Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ialah sebatian polimer larut air bukan ionik yang diperolehi melalui pengubahsuaian kimia selulosa semula jadi. Ia digunakan secara meluas dalam industri makanan, perubatan, kosmetik dan pembinaan, terutamanya sebagai pelekat, pemekat, pengemulsi dan agen penggantungan dalam persediaan farmaseutikal. Dalam proses permohonan, ciri kelikatan larutan akueus HPMC adalah penting untuk prestasinya dalam bidang yang berbeza.
1. Struktur dan sifat hidroksipropil metilselulosa
Struktur molekul HPMC mengandungi dua kumpulan substituen, hidroksipropil (-CH₂CHOHCH₃) dan metil (-OCH₃), yang menjadikannya mempunyai keterlarutan air yang baik dan keupayaan pengubahsuaian. Rantai molekul HPMC mempunyai struktur tegar tertentu, tetapi ia juga boleh membentuk struktur rangkaian tiga dimensi dalam larutan akueus, mengakibatkan peningkatan kelikatan. Berat molekulnya, jenis substituen dan darjah penggantian (iaitu, darjah penggantian hidroksipropil dan metil setiap unit) mempunyai pengaruh penting ke atas kelikatan larutan.
2. Ciri kelikatan larutan akueus
Ciri-ciri kelikatan larutan akueus HPMC berkait rapat dengan faktor-faktor seperti kepekatan, berat molekul, suhu dan nilai pH pelarut. Secara amnya, kelikatan larutan akueus HPMC meningkat dengan peningkatan kepekatannya. Kelikatannya menunjukkan tingkah laku reologi bukan Newtonian, iaitu, apabila kadar ricih meningkat, kelikatan larutan secara beransur-ansur berkurangan, menunjukkan fenomena penipisan ricih.
(1) Kesan penumpuan
Terdapat hubungan tertentu antara kelikatan larutan akueus HPMC dan kepekatannya. Apabila kepekatan HPMC meningkat, interaksi molekul dalam larutan akueus dipertingkatkan, dan kekusutan dan penghubung silang rantai molekul meningkat, mengakibatkan peningkatan dalam kelikatan larutan. Pada kepekatan yang lebih rendah, kelikatan larutan akueus HPMC meningkat secara linear dengan peningkatan kepekatan, tetapi pada kepekatan yang lebih tinggi, pertumbuhan kelikatan larutan cenderung menjadi rata dan mencapai nilai yang stabil.
(2) Kesan berat molekul
Berat molekul HPMC secara langsung mempengaruhi kelikatan larutan akueusnya. HPMC dengan berat molekul yang lebih tinggi mempunyai rantai molekul yang lebih panjang dan boleh membentuk struktur rangkaian tiga dimensi yang lebih kompleks dalam larutan akueus, menghasilkan kelikatan yang lebih tinggi. Sebaliknya, HPMC dengan berat molekul yang lebih rendah mempunyai struktur rangkaian yang lebih longgar dan kelikatan yang lebih rendah kerana rantai molekulnya yang lebih pendek. Oleh itu, apabila memohon, adalah sangat penting untuk memilih HPMC dengan berat molekul yang sesuai untuk mencapai kesan kelikatan yang ideal.
(3) Kesan suhu
Suhu adalah faktor penting yang mempengaruhi kelikatan larutan akueus HPMC. Apabila suhu meningkat, pergerakan molekul air meningkat dan kelikatan larutan biasanya berkurangan. Ini kerana apabila suhu meningkat, kebebasan rantai molekul HPMC meningkat dan interaksi antara molekul menjadi lemah, seterusnya mengurangkan kelikatan larutan. Walau bagaimanapun, tindak balas HPMC daripada kumpulan atau jenama yang berbeza kepada suhu juga mungkin berbeza-beza, jadi keadaan suhu perlu diselaraskan mengikut keperluan aplikasi tertentu.
(4) Kesan nilai pH
HPMC sendiri ialah sebatian bukan ionik, dan kelikatan larutan akueusnya adalah sensitif kepada perubahan pH. Walaupun HPMC mempamerkan ciri kelikatan yang agak stabil dalam persekitaran berasid atau neutral, keterlarutan dan kelikatan HPMC akan terjejas dalam persekitaran yang sangat berasid atau beralkali. Sebagai contoh, dalam keadaan asid kuat atau beralkali kuat, molekul HPMC mungkin terdegradasi sebahagiannya, dengan itu mengurangkan kelikatan larutan akueusnya.
3. Analisis reologi ciri kelikatan larutan akueus HPMC
Tingkah laku reologi larutan akueus HPMC biasanya menunjukkan ciri bendalir bukan Newtonian, yang bermaksud bahawa kelikatannya bukan sahaja berkaitan dengan faktor seperti kepekatan larutan dan berat molekul, tetapi juga kepada kadar ricih. Secara umumnya, pada kadar ricih yang rendah, larutan akueus HPMC menunjukkan kelikatan yang lebih tinggi, manakala apabila kadar ricih meningkat, kelikatan berkurangan. Tingkah laku ini dipanggil "penipisan ricih" atau "penipisan ricih" dan sangat penting dalam banyak aplikasi praktikal. Sebagai contoh, dalam bidang salutan, persediaan farmaseutikal, pemprosesan makanan, dan lain-lain, ciri-ciri penipisan ricih HPMC boleh memastikan bahawa kelikatan tinggi dikekalkan semasa aplikasi berkelajuan rendah, dan ia boleh mengalir dengan lebih mudah di bawah keadaan ricih berkelajuan tinggi.
4. Faktor lain yang mempengaruhi kelikatan larutan akueus HPMC
(1) Kesan garam
Penambahan garam terlarut (seperti natrium klorida) boleh meningkatkan kelikatan larutan akueus HPMC. Ini kerana garam boleh meningkatkan interaksi antara molekul dengan mengubah kekuatan ionik larutan, supaya molekul HPMC membentuk struktur rangkaian yang lebih padat, dengan itu meningkatkan kelikatan. Walau bagaimanapun, kesan jenis garam dan kepekatan terhadap kelikatan juga perlu diselaraskan mengikut keadaan tertentu.
(2) Kesan bahan tambahan lain
Menambah bahan tambahan lain (seperti surfaktan, polimer, dll.) pada larutan akueus HPMC juga akan menjejaskan kelikatan. Sebagai contoh, surfaktan boleh mengurangkan kelikatan HPMC, terutamanya apabila kepekatan surfaktan tinggi. Selain itu, polimer atau zarah tertentu juga boleh berinteraksi dengan HPMC dan mengubah sifat reologi larutannya.
Ciri-ciri kelikatan bagihidroksipropil metilselulosa larutan akueus dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk kepekatan, berat molekul, suhu, nilai pH, dll. Larutan akueus HPMC biasanya mempamerkan sifat reologi bukan Newtonian, mempunyai sifat penebalan dan penipisan ricih yang baik, dan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang perindustrian dan farmaseutikal. Memahami dan menguasai ciri kelikatan ini akan membantu mengoptimumkan penggunaan HPMC dalam aplikasi yang berbeza. Dalam aplikasi praktikal, jenis dan keadaan proses HPMC yang sesuai hendaklah dipilih mengikut keperluan khusus untuk mendapatkan sifat kelikatan dan reologi yang ideal.
Masa siaran: Mac-01-2025