ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზა (HPMC) არის არაიონური წყალში ხსნადი პოლიმერული ნაერთი, რომელიც მიღებულია ბუნებრივი ცელულოზის ქიმიური მოდიფიკაციით. იგი ფართოდ გამოიყენება საკვებში, მედიცინაში, კოსმეტიკასა და სამშენებლო ინდუსტრიებში, განსაკუთრებით, როგორც წებოვანი, გასქელება, ემულგატორის და შეჩერებული აგენტი ფარმაცევტულ პრეპარატებში. განაცხადის პროცესში, HPMC წყლის ხსნარის სიბლანტის მახასიათებლები გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს მის შესრულებას სხვადასხვა სფეროში.
1. ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის სტრუქტურა და თვისებები
HPMC- ის მოლეკულური სტრუქტურა შეიცავს ორ შემცვლელ ჯგუფს, ჰიდროქსიპროპილს (-CH₂ჩოჩ₃) და მეთილი (-och₃), რაც მას აქვს კარგი წყლის ხსნადობა და მოდიფიკაციის უნარი. HPMC მოლეკულურ ჯაჭვს აქვს გარკვეული ხისტი სტრუქტურა, მაგრამ მას ასევე შეუძლია შექმნას სამგანზომილებიანი ქსელის სტრუქტურა წყალხსნარში, რის შედეგადაც სიბლანტის ზრდა ხდება. მისი მოლეკულური წონა, შემცვლელის ტიპი და ჩანაცვლების ხარისხი (ე.ი. თითოეული ერთეულის ჰიდროქსიპროპილისა და მეთილის ჩანაცვლების ხარისხი) მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ხსნარის სიბლანტეზე.
2. წყლის ხსნარის სიბლანტის მახასიათებლები
HPMC წყალხსნარის სიბლანტის მახასიათებლები მჭიდრო კავშირშია ისეთ ფაქტორებთან, როგორიცაა კონცენტრაცია, მოლეკულური წონა, ტემპერატურა და pH გამხსნელი. საერთოდ, HPMC წყლის ხსნარის სიბლანტე იზრდება მისი კონცენტრაციის მატებასთან ერთად. მისი სიბლანტე გვიჩვენებს არა-ნიუტონის რევოლოგიურ ქცევას, ანუ, როგორც გაჭედვის სიჩქარე იზრდება, ხსნარის სიბლანტე თანდათან მცირდება, რაც გვიჩვენებს მოჭრილი გამხდარი ფენომენს.
(1) კონცენტრაციის ეფექტი
არსებობს გარკვეული ურთიერთობა HPMC წყალხსნარის სიბლანტესა და მის კონცენტრაციას შორის. როგორც HPMC კონცენტრაცია იზრდება, წყლის ხსნარში მოლეკულური ურთიერთქმედება გაუმჯობესებულია, ხოლო მოლეკულური ჯაჭვების გადახურვა და ჯვარედინი კავშირი იზრდება, რაც იწვევს ხსნარის სიბლანტის ზრდას. უფრო დაბალ კონცენტრაციებში, HPMC წყალხსნარის სიბლანტე იზრდება ხაზოვანი, კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, მაგრამ უფრო მაღალი კონცენტრაციის დროს, ხსნარის სიბლანტის ზრდა ტენდენციაა ბრტყელი და აღწევს სტაბილურ მნიშვნელობას.
(2) მოლეკულური წონის ეფექტი
HPMC– ის მოლეკულური წონა პირდაპირ გავლენას ახდენს მისი წყალხსნარის სიბლანტეზე. HPMC უფრო მაღალი მოლეკულური წონის მქონე აქვს უფრო გრძელი მოლეკულური ჯაჭვები და შეუძლია შექმნას უფრო რთული სამგანზომილებიანი ქსელის სტრუქტურა წყალხსნარში, რის შედეგადაც უფრო მაღალი სიბლანტეა. ამის საპირისპიროდ, HPMC, რომელსაც აქვს ქვედა მოლეკულური წონა, აქვს ფხვიერი ქსელის სტრუქტურა და უფრო დაბალი სიბლანტე მისი მოკლე მოლეკულური ჯაჭვების გამო. ამიტომ, გამოყენებისას, ძალიან მნიშვნელოვანია აირჩიოთ HPMC შესაფერისი მოლეკულური წონით, იდეალური სიბლანტის ეფექტის მისაღწევად.
(3) ტემპერატურის ეფექტი
ტემპერატურა არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს HPMC წყლის ხსნარის სიბლანტეზე. ტემპერატურა იზრდება, წყლის მოლეკულების მოძრაობა ინტენსიურია და ხსნარის სიბლანტე ჩვეულებრივ მცირდება. ეს იმიტომ ხდება, რომ როდესაც ტემპერატურა იზრდება, HPMC მოლეკულური ჯაჭვის თავისუფლება იზრდება და მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედება ასუსტებს, რითაც ამცირებს ხსნარის სიბლანტეს. ამასთან, HPMC– ს პასუხი სხვადასხვა ჯგუფებიდან ან ბრენდიდან ტემპერატურაზე შეიძლება ასევე განსხვავდებოდეს, ამიტომ ტემპერატურის პირობების კორექტირება საჭიროა კონკრეტული განაცხადის მოთხოვნების შესაბამისად.
(4) pH მნიშვნელობის ეფექტი
HPMC თავად არის არაიონური ნაერთი, ხოლო მისი წყალხსნარის სიბლანტე მგრძნობიარეა pH– ის ცვლილებებზე. მიუხედავად იმისა, რომ HPMC აჩვენებს შედარებით სტაბილური სიბლანტის მახასიათებლებს მჟავე ან ნეიტრალურ გარემოში, HPMC- ის ხსნადობა და სიბლანტე დაზარალდება უკიდურესად მჟავე ან ტუტე გარემოში. მაგალითად, ძლიერი მჟავა ან ძლიერი ტუტე პირობების პირობებში, HPMC მოლეკულები შეიძლება ნაწილობრივ დეგრადირებული იყოს, რითაც ამცირებს მისი წყლის ხსნარის სიბლანტეს.
3. HPMC წყლის ხსნარის სიბლანტის მახასიათებლების რევოლოგიური ანალიზი
HPMC წყლის ხსნარის რევოლოგიური ქცევა, როგორც წესი, გვიჩვენებს არა-ნიუტონიური სითხის მახასიათებლებს, რაც იმას ნიშნავს, რომ მისი სიბლანტე არა მხოლოდ დაკავშირებულია ფაქტორებთან, როგორიცაა ხსნარის კონცენტრაცია და მოლეკულური წონა, არამედ გაჭედვის სიჩქარე. საერთოდ, დაბალი დონის სიჩქარით, HPMC წყალხსნარი უფრო მაღალ სიბლანტეს აჩვენებს, ხოლო სიმსუქნის სიხშირე იზრდება, სიბლანტე მცირდება. ამ ქცევას ეწოდება "გაჭედვის დაძაბულობა" ან "გაჭედვის დაძაბულობა" და ძალიან მნიშვნელოვანია ბევრ პრაქტიკულ პროგრამაში. მაგალითად, საიზოლაციო მასალების, ფარმაცევტული პრეპარატების, საკვების გადამუშავების და ა.შ., HPMC– ს გამჭვირვალე მახასიათებლების საშუალებით შესაძლებელია მაღალი სიბლანტის შენარჩუნება დაბალი სიჩქარით აპლიკაციების დროს, და ის უფრო მარტივად შეიძლება მოედინება მაღალი სიჩქარის გაჭედვის პირობებში.
4. სხვა ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ HPMC წყლის ხსნარის სიბლანტეზე
(1) მარილის ეფექტი
მარილის გამხსნელების დამატებამ (მაგალითად, ნატრიუმის ქლორიდი) შეიძლება გაზარდოს HPMC წყლის ხსნარის სიბლანტე. ეს იმიტომ ხდება, რომ მარილს შეუძლია გააძლიეროს მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედება ხსნარის იონური სიძლიერის შეცვლით, ისე, რომ HPMC მოლეკულები ქმნიან უფრო კომპაქტურ ქსელის სტრუქტურას, რითაც იზრდება სიბლანტე. ამასთან, მარილის ტიპისა და კონცენტრაციის გავლენა სიბლანტზე ასევე უნდა მოხდეს რეგულირება კონკრეტული გარემოებების შესაბამისად.
(2) სხვა დანამატების ეფექტი
სხვა დანამატების დამატება (მაგალითად, სურფაქტანტები, პოლიმერები და ა.შ.) HPMC წყალხსნარში ასევე იმოქმედებს სიბლანტეზე. მაგალითად, სურფაქტანტებმა შეიძლება შეამცირონ HPMC სიბლანტე, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც სურფაქტანტის კონცენტრაცია მაღალია. გარდა ამისა, გარკვეულ პოლიმერებს ან ნაწილაკებს ასევე შეუძლიათ ურთიერთქმედება HPMC– სთან და შეცვალონ მისი ხსნარის რევოლოგიური თვისებები.
სიბლანტის მახასიათებლებიჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზა წყლის ხსნარში გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი, მათ შორის კონცენტრაცია, მოლეკულური წონა, ტემპერატურა, pH ღირებულება და ა.შ. HPMC წყალხსნარი, ჩვეულებრივ, არ გამოირჩევა არა-ნიუტონიური რევოლოგიურ თვისებებზე, აქვს კარგი გასქელება და გამჭვირვალე თვისებები და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სამრეწველო და ფარმაცევტული სფეროებში. ამ სიბლანტის მახასიათებლების გაგება და დაუფლება ხელს შეუწყობს HPMC– ს გამოყენების ოპტიმიზაციას სხვადასხვა პროგრამებში. პრაქტიკულ პროგრამებში, HPMC– ის შესაბამისი ტიპის და პროცესის პირობები უნდა შეირჩეს სპეციფიკური საჭიროებების შესაბამისად, იდეალური სიბლანტისა და რევოლოგიური თვისებების მისაღებად.
პოსტის დრო: მარტი -01-2025