Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) табиғи целлюлозаның химиялық модификациясы арқылы алынған иондық емес суда еритін полимерлі қосылыс болып табылады. Ол тамақ, медицина, косметика және құрылыс өнеркәсібінде, әсіресе фармацевтикалық препараттарда желім, қоюлатқыш, эмульгатор және суспензия ретінде кеңінен қолданылады. Қолдану процесінде HPMC су ерітіндісінің тұтқырлық сипаттамалары оның әртүрлі салалардағы өнімділігі үшін өте маңызды.
1. Гидроксипропилметилцеллюлозаның құрылымы мен қасиеттері
HPMC молекулалық құрылымында екі алмастырушы топ бар, гидроксипропил (-CH₂CHOHCH₃) және метил (-OCH₃), бұл оның суда жақсы ерігіштігі мен модификациялық қабілетіне ие етеді. HPMC молекулалық тізбегі белгілі бір қатаң құрылымға ие, бірақ ол сонымен қатар су ерітіндісінде үш өлшемді желі құрылымын құра алады, нәтижесінде тұтқырлықтың жоғарылауы. Ерітіндінің тұтқырлығына оның молекулалық салмағы, орынбасушы түрі және орынбасу дәрежесі (яғни, гидроксипропил және әр бірліктің метил алмастыру дәрежесі) маңызды әсер етеді.
2. Сулы ерітіндінің тұтқырлық сипаттамалары
HPMC су ерітіндісінің тұтқырлық сипаттамалары еріткіштің концентрациясы, молекулалық салмағы, температурасы және рН мәні сияқты факторлармен тығыз байланысты. Әдетте, HPMC сулы ерітіндісінің тұтқырлығы оның концентрациясы жоғарылаған сайын артады. Оның тұтқырлығы Ньютондық емес реологиялық мінез-құлықты көрсетеді, яғни ығысу жылдамдығы артқан сайын ерітіндінің тұтқырлығы бірте-бірте азайып, ығысудың жіңішкеру құбылысын көрсетеді.
(1) Шоғырланудың әсері
HPMC сулы ерітіндісінің тұтқырлығы мен оның концентрациясы арасында белгілі бір байланыс бар. HPMC концентрациясы жоғарылаған сайын сулы ерітіндідегі молекулалық өзара әрекеттесу күшейеді, ал молекулалық тізбектердің шатасуы және айқаспалы байланысы күшейеді, нәтижесінде ерітіндінің тұтқырлығы артады. Төмен концентрацияларда HPMC сулы ерітіндісінің тұтқырлығы концентрацияның жоғарылауымен сызықты түрде артады, бірақ жоғары концентрацияларда ерітіндінің тұтқырлығының өсуі тегіс болуға бейім және тұрақты мәнге жетеді.
(2) Молекулалық салмақтың әсері
HPMC молекулалық салмағы оның сулы ерітіндісінің тұтқырлығына тікелей әсер етеді. Молекулярлық салмағы жоғары HPMC ұзағырақ молекулалық тізбектерге ие және сулы ерітіндіде неғұрлым күрделі үш өлшемді желі құрылымын құра алады, нәтижесінде тұтқырлық жоғары болады. Керісінше, молекулалық салмағы төмен HPMC қысқа молекулярлық тізбектерге байланысты бос желі құрылымына және төмен тұтқырлыққа ие. Сондықтан, қолдану кезінде идеалды тұтқырлық әсеріне қол жеткізу үшін қолайлы молекулалық салмағы бар HPMC таңдау өте маңызды.
(3) Температураның әсері
Температура HPMC су ерітіндісінің тұтқырлығына әсер ететін маңызды фактор болып табылады. Температура жоғарылаған сайын су молекулаларының қозғалысы күшейеді және әдетте ерітіндінің тұтқырлығы төмендейді. Өйткені температура көтерілген кезде HPMC молекулалық тізбегінің еркіндігі артып, молекулалар арасындағы әрекеттесу әлсірейді, сөйтіп ерітіндінің тұтқырлығы төмендейді. Дегенмен, HPMC әртүрлі партиялар немесе брендтердің температураға жауабы да әртүрлі болуы мүмкін, сондықтан температура жағдайларын арнайы қолданба талаптарына сәйкес реттеу қажет.
(4) рН мәнінің әсері
HPMC өзі иондық емес қосылыс болып табылады және оның сулы ерітіндісінің тұтқырлығы рН өзгеруіне сезімтал. HPMC қышқыл немесе бейтарап орталарда салыстырмалы түрде тұрақты тұтқырлық сипаттамаларын көрсетсе де, HPMC ерігіштігі мен тұтқырлығы өте қышқыл немесе сілтілі ортада әсер етеді. Мысалы, күшті қышқыл немесе күшті сілтілі жағдайларда HPMC молекулалары ішінара ыдырауы мүмкін, осылайша оның сулы ерітіндісінің тұтқырлығы төмендейді.
3. HPMC су ерітіндісінің тұтқырлық сипаттамаларының реологиялық талдауы
HPMC су ерітіндісінің реологиялық әрекеті әдетте Ньютондық емес сұйықтық сипаттамаларын көрсетеді, бұл оның тұтқырлығы ерітінді концентрациясы және молекулалық салмақ сияқты факторларға ғана емес, сонымен қатар ығысу жылдамдығына байланысты екенін білдіреді. Жалпы айтқанда, төмен ығысу жылдамдығында HPMC су ерітіндісі жоғары тұтқырлықты көрсетеді, ал ығысу жылдамдығы жоғарылаған сайын тұтқырлық төмендейді. Бұл мінез-құлық «жіңішкерту» немесе «жіңішкерту» деп аталады және көптеген практикалық қолданбаларда өте маңызды. Мысалы, жабындар, фармацевтикалық препараттар, тамақ өнімдерін өңдеу және т.б. салаларда HPMC-тің ығысу жұқарту сипаттамалары төмен жылдамдықты қолдану кезінде жоғары тұтқырлықтың сақталуын қамтамасыз ете алады және ол жоғары жылдамдықты кесу жағдайында оңайырақ ағып кетуі мүмкін.
4. HPMC су ерітіндісінің тұтқырлығына әсер ететін басқа факторлар
(1) Тұздың әсері
Тұздың еріген заттарын қосу (мысалы, натрий хлориді) HPMC су ерітіндісінің тұтқырлығын арттыруы мүмкін. Өйткені тұз ерітіндінің иондық күшін өзгерту арқылы молекулалар арасындағы өзара әрекеттесуді күшейте алады, осылайша HPMC молекулалары ықшам желі құрылымын құрайды, осылайша тұтқырлықты арттырады. Дегенмен, тұз түрі мен концентрациясының тұтқырлыққа әсері де нақты жағдайларға сәйкес реттелуі керек.
(2) Басқа қоспалардың әсері
HPMC су ерітіндісіне басқа қоспаларды (мысалы, беттік белсенді заттар, полимерлер және т.б.) қосу да тұтқырлыққа әсер етеді. Мысалы, беттік белсенді заттар HPMC тұтқырлығын төмендетуі мүмкін, әсіресе БАЗ концентрациясы жоғары болған кезде. Сонымен қатар, белгілі бір полимерлер немесе бөлшектер де HPMC-пен әрекеттесіп, оның ерітіндісінің реологиялық қасиеттерін өзгерте алады.
Тұтқырлық сипаттамаларыгидроксипропилметилцеллюлоза сулы ерітіндіге көптеген факторлар әсер етеді, соның ішінде концентрация, молекулалық салмақ, температура, рН мәні және т.б. HPMC су ерітіндісі әдетте Ньютондық емес реологиялық қасиеттерді көрсетеді, жақсы қалыңдату және ығысу жіңішкеру қасиеттеріне ие және әртүрлі өнеркәсіптік және фармацевтикалық салаларда кеңінен қолданылады. Осы тұтқырлық сипаттамаларын түсіну және меңгеру HPMC-ті әртүрлі қолданбаларда оңтайландыруға көмектеседі. Практикалық қолданбаларда мінсіз тұтқырлық пен реологиялық қасиеттерді алу үшін арнайы қажеттіліктерге сәйкес HPMC типінің сәйкес түрі мен процесс шарттары таңдалуы керек.
Жіберу уақыты: 01 наурыз 2025 ж