Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC)je ve vodě rozpustný polymerní materiál široce používaný ve farmacii, stavebnictví, potravinářství, kosmetice a dalších oborech. Jeho viskozitní vlastnost je důležitým parametrem pro měření jeho reologického chování v různých prostředích. Pochopení viskozitní vlastnosti vodného roztoku HPMC nám pomáhá lépe porozumět jeho chování a funkci v různých aplikacích.
1. Chemická struktura a vlastnosti HPMC
HPMC se získává chemickou modifikací přírodní celulózy, tvořené převážně hydroxypropylací a methylací molekul celulózy. V chemické struktuře HPMC je díky zavedení methylových (-OCH3) a hydroxypropylových (-OCH2CHOHCH3) skupin rozpustná ve vodě a má dobrou schopnost upravovat viskozitu. Viskozitní výkon jeho vodného roztoku při různých koncentracích a teplotách je ovlivněn mnoha faktory, jako je molekulová hmotnost, stupeň substituce, koncentrace roztoku atd.
2. Vztah mezi viskozitou a koncentrací
Viskozita vodného roztoku AnxinCel®HPMC se obvykle zvyšuje se zvyšující se koncentrací. Je to proto, že při vyšších koncentracích je interakce mezi molekulami zesílena, což má za následek zvýšený odpor proudění. Rozpustnost a viskozitní charakteristiky HPMC ve vodě jsou však také ovlivněny molekulovou hmotností. HPMC s vysokou molekulovou hmotností obvykle vykazuje vyšší viskozitu, zatímco nízká molekulová hmotnost je relativně nízká.
Při nízkých koncentracích: Roztok HPMC vykazuje nižší viskozitu při nižších koncentracích (např. pod 0,5 %). V tomto okamžiku je interakce mezi molekulami slabá a tekutost je dobrá. Obvykle se používá v aplikacích, jako jsou povlaky a léčiva s prodlouženým uvolňováním.
Při vysokých koncentracích: Při vyšších koncentracích (jako jsou 2 % nebo vyšší) se viskozita vodného roztoku HPMC významně zvyšuje a vykazuje vlastnosti podobné koloidním roztokům. V této době je tekutost roztoku vystavena většímu odporu.
3. Vztah mezi viskozitou a teplotou
Viskozita vodného roztoku HPMC je velmi citlivá na teplotu. S rostoucí teplotou se zvyšuje pohyb mezi molekulami vody a interakce mezi molekulami HPMC se stává slabší, což má za následek snížení viskozity. Tato vlastnost způsobuje, že aplikace HPMC při různých teplotách vykazuje vysokou přizpůsobivost. Například za podmínek vysoké teploty se viskozita HPMC obvykle snižuje, což je zvláště důležité ve farmaceutickém procesu, zejména v lékových formách s prodlouženým uvolňováním léčiva, kde změny teploty mohou ovlivnit stabilitu a účinek roztoku.
4. Vliv pH na viskozitu
Viskozita vodného roztoku HPMC může být také ovlivněna hodnotou pH roztoku. Ačkoli je HPMC neiontová látka, její hydrofilnost a viskozitní vlastnosti jsou ovlivněny především molekulární strukturou a prostředím roztoku. Avšak za extrémně kyselých nebo alkalických podmínek se rozpustnost a molekulární struktura HPMC může změnit, a tak ovlivnit viskozitu. Například za kyselých podmínek může být rozpustnost HPMC mírně oslabena, což má za následek zvýšenou viskozitu; zatímco za alkalických podmínek může hydrolýza některých HPMC způsobit snížení její molekulové hmotnosti, čímž se sníží její viskozita.
5. Molekulová hmotnost a viskozita
Molekulová hmotnost je jedním z důležitých faktorů ovlivňujících viskozitu vodného roztoku HPMC. Vyšší molekulová hmotnost zvyšuje zapletení a zesíťování mezi molekulami, což má za následek zvýšenou viskozitu. Nízkomolekulární AnxinCel®HPMC má lepší rozpustnost ve vodě a nižší viskozitu. Různé aplikační požadavky obvykle vyžadují výběr HPMC s různými molekulovými hmotnostmi. Například v nátěrech a lepidlech se pro lepší adhezi a tekutost obvykle volí HPMC s vysokou molekulovou hmotností; zatímco ve farmaceutických přípravcích lze pro řízení rychlosti uvolňování léčiv použít HPMC s nízkou molekulovou hmotností.
6. Vztah mezi smykovou rychlostí a viskozitou
Viskozita vodného roztoku HPMC se obvykle mění se smykovou rychlostí a vykazuje typické pseudoplastické reologické chování. Pseudoplastická tekutina je tekutina, jejíž viskozita postupně klesá s rostoucí smykovou rychlostí. Tato charakteristika umožňuje řešení HPMC udržovat vysokou viskozitu při nízké smykové rychlosti při aplikaci a zvyšovat tekutost při vyšší smykové rychlosti. Například v průmyslu nátěrových hmot musí roztok HPMC často vykazovat vyšší viskozitu při nižší smykové rychlosti, když je aplikován, aby byla zajištěna přilnavost a vyrovnání nátěru, zatímco během stavebního procesu je nutné zvýšit smykovou rychlost, aby byl tekutější.
7. Aplikace a viskozitní charakteristiky HPMC
Viskozitní charakteristikyHPMCaby byl široce používán v mnoha oblastech. Například ve farmaceutickém průmyslu se HPMC často používá jako léčivo s prodlouženým uvolňováním a jeho regulace viskozity se používá k řízení rychlosti uvolňování léčiva; ve stavebnictví se HPMC používá jako zahušťovadlo pro zlepšení zpracovatelnosti a tekutosti malty a lepidel; v potravinářském průmyslu lze HPMC použít jako zahušťovadlo, emulgátor a stabilizátor pro zlepšení chuti a vzhledu potravin.
Viskozitní charakteristiky vodného roztoku AnxinCel®HPMC jsou klíčem k jeho použití v různých oblastech. Pochopení jeho vztahu s faktory, jako je koncentrace, teplota, pH, molekulová hmotnost a smyková rychlost, má velký význam pro optimalizaci výkonu produktu a zlepšení aplikačních účinků.
Čas odeslání: 27. ledna 2025