Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) е најчесто користен полимер растворлив во вода, широко користен во фармацевтски производи, козметика, храна и индустриски полиња, особено во подготовката на гелови. Неговите физички својства и однесувањето на растворање имаат значително влијание врз ефективноста во различни апликации. Температурата на гелацијата на гел HPMC е една од нејзините клучни физички својства, што директно влијае на неговите перформанси во различни препарати, како што се контролирано ослободување, формирање на филмови, стабилност, итн.
1. Структура и својства на HPMC
HPMC е растворлив во вода полимер добиен со воведување на два супституенти, хидроксипропил и метил, во молекуларен скелет на целулоза. Неговата молекуларна структура содржи два вида супституенти: хидроксипропил (-ch2chohch3) и метил (-CH3). Факторите како што се различна содржина на хидроксипропил, степенот на метилација и степенот на полимеризација ќе имаат важно влијание врз растворливоста, однесувањето на гелови и механичките својства на HPMC.
Во водните раствори, Anxincel®HPMC формира стабилни колоидни раствори со формирање на водородни врски со молекули на вода и интеракција со неговиот скелет базиран на целулоза. Кога надворешното опкружување (како што се температурата, јонската јачина, итн.) Се менува, интеракцијата помеѓу молекулите на HPMC ќе се промени, што резултира во гелација.
2. Дефиниција и влијание врз факторите на температурата на гелацијата
Температурата на гелацијата (температура на гелација, T_Gel) се однесува на температурата на која растворот HPMC започнува да преминува од течност во цврсто кога температурата на растворот се зголемува на одредено ниво. На оваа температура, движењето на молекуларните ланци на HPMC ќе биде ограничено, формирајќи тродимензионална мрежна структура, што резултира во супстанција слична на гел.
Температурата на гелацијата на HPMC е под влијание на многу фактори, еден од најважните фактори е содржината на хидроксипропил. Покрај содржината на хидроксипропил, други фактори кои влијаат на температурата на гел вклучуваат молекуларна тежина, концентрација на раствор, вредност на pH, тип на растворувач, јонска јачина, итн.
3. Ефект на хидроксипропил содржина на температурата на гел HPMC
3.1 Зголемувањето на содржината на хидроксипропил доведува до зголемување на температурата на гел
Температурата на гелацијата на HPMC е тесно поврзана со степенот на замена на хидроксипропил во неговата молекула. Како што се зголемува содржината на хидроксипропил, се зголемува бројот на хидрофилни супституенти на молекуларниот ланец на HPMC, што резултира во засилена интеракција помеѓу молекулот и водата. Оваа интеракција предизвикува молекуларните ланци да се протегаат понатаму, а со тоа да се намали јачината на интеракцијата помеѓу молекуларните ланци. Во рамките на одреден опсег на концентрација, зголемувањето на содржината на хидроксипропил помага во подобрување на степенот на хидратација и го промовира взаемното уредување на молекуларните ланци, така што мрежната структура може да се формира на повисока температура. Затоа, температурата на гелацијата обично се зголемува со хидроксипропил се зголемува со зголемување на содржината.
HPMC со поголема содржина на хидроксипропил (како што е HPMC K15M) има тенденција да покаже повисока температура на гелација на иста концентрација од Anxincel®HPMC со пониска содржина на хидроксипропил (како што е HPMC K4M). Ова е затоа што повисоката содржина на хидроксипропил го отежнува молекулите да комуницираат и да формираат мрежи на пониски температури, кои бараат повисоки температури за надминување на оваа хидратација и промовирање на меѓумолекуларни интеракции за да формираат тродимензионална мрежна структура. .
3.2 Односот помеѓу содржината на хидроксипропил и концентрацијата на растворот
Концентрацијата на растворот е исто така важен фактор што влијае на температурата на гелацијата на HPMC. Во растворите со висока концентрација HPMC, меѓумолекуларните интеракции се посилни, така што температурата на гелацијата може да биде повисока дури и ако содржината на хидроксипропил е помала. При ниски концентрации, интеракцијата помеѓу молекулите на HPMC е слаба, а растворот веројатно ќе гел на пониски температури.
Кога се зголемува содржината на хидроксипропил, иако хидрофилноста се зголемува, сè уште е потребна повисока температура за да се формира гел. Особено под услови на ниска концентрација, температурата на гелацијата се зголемува значително. Ова е затоа што HPMC со висока содржина на хидроксипропил е потешко да се предизвика интеракција помеѓу молекуларните ланци преку температурните промени, а процесот на гелација бара дополнителна термичка енергија за надминување на ефектот на хидратација.
3.3 Ефект на хидроксипропил содржина врз процесот на гелација
Во одреден опсег на содржина на хидроксипропил, процесот на гелација доминира интеракцијата помеѓу хидратацијата и молекуларните ланци. Кога содржината на хидроксипропил во молекулот на HPMC е мала, хидратацијата е слаба, интеракцијата помеѓу молекулите е силна, а пониската температура може да промовира формирање на гел. Кога содржината на хидроксипропил е поголема, хидратацијата е значително подобрена, интеракцијата помеѓу молекуларните ланци станува послаба, а температурата на гелацијата се зголемува.
Повисоката содржина на хидроксипропил, исто така, може да доведе до зголемување на вискозноста на растворот HPMC, промена што понекогаш ја зголемува температурата на почетокот на гелацијата.
Содржината на хидроксипропил има значително влијание врз температурата на гелацијата наHPMC. Како што се зголемува содржината на хидроксипропил, се зголемува хидрофилноста на HPMC и се ослабува интеракцијата помеѓу молекуларните ланци, така што неговата температура на гелација обично се зголемува. Овој феномен може да се објасни со механизмот за интеракција помеѓу хидратацијата и молекуларните ланци. Со прилагодување на хидроксипропил содржината на HPMC, може да се постигне прецизна контрола на температурата на гелацијата, со што се оптимизира перформансите на HPMC во фармацевтски, храна и други индустриски апликации.
Време на објавување: Јануари-04-2025