اللزوجة لـ HPMC تتناسب عكسيا مع درجة الحرارة، أي أن اللزوجة تزداد مع انخفاض درجة الحرارة

هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) مادة متعددة الاستخدامات تُستخدم في صناعات متنوعة، بما في ذلك الأدوية ومستحضرات التجميل والأغذية. يُستخدم على نطاق واسع كمكثف ومستحلب، وتتغير لزوجته تبعًا لدرجة الحرارة التي يتعرض لها. في هذه المقالة، سنركز على العلاقة بين اللزوجة ودرجة الحرارة في HPMC.

تُعرَّف اللزوجة بأنها مقياس لمقاومة السائل للتدفق. HPMC مادة شبه صلبة، يعتمد قياس مقاومتها على عوامل مختلفة، منها درجة الحرارة. لفهم العلاقة بين اللزوجة ودرجة الحرارة في HPMC، علينا أولاً معرفة كيفية تكوين المادة ومما تتكون.

يُشتقّ HPMC من السليلوز، وهو بوليمر طبيعي موجود في النباتات. لإنتاج HPMC، يجب تعديل السليلوز كيميائيًا باستخدام أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل. ينتج عن هذا التعديل تكوين مجموعتي هيدروكسي بروبيل وميثيل إيثر في سلسلة السليلوز. والنتيجة مادة شبه صلبة قابلة للذوبان في الماء والمذيبات العضوية، وتُستخدم في تطبيقات متنوعة، منها طلاء الأقراص ومكثفات الأغذية، وغيرها.

تعتمد لزوجة HPMC على تركيز المادة ودرجة الحرارة التي تتعرض لها. عمومًا، تنخفض لزوجة HPMC بزيادة التركيز. هذا يعني أن التركيزات الأعلى من HPMC تؤدي إلى لزوجة أقل، والعكس صحيح.

ومع ذلك، فإن العلاقة العكسية بين اللزوجة ودرجة الحرارة أكثر تعقيدًا. وكما ذكرنا سابقًا، تزداد لزوجة HPMC بانخفاض درجة الحرارة. هذا يعني أنه عند تعرضها لدرجات حرارة منخفضة، تقل قدرتها على التدفق وتصبح أكثر لزوجة. وبالمثل، عند تعرضها لدرجات حرارة عالية، تزداد قدرتها على التدفق وتنخفض لزوجتها.

هناك عوامل مختلفة تؤثر على العلاقة بين درجة الحرارة واللزوجة في مركبات HPMC. على سبيل المثال، يمكن للمواد المذابة الأخرى الموجودة في السائل أن تؤثر على اللزوجة، وكذلك الرقم الهيدروجيني (pH). ومع ذلك، توجد علاقة عكسية بين اللزوجة ودرجة الحرارة في مركبات HPMC، وذلك بسبب تأثير درجة الحرارة على الروابط الهيدروجينية والتفاعلات الجزيئية لسلاسل السليلوز في هذه المركبات.

عند تعريض مركبات HPMC لدرجات حرارة منخفضة، تصبح سلاسل السليلوز أكثر صلابة، مما يؤدي إلى زيادة الروابط الهيدروجينية. هذه الروابط الهيدروجينية تزيد من مقاومة المادة للتدفق، وبالتالي تزيد من لزوجتها. على العكس، عند تعريض مركبات HPMC لدرجات حرارة عالية، تصبح سلاسل السليلوز أكثر مرونة، مما يؤدي إلى تقليل الروابط الهيدروجينية. هذا يقلل من مقاومة المادة للتدفق، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة.

تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من وجود علاقة عكسية عادةً بين اللزوجة ودرجة حرارة HPMC، إلا أن هذا لا ينطبق دائمًا على جميع أنواع HPMC. قد تختلف العلاقة الدقيقة بين اللزوجة ودرجة الحرارة باختلاف عملية التصنيع ونوع HPMC المستخدم.

HPMC مادة متعددة الاستخدامات، تُستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات لخصائصها المُكثِّفة والمُستحلبة. تعتمد لزوجة HPMC على عدة عوامل، منها تركيز المادة ودرجة الحرارة التي تتعرض لها. وبشكل عام، تتناسب لزوجة HPMC عكسيًا مع درجة الحرارة، أي أنه كلما انخفضت درجة الحرارة، زادت اللزوجة. ويعود ذلك إلى تأثير درجة الحرارة على الروابط الهيدروجينية والتفاعلات الجزيئية لسلاسل السليلوز داخل HPMC.