HPMC (Hidroksipropil Metilselüloz) tibb, qida, kimya sənayesi və digər sahələrdə geniş istifadə olunan ümumi yarı sintetik polisaxarid polimeridir. Onun həlledici xüsusiyyətləri tədqiqat və tətbiqdə qaynar nöqtələrdən biridir.
1. HPMC-nin molekulyar quruluşu və həll olma xüsusiyyətləri
HPMC sellülozun eterfikasiya modifikasiyası ilə əldə edilən suda həll olunan polimer birləşməsidir. Onun struktur vahidi 1,4-qlikozid bağları ilə bağlanan β-D-qlükozadır. HPMC-nin əsas zəncir quruluşu təbii sellülozadan alınır, lakin onun hidroksil qruplarının bir hissəsi metoksi qrupları (-OCH₃) və hidroksipropil qrupları (-CH₂CH(OH)CH₃) ilə əvəz olunur, buna görə də təbii selülozdan fərqli həll olunma davranışı nümayiş etdirir.
HPMC-nin molekulyar quruluşu onun həll qabiliyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. HPMC-nin əvəzetmə dərəcəsi (DS, Əvəzetmə Dərəcəsi) və molar əvəzetmə (MS, Molar Əvəzetmə) onun həll olma xüsusiyyətlərini müəyyən edən vacib parametrlərdir. Əvəzetmə dərəcəsi nə qədər yüksək olarsa, molekulda daha çox hidroksil qrupu hidrofobik metoksi və ya hidroksipropil qrupları ilə əvəz olunur ki, bu da HPMC-nin üzvi həlledicilərdə həllini artırır və suda həllolma qabiliyyətini azaldır. Əksinə, əvəzetmə dərəcəsi aşağı olduqda, HPMC suda daha hidrofilikdir və həll olunma sürəti daha sürətli olur.
2. HPMC-nin həll olunma mexanizmi
HPMC-nin suda həll olması mürəkkəb fiziki və kimyəvi prosesdir və onun həll mexanizmi əsasən aşağıdakı addımları əhatə edir:
Islatma mərhələsi: HPMC su ilə təmasda olduqda, su molekulları HPMC hissəciklərini sarmaq üçün əvvəlcə HPMC səthində nəmləndirici film əmələ gətirir. Bu prosesdə su molekulları hidrogen bağları vasitəsilə HPMC molekullarındakı hidroksil və metoksi qrupları ilə qarşılıqlı əlaqəyə girərək HPMC molekullarının tədricən islanmasına səbəb olur.
Şişmə mərhələsi: Su molekullarının nüfuz etməsi ilə HPMC hissəcikləri suyu udmağa və şişməyə başlayır, həcmi artır və molekulyar zəncirlər tədricən boşalır. HPMC-nin şişkinlik qabiliyyəti onun molekulyar çəkisi və əvəzedicilərindən təsirlənir. Molekulyar çəki nə qədər böyükdürsə, şişmə müddəti bir o qədər uzundur; əvəzedicinin hidrofilliyi nə qədər güclüdürsə, şişkinlik dərəcəsi də bir o qədər yüksəkdir.
Həlletmə mərhələsi: HPMC molekulları kifayət qədər suyu udduqda, molekulyar zəncirlər hissəciklərdən ayrılmağa başlayır və məhlulda tədricən dağılır. Bu prosesin sürəti temperatur, qarışdırma sürəti və həlledicinin xüsusiyyətləri kimi amillərdən təsirlənir.
HPMC ümumiyyətlə suda, xüsusilə otaq temperaturunda yaxşı həll olur. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, temperatur müəyyən bir səviyyəyə qalxdıqda, HPMC "termal gel" fenomenini nümayiş etdirəcək, yəni temperatur artdıqca həllolma azalır. Bu, yüksək temperaturda su molekullarının intensiv hərəkəti və molekullararası assosiasiyaya və gel strukturunun formalaşmasına səbəb olan HPMC molekulları arasında gücləndirilmiş hidrofobik qarşılıqlı təsir ilə bağlıdır.
3. HPMC-nin həllediciliyinə təsir edən amillər
HPMC-nin həll qabiliyyətinə fiziki və kimyəvi xassələri və xarici şərtlər daxil olmaqla bir çox amillər təsir edir. Əsas amillərə aşağıdakılar daxildir:
Əvəzetmə dərəcəsi: Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, HPMC-nin əvəzedicilərinin növü və sayı onun həll olunma qabiliyyətinə birbaşa təsir göstərir. Əvəzedicilər nə qədər çox olarsa, molekulda hidrofilik qruplar bir o qədər az olar və həlledicilik bir o qədər pis olar. Əksinə, daha az əvəzedici olduqda, HPMC-nin hidrofilliyi artır və həlledicilik daha yaxşı olur.
Molekulyar çəki: HPMC-nin molekulyar çəkisi onun həll olunma vaxtı ilə düz mütənasibdir. Molekulyar çəki nə qədər böyükdürsə, həll prosesi bir o qədər yavaş olur. Bunun səbəbi, böyük molekulyar çəkiyə malik HPMC molekulyar zəncirinin daha uzun olması və molekulların daha sıx bir-birinə qarışması, su molekullarının nüfuz etməsini çətinləşdirir, nəticədə şişkinlik və həll sürəti daha yavaş olur.
Həll temperaturu: Temperatur HPMC-nin həll olunma qabiliyyətinə təsir edən əsas amillərdən biridir. HPMC aşağı temperaturda daha sürətli həll olunur, yüksək temperaturda isə gel əmələ gətirərək həllini azalda bilər. Buna görə də, HPMC yüksək temperaturda jelləşmənin qarşısını almaq üçün adətən aşağı temperaturlu suda hazırlanır.
Həlledici növü: HPMC təkcə suda həll olunmur, həm də müəyyən üzvi həlledicilərdə, məsələn etanol, izopropil spirti və s.-də həll olunur. Üzvi həlledicilərdə həllolma əvəzedicilərin növündən və paylanmasından asılıdır. Normal şəraitdə, HPMC üzvi həlledicilərdə zəif həll olur və həll olunmağa kömək etmək üçün müvafiq miqdarda su əlavə edilməlidir.
pH dəyəri: HPMC məhlulun pH dəyərinə müəyyən dözümlüdür, lakin həddindən artıq turşu və qələvi şəraitdə HPMC-nin həllolma qabiliyyəti təsirlənəcəkdir. Ümumiyyətlə, HPMC 3 ilə 11 arasında olan pH aralığında daha yaxşı həll olur.
4. HPMC-nin müxtəlif sahələrdə tətbiqi
HPMC-nin həll olması onu bir çox sahələrdə faydalı edir:
Əczaçılıq sahəsi: HPMC adətən əczaçılıq tabletləri üçün örtük materialları, yapışdırıcılar və davamlı buraxılan maddələr kimi istifadə olunur. Dərman örtüklərində HPMC dərmanın sabitliyini yaxşılaşdırmaq üçün vahid bir film yarada bilər; davamlı buraxılan formulalarda, HPMC həll sürətinə nəzarət edərək dərmanın buraxılma sürətini tənzimləyir və bununla da uzunmüddətli dərman çatdırılmasına nail olur.
Qida sənayesi: Qida sənayesində HPMC qatılaşdırıcı, emulqator və stabilizator kimi istifadə olunur. HPMC yaxşı suda həll olunma qabiliyyətinə və istilik sabitliyinə malik olduğundan, müxtəlif qidalarda uyğun tekstura və dad təmin edə bilər. Eyni zamanda, HPMC-nin qeyri-ion təbiəti onun digər qida maddələri ilə reaksiya verməsinin qarşısını alır və qidanın fiziki və kimyəvi sabitliyini qoruyur.
Gündəlik kimya sənayesi: HPMC tez-tez şampun, kondisioner və üz kremi kimi məhsullarda qatılaşdırıcı və emulqator kimi istifadə olunur. Suda yaxşı həll olması və qatılaşdırıcı təsiri ona əla istifadə təcrübəsi təmin etməyə imkan verir. Bundan əlavə, HPMC məhsulun funksionallığını artırmaq üçün digər aktiv maddələrlə sinerjiləşə bilər.
Tikinti materialları: Tikinti sənayesində HPMC sement məhlullarında, kafel yapışdırıcılarında və örtüklərində qatılaşdırıcı və su saxlayan vasitə kimi istifadə olunur. HPMC bu materialların iş qabiliyyətini effektiv şəkildə artıra, istifadə müddətini uzada və çatlara qarşı müqavimətini yaxşılaşdıra bilər.
Yaxşı həllolma qabiliyyəti olan bir polimer materialı olaraq, HPMC-nin həll olunma davranışına molekulyar quruluş, temperatur, pH dəyəri və s. kimi bir çox amillər təsir edir. Müxtəlif tətbiq sahələrində HPMC-nin həllolma qabiliyyəti bu amilləri müxtəlif ehtiyacları ödəmək üçün tənzimləməklə optimallaşdırıla bilər. HPMC-nin həllolma qabiliyyəti onun sulu məhlullardakı performansını müəyyən etməklə yanaşı, onun əczaçılıq, qida, gündəlik kimya və tikinti sənayesindəki funksiyalarına da birbaşa təsir göstərir.
Göndərmə vaxtı: 14 oktyabr 2024-cü il