Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC)je vo vode rozpustný polymérny materiál široko používaný vo farmácii, stavebníctve, potravinárstve, kozmetike a iných oblastiach. Jeho viskozitná vlastnosť je dôležitým parametrom na meranie jeho reologického správania v rôznych prostrediach. Pochopenie viskozitnej vlastnosti vodného roztoku HPMC nám pomáha lepšie pochopiť jeho správanie a funkciu v rôznych aplikáciách.
1. Chemická štruktúra a vlastnosti HPMC
HPMC sa získava chemickou modifikáciou prírodnej celulózy, ktorá vzniká hlavne hydroxypropyláciou a metyláciou molekúl celulózy. V chemickej štruktúre HPMC je vďaka zavedeniu metylových (-OCH3) a hydroxypropylových (-OCH2CHOHCH3) skupín rozpustný vo vode a má dobrú schopnosť upravovať viskozitu. Viskozitný výkon jeho vodného roztoku pri rôznych koncentráciách a teplotách je ovplyvnený mnohými faktormi, ako je molekulová hmotnosť, stupeň substitúcie, koncentrácia roztoku atď.
2. Vzťah medzi viskozitou a koncentráciou
Viskozita vodného roztoku AnxinCel®HPMC sa zvyčajne zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou. Je to preto, že pri vyšších koncentráciách je interakcia medzi molekulami posilnená, čo vedie k zvýšenému odporu prúdenia. Rozpustnosť a viskozitné charakteristiky HPMC vo vode sú však tiež ovplyvnené molekulovou hmotnosťou. HPMC s vysokou molekulovou hmotnosťou zvyčajne vykazuje vyššiu viskozitu, zatiaľ čo nízka molekulová hmotnosť je relatívne nízka.
Pri nízkych koncentráciách: Roztok HPMC vykazuje nižšiu viskozitu pri nižších koncentráciách (napríklad pod 0,5 %). V tomto čase je interakcia medzi molekulami slabá a tekutosť je dobrá. Zvyčajne sa používa v aplikáciách, ako sú povlaky a liečivá s predĺženým uvoľňovaním.
Pri vysokých koncentráciách: Pri vyšších koncentráciách (napríklad 2 % alebo vyšších) sa viskozita vodného roztoku HPMC výrazne zvyšuje a vykazuje vlastnosti podobné koloidným roztokom. V tomto čase je tekutosť roztoku vystavená väčšiemu odporu.
3. Vzťah medzi viskozitou a teplotou
Viskozita vodného roztoku HPMC je veľmi citlivá na teplotu. So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje pohyb medzi molekulami vody a interakcia medzi molekulami HPMC je slabšia, čo vedie k zníženiu viskozity. Táto charakteristika spôsobuje, že aplikácia HPMC pri rôznych teplotách vykazuje silnú nastaviteľnosť. Napríklad za podmienok vysokej teploty sa viskozita HPMC zvyčajne znižuje, čo je obzvlášť dôležité vo farmaceutickom procese, najmä v liekových formách s predĺženým uvoľňovaním liečiva, kde zmeny teploty môžu ovplyvniť stabilitu a účinok roztoku.
4. Vplyv pH na viskozitu
Viskozita vodného roztoku HPMC môže byť ovplyvnená aj hodnotou pH roztoku. Hoci je HPMC neiónová látka, jej hydrofilnosť a viskozitné vlastnosti sú ovplyvnené najmä molekulárnou štruktúrou a prostredím roztoku. Avšak v extrémne kyslých alebo alkalických podmienkach sa rozpustnosť a molekulárna štruktúra HPMC môže zmeniť, čo ovplyvňuje viskozitu. Napríklad v kyslých podmienkach môže byť rozpustnosť HPMC mierne oslabená, čo vedie k zvýšenej viskozite; zatiaľ čo v alkalických podmienkach môže hydrolýza niektorých HPMC spôsobiť zníženie jej molekulovej hmotnosti, čím sa zníži jej viskozita.
5. Molekulová hmotnosť a viskozita
Molekulová hmotnosť je jedným z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich viskozitu vodného roztoku HPMC. Vyššia molekulová hmotnosť zvyšuje zapletenie a zosieťovanie medzi molekulami, čo vedie k zvýšenej viskozite. Nízkomolekulárny AnxinCel®HPMC má lepšiu rozpustnosť vo vode a nižšiu viskozitu. Rôzne požiadavky na aplikáciu zvyčajne vyžadujú výber HPMC s rôznymi molekulovými hmotnosťami. Napríklad v náteroch a lepidlách sa HPMC s vysokou molekulovou hmotnosťou zvyčajne vyberá pre lepšiu priľnavosť a tekutosť; zatiaľ čo vo farmaceutických prípravkoch možno na riadenie rýchlosti uvoľňovania liečiv použiť HPMC s nízkou molekulovou hmotnosťou.
6. Vzťah medzi šmykovou rýchlosťou a viskozitou
Viskozita vodného roztoku HPMC sa zvyčajne mení so šmykovou rýchlosťou, pričom vykazuje typické pseudoplastické reologické správanie. Pseudoplastická tekutina je tekutina, ktorej viskozita postupne klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou šmyku. Táto charakteristika umožňuje roztoku HPMC udržiavať vysokú viskozitu pri nízkej šmykovej rýchlosti pri aplikácii a zvyšovať tekutosť pri vyššej šmykovej rýchlosti. Napríklad v náterovom priemysle musí roztok HPMC pri aplikácii často vykazovať vyššiu viskozitu pri nižšej rýchlosti šmyku, aby sa zabezpečila priľnavosť a vyrovnanie náteru, zatiaľ čo počas procesu konštrukcie je potrebné zvýšiť rýchlosť šmyku, aby bol tekutejší.
7. Aplikácia a viskozitné charakteristiky HPMC
Viskozitné charakteristikyHPMCaby sa široko používal v mnohých oblastiach. Napríklad vo farmaceutickom priemysle sa HPMC často používa ako činidlo s predĺženým uvoľňovaním liečiva a jeho regulácia viskozity sa používa na riadenie rýchlosti uvoľňovania liečiva; v stavebnom priemysle sa HPMC používa ako zahusťovadlo na zlepšenie spracovateľnosti a tekutosti malty a lepidiel; v potravinárskom priemysle možno HPMC použiť ako zahusťovadlo, emulgátor a stabilizátor na zlepšenie chuti a vzhľadu potravín.
Viskozitné charakteristiky vodného roztoku AnxinCel®HPMC sú kľúčom k jeho aplikácii v rôznych oblastiach. Pochopenie jeho vzťahu s faktormi, ako je koncentrácia, teplota, pH, molekulová hmotnosť a šmyková rýchlosť, má veľký význam pre optimalizáciu výkonu produktu a zlepšenie aplikačných účinkov.
Čas odoslania: 27. januára 2025