introduceren
Cellulose-ethers zijn anionische, in water oplosbare polymeren afgeleid van cellulose. Deze polymeren hebben talloze toepassingen in diverse industrieën, zoals de voedingsmiddelen-, farmaceutische, cosmetica- en bouwsector, vanwege hun eigenschappen zoals verdikking, gelvorming, filmvorming en emulgering. Een van de belangrijkste eigenschappen van cellulose-ethers is hun thermische geleringstemperatuur (Tg), de temperatuur waarbij het polymeer een faseovergang ondergaat van sol naar gel. Deze eigenschap is cruciaal voor de prestaties van cellulose-ethers in diverse toepassingen. In dit artikel bespreken we de thermische geleringstemperatuur van hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), een van de meest gebruikte cellulose-ethers in de industrie.
Thermische geleringstemperatuur van HPMC
HPMC is een semi-synthetische cellulose-ether die vanwege zijn unieke eigenschappen veel gebruikt wordt in diverse toepassingen. HPMC is zeer oplosbaar in water en vormt bij lage concentraties heldere, viskeuze oplossingen. Bij hogere concentraties vormt HPMC gels die reversibel zijn bij verhitting en afkoeling. Thermische gelering van HPMC is een proces in twee stappen, waarbij micellen worden gevormd en vervolgens micellen zich aggregeren tot een gelnetwerk (Figuur 1).
De thermische geleringstemperatuur van HPMC hangt af van verschillende factoren, zoals de substitutiegraad (DS), het molecuulgewicht, de concentratie en de pH van de oplossing. Over het algemeen geldt: hoe hoger de DS en het molecuulgewicht van HPMC, hoe hoger de thermische geleringstemperatuur. De concentratie HPMC in oplossing beïnvloedt ook de Tg: hoe hoger de concentratie, hoe hoger de Tg. De pH van de oplossing beïnvloedt ook de Tg, waarbij zure oplossingen een lagere Tg opleveren.
Thermische gelering van HPMC is reversibel en kan worden beïnvloed door verschillende externe factoren, zoals schuifkracht, temperatuur en zoutconcentratie. Schuifkracht breekt de gelstructuur en verlaagt de Tg, terwijl een stijgende temperatuur ervoor zorgt dat de gel smelt en de Tg verlaagt. Het toevoegen van zout aan een oplossing beïnvloedt ook de Tg, en de aanwezigheid van kationen zoals calcium en magnesium verhoogt de Tg.
Toepassing van verschillende Tg HPMC
Het thermogelerende gedrag van HPMC kan worden aangepast voor verschillende toepassingen. HPMC's met een lage Tg worden gebruikt in toepassingen die snelle gelering vereisen, zoals instantdesserts, sauzen en soepformuleringen. HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt in toepassingen die vertraagde of langdurige gelering vereisen, zoals de formulering van geneesmiddelafgiftesystemen, tabletten met verlengde afgifte en wondverbanden.
In de voedingsmiddelenindustrie wordt HPMC gebruikt als verdikkingsmiddel, stabilisator en geleermiddel. HPMC met een lage Tg wordt gebruikt in instantdessertformules die snelle gelering vereisen om de gewenste textuur en mondgevoel te verkrijgen. HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt in vetarme smeerselformules waarbij vertraagde of verlengde gelering gewenst is om synerese te voorkomen en de structuur van het smeersel te behouden.
In de farmaceutische industrie wordt HPMC gebruikt als bindmiddel, desintegratiemiddel en middel voor langdurige afgifte. HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt bij de formulering van tabletten met verlengde afgifte, waarbij vertraagde of langdurige gelering vereist is om het geneesmiddel over een langere periode vrij te geven. HPMC met een lage Tg wordt gebruikt bij de formulering van oraal desintegrerende tabletten, waarbij snelle desintegratie en gelering vereist zijn om het gewenste mondgevoel en slikgemak te bieden.
tot slot
De thermische geleringstemperatuur van HPMC is een belangrijke eigenschap die het gedrag in diverse toepassingen bepaalt. HPMC kan zijn Tg aanpassen door de substitutiegraad, het molecuulgewicht, de concentratie en de pH-waarde van de oplossing aan te passen aan verschillende toepassingen. HPMC met een lage Tg wordt gebruikt voor toepassingen die snelle gelering vereisen, terwijl HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt voor toepassingen die vertraagde of langdurige gelering vereisen. HPMC is een veelzijdige cellulose-ether met vele potentiële toepassingen in diverse industrieën.
Plaatsingstijd: 24-08-2023