, որով HPMC լուծույթը սկսում է անցնել հեղուկից մինչեւ ամուր, երբ լուծույթի ջերմաստիճանը բարձրանում է որոշակի մակարդակի: Այս ջերմաստիճանում HPMC մոլեկուլային շղթաների տեղաշարժը կսահմանափակվի, կազմելով եռաչափ ցանցային կառուցվածք, որի արդյունքում բխող նյութ է:

HPMC- ի սելսիման ջերմաստիճանը ազդում է բազմաթիվ գործոնների վրա, ամենակարեւոր գործոններից մեկը հիդրօքսիպիլային բովանդակությունն է: Ի լրումն հիդրօքսիպիլային բովանդակությունից, գելի ջերմաստիճանի վրա ազդող այլ գործոններ ներառում են մոլեկուլային քաշ, լուծույթի համակենտրոնացում, PH արժեք, լուծիչ եւ այլն:

3. HPMC գելի ջերմաստիճանում հիդրօքսիպրոպիլային բովանդակության ազդեցությունը

3.1 Հիդրոօքսիպրոպիլային պարունակության աճը հանգեցնում է գելի ջերմաստիճանի բարձրացմանը

HPMC- ի սոսնձի ջերմաստիճանը սերտորեն կապված է իր մոլեկուլում հիդրօքսիպրոպիլային փոխարինման աստիճանի հետ: Ինչպես մեծանում է հիդրօքսիպրոպիլային պարունակությունը, HPMC մոլեկուլային շղթայի հիդրոֆիլային փոխարինողների թիվը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է մոլեկուլի եւ ջրի միջեւ ուժեղացված փոխազդեցության: Այս փոխազդեցությունն առաջացնում է մոլեկուլային շղթաները հետագայում ձգվել, դրանով իսկ նվազեցնել մոլեկուլային շղթաների միջեւ փոխգործակցության ուժը: Որոշակի համակենտրոնացման շրջանակներում հիդրօքսիպրոպիլային բովանդակության բարձրացումը օգնում է բարձրացնել խոնավեցման աստիճանը եւ նպաստում է մոլեկուլային շղթաների փոխադարձ պայմանավորվածությանը, որպեսզի ցանցի կառուցվածքը կարողանա ձեւավորվել ավելի բարձր ջերմաստիճանում: Հետեւաբար, սոլեման ջերմաստիճանը սովորաբար մեծանում է հիդրօքսիպրոպիլային բարձրանումներով աճող բովանդակությամբ:

HPMC- ն ունի ավելի բարձր հիդրօքսիպիլային պարունակությամբ (օրինակ, HPMC K15M) հակված է ցուցադրել սոլիզացիայի ավելի բարձր ջերմաստիճան նույն համակենտրոնացումից, քան Actincel®HPMC- ն `ավելի ցածր հիդրօքսիպիլային պարունակությամբ (օրինակ` HPMC K4M): Դա այն է, որ HydroxyPropyl- ի ավելի բարձր պարունակությունը մոլեկուլների համար ավելի դժվար է դարձնում ավելի ցածր ջերմաստիճանում ցանցեր շփվել եւ ձեւավորել ավելի բարձր ջերմաստիճաններ եւ խթանելով ցանցային կառուցվածքը կազմելու համար ավելի բարձր ջերմաստիճան: Մի շարք

3.2 ՀԻԴՐՈՔՍՊՐՈՊԻԼ ԲՈՂՈՔԻ ԵՎ ԼՈՒԾՄԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԻ ՄԻԵՎ

Լուծման համակենտրոնացումը նաեւ կարեւոր գործոն է, որն ազդում է HPMC Gelation ջերմաստիճանի վրա: HPMC- ի բարձր կոնցենտրացիայի լուծույթներում միջմոլեկուլային փոխազդեցությունն ավելի ուժեղ է, ուստի սոլիի ջերմաստիճանը կարող է ավելի բարձր լինել, նույնիսկ եթե հիդրոօքսիպրոպիլային պարունակությունը ցածր է: Low ածր կոնցենտրացիաներում HPMC մոլեկուլների փոխազդեցությունը թույլ է, եւ լուծումը ավելի հավանական է, որ գել ցածր ջերմաստիճանում:

Երբ հիդրօքսիպրոպիլային պարունակությունը մեծանում է, չնայած հիդրոֆիլությունը մեծանում է, ավելի բարձր ջերմաստիճան դեռ պահանջվում է գել ձեւավորելու համար: Հատկապես ցածր կոնցենտրացիայի պայմաններում սոսնձի ջերմաստիճանը ավելի էականորեն աճում է: Դա այն պատճառով, որ HPMC- ն ունի HydroxyPropyl- ի բարձր պարունակությամբ, ավելի դժվար է ջերմաստիճանի փոփոխությունների միջոցով մոլեկուլային շղթաների միջեւ փոխազդեցությունները առաջացնել, եւ սելեգրման գործընթացը խոնավեցման ազդեցությունը հաղթահարելու համար անհրաժեշտ է լրացուցիչ ջերմային էներգիա:

3.3 Հիդրոօքսիպրոպիլային բովանդակության ազդեցությունը գելյան գործընթացում

HydroxyPropyl- ի որոշակի տեսականի շրջանակներում Gelation գործընթացը գերակշռում է խոնավեցման եւ մոլեկուլային շղթաների միջեւ փոխգործակցությունը: Երբ HPMC մոլեկուլային հիդրօքսիպիլային պարունակությունը ցածր է, խոնավացումը թույլ է, մոլեկուլների փոխազդեցությունը ուժեղ է, եւ ցածր ջերմաստիճանը կարող է նպաստել գելի ձեւավորմանը: Երբ հիդրօքսիպրոպիլային բովանդակությունն ավելի բարձր է, խոնավացումը զգալիորեն բարելավվում է, մոլեկուլային շղթաների միջեւ փոխգործակցությունը թուլանում է, եւ սոսնձի ջերմաստիճանը մեծանում է:

HydroxyPropyl- ի ավելի բարձր պարունակությունը կարող է հանգեցնել նաեւ HPMC լուծույթի մածուցիկության աճի, փոփոխության, որը երբեմն մեծացնում է սելեկցիայի ֆոնսենտի ջերմաստիճանը:

HydroxyPropyl պարունակությունը էական ազդեցություն է ունենում Gelation ջերմաստիճանի վրաHPMCՄի շարք Քանի որ հիդրօքսիպրոպիլային պարունակությունը մեծանում է, HPMC- ի հիդրոֆիլությունը մեծանում է, եւ մոլեկուլային շղթաների միջեւ փոխգործակցությունը թուլանում է, ուստի դրա սոսնձման ջերմաստիճանը սովորաբար մեծանում է: Այս երեւույթը կարելի է բացատրել խոնավեցման եւ մոլեկուլային շղթաների միջեւ փոխգործակցության մեխանիզմով: HPMC- ի հիդրօքսիպոպիլային պարունակությունը կարգավորելով, սելեկցիոների ջերմաստիճանի ճշգրիտ վերահսկողությունը կարելի է հասնել, դրանով իսկ օպտիմալացնելով HPMC- ի կատարումը դեղագործական, սննդի եւ արդյունաբերական այլ ծրագրերում: