Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ay isang karaniwang ginagamit na polymer na nalulusaw sa tubig, malawakang ginagamit sa mga parmasyutiko, kosmetiko, pagkain at mga larangang pang-industriya, lalo na sa paghahanda ng mga gel. Ang mga pisikal na katangian nito at pag-uugali ng paglusaw ay may malaking epekto sa pagiging epektibo sa iba't ibang mga aplikasyon. Ang temperatura ng gelation ng HPMC gel ay isa sa mga pangunahing pisikal na katangian nito, na direktang nakakaapekto sa pagganap nito sa iba't ibang paghahanda, tulad ng kinokontrol na paglabas, pagbuo ng pelikula, katatagan, atbp.
1. Istraktura at katangian ng HPMC
Ang HPMC ay isang polymer na nalulusaw sa tubig na nakuha sa pamamagitan ng pagpapasok ng dalawang substituent, hydroxypropyl at methyl, sa cellulose molecular skeleton. Ang molecular structure nito ay naglalaman ng dalawang uri ng mga substituent: hydroxypropyl (-CH2CHOHCH3) at methyl (-CH3). Ang mga kadahilanan tulad ng iba't ibang nilalaman ng hydroxypropyl, antas ng methylation, at antas ng polymerization ay magkakaroon ng mahalagang epekto sa solubility, pag-uugali ng gelling, at mekanikal na katangian ng HPMC.
Sa mga may tubig na solusyon, ang AnxinCel®HPMC ay bumubuo ng mga matatag na solusyong koloidal sa pamamagitan ng pagbuo ng mga hydrogen bond na may mga molekula ng tubig at pakikipag-ugnayan sa cellulose-based na skeleton nito. Kapag nagbago ang panlabas na kapaligiran (tulad ng temperatura, lakas ng ionic, atbp.), ang interaksyon sa pagitan ng mga molekula ng HPMC ay magbabago, na magreresulta sa gelation.
2. Kahulugan at nakakaimpluwensya sa mga kadahilanan ng temperatura ng gelation
Ang temperatura ng gelasyon (Gelation Temperature, T_gel) ay tumutukoy sa temperatura kung saan ang solusyon ng HPMC ay nagsisimulang lumipat mula sa likido patungo sa solid kapag ang temperatura ng solusyon ay tumaas sa isang tiyak na antas. Sa temperaturang ito, ang paggalaw ng mga molecular chain ng HPMC ay paghihigpitan, na bubuo ng isang three-dimensional na istraktura ng network, na nagreresulta sa isang sangkap na parang gel.
Ang temperatura ng gelation ng HPMC ay apektado ng maraming mga kadahilanan, ang isa sa pinakamahalagang kadahilanan ay ang nilalaman ng hydroxypropyl. Bilang karagdagan sa nilalaman ng hydroxypropyl, ang iba pang mga kadahilanan na nakakaapekto sa temperatura ng gel ay kinabibilangan ng molekular na timbang, konsentrasyon ng solusyon, halaga ng pH, uri ng solvent, lakas ng ionic, atbp.
3. Epekto ng hydroxypropyl content sa HPMC gel temperature
3.1 Ang pagtaas sa nilalaman ng hydroxypropyl ay humahantong sa pagtaas ng temperatura ng gel
Ang temperatura ng gelation ng HPMC ay malapit na nauugnay sa antas ng pagpapalit ng hydroxypropyl sa molekula nito. Habang tumataas ang hydroxypropyl content, tumataas ang bilang ng mga hydrophilic substituent sa molecular chain ng HPMC, na nagreresulta sa pinahusay na interaksyon sa pagitan ng molekula at tubig. Ang pakikipag-ugnayan na ito ay nagiging sanhi ng mga molecular chain na lumalawak pa, sa gayon ay binabawasan ang lakas ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekular na chain. Sa loob ng isang tiyak na hanay ng konsentrasyon, ang pagtaas ng nilalaman ng hydroxypropyl ay nakakatulong upang mapahusay ang antas ng hydration at nagtataguyod ng magkaparehong pag-aayos ng mga molecular chain, upang ang isang istraktura ng network ay mabuo sa mas mataas na temperatura. Samakatuwid, ang temperatura ng gelation ay karaniwang tumataas sa pagtaas ng hydroxypropyl sa pagtaas ng nilalaman.
Ang HPMC na may mas mataas na hydroxypropyl content (gaya ng HPMC K15M) ay may posibilidad na magpakita ng mas mataas na temperatura ng gelation sa parehong konsentrasyon kaysa sa AnxinCel®HPMC na may mas mababang hydroxypropyl content (gaya ng HPMC K4M). Ito ay dahil ang mas mataas na hydroxypropyl na nilalaman ay ginagawang mas mahirap para sa mga molecule na makipag-ugnayan at bumuo ng mga network sa mas mababang temperatura, na nangangailangan ng mas mataas na temperatura upang mapagtagumpayan ang hydration na ito at i-promote ang intermolecular na pakikipag-ugnayan upang bumuo ng isang three-dimensional na istraktura ng network. .
3.2 Kaugnayan sa pagitan ng nilalaman ng hydroxypropyl at konsentrasyon ng solusyon
Ang konsentrasyon ng solusyon ay isa ring mahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa temperatura ng gelasyon ng HPMC. Sa mga solusyon sa HPMC na may mataas na konsentrasyon, ang mga intermolecular na pakikipag-ugnayan ay mas malakas, kaya ang temperatura ng gelation ay maaaring mas mataas kahit na ang nilalaman ng hydroxypropyl ay mas mababa. Sa mababang konsentrasyon, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ng HPMC ay mahina, at ang solusyon ay mas malamang na mag-gel sa mas mababang temperatura.
Kapag tumaas ang nilalaman ng hydroxypropyl, bagaman tumataas ang hydrophilicity, kinakailangan pa rin ng mas mataas na temperatura upang makabuo ng gel. Lalo na sa ilalim ng mababang mga kondisyon ng konsentrasyon, ang temperatura ng gelation ay tumataas nang mas makabuluhang. Ito ay dahil ang HPMC na may mataas na hydroxypropyl na nilalaman ay mas mahirap na mag-udyok ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molecular chain sa pamamagitan ng mga pagbabago sa temperatura, at ang proseso ng gelation ay nangangailangan ng karagdagang thermal energy upang malampasan ang hydration effect.
3.3 Epekto ng hydroxypropyl content sa proseso ng gelation
Sa loob ng isang tiyak na hanay ng nilalaman ng hydroxypropyl, ang proseso ng gelation ay pinangungunahan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng hydration at mga molecular chain. Kapag ang nilalaman ng hydroxypropyl sa molekula ng HPMC ay mababa, ang hydration ay mahina, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay malakas, at ang isang mas mababang temperatura ay maaaring magsulong ng pagbuo ng gel. Kapag ang hydroxypropyl na nilalaman ay mas mataas, ang hydration ay makabuluhang pinahusay, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molecular chain ay nagiging weaker, at ang temperatura ng gelation ay tumataas.
Ang mas mataas na nilalaman ng hydroxypropyl ay maaari ring humantong sa pagtaas ng lagkit ng solusyon sa HPMC, isang pagbabago na kung minsan ay nagpapataas sa simula ng temperatura ng gelation.
Ang nilalaman ng hydroxypropyl ay may malaking epekto sa temperatura ng gelasyon ngHPMC. Habang tumataas ang nilalaman ng hydroxypropyl, tumataas ang hydrophilicity ng HPMC at humihina ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molecular chain, kaya kadalasang tumataas ang temperatura ng gelation nito. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng mekanismo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng hydration at molecular chain. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng hydroxypropyl na nilalaman ng HPMC, ang tumpak na kontrol sa temperatura ng gelation ay maaaring makamit, sa gayon ay na-optimize ang pagganap ng HPMC sa parmasyutiko, pagkain at iba pang pang-industriya na aplikasyon.
Oras ng post: Ene-04-2025