Хидроксипропил метилцелулоза (НРМС)е водоразтворим полимерен материал, широко използван във фармацевтиката, строителството, храните, козметиката и други области. Свойството му на вискозитет е важен параметър за измерване на неговото реологично поведение при различни среди. Разбирането на свойството вискозитет на HPMC воден разтвор ни помага да разберем по-добре поведението и функцията му в различни приложения.
1. Химическа структура и свойства на HPMC
HPMC се получава чрез химическа модификация на естествена целулоза, образувана главно чрез хидроксипропилиране и метилиране на целулозни молекули. В химическата структура на HPMC, въвеждането на метил (-OCH3) и хидроксипропил (-OCH₂CHOHCH3) групи го прави водоразтворим и има добра способност за регулиране на вискозитета. Вискозитетът на неговия воден разтвор при различни концентрации и температури се влияе от много фактори като молекулно тегло, степен на заместване, концентрация на разтвора и др.
2. Връзка между вискозитет и концентрация
Вискозитетът на водния разтвор AnxinCel®HPMC обикновено се увеличава с увеличаване на концентрацията. Това е така, защото при по-високи концентрации взаимодействието между молекулите се засилва, което води до повишено съпротивление на потока. Въпреки това, характеристиките на разтворимост и вискозитет на HPMC във вода също се влияят от молекулното тегло. HPMC с високо молекулно тегло обикновено показва по-висок вискозитет, докато ниското молекулно тегло е относително ниско.
При ниски концентрации: HPMC разтворът показва по-нисък вискозитет при по-ниски концентрации (като под 0,5%). По това време взаимодействието между молекулите е слабо и течливостта е добра. Обикновено се използва в приложения като покрития и продължително освобождаване на лекарства.
При високи концентрации: При по-високи концентрации (като 2% или по-високи), вискозитетът на водния разтвор на HPMC се увеличава значително, показвайки свойства, подобни на колоидните разтвори. По това време течливостта на разтвора е обект на по-голямо съпротивление.
3. Връзка между вискозитет и температура
Вискозитетът на HPMC водния разтвор е много чувствителен към температурата. С повишаването на температурата движението между водните молекули се увеличава и взаимодействието между HPMC молекулите става по-слабо, което води до намаляване на вискозитета. Тази характеристика прави прилагането на HPMC при различни температури да показва силна регулируемост. Например, при условия на висока температура, вискозитетът на НРМС обикновено намалява, което е особено важно във фармацевтичния процес, особено в дозираните форми с продължително освобождаване на лекарства, където температурните промени могат да повлияят на стабилността и ефекта на разтвора.
4. Ефект на pH върху вискозитета
Вискозитетът на водния разтвор на HPMC може също да бъде повлиян от стойността на pH на разтвора. Въпреки че HPMC е нейонно вещество, неговите свойства на хидрофилност и вискозитет се влияят главно от молекулната структура и средата на разтвора. Въпреки това, при изключително киселинни или алкални условия, разтворимостта и молекулярната структура на HPMC могат да се променят, като по този начин повлияят на вискозитета. Например, при киселинни условия, разтворимостта на HPMC може да бъде леко отслабена, което води до повишен вискозитет; докато при алкални условия хидролизата на някои НРМС може да доведе до намаляване на молекулното им тегло, като по този начин се намали неговият вискозитет.
5. Молекулно тегло и вискозитет
Молекулното тегло е един от важните фактори, влияещи върху вискозитета на HPMC воден разтвор. По-високото молекулно тегло увеличава заплитането и кръстосаното свързване между молекулите, което води до повишен вискозитет. AnxinCel®HPMC с ниско молекулно тегло има по-добра разтворимост във вода и по-нисък вискозитет. Различните изисквания за приложение обикновено изискват избор на HPMC с различни молекулни тегла. Например, в покритията и лепилата обикновено се избира HPMC с високо молекулно тегло за по-добра адхезия и течливост; докато във фармацевтичните препарати НРМС с ниско молекулно тегло може да се използва за контролиране на скоростта на освобождаване на лекарствата.
6. Връзка между скорост на срязване и вискозитет
Вискозитетът на водния разтвор на HPMC обикновено се променя със скоростта на срязване, показвайки типично псевдопластично реологично поведение. Псевдопластичната течност е течност, чийто вискозитет постепенно намалява с увеличаване на скоростта на срязване. Тази характеристика позволява на HPMC разтвора да поддържа висок вискозитет при ниска скорост на срязване, когато се прилага, и да подобри течливостта при по-висока скорост на срязване. Например, в производството на покрития, HPMC разтворът често трябва да показва по-висок вискозитет при по-ниска скорост на срязване, когато се прилага, за да се осигури адхезия и изравняване на покритието, докато по време на процеса на изграждане е необходимо да се увеличи скоростта на срязване, за да стане по-течно.
7. Приложение и вискозитетни характеристики на HPMC
Вискозитетните характеристики наHPMCго правят широко използван в много области. Например във фармацевтичната промишленост HPMC често се използва като агент с продължително освобождаване на лекарството и неговата регулация на вискозитета се използва за контролиране на скоростта на освобождаване на лекарството; в строителната индустрия HPMC се използва като сгъстител за подобряване на обработваемостта и течливостта на хоросана и лепилата; в хранително-вкусовата промишленост HPMC може да се използва като сгъстител, емулгатор и стабилизатор за подобряване на вкуса и външния вид на храната.
Вискозитетните характеристики на водния разтвор AnxinCel®HPMC са ключът към приложението му в различни области. Разбирането на връзката му с фактори като концентрация, температура, pH, молекулно тегло и скорост на срязване е от голямо значение за оптимизиране на ефективността на продукта и подобряване на ефектите от приложението.
Време на публикуване: 27 януари 2025 г