1. المقدمة:
هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) هو بوليمر متعدد الاستخدامات يُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بما في ذلك الصناعات الدوائية والبناء والأغذية. ومن تطبيقاته الرئيسية تعديل الخواص الريولوجية للمعلقات. يُعدّ علم الرومولوجيا، وهو دراسة تدفق المواد وتشوهها، أساسيًا في فهم سلوك المعلقات والتحكم فيه.
2. تعديل اللزوجة:
يُعرف HPMC بقدرته على تعديل لزوجة المُعلقات. كونه بوليمرًا مُحبًا للماء، يمتص الماء بسهولة ويُشكل بنية هلامية. عند إضافته إلى المُعلق، تترطب جزيئات HPMC وتتشابك، مما يزيد من لزوجة النظام. يعتمد مدى تعديل اللزوجة على عوامل مثل تركيز HPMC، والوزن الجزيئي، ودرجة الاستبدال. عادةً ما تُؤدي التركيزات والأوزان الجزيئية الأعلى لـ HPMC إلى زيادة أكبر في اللزوجة.
3. سلوك التخفيف القصي:
بالإضافة إلى تعديل اللزوجة، يُمكن لـ HPMC التأثير على سلوك تخفيف القص للمعلقات. يشير تخفيف القص إلى انخفاض اللزوجة تحت تأثير إجهاد القص، وهو أمر شائع في العديد من أنظمة التعليق. يُغير وجود HPMC مؤشر سلوك تدفق المعلق، مما يؤدي إلى تحسين خصائص تخفيف القص. تُعد هذه الخاصية مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب سهولة الصب أو التوزيع، مثل المستحضرات الصيدلانية أو المنتجات الغذائية.
4. استقرار التعليق:
من الجوانب المهمة الأخرى في علم الروماتيزم استقرار التعليق، والذي يُشير إلى قدرة الجسيمات على البقاء مشتتة ومقاومة الترسيب بمرور الوقت. يلعب HPMC دورًا حاسمًا في تعزيز استقرار التعليق من خلال عدة آليات. أولًا، يُساعد تأثيره المُكثِّف على منع ترسب الجسيمات عن طريق زيادة لزوجة الطور المستمر. ثانيًا، يُشكِّل HPMC حاجزًا واقيًا حول الجسيمات، مما يُقلل من التفاعلات بين الجسيمات وتجمعها. تُساعد آلية التثبيت الفراغية هذه في الحفاظ على تجانس التعليق.
5. تأثير خصائص HPMC:
يتأثر التأثير الريولوجي لـ HPMC على المعلقات بعدة خصائص رئيسية للبوليمر. يؤثر الوزن الجزيئي على مدى تشابك السلسلة، وبالتالي على تعزيز اللزوجة. يميل HPMC ذو الوزن الجزيئي الأعلى إلى إضفاء لزوجة أكبر على المعلقات. كما تؤثر درجة الاستبدال (DS)، التي تشير إلى عدد مجموعات الهيدروكسي بروبيل والميثوكسي لكل وحدة جلوكوز، على السلوك الريولوجي. تؤدي قيم DS الأعلى إلى ترطيب أقوى وتكوين هلام أكثر سمكًا، مما يؤدي إلى زيادة اللزوجة.
6. التطبيقات العملية:
تُستخدم الخصائص الريولوجية للمعلقات المُعدّلة باستخدام HPMC على نطاق واسع في مختلف الصناعات. ففي المستحضرات الصيدلانية، يُستخدم HPMC كعامل تعليق لضمان توزيع متساوٍ لجزيئات الدواء وتعزيز ثباته. وفي مواد البناء، مثل الملاط الأسمنتي والجص، يُحسّن HPMC قابلية التشغيل والالتصاق ومقاومة الترهل. وبالمثل، في المنتجات الغذائية، مثل الصلصات والتوابل ومنتجات الألبان، يُحسّن HPMC الملمس والثبات والملمس.
هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) هو بوليمر متعدد الوظائف يؤثر بشكل كبير على الخواص الريولوجية للمعلقات. قدرته على تعديل اللزوجة، وتحسين سلوك التخفيف بالقص، وتحسين استقرار المعلقات تجعله مادة مضافة قيّمة في مختلف الصناعات. من خلال فهم آليات تفاعل HPMC مع المعلقات، يمكن للباحثين وصانعي التركيبات تخصيص استخدامه لتحقيق الخواص الريولوجية المطلوبة في مجموعة واسعة من التطبيقات.
وقت النشر: ٨ مايو ٢٠٢٤