Гидроксипропил метилселлюлоза (HPMC) як полимери маъмулан дар об ҳалшаванда аст, ки дар соҳаҳои дорусозӣ, косметика, хӯрокворӣ ва саноатӣ, махсусан дар тайёр кардани гелҳо, ба таври васеъ истифода мешавад. Хусусиятҳои физикӣ ва рафтори ҳалшавии он ба самаранокӣ дар истифодаҳои гуногун таъсири назаррас мерасонанд. Ҳарорати гелшавии гел HPMC яке аз хосиятҳои асосии физикии он мебошад, ки ба самаранокии он дар омодагиҳои гуногун, ба монанди раҳошавии назоратшаванда, ташаккули плёнка, устуворӣ ва ғайра, мустақиман таъсир мерасонад.
1. Сохтор ва хосиятҳои HPMC
HPMC як полимери дар об ҳалшаванда аст, ки бо ворид кардани ду ивазкунанда, гидроксипропил ва метил, ба скелети молекулавии селлюлоза ба даст оварда мешавад. Сохтори молекулавии он ду намуди ивазкунандаро дар бар мегирад: гидроксипропил (-CH2CHOHCH3) ва метил (-CH3). Омилҳо ба монанди миқдори гуногуни гидроксипропил, дараҷаи метилизатсия ва дараҷаи полимеризатсия ба ҳалшавандагӣ, рафтори гелшавӣ ва хосиятҳои механикии HPMC таъсири муҳим мерасонанд.
Дар маҳлулҳои обӣ, AnxinCel®HPMC бо роҳи ташкили пайвандҳои гидрогенӣ бо молекулаҳои об ва таъсири мутақобила бо скелети селлюлозаи худ маҳлулҳои устувори коллоидиро ташкил медиҳад. Вақте ки муҳити беруна (масалан, ҳарорат, қувваи ионӣ ва ғайра) тағйир меёбад, таъсири мутақобилаи байни молекулаҳои HPMC тағйир меёбад, ки боиси желашавӣ мегардад.
2. Таъриф ва омилҳои таъсиррасон ба ҳарорати желатинатсия
Ҳарорати гелятсия (Ҳарорати гелятсия, T_gel) ба ҳарорате ишора мекунад, ки дар он маҳлули HPMC ҳангоми баланд шудани ҳарорати маҳлул ба сатҳи муайян аз ҳолати моеъ ба ҳолати сахт гузаштанро оғоз мекунад. Дар ин ҳарорат, ҳаракати занҷирҳои молекулавии HPMC маҳдуд шуда, сохтори шабакавии сеченака ташкил медиҳад, ки дар натиҷа моддаи гелмонанд ба вуҷуд меояд.
Ҳарорати желатинии HPMC аз бисёр омилҳо таъсир мегирад, ки яке аз омилҳои муҳимтарин миқдори гидроксипропил мебошад. Илова бар миқдори гидроксипропил, омилҳои дигаре, ки ба ҳарорати гел таъсир мерасонанд, инҳоянд: вазни молекулавӣ, консентратсияи маҳлул, арзиши рН, намуди ҳалкунанда, қувваи ионӣ ва ғайра.
3. Таъсири миқдори гидроксипропил ба ҳарорати гел HPMC
3.1 Афзоиши миқдори гидроксипропил боиси баланд шудани ҳарорати гел мегардад
Ҳарорати желатинии HPMC бо дараҷаи ивазшавии гидроксипропил дар молекулаи он зич алоқаманд аст. Бо афзоиши миқдори гидроксипропил, шумораи ивазкунандаҳои гидрофилӣ дар занҷири молекулавии HPMC меафзояд, ки боиси афзоиши таъсири мутақобилаи байни молекула ва об мегардад. Ин таъсири мутақобила боиси дароз шудани занҷирҳои молекулавӣ мегардад ва бо ин васила қувваи таъсири мутақобилаи байни занҷирҳои молекулавӣ коҳиш меёбад. Дар доираи муайяни консентратсия, афзоиши миқдори гидроксипропил ба баланд шудани дараҷаи гидрататсия мусоидат мекунад ва ҷойгиршавии мутақобилаи занҷирҳои молекулавӣ мусоидат мекунад, то ки дар ҳарорати баландтар сохтори шабакавӣ ба вуҷуд ояд. Аз ин рӯ, ҳарорати желатинии одатан бо афзоиши миқдори гидроксипропил бо афзоиши миқдори он меафзояд.
HPMC бо миқдори зиёди гидроксипропил (масалан, HPMC K15M) дар ҳамон консентратсия нисбат ба AnxinCel®HPMC бо миқдори камтари гидроксипропил (масалан, HPMC K4M) ҳарорати баланди желатинатсияро нишон медиҳад. Ин аз он сабаб аст, ки миқдори баланди гидроксипропил таъсири мутақобилаи молекулаҳоро ва ташкили шабакаҳоро дар ҳарорати пасттар душвортар мекунад ва барои бартараф кардани ин гидрататсия ва мусоидат ба таъсири мутақобилаи байнимолекулавӣ барои ташкили сохтори сеченака ҳарорати баландтарро талаб мекунад.
3.2 Робитаи байни миқдори гидроксипропил ва консентратсияи маҳлул
Консентратсияи маҳлул инчунин омили муҳимест, ки ба ҳарорати желатинатсияи HPMC таъсир мерасонад. Дар маҳлулҳои HPMC бо консентратсияи баланд, таъсири мутақобилаи байнимолекулавӣ қавитар аст, аз ин рӯ ҳарорати желатинатсия метавонад баландтар бошад, ҳатто агар миқдори гидроксипропил камтар бошад. Дар консентратсияҳои паст, таъсири мутақобилаи байни молекулаҳои HPMC заиф аст ва эҳтимолияти желатиншавии маҳлул дар ҳарорати пасттар бештар аст.
Вақте ки миқдори гидроксипропил зиёд мешавад, гарчанде ки гидрофилӣ меафзояд, барои ташкили гел ҳарорати баландтар лозим аст. Хусусан дар шароити консентратсияи паст, ҳарорати гелшавӣ ба таври назаррас меафзояд. Ин аз он сабаб аст, ки HPMC бо миқдори баланди гидроксипропил тавассути тағирёбии ҳарорат ба вуҷуд овардани таъсири мутақобилаи байни занҷирҳои молекулавӣ душвортар аст ва раванди гелшавӣ барои бартараф кардани таъсири гидрататсия энергияи иловагии гармиро талаб мекунад.
3.3 Таъсири миқдори гидроксипропил ба раванди желатсионӣ
Дар доираи муайяни миқдори гидроксипропил, раванди желашавӣ аз таъсири мутақобилаи гидрататсия ва занҷирҳои молекулавӣ бартарӣ дорад. Вақте ки миқдори гидроксипропил дар молекулаи HPMC паст аст, гидрататсия заиф аст, таъсири мутақобилаи молекулаҳо қавӣ аст ва ҳарорати пасттар метавонад ба ташаккули гел мусоидат кунад. Вақте ки миқдори гидроксипропил баландтар аст, гидрататсия ба таври назаррас афзоиш меёбад, таъсири мутақобилаи байни занҷирҳои молекулавӣ заифтар мешавад ва ҳарорати желашавӣ баланд мешавад.
Миқдори баланди гидроксипропил инчунин метавонад ба афзоиши часпакии маҳлули HPMC оварда расонад, ки баъзан ҳарорати оғози желатинатсияро зиёд мекунад.
Миқдори гидроксипропил ба ҳарорати желатинатсия таъсири назаррас мерасонад.HPMCҲангоми афзоиши миқдори гидроксипропил, гидрофилии HPMC меафзояд ва таъсири мутақобилаи байни занҷирҳои молекулавӣ суст мешавад, аз ин рӯ ҳарорати желатинатсияи он одатан меафзояд. Ин падидаро метавон бо механизми таъсири мутақобилаи байни гидрататсия ва занҷирҳои молекулавӣ шарҳ дод. Бо танзими миқдори гидроксипропилии HPMC, назорати дақиқи ҳарорати желатинатсияро ба даст овардан мумкин аст, ки бо ин васила самаранокии HPMC-ро дар соҳаҳои дорусозӣ, хӯрокворӣ ва дигар соҳаҳои саноатӣ беҳтар мекунад.
Вақти нашр: Ян-04-2025