هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC)هو بوليمر قابل للذوبان في الماء، يُستخدم عادةً في الصناعات الدوائية والغذائية ومستحضرات التجميل والبناء. يلعب محتوى الرطوبة في HPMC دورًا حاسمًا في معالجته واستقراره، إذ يؤثر على خصائصه الريولوجية وذوبانه ومدة صلاحيته. يُعد فهم محتوى الرطوبة أمرًا بالغ الأهمية لصياغته وتخزينه واستخدامه النهائي.
محتوى الرطوبة في HPMC
يُحدَّد محتوى الرطوبة في AnxinCel®HPMC عادةً بناءً على ظروف المعالجة ونوع البوليمر المُستخدَم. يختلف محتوى الرطوبة باختلاف المادة الخام، وظروف التخزين، وعملية التجفيف. ويُعبَّر عنه عادةً كنسبة مئوية من وزن العينة قبل التجفيف وبعده. في التطبيقات الصناعية، يُعدّ محتوى الرطوبة بالغ الأهمية، إذ قد تُؤدي الرطوبة الزائدة إلى تدهور HPMC أو تكتله أو انخفاض أدائه.
يتراوح محتوى الرطوبة في HPMC بين 5% و12%، مع أن النطاق النموذجي يتراوح بين 7% و10%. يمكن تحديد محتوى الرطوبة بتجفيف العينة عند درجة حرارة محددة (مثل 105 درجة مئوية) حتى تصل إلى وزن ثابت. يمثل الفرق بين الوزن قبل التجفيف وبعده محتوى الرطوبة.
العوامل المؤثرة على محتوى الرطوبة في HPMC
يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على محتوى الرطوبة في HPMC:
الرطوبة وظروف التخزين:
يمكن أن تؤدي الرطوبة العالية أو ظروف التخزين غير المناسبة إلى زيادة محتوى الرطوبة في HPMC.
يعتبر HPMC مادة استرطابية، وهذا يعني أنه يميل إلى امتصاص الرطوبة من الهواء المحيط.
يمكن أن يؤدي تغليف المنتج وإغلاقه إلى تقليل امتصاص الرطوبة.
شروط المعالجة:
يمكن أن تؤثر درجة حرارة التجفيف والوقت أثناء التصنيع على محتوى الرطوبة النهائي.
يمكن أن يؤدي التجفيف السريع إلى بقاء الرطوبة، في حين أن التجفيف البطيء قد يؤدي إلى الاحتفاظ بمزيد من الرطوبة.
درجة HPMC:
قد تختلف محتويات الرطوبة في الدرجات المختلفة من HPMC (على سبيل المثال، اللزوجة المنخفضة، أو اللزوجة المتوسطة، أو اللزوجة العالية) قليلاً بسبب الاختلافات في البنية الجزيئية والمعالجة.
مواصفات المورد:
يمكن للموردين توفير HPMC بمحتوى رطوبة محدد يتوافق مع المعايير الصناعية.
محتوى الرطوبة النموذجي لـ HPMC حسب الدرجة
يختلف محتوى الرطوبة في HPMC باختلاف درجته والغرض من استخدامه. فيما يلي جدول يوضح مستويات الرطوبة النموذجية لمختلف درجات HPMC.
| درجة HPMC | اللزوجة (cP) | محتوى الرطوبة (%) | التطبيقات |
| HPMC منخفض اللزوجة | 5 – 50 | 7 – 10 | المستحضرات الصيدلانية (أقراص، كبسولات)، ومستحضرات التجميل |
| HPMC متوسطة اللزوجة | 100 – 400 | 8 – 10 | المستحضرات الصيدلانية (الإطلاق المُتحكم به)، والأغذية، والمواد اللاصقة |
| HPMC عالي اللزوجة | 500 – 2000 | 8 – 12 | البناء (على أساس الأسمنت)، الغذاء (عامل تكثيف) |
| شركة HPMC الصيدلانية | 100 – 4000 | 7 – 9 | أقراص، طلاءات كبسولات، تركيبات هلامية |
| HPMC الصالحة للأكل | 50 – 500 | 7 – 10 | تكثيف الطعام، الاستحلاب، الطلاء |
| درجة البناء HPMC | 400 – 10000 | 8 – 12 | الملاط، المواد اللاصقة، الجص، الخلطات الجافة |
اختبار وتحديد محتوى الرطوبة
هناك عدة طرق قياسية لتحديد محتوى الرطوبة في HPMC. الطريقتان الأكثر شيوعًا هما:
الطريقة الوزنية (الخسارة عند التجفيف، LOD):
هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتحديد محتوى الرطوبة. يوضع وزن معروف من HPMC في فرن تجفيف مُضبط على درجة حرارة 105 درجة مئوية. بعد فترة زمنية محددة (عادةً من ساعتين إلى أربع ساعات)، تُوزن العينة مرة أخرى. يُعطي فرق الوزن محتوى الرطوبة، والذي يُعبَّر عنه كنسبة مئوية من وزن العينة الأولي.
معايرة كارل فيشر:
هذه الطريقة أكثر دقة من طريقة تحديد مستوى الرطوبة (LOD)، وتتضمن تفاعلًا كيميائيًا لقياس محتوى الماء. تُستخدم هذه الطريقة عادةً عند الحاجة إلى تحديد دقيق للرطوبة.
تأثير محتوى الرطوبة على خصائص HPMC
يؤثر محتوى الرطوبة في AnxinCel®HPMC على أدائه في تطبيقات مختلفة:
اللزوجة:يمكن أن يؤثر محتوى الرطوبة على لزوجة محاليل HPMC. قد يؤدي ارتفاع محتوى الرطوبة إلى زيادة اللزوجة في بعض التركيبات، بينما قد يؤدي انخفاض محتوى الرطوبة إلى انخفاض اللزوجة.
الذوبان:يمكن أن تؤدي الرطوبة الزائدة إلى التكتل أو انخفاض قابلية ذوبان HPMC في الماء، مما يجعلها أقل فعالية في تطبيقات معينة، مثل تركيبات الإطلاق المتحكم بها في صناعة الأدوية.
استقرار:عادةً ما يكون HPMC مستقرًا في الظروف الجافة، إلا أن ارتفاع نسبة الرطوبة قد يؤدي إلى نمو الميكروبات أو تحللها كيميائيًا. لهذا السبب، يُخزن HPMC عادةً في حاويات محكمة الغلق في بيئات منخفضة الرطوبة.
محتوى الرطوبة والتعبئة والتغليف لـ HPMC
نظراً لطبيعتها الاسترطابية، يُعدّ التغليف المناسب ضرورياً لمنع امتصاص الرطوبة من الجو. عادةً ما تُعبأ مادة HPMC في أكياس أو حاويات مقاومة للرطوبة مصنوعة من مواد مثل البولي إيثيلين أو صفائح متعددة الطبقات لحمايتها من الرطوبة. يضمن التغليف بقاء محتوى الرطوبة ضمن النطاق المطلوب أثناء التخزين والنقل.
التحكم في محتوى الرطوبة في التصنيع
أثناء تصنيع HPMC، من المهم مراقبة نسبة الرطوبة والتحكم فيها للحفاظ على جودة المنتج. ويمكن تحقيق ذلك من خلال:
تقنيات التجفيف:يمكن تجفيف HPMC باستخدام الهواء الساخن، أو التجفيف بالتفريغ، أو المجففات الدوارة. يجب تحسين درجة حرارة ومدة التجفيف لتجنب نقص التجفيف (نسبة رطوبة عالية) أو الإفراط في التجفيف (الذي قد يؤدي إلى التدهور الحراري).
الرقابة البيئية:من الضروري الحفاظ على بيئة مُتحكم بها ورطوبة منخفضة في منطقة الإنتاج. قد يشمل ذلك استخدام أجهزة إزالة الرطوبة، وتكييف الهواء، واستخدام أجهزة استشعار الرطوبة لمراقبة الظروف الجوية أثناء المعالجة.
نسبة الرطوبة في HPMCتتراوح نسبة الرطوبة عادةً بين 7% و10%، مع أنها قد تختلف باختلاف الدرجة والاستخدام وظروف التخزين. يُعد محتوى الرطوبة معيارًا مهمًا يؤثر على الخواص الريولوجية وذوبانية واستقرار AnxinCel®HPMC. لذا، يتعين على المصنّعين وواضعي التركيبات التحكم في محتوى الرطوبة ومراقبته بعناية لضمان الأداء الأمثل في تطبيقاتهم الخاصة.
وقت النشر: ٢٠ يناير ٢٠٢٥