Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) er en ofte brukt vannløselig polymer, mye brukt i legemidler, kosmetikk, mat og industrielle felt, spesielt i tilberedningen av geler. Dens fysiske egenskaper og oppløsningsatferd har en betydelig innvirkning på effektiviteten i forskjellige anvendelser. Geleringstemperaturen til HPMC -gel er en av de viktigste fysiske egenskapene, som direkte påvirker ytelsen i forskjellige preparater, for eksempel kontrollert frigjøring, filmdannelse, stabilitet, etc.
1. Struktur og egenskaper til HPMC
HPMC er en vannløselig polymer oppnådd ved å innføre to substituenter, hydroksypropyl og metyl, i cellulosemolekylært skjelett. Den molekylære strukturen inneholder to typer substituenter: hydroxypropyl (-Ch2ChohCh3) og metyl (-Ch3). Faktorer som forskjellig hydroksypropylinnhold, metyleringsgrad og grad av polymerisasjon vil ha en viktig innvirkning på løseligheten, geleringsatferden og mekaniske egenskaper til HPMC.
I vandige oppløsninger danner ANXINCEL®HPMC stabile kolloidale oppløsninger ved å danne hydrogenbindinger med vannmolekyler og interagere med det cellulosebaserte skjelettet. Når det ytre miljøet (for eksempel temperatur, ionestyrke, etc.) endres, vil samspillet mellom HPMC -molekyler endre seg, noe som resulterer i gelering.
2. Definisjon og påvirkningsfaktorer for geleringstemperatur
Geleringstemperatur (geleringstemperatur, T_GEL) refererer til temperaturen som HPMC -løsningen begynner å gå over fra væske til fast stoff når løsningstemperaturen stiger til et visst nivå. Ved denne temperaturen vil bevegelsen av HPMC-molekylkjeder være begrenset, og danne en tredimensjonal nettverksstruktur, noe som resulterer i et gellignende stoff.
Geleringstemperaturen til HPMC påvirkes av mange faktorer, en av de viktigste faktorene er hydroksypropylinnholdet. I tillegg til hydroksypropylinnhold, inkluderer andre faktorer som påvirker geldemperaturen molekylvekt, oppløsningskonsentrasjon, pH -verdi, løsningsmiddeltype, ionestyrke, etc.
3. Effekt av hydroksypropylinnhold på HPMC gelemperatur
3.1 Økningen i hydroksypropylinnhold fører til en økning i geltemperaturen
Geleringstemperaturen til HPMC er nært beslektet med graden av hydroksypropylsubstitusjon i molekylet. Når hydroksypropylinnholdet øker, øker antallet hydrofile substituenter på HPMC -molekylkjeden, noe som resulterer i forbedret interaksjon mellom molekylet og vannet. Denne interaksjonen får molekylkjedene til å strekke seg videre, og reduserer dermed styrken i samspillet mellom molekylkjedene. Innenfor et visst konsentrasjonsområde, øker det å øke hydroksypropylinnholdet til å forbedre graden av hydrering og fremmer det gjensidige arrangementet av molekylkjeder, slik at en nettverksstruktur kan dannes ved en høyere temperatur. Derfor øker geleringstemperaturen vanligvis med hydroksypropylen med økende innhold.
HPMC med høyere hydroksypropylinnhold (for eksempel HPMC K15M) har en tendens til å utvise en høyere geleringstemperatur ved samme konsentrasjon enn Anxincel®HPMC med lavere hydroksypropylinnhold (som HPMC K4M). Dette er fordi høyere hydroksypropylinnhold gjør det vanskeligere for molekyler å samhandle og danne nettverk ved lavere temperaturer, noe som krever høyere temperaturer for å overvinne denne hydratiseringen og fremme intermolekylære interaksjoner for å danne en tredimensjonal nettverksstruktur. .
3.2 Forholdet mellom hydroksypropylinnhold og løsningskonsentrasjon
Løsningskonsentrasjon er også en viktig faktor som påvirker geleringstemperaturen til HPMC. I HPMC-løsninger med høy konsentrasjon er de intermolekylære interaksjonene sterkere, så geleringstemperaturen kan være høyere selv om hydroksypropylinnholdet er lavere. Ved lave konsentrasjoner er interaksjonen mellom HPMC -molekyler svak, og løsningen er mer sannsynlig å gel ved lavere temperaturer.
Når hydroksypropylinnholdet øker, selv om hydrofilisiteten øker, er det fortsatt nødvendig med en høyere temperatur for å danne en gel. Spesielt under lave konsentrasjonsbetingelser øker geleringstemperaturen mer betydelig. Dette er fordi HPMC med høyt hydroksypropylinnhold er vanskeligere å indusere interaksjoner mellom molekylkjeder gjennom temperaturendringer, og geleringsprosessen krever ytterligere termisk energi for å overvinne hydreringseffekten.
3.3 Effekt av hydroksypropylinnhold på geleringsprosessen
I et visst område av hydroksypropylinnhold domineres gelasjonsprosessen av samspillet mellom hydrering og molekylkjeder. Når hydroksypropylinnholdet i HPMC -molekylet er lavt, er hydrering svakt, interaksjonen mellom molekyler er sterk, og en lavere temperatur kan fremme dannelsen av gel. Når hydroksypropylinnholdet er høyere, forbedres hydrering betydelig, blir interaksjonen mellom molekylkjeder svakere, og geleringstemperaturen øker.
Høyere hydroksypropylinnhold kan også føre til en økning i viskositeten til HPMC -løsningen, en endring som noen ganger øker begynnelsestemperaturen på gelasjonen.
Hydroksypropylinnhold har en betydelig innvirkning på geleringstemperaturen tilHPMC. Når hydroksypropylinnholdet øker, øker hydrofilisiteten til HPMC og interaksjonen mellom molekylkjeder svekkes, så geleringstemperaturen øker vanligvis. Dette fenomenet kan forklares med interaksjonsmekanismen mellom hydrering og molekylkjeder. Ved å justere hydroksypropylinnholdet i HPMC, kan presis kontroll av geleringstemperaturen oppnås, og dermed optimalisere ytelsen til HPMC i farmasøytisk, mat og andre industrielle applikasjoner.
Post Time: Jan-04-2025