HPMC (هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز)هو بوليمر شبه اصطناعي غير أيوني، يُستخدم على نطاق واسع في الطب والأغذية والبناء والطلاء وغيرها من الصناعات. لمعرفة قدرة HPMC على الذوبان في الماء الساخن، يجب مراعاة خصائص ذوبانه وتأثير درجة الحرارة على سلوكه الذوباني.
نظرة عامة على ذوبان HPMC
تتميز مركبات HPMC بذوبانية جيدة في الماء، إلا أن سلوك ذوبانها يرتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة الماء. عادةً ما تتشتت مركبات HPMC وتذوب في الماء البارد، لكنها تختلف في خصائصها في الماء الساخن. تتأثر ذوبانيتها في الماء البارد بشكل رئيسي ببنيتها الجزيئية ونوع مُستبدلها. عند ملامسة مركبات HPMC للماء، تُشكل المجموعات المُحبة للماء (مثل الهيدروكسيل والهيدروكسي بروبيل) في جزيئاتها روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء، مما يؤدي إلى انتفاخها وذوبانها تدريجيًا. مع ذلك، تختلف خصائص ذوبان مركبات HPMC في الماء عند اختلاف درجات الحرارة.
ذوبان HPMC في الماء الساخن
تعتمد قابلية ذوبان HPMC في الماء الساخن على نطاق درجة الحرارة:
درجات الحرارة المنخفضة (٠-٤٠ درجة مئوية): يمتص HPMC الماء ببطء وينتفخ، ليشكل في النهاية محلولًا لزجًا شفافًا أو شبه شفاف. يكون معدل الذوبان أبطأ في درجات الحرارة المنخفضة، ولكن لا يحدث التجلط.
درجة حرارة متوسطة (40-60 درجة مئوية): ينتفخ HPMC في هذا النطاق الحراري، لكنه لا يذوب تمامًا. بل يُشكّل بسهولة تكتلات أو معلقات غير متساوية، مما يؤثر على تجانس المحلول.
درجات الحرارة العالية (فوق 60 درجة مئوية): عند درجات الحرارة العالية، ينفصل الطور في مركبات HPMC، ويتجلى ذلك في التبلور أو الترسيب، مما يُصعّب ذوبانها. بشكل عام، عندما تتجاوز درجة حرارة الماء 60-70 درجة مئوية، تشتد الحركة الحرارية للسلسلة الجزيئية لمركبات HPMC، وتنخفض قابليتها للذوبان، وقد تُشكّل في النهاية هلامًا أو راسبًا.
خصائص الهلام الحراري لـ HPMC
يتميز HPMC بخصائص هلامية حرارية نموذجية، أي أنه يُشكل هلامًا عند درجات حرارة أعلى، ويمكن إعادة إذابته عند درجات حرارة منخفضة. تُعد هذه الخاصية بالغة الأهمية في العديد من التطبيقات، مثل:
صناعة البناء: يُستخدم HPMC كمكثّف لملاط الأسمنت. يحافظ على رطوبة جيدة أثناء البناء، ويُظهر تجلطًا في بيئات ذات درجات حرارة عالية، مما يُقلل من فقدان الماء.
المستحضرات الصيدلانية: عند استخدامها كمادة طلاء في الأقراص، يجب أن تؤخذ خصائص التجلط الحراري في الاعتبار لضمان ذوبان جيد.
صناعة الأغذية: يستخدم HPMC كمكثف ومستحلب في بعض الأطعمة، ويساعد التجلط الحراري على استقرار الطعام.
كيفية إذابة HPMC بشكل صحيح؟
ولمنع HPMC من تكوين هلام في الماء الساخن والفشل في الذوبان بالتساوي، يتم عادةً استخدام الطرق التالية:
طريقة تشتت الماء البارد:
أولاً، قم بتوزيع HPMC بالتساوي في الماء البارد أو الماء بدرجة حرارة الغرفة لتبليله وتضخمه بالكامل.
قم بزيادة درجة الحرارة تدريجيًا أثناء التحريك لإذابة HPMC بشكل أكبر.
وبعد أن يذوب تمامًا، يمكن زيادة درجة الحرارة بشكل مناسب لتسريع تكوين المحلول.
طريقة التبريد بتشتت الماء الساخن:
أولاً، استخدم الماء الساخن (حوالي 80-90 درجة مئوية) لتفريق HPMC بسرعة بحيث تتشكل طبقة واقية من الجل غير القابل للذوبان على سطحه لمنع تكوين كتل لزجة على الفور.
بعد التبريد إلى درجة حرارة الغرفة أو إضافة الماء البارد، يذوب HPMC تدريجيًا لتكوين محلول موحد.
طريقة الخلط الجاف:
قم بخلط HPMC مع مواد قابلة للذوبان أخرى (مثل السكر، النشا، المانيتول، إلخ) ثم أضف الماء لتقليل التكتل وتعزيز الذوبان المنتظم.
HPMCلا يمكن إذابته مباشرةً في الماء الساخن. من السهل تكوّن هلام أو ترسيبه عند درجات حرارة عالية، مما يقلل من ذوبانيته. أفضل طريقة لإذابته هي التشتت في الماء البارد أولًا، أو التشتت المسبق بالماء الساخن، ثم التبريد للحصول على محلول متجانس وثابت. في التطبيقات العملية، اختر طريقة الإذابة المناسبة وفقًا للاحتياجات لضمان أفضل أداء لـ HPMC.
وقت النشر: ٢٥ مارس ٢٠٢٥