Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ) је најчешће коришћени полимер који растворљиви у води, широко се користи у фармацеутским, козметичким, прехрамбеним и индустријским областима, посебно у припреми гелова. Његова физичка својства и понашање растварања имају значајан утицај на ефикасност у различитим апликацијама. Температура гелације ХПМЦ гел је једно од својих кључних физичких својстава, што директно утиче на његове перформансе у различитим препаратима, као што су контролисано ослобађање, формирање филма, стабилност итд.
1. Структура и својства ХПМЦ-а
ХПМЦ је полимер растворљив у води добијен увођењем два супституента, хидроксипропила и метила, у молекуларни костур целулозе. Његова молекуларна структура садржи две врсте супституената: хидроксипропил (-ЦХ2ЦХОХЦ3) и метил (-ЦХ3). Чимбеници попут различитих хидроксипропил садржаја, степен метилације и степен полимеризације имаће важан утицај на растворљивост, гелинг понашање и механичка својства ХПМЦ-а.
У воденим решењима, Анксинцел®ХПМЦ формира стабилна колоидна решења формирајући водоник са молекулама воде и интеракцију са својим целулозним костуром. Када се спољни околиш (као што је температура, јонска снага итд.) Промјене, интеракција између ХПМЦ молекула ће се променити, што резултира гелацијом.
2 Дефиниција и утицај на фактори температуре гелације
Температура гелације (температура гелатирања, т_гел) односи се на температуру на којој се ХПМЦ решење почиње прелазити из течности у чврсту прилику када температура раствора порасте на одређени ниво. На овој температури, кретање ХПМЦ молекуларних ланаца биће ограничено, формирајући тродимензионалну мрежну структуру, што резултира супстанцом сличном гелу.
Температура гелације ХПМЦ утиче много фактора, један од најважнијих фактора је хидроксипропил садржај. Поред хидроксипропил садржаја, остали фактори који утичу на температуру гела укључују молекуларну тежину, концентрацију раствора, пХ вредност, тип растварача, јонска чврстоћа итд.
3. Утицај хидроксипропил садржаја на температуру ХПМЦ гела
3.1 Повећање хидроксипропил садржаја доводи до повећања температуре гела
Температура гелације ХПМЦ-а уско је повезана са степеном хидроксипропилне супституције у свом молекулу. Како се повећава хидроксипропил садржај, број хидрофилних супституената на повећању ХПМЦ молекуларног ланца, што је резултирало побољшаном интеракцијом између молекула и воде. Ова интеракција узрокује да се молекуларни ланци протежу даље, смањујући на тај начин снаге интеракције између молекуларних ланаца. У одређеном опсегу концентрације, повећање хидроксипропил садржаја помаже у побољшању степена хидратације и промовише обострани распоред молекуларних ланаца, тако да се мрежна структура може формирати на вишој температури. Стога се температура гелације обично повећава са хидроксипропил порастом са повећањем садржаја.
ХПМЦ са вишим хидроксипропил садржајем (као што је ХПМЦ К15М) тежи да показује већу температуру гелатија у истој концентрацији од анксинцел®ХПМЦ са нижим хидроксипропил садржајем (као што је ХПМЦ к4м). То је зато што је више хидроксипропил садржај отежао молекуле да интеракције и формирају мреже на нижим температурама, захтевају да се висе температуре превладају ову хидратацију и промовишу интермолекуларне интеракције да би формирали тродимензионалну мрежну мрежну структуру. .
3.2 Однос између хидроксипропил садржаја и концентрације раствора
Концентрација решења је такође важан фактор који утиче на температуру гелатине ХПМЦ-а. У високим концентрацијским рјешењем ХПМЦ-а, интермолекуларне интеракције су јаче, тако да температура гелације може бити већа чак и ако је хидроксипропил садржај нижи. У ниским концентрацијама, интеракција између ХПМЦ молекула је слаба, а раствор је вероватније да ће се гелити на нижим температурама.
Када се повећава хидроксипропил садржај, иако расте хидрофилност, још увек је потребна виша температура за формирање гела. Посебно под ниским условима концентрације, температура гелатирања значајно расте. То је зато што је ХПМЦ са високим хидроксипропил садржајем тежи да изазове интеракције између молекуларних ланаца кроз промене температуре, а процес гелирања захтева додатну топлотну енергију за превазилажење хидратације.
3.3 Ефекат хидроксипропил садржаја на процес гелираности
У одређеном опсегу хидроксипропил садржаја, процес гелатирања доминира интеракција између хидратације и молекуларних ланаца. Када је хидроксипропил садржај у хПМЦ молекули низак, хидратација је слаба, интеракција између молекула је јака, а нижа температура може промовисати формирање гела. Када је хидроксипропил садржај већи, хидратација је значајно побољшана, интеракција између молекуларних ланаца постаје слабија, а температура гелатине се повећава.
Виши хидроксипропил садржај може такође довести до повећања вискозитета ХПМЦ решења, промену која понекад повећава почетну температуру гелирања.
Хидроксипропил садржај има значајан утицај на температуру гелатинеХПМЦ. Како се хидроксипропил садржај повећава, хидрофилност ХПМЦ повећава се и интеракција између молекуларних ланаца слаби, па се његова температура гелатирања обично повећава. Овај феномен може се објаснити механизмом интеракције између хидратације и молекуларних ланаца. Подешавањем хидроксипропил садржаја ХПМЦ-а може се постићи прецизна контрола температуре гелатине, оптимизирајући на чим ХПМЦ у фармацеутској, хране и осталим индустријским апликацијама.
Вријеме поште: Јан-04-2025