Hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC) er almennt notuð vatnsleysanleg fjölliða, mikið notuð í lyfjum, snyrtivörum, matvælum og iðnaðarsviðum, sérstaklega við gerð gel. Eðliseiginleikar þess og upplausnarhegðun hafa veruleg áhrif á skilvirkni í mismunandi forritum. Hlaupunarhitastig HPMC hlaups er einn af helstu eðliseiginleikum þess, sem hefur bein áhrif á frammistöðu þess í ýmsum undirbúningi, svo sem stýrða losun, filmumyndun, stöðugleika o.s.frv.
1. Uppbygging og eiginleikar HPMC
HPMC er vatnsleysanleg fjölliða sem fæst með því að setja tvo skiptihópa, hýdroxýprópýl og metýl, inn í sameindabeinagrind sellulósa. Sameindabygging þess inniheldur tvær tegundir af skiptihópum: hýdroxýprópýl (-CH2CHOHCH3) og metýl (-CH3). Þættir eins og mismunandi hýdroxýprópýl innihald, metýlunarstig og fjölliðunarstig munu hafa mikilvæg áhrif á leysni, hlaupandi hegðun og vélræna eiginleika HPMC.
Í vatnslausnum myndar AnxinCel®HPMC stöðugar kvoðalausnir með því að mynda vetnistengi við vatnssameindir og hafa samskipti við beinagrind hennar sem byggir á sellulósa. Þegar ytra umhverfið (eins og hitastig, jónastyrkur osfrv.) breytist mun samspil HPMC sameinda breytast sem leiðir til hlaupunar.
2. Skilgreining og áhrifaþættir hlauphitastigs
Hlaupunarhitastig (Gelation Temperature, T_gel) vísar til hitastigsins þar sem HPMC lausnin byrjar að breytast úr fljótandi yfir í fast þegar hitastig lausnarinnar hækkar í ákveðið mark. Við þetta hitastig verður hreyfing HPMC sameindakeðja takmörkuð og myndar þrívíddar netkerfi sem leiðir til gellíks efnis.
Hlaupunarhitastig HPMC hefur áhrif á marga þætti, einn mikilvægasti þátturinn er hýdroxýprópýlinnihald. Auk hýdroxýprópýlinnihalds eru aðrir þættir sem hafa áhrif á hitastig hlaupsins mólþungi, styrkur lausnar, pH-gildi, gerð leysis, jónastyrkur osfrv.
3. Áhrif hýdroxýprópýl innihalds á HPMC hlauphitastig
3.1 Aukning á hýdroxýprópýlinnihaldi leiðir til hækkunar á hlauphita
Hlaupunarhitastig HPMC er nátengt hversu hýdroxýprópýlskipti eru í sameindinni. Þegar hýdroxýprópýlinnihaldið eykst eykst fjöldi vatnssækinna skiptihópa á HPMC sameindakeðjunni, sem leiðir til aukinnar víxlverkunar milli sameindarinnar og vatnsins. Þessi víxlverkun veldur því að sameindakeðjurnar teygjast enn frekar og dregur þar með úr styrk samspils milli sameindakeðjanna. Innan ákveðins styrkleikasviðs hjálpar að auka hýdroxýprópýlinnihaldið við að auka vökvunarstigið og stuðla að gagnkvæmu fyrirkomulagi sameindakeðja, þannig að netkerfi geti myndast við hærra hitastig. Þess vegna eykst hlauphitastigið venjulega með hýdroxýprópýli hækkar með auknu innihaldi.
HPMC með hærra hýdroxýprópýl innihald (eins og HPMC K15M) hefur tilhneigingu til að sýna hærra hlauphitastig við sama styrk en AnxinCel®HPMC með lægra hýdroxýprópýl innihald (eins og HPMC K4M). Þetta er vegna þess að hærra hýdroxýprópýl innihald gerir það erfiðara fyrir sameindir að hafa samskipti og mynda net við lægra hitastig, sem krefst hærra hitastigs til að sigrast á þessari vökvun og stuðla að millisameindasamskiptum til að mynda þrívíddar netkerfi. .
3.2 Tengsl hýdroxýprópýlinnihalds og styrks lausnar
Styrkur lausnar er einnig mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á hlauphitastig HPMC. Í hástyrk HPMC lausnum eru millisameindavíxlverkanir sterkari, þannig að hlauphitastigið getur verið hærra jafnvel þótt hýdroxýprópýlinnihaldið sé lægra. Við lágan styrk er víxlverkun milli HPMC sameinda veik og líklegra er að lausnin geli við lægra hitastig.
Þegar hýdroxýprópýlinnihaldið eykst, þó að vatnssækni aukist, þarf samt hærra hitastig til að mynda hlaup. Sérstaklega við lágan styrkleika eykst hlauphitastigið meira. Þetta er vegna þess að HPMC með hátt hýdroxýprópýl innihald er erfiðara að framkalla víxlverkanir milli sameindakeðja með hitabreytingum og hlaupunarferlið krefst viðbótarvarmaorku til að vinna bug á vökvaáhrifunum.
3.3 Áhrif hýdroxýprópýl innihalds á hlaupunarferli
Innan ákveðins sviðs hýdroxýprópýlinnihalds einkennist hlaupunarferlið af samspili vökvunar og sameindakeðja. Þegar hýdroxýprópýl innihald HPMC sameindarinnar er lágt er vökvunin veik, víxlverkun sameinda er mikil og lægra hitastig getur stuðlað að myndun hlaups. Þegar hýdroxýprópýlinnihaldið er hærra eykst vökvunin verulega, samspil sameindakeðja verður veikara og hlauphitastigið eykst.
Hærra hýdroxýprópýl innihald getur einnig leitt til aukningar á seigju HPMC lausnarinnar, breyting sem stundum eykur upphafshita hlaupsins.
Hýdroxýprópýl innihald hefur veruleg áhrif á hlauphitastigiðHPMC. Þegar hýdroxýprópýlinnihaldið eykst eykst vatnssækni HPMC og samspil sameindakeðja veikist, þannig að hlauphitastig þess eykst venjulega. Þetta fyrirbæri má útskýra með víxlverkunarferlinu milli vökvunar og sameindakeðja. Með því að stilla hýdroxýprópýlinnihald HPMC er hægt að ná nákvæmri stjórn á hlauphitastigi og hámarka þannig frammistöðu HPMC í lyfja-, matvæla- og öðrum iðnaði.
Pósttími: Jan-04-2025