Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC)ir ūdenī šķīstošs polimēru materiāls, ko plaši izmanto farmācijas, būvniecības, pārtikas, kosmētikas un citās jomās. Tās viskozitātes īpašība ir svarīgs parametrs, lai izmērītu tā reoloģisko uzvedību dažādās vidēs. Izpratne par HPMC ūdens šķīduma viskozitātes īpašībām palīdz mums labāk izprast tā uzvedību un darbību dažādās lietojumprogrammās.
1. HPMC ķīmiskā struktūra un īpašības
HPMC iegūst, ķīmiski modificējot dabisko celulozi, kas galvenokārt veidojas celulozes molekulu hidroksipropilēšanā un metilēšanā. HPMC ķīmiskajā struktūrā metilgrupu (-OCH₃) un hidroksipropilgrupu (-OCH₂CHOHCH₃) ieviešana padara to ūdenī šķīstošu un ar labu viskozitātes regulēšanas spēju. Tā ūdens šķīduma viskozitāti dažādās koncentrācijās un temperatūrās ietekmē daudzi faktori, piemēram, molekulmasa, aizvietošanas pakāpe, šķīduma koncentrācija utt.
2. Saistība starp viskozitāti un koncentrāciju
AnxinCel®HPMC ūdens šķīduma viskozitāte parasti palielinās, palielinoties koncentrācijai. Tas ir tāpēc, ka augstākās koncentrācijās tiek uzlabota mijiedarbība starp molekulām, kā rezultātā palielinās plūsmas pretestība. Tomēr HPMC šķīdības un viskozitātes īpašības ūdenī ietekmē arī molekulmasa. HPMC ar augstu molekulmasu parasti uzrāda augstāku viskozitāti, savukārt zema molekulmasa ir salīdzinoši zema.
Zemās koncentrācijās: HPMC šķīdumam ir zemāka viskozitāte zemākās koncentrācijās (piemēram, zem 0,5%). Šajā laikā mijiedarbība starp molekulām ir vāja un plūstamība ir laba. To parasti izmanto tādos lietojumos kā pārklājumi un zāļu ilgstoša izdalīšanās.
Augstās koncentrācijās: augstākās koncentrācijās (piemēram, 2% vai vairāk) HPMC ūdens šķīduma viskozitāte ievērojami palielinās, parādot īpašības, kas līdzīgas koloidālajiem šķīdumiem. Šajā laikā šķīduma plūstamība ir pakļauta lielākai pretestībai.
3. Saistība starp viskozitāti un temperatūru
HPMC ūdens šķīduma viskozitāte ir ļoti jutīga pret temperatūru. Paaugstinoties temperatūrai, kustība starp ūdens molekulām palielinās, un mijiedarbība starp HPMC molekulām kļūst vājāka, kā rezultātā samazinās viskozitāte. Šis raksturlielums ļauj HPMC lietošanai dažādās temperatūrās parādīt spēcīgu regulējamību. Piemēram, augstas temperatūras apstākļos HPMC viskozitāte parasti samazinās, kas ir īpaši svarīgi farmaceitiskajā procesā, īpaši zāļu ilgstošas darbības zāļu formās, kur temperatūras izmaiņas var ietekmēt šķīduma stabilitāti un iedarbību.
4. pH ietekme uz viskozitāti
HPMC ūdens šķīduma viskozitāti var ietekmēt arī šķīduma pH vērtība. Lai gan HPMC ir nejonu viela, tās hidrofilitāti un viskozitātes īpašības galvenokārt ietekmē molekulārā struktūra un šķīduma vide. Tomēr ārkārtīgi skābos vai sārmainos apstākļos HPMC šķīdība un molekulārā struktūra var mainīties, tādējādi ietekmējot viskozitāti. Piemēram, skābos apstākļos HPMC šķīdība var būt nedaudz vājināta, kā rezultātā palielinās viskozitāte; savukārt sārmainos apstākļos dažu HPMC hidrolīze var izraisīt tā molekulmasas samazināšanos, tādējādi samazinot tā viskozitāti.
5. Molekulmasa un viskozitāte
Molekulmasa ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē HPMC ūdens šķīduma viskozitāti. Lielāka molekulmasa palielina savstarpējo saķeri un šķērssavienojumu starp molekulām, kā rezultātā palielinās viskozitāte. Zemas molekulmasas AnxinCel®HPMC ir labāka šķīdība ūdenī un zemāka viskozitāte. Dažādām pielietojuma prasībām parasti ir jāizvēlas HPMC ar atšķirīgu molekulmasu. Piemēram, pārklājumos un līmēs augstas molekulmasas HPMC parasti izvēlas labākai adhēzijai un plūstamībai; savukārt farmaceitiskajos preparātos zemas molekulmasas HPMC var izmantot, lai kontrolētu zāļu izdalīšanās ātrumu.
6. Bīdes ātruma un viskozitātes saistība
HPMC ūdens šķīduma viskozitāte parasti mainās līdz ar bīdes ātrumu, parādot tipisku pseidoplastisku reoloģisko uzvedību. Pseidoplastiskais šķidrums ir šķidrums, kura viskozitāte pakāpeniski samazinās, palielinoties bīdes ātrumam. Šis raksturlielums ļauj HPMC šķīdumam saglabāt augstu viskozitāti pie zema bīdes ātruma un uzlabot plūstamību pie lielāka bīdes ātruma. Piemēram, pārklājumu rūpniecībā HPMC šķīdumam bieži vien ir jāuzrāda augstāka viskozitāte pie mazāka bīdes ātruma, lai nodrošinātu pārklājuma saķeri un izlīdzināšanu, savukārt būvniecības procesā ir nepieciešams palielināt bīdes ātrumu, lai tas būtu šķidrāks.
7. HPMC pielietojuma un viskozitātes raksturlielumi
Viskozitātes raksturlielumiHPMCpadara to plaši izmantotu daudzās jomās. Piemēram, farmācijas rūpniecībā HPMC bieži izmanto kā zāļu ilgstošas darbības līdzekli, un tā viskozitātes regulēšanu izmanto, lai kontrolētu zāļu izdalīšanās ātrumu; būvniecības nozarē HPMC izmanto kā biezinātāju, lai uzlabotu javas un līmju apstrādājamību un plūstamību; pārtikas rūpniecībā HPMC var izmantot kā biezinātāju, emulgatoru un stabilizatoru, lai uzlabotu pārtikas garšu un izskatu.
AnxinCel®HPMC ūdens šķīduma viskozitātes raksturlielumi ir atslēga tā pielietošanai dažādās jomās. Izpratne par tā saistību ar tādiem faktoriem kā koncentrācija, temperatūra, pH, molekulmasa un bīdes ātrums ir ļoti svarīga, lai optimizētu produkta veiktspēju un uzlabotu lietošanas efektus.
Izlikšanas laiks: 27. janvāris 2025