Гидроксипропил метилцеллюлоза (HPMC) як полимери дар об ҳалшавандаи маъмулан истифодашаванда аст, ки дар дорусозӣ, косметика, хӯрокворӣ ва саноатӣ, махсусан дар тайёр кардани гелҳо васеъ истифода мешавад. Хусусиятҳои физикӣ ва рафтори обшавии он ба самаранокӣ дар барномаҳои гуногун таъсири назаррас доранд. Ҳарорати гелизатсияи гели HPMC яке аз хосиятҳои асосии физикии он мебошад, ки бевосита ба иҷрои он дар омодагии гуногун, аз қабили баровардани назоратшаванда, ташаккули филм, устуворӣ ва ғайра таъсир мерасонад.
1. Сохтор ва хосиятҳои HPMC
HPMC як полимери дар об ҳалшаванда аст, ки тавассути ворид кардани ду ивазкунанда, гидроксипропил ва метил ба скелети молекулавии селлюлоза ба даст омадааст. Сохтори молекулавии он ду намуди ивазкунанда дорад: гидроксипропил (-CH2CHOHCH3) ва метил (-CH3). Омилҳо ба монанди таркиби гуногуни гидроксипропил, дараҷаи метилизатсия ва дараҷаи полимеризатсия ба ҳалшавандагӣ, рафтори gelling ва хосиятҳои механикии HPMC таъсири муҳим хоҳанд дошт.
Дар маҳлулҳои обӣ, AnxinCel®HPMC маҳлулҳои устувори коллоидиро тавассути ташаккули пайвандҳои гидроген бо молекулаҳои об ва мутақобила бо скелет дар асоси селлюлоза ба вуҷуд меорад. Вақте ки муҳити беруна (масалан, ҳарорат, қувваи ионӣ ва ғ.) тағир меёбад, таъсири мутақобилаи молекулаҳои HPMC тағир меёбад, ки дар натиҷа гелатсия мешавад.
2. Мафњум ва омилњои таъсиркунандаи њарорати гелатсия
Ҳарорати гелатсия (Терорати gelation, T_gel) ба ҳарорате дахл дорад, ки дар он маҳлули HPMC аз моеъ ба сахт гузаштанро оғоз мекунад, вақте ки ҳарорати маҳлул то сатҳи муайян баланд мешавад. Дар ин ҳарорат, ҳаракати занҷирҳои молекулавии HPMC маҳдуд мешавад, ки сохтори шабакаи сеченакаро ташкил медиҳад, ки дар натиҷа як модда ба гел монанд мешавад.
Ҳарорати гелатсияи HPMC ба бисёр омилҳо таъсир мерасонад, яке аз омилҳои муҳимтарин мундариҷаи гидроксипропил мебошад. Илова ба таркиби гидроксипропил, омилҳои дигаре, ки ба ҳарорати гел таъсир мерасонанд, вазни молекулавӣ, консентратсияи маҳлул, арзиши рН, навъи ҳалкунанда, қувваи ионӣ ва ғайра мебошанд.
3. Таъсири мундариҷаи гидроксипропил ба ҳарорати gel HPMC
3.1 Афзоиши таркиби гидроксипропил боиси баланд шудани ҳарорати гел мегардад
Ҳарорати гелатсияи HPMC бо дараҷаи ивазкунии гидроксипропил дар молекулаи он зич алоқаманд аст. Бо зиёд шудани таркиби гидроксипропил, шумораи ивазкунандагони гидрофиликӣ дар занҷири молекулавии HPMC зиёд мешавад, ки дар натиҷа мутақобилаи мутақобилаи молекула ва об беҳтар мешавад. Ин таъсири мутақобила боиси боз ҳам дароз шудани занҷирҳои молекулавӣ мегардад ва ба ин васила қувваи таъсири мутақобилаи занҷирҳои молекулавиро коҳиш медиҳад. Дар доираи консентратсияи муайян, зиёд кардани таркиби гидроксипропил ба баланд шудани дараҷаи гидратсия мусоидат мекунад ва ба ҷойгиршавии мутақобилаи занҷирҳои молекулавӣ мусоидат мекунад, то сохтори шабака дар ҳарорати баландтар ташкил карда шавад. Аз ин рӯ, ҳарорати gelation одатан бо баландшавии гидроксипропил бо афзоиши мундариҷа зиёд мешавад.
HPMC бо мундариҷаи баландтари гидроксипропил (масалан HPMC K15M) майл дорад ҳарорати баландтари гелатсияро дар ҳамон консентратсия нисбат ба AnxinCel®HPMC бо миқдори камтари гидроксипропил (масалан, HPMC K4M) нишон диҳад. Сабаб дар он аст, ки миқдори баландтари гидроксипропил барои молекулаҳо мутақобила ва ташаккули шабакаҳоро дар ҳарорати паст душвортар мекунад, ки ҳарорати баландтарро барои бартараф кардани ин гидратсия ва мусоидат ба мутақобилаи байнимолекулаҳо барои ташаккули сохтори се андозагирии шабака талаб мекунад. .
3.2 Муносибати байни таркиби гидроксипропил ва консентратсияи маҳлул
Консентратсияи маҳлул инчунин омили муҳимест, ки ба ҳарорати гелатсияи HPMC таъсир мерасонад. Дар маҳлулҳои консентратсияи баланди HPMC, мутақобилаи байнимолекулярӣ қавитар аст, аз ин рӯ ҳарорати гелатсия метавонад баландтар бошад, ҳатто агар миқдори гидроксипропил камтар бошад. Дар консентратсияи паст, таъсири мутақобилаи байни молекулаҳои HPMC заиф аст ва маҳлул эҳтимол дорад дар ҳарорати паст гел шавад.
Вақте ки миқдори гидроксипропил зиёд мешавад, гарчанде ки гидрофилӣ зиёд мешавад, барои ташаккули гел ҳарорати баландтар лозим аст. Махсусан дар шароити консентратсияи паст ҳарорати гелатсия ба таври назаррас меафзояд. Сабаб дар он аст, ки HPMC бо миқдори баланди гидроксипропил барои ба вуҷуд овардани таъсири мутақобила байни занҷирҳои молекулавӣ тавассути тағирёбии ҳарорат душвортар аст ва раванди гелатсия барои бартараф кардани таъсири гидрататсия энергияи иловагии гармиро талаб мекунад.
3.3 Таъсири таркиби гидроксипропил ба раванди gelation
Дар доираи муайяни мундариҷаи гидроксипропил, раванди gelation бо таъсири мутақобилаи байни гидратсия ва занҷирҳои молекулавӣ бартарӣ дорад. Вақте ки мундариҷаи гидроксипропил дар молекулаи HPMC паст аст, гидратсия заиф аст, таъсири мутақобилаи байни молекулаҳо қавӣ аст ва ҳарорати паст метавонад ба ташаккули гел мусоидат кунад. Вақте ки миқдори гидроксипропил баландтар аст, гидратсия ба таври назаррас афзоиш меёбад, таъсири мутақобилаи байни занҷирҳои молекулавӣ заифтар мешавад ва ҳарорати gelation баланд мешавад.
Мазмуни баланди гидроксипропил инчунин метавонад боиси афзоиши часпакии маҳлули HPMC гардад, ки ин тағирот баъзан ҳарорати фарорасии гелатсияро зиёд мекунад.
Мазмуни гидроксипропил ба ҳарорати гелатсия таъсири назаррас дорадHPMC. Бо зиёд шудани таркиби гидроксипропил, гидрофилии HPMC зиёд мешавад ва таъсири мутақобилаи байни занҷирҳои молекулавӣ заиф мешавад, аз ин рӯ ҳарорати гелатсияи он одатан баланд мешавад. Ин падидаро метавон бо механизми таъсири мутақобилаи байни гидратсия ва занҷирҳои молекулавӣ шарҳ дод. Бо танзими мундариҷаи гидроксипропилии HPMC, назорати дақиқи ҳарорати гелатсияро ба даст овардан мумкин аст ва ба ин васила кори HPMC-ро дар дорусозӣ, хӯрокворӣ ва дигар барномаҳои саноатӣ беҳтар мекунад.
Вақти фиристодан: январ-04-2025