Metilcelulozë hidroksipropil (HPMC) është një polimer i tretshëm në ujë i përdorur zakonisht, i përdorur gjerësisht në farmaceutikë, kozmetikë, ushqim dhe fusha industriale, veçanërisht në përgatitjen e xhelave. Karakteristikat e tij fizike dhe sjellja e shpërbërjes kanë një ndikim të rëndësishëm në efektivitetin në aplikacione të ndryshme. Temperatura e gelacionit të xhelit HPMC është një nga vetitë kryesore të saj fizike, e cila ndikon drejtpërdrejt në performancën e saj në përgatitje të ndryshme, siç janë lëshimi i kontrolluar, formimi i filmit, stabiliteti, etj.
1. Struktura dhe vetitë e HPMC
HPMC është një polimer i tretshëm në ujë i marrë duke futur dy zëvendësues, hidroksipropil dhe metil, në skeletin molekular celulozë. Struktura e saj molekulare përmban dy lloje të zëvendësuesve: hidroksipropil (-CH2CHOHCH3) dhe metil (-CH3). Faktorë të tillë si përmbajtja e ndryshme e hidroksipropilit, shkalla e metilimit dhe shkalla e polimerizimit do të kenë një ndikim të rëndësishëm në tretshmërinë, sjelljen e gelling dhe vetitë mekanike të HPMC.
Në zgjidhjet ujore, ANXCINCEL®HPMC formon zgjidhje të qëndrueshme koloidale duke formuar lidhje hidrogjeni me molekula uji dhe duke bashkëvepruar me skeletin e tij me bazë celulozën. Kur mjedisi i jashtëm (siç është temperatura, forca jonike, etj.) Ndryshon, bashkëveprimi midis molekulave HPMC do të ndryshojë, duke rezultuar në gelacion.
2. Përkufizimi dhe faktorët ndikues të temperaturës së gelacionit
Temperatura e gelacionit (temperatura e gelacionit, T_GEL) i referohet temperaturës në të cilën zgjidhja HPMC fillon të kalojë nga e lëngshme në të ngurta kur temperatura e zgjidhjes rritet në një nivel të caktuar. Në këtë temperaturë, lëvizja e zinxhirëve molekularë HPMC do të kufizohet, duke formuar një strukturë të rrjetit tre-dimensionale, duke rezultuar në një substancë të ngjashme me xhel.
Temperatura e gelacionit të HPMC ndikohet nga shumë faktorë, një nga faktorët më të rëndësishëm është përmbajtja hidroksipropil. Përveç përmbajtjes hidroksipropil, faktorët e tjerë që ndikojnë në temperaturën e xhelit përfshijnë peshën molekulare, përqendrimin e zgjidhjes, vlerën e pH, llojin e tretësit, forcën jonike, etj.
3. Efekti i përmbajtjes hidroksipropil në temperaturën e xhelit HPMC
3.1 Rritja e përmbajtjes hidroksipropil çon në një rritje të temperaturës së xhelit
Temperatura e gelacionit të HPMC është e lidhur ngushtë me shkallën e zëvendësimit të hidroksipropilit në molekulën e saj. Ndërsa rritet përmbajtja hidroksipropil, rritet numri i zëvendësuesve hidrofilikë në zinxhirin molekular HPMC, duke rezultuar në ndërveprim të zgjeruar midis molekulës dhe ujit. Ky ndërveprim bën që zinxhirët molekularë të shtrihen më tej, duke zvogëluar kështu forcën e bashkëveprimit midis zinxhirëve molekularë. Brenda një diapazoni të caktuar të përqendrimit, rritja e përmbajtjes hidroksipropil ndihmon në rritjen e shkallës së hidratimit dhe promovon rregullimin e ndërsjellë të zinxhirëve molekularë, në mënyrë që një strukturë e rrjetit të mund të formohet në një temperaturë më të lartë. Prandaj, temperatura e gelacionit zakonisht rritet me hidroksipropil ngrihet me përmbajtje në rritje.
HPMC me përmbajtje më të lartë të hidroksipropilit (siç është HPMC K15M) ka tendencë të shfaqë një temperaturë më të lartë të gelacionit në të njëjtën përqendrim sesa ANXCINCEL®HPMC me përmbajtje më të ulët hidroksipropil (siç është HPMC K4M). Kjo për shkak se përmbajtja më e lartë e hidroksipropilit e bën më të vështirë për molekulat të bashkëveprojnë dhe formojnë rrjete në temperatura më të ulëta, duke kërkuar temperatura më të larta për të kapërcyer këtë hidratim dhe për të promovuar ndërveprime ndërmolekulare për të formuar një strukturë tre-dimensionale të rrjetit. .
3.2 Marrëdhënia midis përmbajtjes hidroksipropil dhe përqendrimit të zgjidhjes
Përqendrimi i zgjidhjes është gjithashtu një faktor i rëndësishëm që ndikon në temperaturën e gelacionit të HPMC. Në zgjidhjet HPMC me përqendrim të lartë, ndërveprimet ndërmolekulare janë më të forta, kështu që temperatura e gelacionit mund të jetë më e lartë edhe nëse përmbajtja hidroksipropil është më e ulët. Në përqendrime të ulëta, bashkëveprimi midis molekulave HPMC është i dobët, dhe zgjidhja ka më shumë të ngjarë të xhel në temperatura më të ulëta.
Kur përmbajtja hidroksipropil rritet, megjithëse hidrofiliteti rritet, ende kërkohet një temperaturë më e lartë për të formuar një xhel. Sidomos në kushte të ulëta të përqendrimit, temperatura e gelacionit rritet më shumë në mënyrë të konsiderueshme. Kjo për shkak se HPMC me përmbajtje të lartë hidroksipropil është më e vështirë për të nxitur ndërveprime midis zinxhirëve molekularë përmes ndryshimeve të temperaturës, dhe procesi i gelacionit kërkon energji termike shtesë për të kapërcyer efektin e hidratimit.
3.3 Efekti i përmbajtjes hidroksipropil në procesin e gelacionit
Brenda një game të caktuar të përmbajtjes hidroksipropil, procesi i gelacionit mbizotëron nga bashkëveprimi midis hidratimit dhe zinxhirëve molekularë. Kur përmbajtja hidroksipropil në molekulën HPMC është e ulët, hidratimi është i dobët, bashkëveprimi midis molekulave është i fortë, dhe një temperaturë më e ulët mund të promovojë formimin e xhelit. Kur përmbajtja e hidroksipropilit është më e lartë, hidratimi përmirësohet ndjeshëm, bashkëveprimi midis zinxhirëve molekularë bëhet më i dobët, dhe temperatura e gelacionit rritet.
Përmbajtja më e lartë e hidroksipropilit gjithashtu mund të çojë në një rritje të viskozitetit të zgjidhjes HPMC, një ndryshim që nganjëherë rrit temperaturën e fillimit të gelacionit.
Përmbajtja hidroksipropil ka një ndikim të rëndësishëm në temperaturën e gelacionit tëHPMC. Ndërsa përmbajtja hidroksipropil rritet, hidrofiliteti i HPMC rritet dhe bashkëveprimi midis zinxhirëve molekularë dobësohet, kështu që temperatura e tij e gelacionit zakonisht rritet. Ky fenomen mund të shpjegohet me mekanizmin e ndërveprimit midis hidratimit dhe zinxhirëve molekularë. Duke rregulluar përmbajtjen hidroksipropil të HPMC, mund të arrihet kontroll i saktë i temperaturës së gelacionit, duke optimizuar kështu performancën e HPMC në farmaceutike, ushqim dhe aplikacione të tjera industriale.
Koha e postimit: Jan-04-2025