Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ay isang karaniwang ginagamit na polimer na natutunaw sa tubig, na malawakang ginagamit sa mga parmasyutiko, kosmetiko, larangan ng pagkain at pang-industriya, lalo na sa paghahanda ng mga gels. Ang mga pisikal na katangian at pag -uugali ng paglusaw ay may makabuluhang 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 mga paghahanda, tulad ng kinokontrol na paglabas, pagbuo ng pelikula, katatagan, atbp.
1. Istraktura at mga katangian ng HPMC
Ang HPMC ay isang polimer na natutunaw ng tubig na nakuha sa pamamagitan ng pagpapakilala ng dalawang kapalit, hydroxypropyl at methyl, sa cellulose molekular na balangkas. Ang molekular na istraktura nito ay naglalaman ng dalawang uri ng mga substituents: 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 isang mahalagang epekto sa solubility, pag -uugali ng gelling, at mga mekanikal na katangian ng HPMC.
Sa may tubig na mga solusyon, ang Anxincel®HPMC ay bumubuo ng mga matatag na solusyon sa koloidal sa pamamagitan ng pagbuo ng mga bono ng hydrogen na may mga molekula ng tubig at nakikipag-ugnay sa balangkas na batay sa cellulose. Kapag ang mga panlabas na kapaligiran (tulad ng temperatura, lakas ng ionic, atbp.) Ang mga pagbabago, ang pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga molekula ng HPMC ay magbabago, na nagreresulta sa gelation.
2. Kahulugan at nakakaimpluwensya na mga kadahilanan ng temperatura ng gelation
Ang temperatura ng gelation (temperatura ng gelation, T_GEL) ay tumutukoy sa temperatura kung saan nagsisimula ang solusyon sa HPMC na lumipat mula sa likido hanggang solid kapag ang temperatura ng solusyon ay tumataas sa isang tiyak na antas. Sa temperatura na ito, ang paggalaw ng mga molekular na kadena ng HPMC ay pipigilan, na bumubuo ng isang three-dimensional na istraktura ng network, na nagreresulta sa isang sangkap na tulad ng 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 may kasamang molekular na timbang, konsentrasyon ng solusyon, halaga ng pH, uri ng solvent, lakas ng ionic, atbp.
3. Epekto ng nilalaman ng hydroxypropyl sa temperatura ng HPMC gel
3.1 Ang pagtaas ng nilalaman ng hydroxypropyl ay humahantong sa isang 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 nilalaman ng hydroxypropyl, ang bilang ng mga hydrophilic substituents sa HPMC molekular chain ay nagdaragdag, na nagreresulta sa pinahusay na pakikipag -ugnayan sa pagitan ng molekula at tubig. Ang pakikipag -ugnay na ito ay nagiging sanhi ng mga molekular na kadena upang mabatak pa, sa gayon binabawasan ang lakas ng pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga molekular na kadena. Sa loob ng isang tiyak na saklaw ng konsentrasyon, ang pagtaas ng nilalaman ng hydroxypropyl ay nakakatulong upang mapahusay ang antas ng hydration at nagtataguyod ng pag -aayos ng isa't isa ng mga molekular na kadena, upang ang isang istraktura ng network ay maaaring mabuo sa isang mas mataas na temperatura. Samakatuwid, ang temperatura ng gelation ay karaniwang tumataas sa hydroxypropyl ay tumataas na may pagtaas ng nilalaman.
Ang HPMC na may mas mataas na nilalaman ng hydroxypropyl (tulad ng HPMC K15M) ay may posibilidad na magpakita ng isang mas mataas na temperatura ng gelation sa parehong konsentrasyon kaysa sa Anxincel®HPMC na may mas mababang nilalaman ng hydroxypropyl (tulad ng HPMC K4M). Ito ay dahil ang mas mataas na nilalaman ng hydroxypropyl ay ginagawang mas mahirap para sa mga molekula na makipag-ugnay at bumubuo ng mga network sa mas mababang temperatura, na nangangailangan ng mas mataas na temperatura upang mapagtagumpayan ang hydration na ito at itaguyod ang mga intermolecular na pakikipag-ugnay upang makabuo ng isang three-dimensional na istraktura ng network. .
3.2 Pakikipag -ugnayan sa pagitan ng nilalaman ng hydroxypropyl at konsentrasyon ng solusyon
Ang konsentrasyon ng solusyon ay isang mahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa temperatura ng gelation ng HPMC. Sa mga solusyon sa High-konsentrasyon ng HPMC, ang mga intermolecular na pakikipag-ugnay ay mas malakas, kaya ang temperatura ng gelation ay maaaring mas mataas kahit na mas mababa ang nilalaman ng hydroxypropyl. 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 tumataas ang nilalaman ng hydroxypropyl, bagaman ang pagtaas ng hydrophilicity, kinakailangan pa rin ang isang mas mataas na temperatura upang makabuo ng isang gel. Lalo na sa ilalim ng mababang mga kondisyon ng konsentrasyon, ang temperatura ng gelation ay tumataas nang mas makabuluhan. Ito ay dahil ang HPMC na may mataas na nilalaman ng hydroxypropyl ay mas mahirap na mag -udyok ng mga pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga molekular na kadena sa pamamagitan ng mga pagbabago sa temperatura, at ang proseso ng gelation ay nangangailangan ng karagdagang enerhiya ng thermal upang mapagtagumpayan ang epekto ng hydration.
3.3 Epekto ng nilalaman ng hydroxypropyl 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 molekular na kadena. Kapag ang nilalaman ng hydroxypropyl sa molekula ng HPMC ay mababa, mahina ang hydration, 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 nilalaman ng hydroxypropyl ay mas mataas, ang hydration ay makabuluhang pinahusay, ang pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga molekular na kadena ay nagiging mahina, at ang pagtaas ng temperatura ng gelation.
Ang mas mataas na nilalaman ng hydroxypropyl ay maaari ring humantong sa isang pagtaas sa lagkit ng solusyon sa HPMC, isang pagbabago na kung minsan ay nagdaragdag ng pagsisimula ng temperatura ng gelation.
Ang nilalaman ng hydroxypropyl ay may makabuluhang epekto sa temperatura ng gelation ngHpmc. Habang tumataas ang nilalaman ng hydroxypropyl, ang hydrophilicity ng HPMC ay nagdaragdag at ang pakikipag -ugnayan sa pagitan ng mga molekular na kadena ay nagpapahina, kaya ang temperatura ng gelation nito ay karaniwang tumataas. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng mekanismo ng pakikipag -ugnay sa pagitan ng hydration at molekular na kadena. Sa pamamagitan ng pag -aayos ng nilalaman ng hydroxypropyl ng HPMC, ang tumpak na kontrol ng temperatura ng gelation ay maaaring makamit, sa gayon ay mai -optimize ang pagganap ng HPMC sa parmasyutiko, pagkain at iba pang mga pang -industriya na aplikasyon.
Oras ng Mag-post: Jan-04-2025