Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een veelgebruikt in water oplosbaar polymeer, veel gebruikt in farmaceutische producten, cosmetica, voedsel en industriële velden, vooral bij de bereiding van gels. De fysieke eigenschappen en het oplossingsgedrag hebben een significante invloed op de effectiviteit in verschillende toepassingen. De gelatietemperatuur van HPMC -gel is een van de belangrijkste fysieke eigenschappen, die direct zijn prestaties in verschillende preparaten beïnvloedt, zoals gecontroleerde release, filmvorming, stabiliteit, enz.
1. Structuur en eigenschappen van HPMC
HPMC is een in water oplosbaar polymeer verkregen door twee substituenten, hydroxypropyl en methyl, in het cellulosemoleculaire skelet te introduceren. De moleculaire structuur bevat twee soorten substituenten: hydroxypropyl (-CH2ChOHCH3) en methyl (-CH3). Factoren zoals verschillende hydroxypropylgehalte, mate van methylatie en mate van polymerisatie zullen een belangrijke invloed hebben op de oplosbaarheid, geleergedrag en mechanische eigenschappen van HPMC.
In waterige oplossingen vormt Anxcel®HPMC stabiele colloïdale oplossingen door waterstofbindingen te vormen met watermoleculen en interactie met zijn cellulose-gebaseerde skelet. Wanneer de externe omgeving (zoals temperatuur, ionsterkte, enz.) Verandert, zal de interactie tussen HPMC -moleculen veranderen, wat resulteert in gelatie.
2. Definitie en beïnvloedende factoren van gelatietemperatuur
Gelatietemperatuur (gelatietemperatuur, T_GEL) verwijst naar de temperatuur waarbij de HPMC -oplossing begint over te schakelen van vloeistof naar vaste stof wanneer de oplossingstemperatuur naar een bepaald niveau stijgt. Bij deze temperatuur zal de beweging van HPMC-moleculaire ketens worden beperkt, waardoor een driedimensionale netwerkstructuur wordt gevormd, wat resulteert in een gelachtige stof.
De gelatietemperatuur van HPMC wordt beïnvloed door vele factoren, een van de belangrijkste factoren is het hydroxypropylgehalte. Naast hydroxypropylgehalte omvatten andere factoren die de geltemperatuur beïnvloeden molecuulgewicht, oplossingsconcentratie, pH -waarde, oplosmiddeltype, ionsterkte, enz.
3. Effect van hydroxypropylgehalte op HPMC -geltemperatuur
3.1 De toename van het hydroxypropylgehalte leidt tot een toename van de geltemperatuur
De gelatietemperatuur van HPMC is nauw verwant met de mate van hydroxypropylsubstitutie in zijn molecuul. Naarmate het hydroxypropylgehalte toeneemt, neemt het aantal hydrofiele substituenten op de HPMC -moleculaire keten toe, wat resulteert in verbeterde interactie tussen het molecuul en water. Deze interactie zorgt ervoor dat de moleculaire ketens verder strekken, waardoor de sterkte van de interactie tussen de moleculaire ketens wordt verminderd. Binnen een bepaald concentratiebereik helpt het verhogen van het hydroxypropylgehalte om de mate van hydratatie te verbeteren en bevordert de wederzijdse opstelling van moleculaire ketens, zodat een netwerkstructuur bij een hogere temperatuur kan worden gevormd. Daarom neemt de gelatietemperatuur meestal toe met het hydroxypropyl stijgt met toenemend gehalte.
HPMC met hoger hydroxypropylgehalte (zoals HPMC K15M) vertoont de neiging een hogere gelatietemperatuur te vertonen bij dezelfde concentratie dan Anxcel®HPMC met lager hydroxypropylgehalte (zoals HPMC K4M). Dit komt omdat een hoger hydroxypropylgehalte het voor moleculen moeilijker maakt om te interageren en netwerken te vormen bij lagere temperaturen, waardoor hogere temperaturen nodig zijn om deze hydratatie te overwinnen en intermoleculaire interacties te bevorderen om een driedimensionale netwerkstructuur te vormen. .
3.2 Relatie tussen hydroxypropylgehalte en oplossingsconcentratie
Oplossingsconcentratie is ook een belangrijke factor die de gelatietemperatuur van HPMC beïnvloedt. Bij HPMC-oplossingen met hoge concentratie zijn de intermoleculaire interacties sterker, dus de gelatietemperatuur kan hoger zijn, zelfs als het hydroxypropylgehalte lager is. Bij lage concentraties is de interactie tussen HPMC -moleculen zwak en is de oplossing waarschijnlijker om bij lagere temperaturen te geleren.
Wanneer het hydroxypropylgehalte toeneemt, hoewel de hydrofiliciteit toeneemt, is een hogere temperatuur nog steeds nodig om een gel te vormen. Vooral onder lage concentratieomstandigheden neemt de gelatietemperatuur aanzienlijk toe. Dit komt omdat HPMC met een hoog hydroxypropylgehalte moeilijker is om interacties tussen moleculaire ketens te induceren door temperatuurveranderingen, en het geleringsproces vereist extra thermische energie om het hydratatie -effect te overwinnen.
3.3 Effect van hydroxypropylgehalte op het geleringsproces
Binnen een bepaald bereik van hydroxypropylgehalte wordt het geleringsproces gedomineerd door de interactie tussen hydratatie en moleculaire ketens. Wanneer het hydroxypropylgehalte in het HPMC -molecuul laag is, is de hydratatie zwak, is de interactie tussen moleculen sterk en kan een lagere temperatuur de vorming van gel bevorderen. Wanneer het hydroxypropylgehalte hoger is, wordt de hydratatie aanzienlijk verbeterd, wordt de interactie tussen moleculaire ketens zwakker en neemt de gelatietemperatuur toe.
Hoger hydroxypropylgehalte kan ook leiden tot een toename van de viscositeit van de HPMC -oplossing, een verandering die soms de starttemperatuur van gelatie verhoogt.
Hydroxypropylgehalte heeft een aanzienlijke invloed op de gelatietemperatuur vanHPMC. Naarmate het hydroxypropylgehalte toeneemt, neemt de hydrofiliciteit van HPMC toe en neemt de interactie tussen moleculaire ketens verzwakt, dus de gelatietemperatuur neemt meestal toe. Dit fenomeen kan worden verklaard door het interactiemechanisme tussen hydratatie en moleculaire ketens. Door het hydroxypropylgehalte van HPMC aan te passen, kan een precieze controle van de gelatietemperatuur worden bereikt, waardoor de prestaties van HPMC in farmaceutische, voedingsmiddelen en andere industriële toepassingen worden geoptimaliseerd.
Posttijd: Jan-04-2025