Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) adalah polimer yang larut dalam air yang umum digunakan, banyak digunakan dalam farmasi, kosmetik, makanan dan bidang industri, terutama dalam persiapan gel. Sifat fisiknya dan perilaku pembubaran memiliki dampak yang signifikan pada efektivitas dalam aplikasi yang berbeda. Suhu gelasi gel HPMC adalah salah satu sifat fisik utamanya, yang secara langsung mempengaruhi kinerjanya dalam berbagai persiapan, seperti rilis terkontrol, pembentukan film, stabilitas, dll.
1. Struktur dan sifat HPMC
HPMC adalah polimer yang larut dalam air yang diperoleh dengan memasukkan dua substituen, hidroksipropil dan metil, ke dalam kerangka molekul selulosa. Struktur molekulnya mengandung dua jenis substituen: hydroxypropyl (-ch2chohch3) dan metil (-ch3). Faktor -faktor seperti kandungan hidroksipropil yang berbeda, tingkat metilasi, dan tingkat polimerisasi akan memiliki dampak penting pada kelarutan, perilaku gel, dan sifat mekanik HPMC.
Dalam larutan berair, Ancincel®HPMC membentuk larutan koloid yang stabil dengan membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air dan berinteraksi dengan kerangka berbasis selulosa. Ketika lingkungan eksternal (seperti suhu, kekuatan ionik, dll.) Perubahan, interaksi antara molekul HPMC akan berubah, menghasilkan gelasi.
2. Definisi dan Faktor Pengaruh Suhu Gelasi
Suhu gelasi (suhu gelasi, T_GEL) mengacu pada suhu di mana larutan HPMC mulai beralih dari cairan ke padatan ketika suhu larutan naik ke level tertentu. Pada suhu ini, pergerakan rantai molekul HPMC akan dibatasi, membentuk struktur jaringan tiga dimensi, menghasilkan zat seperti gel.
Suhu gelasi HPMC dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satu faktor terpenting adalah konten hidroksipropil. Selain konten hidroksipropil, faktor -faktor lain yang mempengaruhi suhu gel termasuk berat molekul, konsentrasi larutan, nilai pH, tipe pelarut, kekuatan ionik, dll.
3. Pengaruh kandungan hidroksipropil pada suhu gel HPMC
3.1 Peningkatan kandungan hidroksipropil menyebabkan peningkatan suhu gel
Suhu gelasi HPMC terkait erat dengan tingkat substitusi hidroksipropil dalam molekulnya. Ketika kandungan hidroksipropil meningkat, jumlah substituen hidrofilik pada rantai molekul HPMC meningkat, yang mengakibatkan peningkatan interaksi antara molekul dan air. Interaksi ini menyebabkan rantai molekul meregangkan lebih jauh, sehingga mengurangi kekuatan interaksi antara rantai molekuler. Dalam kisaran konsentrasi tertentu, meningkatkan konten hidroksipropil membantu meningkatkan tingkat hidrasi dan mempromosikan susunan timbal balik rantai molekuler, sehingga struktur jaringan dapat dibentuk pada suhu yang lebih tinggi. Oleh karena itu, suhu gelasi biasanya meningkat dengan naiknya hidroksipropil dengan meningkatnya konten.
HPMC dengan konten hidroksipropil yang lebih tinggi (seperti HPMC K15M) cenderung menunjukkan suhu gelasi yang lebih tinggi pada konsentrasi yang sama daripada K4M K4M) dengan K4M yang lebih rendah (seperti HPMC K4M). Ini karena konten hidroksipropil yang lebih tinggi membuatnya lebih sulit bagi molekul untuk berinteraksi dan membentuk jaringan pada suhu yang lebih rendah, yang membutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk mengatasi hidrasi ini dan mempromosikan interaksi antarmolekul untuk membentuk struktur jaringan tiga dimensi. .
3.2 Hubungan antara konten hidroksipropil dan konsentrasi larutan
Konsentrasi larutan juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi suhu gelasi HPMC. Dalam larutan HPMC konsentrasi tinggi, interaksi antar molekul lebih kuat, sehingga suhu gelasi mungkin lebih tinggi bahkan jika kandungan hidroksipropil lebih rendah. Pada konsentrasi rendah, interaksi antara molekul HPMC lemah, dan solusinya lebih mungkin untuk gel pada suhu yang lebih rendah.
Ketika kandungan hidroksipropil meningkat, meskipun hidrofilisitas meningkat, suhu yang lebih tinggi masih diperlukan untuk membentuk gel. Terutama di bawah kondisi konsentrasi rendah, suhu gelasi meningkat secara lebih signifikan. Ini karena HPMC dengan kandungan hidroksipropil tinggi lebih sulit untuk menginduksi interaksi antara rantai molekuler melalui perubahan suhu, dan proses gelasi membutuhkan energi termal tambahan untuk mengatasi efek hidrasi.
3.3 Pengaruh konten hidroksipropil pada proses gelasi
Dalam kisaran tertentu dari konten hidroksipropil, proses gelasi didominasi oleh interaksi antara hidrasi dan rantai molekul. Ketika kandungan hidroksipropil dalam molekul HPMC rendah, hidrasi lemah, interaksi antara molekul kuat, dan suhu yang lebih rendah dapat meningkatkan pembentukan gel. Ketika kandungan hidroksipropil lebih tinggi, hidrasi secara signifikan ditingkatkan, interaksi antara rantai molekuler menjadi lebih lemah, dan suhu gelasi meningkat.
Konten hidroksipropil yang lebih tinggi juga dapat menyebabkan peningkatan viskositas larutan HPMC, perubahan yang kadang -kadang meningkatkan suhu onset gelasi.
Konten hidroksipropil memiliki dampak yang signifikan pada suhu gelasiHPMC. Ketika kandungan hidroksipropil meningkat, hidrofilisitas HPMC meningkat dan interaksi antara rantai molekul melemah, sehingga suhu gelasi biasanya meningkat. Fenomena ini dapat dijelaskan oleh mekanisme interaksi antara hidrasi dan rantai molekuler. Dengan menyesuaikan kandungan hidroksipropil HPMC, kontrol yang tepat dari suhu gelasi dapat dicapai, sehingga mengoptimalkan kinerja HPMC dalam aplikasi farmasi, makanan, dan industri lainnya.
Waktu posting: Jan-04-2025