Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) เป็นสารประกอบพอลิเมอร์ที่ละลายในน้ำที่ไม่ได้รับจากการดัดแปลงทางเคมีของเซลลูโลสธรรมชาติ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารการแพทย์เครื่องสำอางและอุตสาหกรรมการก่อสร้างโดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะกาว, ข้น, อิมัลซิไฟเออร์และสารแขวนลอยในการเตรียมยา ในกระบวนการแอปพลิเคชันลักษณะความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC นั้นมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพในสาขาที่แตกต่างกัน
1. โครงสร้างและคุณสมบัติของ hydroxypropyl methylcellulose
โครงสร้างโมเลกุลของ HPMC มีสองกลุ่มย่อยคือ hydroxypropyl (-CH₂chohch₃) และเมทิล (-och₃) ซึ่งทำให้มีความสามารถในการละลายน้ำที่ดีและความสามารถในการปรับเปลี่ยน ห่วงโซ่โมเลกุล HPMC มีโครงสร้างที่เข้มงวดบางอย่าง แต่ยังสามารถสร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติในสารละลายน้ำทำให้เกิดความหนืดเพิ่มขึ้น น้ำหนักโมเลกุลประเภทของการแทนที่และระดับของการทดแทน (เช่นระดับของการทดแทนไฮดรอกซีโพรพิลและเมทิลของแต่ละหน่วย) มีอิทธิพลสำคัญต่อความหนืดของสารละลาย
2. ลักษณะความหนืดของสารละลายน้ำ
ลักษณะความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปัจจัยต่าง ๆ เช่นความเข้มข้นน้ำหนักโมเลกุลอุณหภูมิและค่า pH ของตัวทำละลาย โดยทั่วไปความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC จะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น ความหนืดของมันแสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมการไหลของนิวตันซึ่งคือเมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้นความหนืดของสารละลายจะค่อยๆลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปแสดงปรากฏการณ์การทำให้ผอมบางเฉือน
(1) ผลของความเข้มข้น
มีความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC และความเข้มข้น เมื่อความเข้มข้นของ HPMC เพิ่มขึ้นปฏิกิริยาของโมเลกุลในสารละลายน้ำจะได้รับการปรับปรุงและการพัวพันและการเชื่อมโยงข้ามของโซ่โมเลกุลเพิ่มขึ้นส่งผลให้ความหนืดเพิ่มขึ้นของสารละลาย ที่ความเข้มข้นต่ำกว่าความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น แต่ที่ความเข้มข้นสูงกว่าการเติบโตของความหนืดของสารละลายมีแนวโน้มที่จะแบนและถึงค่าที่มั่นคง
(2) ผลของน้ำหนักโมเลกุล
น้ำหนักโมเลกุลของ HPMC ส่งผลโดยตรงต่อความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงขึ้นมีโซ่โมเลกุลนานขึ้นและสามารถสร้างโครงสร้างเครือข่ายสามมิติที่ซับซ้อนมากขึ้นในสารละลายน้ำทำให้เกิดความหนืดสูงขึ้น ในทางตรงกันข้าม HPMC ที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่ต่ำกว่ามีโครงสร้างเครือข่ายแบบหลวมและความหนืดลดลงเนื่องจากโซ่โมเลกุลที่สั้นกว่า ดังนั้นเมื่อใช้มันเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะเลือก HPMC ด้วยน้ำหนักโมเลกุลที่เหมาะสมเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์ความหนืดในอุดมคติ
(3) ผลของอุณหภูมิ
อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นการเคลื่อนไหวของโมเลกุลของน้ำจะทวีความรุนแรงขึ้นและความหนืดของสารละลายมักจะลดลง นี่เป็นเพราะเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความเป็นอิสระของห่วงโซ่โมเลกุล HPMC จะเพิ่มขึ้นและการทำงานร่วมกันระหว่างโมเลกุลจะอ่อนตัวลงซึ่งจะช่วยลดความหนืดของสารละลาย อย่างไรก็ตามการตอบสนองของ HPMC จากแบทช์หรือแบรนด์ที่แตกต่างกันถึงอุณหภูมิอาจแตกต่างกันดังนั้นเงื่อนไขอุณหภูมิจะต้องปรับตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะ
(4) ผลของค่า pH
HPMC เองเป็นสารประกอบที่ไม่ใช่ไอออนิกและความหนืดของสารละลายน้ำนั้นมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของค่า pH แม้ว่า HPMC จะมีลักษณะความหนืดที่ค่อนข้างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือเป็นกลาง แต่ความสามารถในการละลายและความหนืดของ HPMC จะได้รับผลกระทบในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือเป็นด่างมาก ตัวอย่างเช่นภายใต้สภาวะที่แข็งแกร่งหรือเป็นด่างที่แข็งแกร่งโมเลกุล HPMC อาจเสื่อมโทรมบางส่วนซึ่งจะช่วยลดความหนืดของสารละลายน้ำ
3. การวิเคราะห์การไหลของลักษณะความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC
พฤติกรรมการไหลของสารละลายน้ำ HPMC มักจะแสดงลักษณะของของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันซึ่งหมายความว่าความหนืดของมันไม่เพียง แต่เกี่ยวข้องกับปัจจัยต่าง ๆ เช่นความเข้มข้นของสารละลายและน้ำหนักโมเลกุล แต่ยังรวมถึงอัตราการเฉือน โดยทั่วไปการพูดในอัตราแรงเฉือนต่ำสารละลายน้ำ HPMC แสดงความหนืดที่สูงขึ้นในขณะที่อัตราการเฉือนเพิ่มขึ้นความหนืดจะลดลง พฤติกรรมนี้เรียกว่า "การทำให้ผอมบางเฉือน" หรือ "ผอมบางเฉือน" และมีความสำคัญมากในการใช้งานจริง ตัวอย่างเช่นในด้านการเคลือบการเตรียมยาการแปรรูปอาหาร ฯลฯ ลักษณะการทำให้ผอมบางเฉือนของ HPMC สามารถมั่นใจได้ว่าความหนืดสูงจะได้รับการบำรุงรักษาในระหว่างการใช้งานความเร็วต่ำและสามารถไหลได้ง่ายขึ้นภายใต้สภาวะเฉือนความเร็วสูง
4. ปัจจัยอื่น ๆ ที่มีผลต่อความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC
(1) ผลของเกลือ
การเติมเกลือละลาย (เช่นโซเดียมคลอไรด์) สามารถเพิ่มความหนืดของสารละลายน้ำ HPMC นี่เป็นเพราะเกลือสามารถเพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลโดยการเปลี่ยนความแข็งแรงของไอออนิกของสารละลายเพื่อให้โมเลกุล HPMC เป็นโครงสร้างเครือข่ายขนาดกะทัดรัดมากขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มความหนืด อย่างไรก็ตามผลกระทบของประเภทเกลือและความเข้มข้นต่อความหนืดจำเป็นต้องได้รับการปรับตามสถานการณ์เฉพาะ
(2) ผลของสารเติมแต่งอื่น ๆ
การเพิ่มสารเติมแต่งอื่น ๆ (เช่นสารลดแรงตึงผิวโพลีเมอร์ ฯลฯ ) ไปยังสารละลายน้ำ HPMC จะส่งผลต่อความหนืด ตัวอย่างเช่นสารลดแรงตึงผิวอาจลดความหนืดของ HPMC โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวสูง นอกจากนี้โพลีเมอร์หรืออนุภาคบางชนิดยังสามารถโต้ตอบกับ HPMC และเปลี่ยนคุณสมบัติการไหลของสารละลาย
ลักษณะความหนืดของHydroxypropyl Methylcellulose สารละลายน้ำได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการรวมถึงความเข้มข้นน้ำหนักโมเลกุลอุณหภูมิค่า pH ฯลฯ สารละลาย HPMC น้ำมักจะแสดงคุณสมบัติการไหลแบบใหม่ของนิวตันมีคุณสมบัติที่หนาและเฉือนที่ดีและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาอุตสาหกรรมและเภสัชกรรมต่างๆ การทำความเข้าใจและการควบคุมลักษณะความหนืดเหล่านี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ HPMC ในแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน ในการใช้งานจริงควรเลือกประเภท HPMC ที่เหมาะสมและเงื่อนไขกระบวนการตามความต้องการเฉพาะเพื่อให้ได้ความหนืดในอุดมคติและคุณสมบัติการไหล
เวลาโพสต์: มี.ค.-01-2025