Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) adalah polimer larut air yang biasa digunakan, digunakan secara meluas dalam farmaseutikal, kosmetik, makanan dan bidang perindustrian, terutama dalam penyediaan gel. Ciri -ciri fizikal dan tingkah laku pembubarannya mempunyai kesan yang signifikan terhadap keberkesanan dalam aplikasi yang berbeza. Suhu gelation gel HPMC adalah salah satu sifat fizikal utama, yang secara langsung mempengaruhi prestasinya dalam pelbagai persiapan, seperti pelepasan terkawal, pembentukan filem, kestabilan, dll.
1. Struktur dan sifat HPMC
HPMC adalah polimer larut air yang diperoleh dengan memperkenalkan dua substituen, hidroksipropil dan metil, ke dalam kerangka molekul selulosa. Struktur molekulnya mengandungi dua jenis substituen: hydroxypropyl (-ch2chohch3) dan metil (-ch3). Faktor -faktor seperti kandungan hidroksipropil yang berbeza, tahap metilasi, dan tahap pempolimeran akan mempunyai kesan penting terhadap kelarutan, tingkah laku gelling, dan sifat mekanik HPMC.
Dalam penyelesaian berair, anxincel®HPMC membentuk penyelesaian koloid yang stabil dengan membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air dan berinteraksi dengan rangka berasaskan selulosa. Apabila persekitaran luaran (seperti suhu, kekuatan ionik, dan lain -lain) berubah, interaksi antara molekul HPMC akan berubah, mengakibatkan gelation.
2. Definisi dan mempengaruhi faktor suhu gelation
Suhu gelation (suhu gelation, t_gel) merujuk kepada suhu di mana larutan HPMC mula beralih dari cecair ke pepejal apabila suhu penyelesaian naik ke tahap tertentu. Pada suhu ini, pergerakan rantaian molekul HPMC akan dibatasi, membentuk struktur rangkaian tiga dimensi, menghasilkan bahan seperti gel.
Suhu gelation HPMC dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satu faktor yang paling penting ialah kandungan hidroksipropil. Sebagai tambahan kepada kandungan hidroksipropil, faktor lain yang mempengaruhi suhu gel termasuk berat molekul, kepekatan larutan, nilai pH, jenis pelarut, kekuatan ionik, dll.
3. Kesan kandungan hidroksipropil pada suhu gel HPMC
3.1 Peningkatan kandungan hidroksipropil membawa kepada peningkatan suhu gel
Suhu gelation HPMC berkait rapat dengan tahap penggantian hidroksipropil dalam molekulnya. Apabila kandungan hidroksipropil meningkat, bilangan substituen hidrofilik pada rantaian molekul HPMC meningkat, menghasilkan interaksi yang dipertingkatkan antara molekul dan air. Interaksi ini menyebabkan rantai molekul untuk meregangkan lebih jauh, dengan itu mengurangkan kekuatan interaksi antara rantai molekul. Dalam pelbagai kepekatan tertentu, meningkatkan kandungan hidroksipropil membantu meningkatkan tahap penghidratan dan menggalakkan susunan rantaian molekul bersama, supaya struktur rangkaian dapat dibentuk pada suhu yang lebih tinggi. Oleh itu, suhu gelation biasanya meningkat dengan hidroksipropil meningkat dengan peningkatan kandungan.
HPMC dengan kandungan hidroksipropil yang lebih tinggi (seperti HPMC K15M) cenderung mempamerkan suhu gelation yang lebih tinggi pada kepekatan yang sama daripada anxincel®HPMC dengan kandungan hidroksipropil yang lebih rendah (seperti HPMC K4M). Ini kerana kandungan hidroksipropil yang lebih tinggi menjadikannya lebih sukar bagi molekul untuk berinteraksi dan membentuk rangkaian pada suhu yang lebih rendah, yang memerlukan suhu yang lebih tinggi untuk mengatasi penghidratan ini dan menggalakkan interaksi intermolecular untuk membentuk struktur rangkaian tiga dimensi. .
3.2 Hubungan antara kandungan hidroksipropil dan kepekatan penyelesaian
Kepekatan penyelesaian juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi suhu gelation HPMC. Dalam penyelesaian HPMC penentuan tinggi, interaksi intermolecular lebih kuat, jadi suhu gelation mungkin lebih tinggi walaupun kandungan hidroksipropil lebih rendah. Pada kepekatan rendah, interaksi antara molekul HPMC adalah lemah, dan penyelesaiannya lebih cenderung untuk gel pada suhu yang lebih rendah.
Apabila kandungan hidroksipropil meningkat, walaupun hidrofilik meningkat, suhu yang lebih tinggi masih diperlukan untuk membentuk gel. Terutama di bawah keadaan kepekatan yang rendah, suhu gelation meningkat dengan lebih ketara. Ini kerana HPMC dengan kandungan hidroksipropil tinggi lebih sukar untuk mendorong interaksi antara rantai molekul melalui perubahan suhu, dan proses gelation memerlukan tenaga terma tambahan untuk mengatasi kesan penghidratan.
3.3 Kesan kandungan hidroksipropil pada proses gelation
Dalam pelbagai kandungan hidroksipropil, proses gelation dikuasai oleh interaksi antara penghidratan dan rantai molekul. Apabila kandungan hidroksipropil dalam molekul HPMC adalah rendah, penghidratan lemah, interaksi antara molekul adalah kuat, dan suhu yang lebih rendah dapat menggalakkan pembentukan gel. Apabila kandungan hidroksipropil lebih tinggi, penghidratan dipertingkatkan dengan ketara, interaksi antara rantai molekul menjadi lebih lemah, dan suhu gelation meningkat.
Kandungan hidroksipropil yang lebih tinggi juga boleh menyebabkan peningkatan kelikatan penyelesaian HPMC, perubahan yang kadang -kadang meningkatkan suhu permulaan gelation.
Kandungan hidroksipropil mempunyai kesan yang signifikan terhadap suhu gelationHPMC. Apabila kandungan hidroksipropil meningkat, hidrofilik HPMC meningkat dan interaksi antara rantaian molekul melemahkan, jadi suhu gelationnya biasanya meningkat. Fenomena ini dapat dijelaskan oleh mekanisme interaksi antara penghidratan dan rantai molekul. Dengan menyesuaikan kandungan hidroksipropil HPMC, kawalan tepat suhu gelation dapat dicapai, dengan itu mengoptimumkan prestasi HPMC dalam aplikasi farmaseutikal, makanan dan lain -lain.
Masa Post: Jan-04-2025