Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC)водорозчинний полімерний матеріал, який широко використовується у фармацевтиці, будівництві, харчовій, косметиці та інших галузях. Його властивість в'язкості є важливим параметром для вимірювання його реологічної поведінки в різних середовищах. Розуміння властивостей в’язкості водного розчину HPMC допомагає нам краще зрозуміти його поведінку та функцію в різних застосуваннях.
1. Хімічна структура та властивості ГПМЦ
HPMC отримують шляхом хімічної модифікації природної целюлози, в основному утвореної гідроксипропілюванням і метилюванням молекул целюлози. У хімічній структурі HPMC введення метильної (-OCH3) і гідроксипропілової (-OCH₂CHOHCH3) груп робить його водорозчинним і має хорошу здатність до регулювання в'язкості. В’язкість його водного розчину при різних концентраціях і температурах залежить від багатьох факторів, таких як молекулярна маса, ступінь заміщення, концентрація розчину тощо.
2. Зв'язок між в'язкістю і концентрацією
В’язкість водного розчину AnxinCel®HPMC зазвичай зростає зі збільшенням концентрації. Це пояснюється тим, що при вищих концентраціях взаємодія між молекулами посилюється, що призводить до збільшення опору потоку. Однак на характеристики розчинності та в’язкості HPMC у воді також впливає молекулярна маса. HPMC з високою молекулярною масою зазвичай демонструє вищу в'язкість, тоді як низькомолекулярна маса є відносно низькою.
При низьких концентраціях: розчин HPMC демонструє меншу в’язкість при низьких концентраціях (наприклад, нижче 0,5%). У цей час взаємодія між молекулами слабка, а плинність хороша. Він зазвичай використовується для таких застосувань, як покриття та уповільнене вивільнення ліків.
При високих концентраціях: при більш високих концентраціях (наприклад, 2% або вище) в’язкість водного розчину HPMC значно зростає, демонструючи властивості, подібні до колоїдних розчинів. У цей час плинність розчину зазнає більшого опору.
3. Зв'язок між в'язкістю і температурою
В'язкість водного розчину HPMC дуже чутлива до температури. З підвищенням температури рух між молекулами води збільшується, а взаємодія між молекулами HPMC стає слабшою, що призводить до зменшення в’язкості. Ця характеристика дозволяє застосуванню HPMC при різних температурах демонструвати сильну адаптивність. Наприклад, в умовах високої температури в’язкість HPMC зазвичай знижується, що особливо важливо у фармацевтичному процесі, особливо в лікарських формах із уповільненим вивільненням, де зміни температури можуть впливати на стабільність і дію розчину.
4. Вплив pH на в'язкість
На в’язкість водного розчину HPMC також може впливати значення pH розчину. Хоча HPMC є неіонною речовиною, на її гідрофільність і в’язкість в основному впливають молекулярна структура та середовище розчину. Однак у надзвичайно кислих або лужних умовах розчинність і молекулярна структура HPMC можуть змінюватися, що впливає на в'язкість. Наприклад, у кислих умовах розчинність ГПМЦ може бути трохи послаблена, що призводить до підвищення в’язкості; тоді як у лужних умовах гідроліз деяких ГПМЦ може призвести до зменшення їх молекулярної маси, тим самим зменшуючи їх в’язкість.
5. Молекулярна маса та в'язкість
Молекулярна маса є одним із важливих факторів, що впливають на в'язкість водного розчину HPMC. Вища молекулярна маса збільшує сплутаність і зшивання між молекулами, що призводить до збільшення в’язкості. Низькомолекулярний AnxinCel®HPMC має кращу розчинність у воді та меншу в’язкість. Різні вимоги до застосування зазвичай вимагають вибору HPMC з різною молекулярною масою. Наприклад, у покриттях і адгезивах зазвичай вибирають високомолекулярний HPMC для кращої адгезії та плинності; в той час як у фармацевтичних препаратах, низькомолекулярні HPMC можуть використовуватися для контролю швидкості вивільнення ліків.
6. Зв'язок між швидкістю зсуву та в'язкістю
В'язкість водного розчину HPMC зазвичай змінюється зі швидкістю зсуву, демонструючи типову псевдопластичну реологічну поведінку. Псевдопластична рідина - рідина, в'язкість якої поступово зменшується зі збільшенням швидкості зсуву. Ця характеристика дозволяє розчину HPMC підтримувати високу в’язкість при низькій швидкості зсуву при застосуванні та підвищувати текучість при вищій швидкості зсуву. Наприклад, у промисловості для нанесення покриттів розчин HPMC часто повинен демонструвати вищу в’язкість при нижчій швидкості зсуву, коли наноситься, щоб забезпечити адгезію та вирівнювання покриття, тоді як під час процесу виготовлення необхідно збільшити швидкість зсуву, щоб зробити його більш текучим.
7. Застосування та в'язкісні характеристики ГПМЦ
Характеристики в'язкостіHPMCзробити його широко використовуваним у багатьох сферах. Наприклад, у фармацевтичній промисловості HPMC часто використовується як агент уповільненого вивільнення ліків, а його регулювання в’язкості використовується для контролю швидкості вивільнення ліків; у будівельній промисловості HPMC використовується як загусник для покращення технологічності та текучості будівельних розчинів і клеїв; у харчовій промисловості HPMC можна використовувати як загусник, емульгатор і стабілізатор для покращення смаку та зовнішнього вигляду їжі.
Характеристики в'язкості водного розчину AnxinCel®HPMC є ключовими для його застосування в різних сферах. Розуміння його зв’язку з такими факторами, як концентрація, температура, рН, молекулярна маса та швидкість зсуву, має велике значення для оптимізації продуктивності продукту та покращення результатів застосування.
Час публікації: 27 січня 2025 р