HPMC (Hidroksipropil metilselüloz) tibbiyot, oziq-ovqat, kimyo sanoati va boshqa sohalarda keng qo'llaniladigan keng tarqalgan yarim sintetik polisakkarid polimeridir. Uning erish xususiyatlari tadqiqot va qo'llashda issiq nuqtalardan biridir.
1. HPMC ning molekulyar tuzilishi va eruvchanlik xususiyatlari
HPMC tsellyulozaning eterifikatsiya modifikatsiyasi natijasida olingan suvda eruvchan polimer birikmasidir. Uning tuzilish birligi b-D-glyukoza bo'lib, u 1,4-glikozid bog'lari orqali bog'langan. HPMC ning asosiy zanjir tuzilishi tabiiy tsellyulozadan olingan, ammo uning gidroksil guruhlarining bir qismi metoksi guruhlari (-OCH₃) va gidroksipropil guruhlari (-CH₂CH(OH)CH₃) bilan almashtiriladi, shuning uchun u tabiiy tsellyulozanikidan farqli ravishda erish xususiyatini ko'rsatadi.
HPMC ning molekulyar tuzilishi uning eruvchanligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. HPMC ning almashinish darajasi (DS, Degree of Substitution) va molyar almashtirish (MS, Molar Substitution) uning eruvchanlik xususiyatlarini belgilovchi muhim parametrlardir. Almashtirish darajasi qanchalik yuqori bo'lsa, molekulada ko'proq gidroksil guruhlari hidrofobik metoksi yoki gidroksipropil guruhlar bilan almashtiriladi, bu HPMC ning organik erituvchilarda eruvchanligini oshiradi va suvda eruvchanligini kamaytiradi. Aksincha, almashtirish darajasi past bo'lsa, HPMC suvda ko'proq hidrofil bo'ladi va uning erish tezligi tezroq bo'ladi.
2. HPMC ning erish mexanizmi
HPMC ning suvda eruvchanligi murakkab fizik-kimyoviy jarayon bo'lib, uning erish mexanizmi asosan quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
Namlash bosqichi: HPMC suv bilan aloqa qilganda, suv molekulalari HPMC zarralarini o'rash uchun birinchi navbatda HPMC yuzasida hidratsion plyonka hosil qiladi. Bu jarayonda suv molekulalari HPMC molekulalaridagi gidroksil va metoksi guruhlari bilan vodorod aloqalari orqali o'zaro ta'sir qiladi, bu esa HPMC molekulalarining asta-sekin namlanishiga olib keladi.
Shishish bosqichi: Suv molekulalarining kirib borishi bilan HPMC zarralari suvni o'zlashtira boshlaydi va shishiradi, hajmi oshadi va molekulyar zanjirlar asta-sekin bo'shashadi. HPMC ning shishish qobiliyatiga uning molekulyar og'irligi va o'rnini bosuvchi moddalar ta'sir qiladi. Molekulyar og'irlik qanchalik katta bo'lsa, shishish vaqti shunchalik uzoq bo'ladi; o'rnini bosuvchining hidrofilligi qanchalik kuchli bo'lsa, shishish darajasi shunchalik yuqori bo'ladi.
Eritma bosqichi: HPMC molekulalari etarli miqdorda suvni o'zlashtirganda, molekulyar zanjirlar zarrachalardan ajrala boshlaydi va asta-sekin eritmada tarqaladi. Bu jarayonning tezligiga harorat, aralashtirish tezligi va erituvchi xossalari kabi omillar ta'sir qiladi.
HPMC odatda suvda, ayniqsa xona haroratida yaxshi eruvchanligini ko'rsatadi. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, harorat ma'lum darajaga ko'tarilganda, HPMC "termal gel" hodisasini namoyon qiladi, ya'ni harorat oshishi bilan eruvchanlik pasayadi. Bu yuqori haroratlarda suv molekulalarining kuchaygan harakati va HPMC molekulalari o'rtasidagi gidrofobik o'zaro ta'sirning kuchayishi bilan bog'liq bo'lib, molekulalararo assotsiatsiyaga va jel tuzilishining shakllanishiga olib keladi.
3. HPMC ning eruvchanligiga ta'sir qiluvchi omillar
HPMC ning eruvchanligiga ko'plab omillar, jumladan, uning fizik va kimyoviy xossalari va tashqi sharoitlar ta'sir qiladi. Asosiy omillarga quyidagilar kiradi:
Almashtirish darajasi: Yuqorida aytib o'tilganidek, HPMC o'rnini bosuvchi moddalarning turi va soni uning eruvchanligiga bevosita ta'sir qiladi. Qanchalik ko'p o'rinbosar bo'lsa, molekuladagi hidrofil guruhlar shunchalik kam bo'ladi va eruvchanligi yomonroq bo'ladi. Aksincha, o'rnini bosuvchi moddalar kamroq bo'lsa, HPMC ning gidrofilligi kuchayadi va eruvchanligi yaxshi bo'ladi.
Molekulyar og'irlik: HPMC ning molekulyar og'irligi uning erish vaqtiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Molekulyar massa qanchalik katta bo'lsa, eritish jarayoni shunchalik sekinlashadi. Buning sababi shundaki, katta molekulyar og'irlikdagi HPMC molekulyar zanjiri uzunroq va molekulalar yanada qattiqroq o'ralgan bo'lib, suv molekulalarining kirib borishini qiyinlashtiradi, natijada shishish va erish tezligi sekinlashadi.
Eritma harorati: Harorat HPMC ning eruvchanligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardan biridir. HPMC past haroratlarda tezroq eriydi, yuqori haroratlarda esa u jel hosil qilishi va uning eruvchanligini kamaytirishi mumkin. Shuning uchun, HPMC odatda past haroratli suvda yuqori haroratlarda jelleşmeyi oldini olish uchun tayyorlanadi.
Solvent turi: HPMC nafaqat suvda eriydi, balki ba'zi organik erituvchilarda, masalan, etanol, izopropil spirti va boshqalarda ham eriydi. Organik erituvchilarda eruvchanligi o'rinbosarlarning turi va tarqalishiga bog'liq. Oddiy sharoitlarda HPMC organik erituvchilarda yomon eruvchanlikka ega va erishga yordam berish uchun tegishli miqdorda suv qo'shilishi kerak.
pH qiymati: HPMC eritmaning pH qiymatiga ma'lum bardoshlik xususiyatiga ega, ammo ekstremal kislota va gidroksidi sharoitlarda HPMC ning eruvchanligiga ta'sir qiladi. Umuman olganda, HPMC 3 dan 11 gacha bo'lgan pH oralig'ida yaxshiroq eruvchanlikka ega.
4. HPMC ning turli sohalarda qo'llanilishi
HPMC ning eruvchanligi uni ko'plab sohalarda foydali qiladi:
Farmatsevtika sohasi: HPMC odatda farmatsevtika planshetlari uchun qoplama materiallari, yopishtiruvchi moddalar va doimiy ajratuvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Dori qoplamalarida HPMC preparatning barqarorligini yaxshilash uchun bir xil plyonka hosil qilishi mumkin; barqaror chiqariladigan formulalarda HPMC preparatning eritma tezligini nazorat qilish orqali uning chiqarilish tezligini tartibga soladi va shu bilan uzoq muddatli dori yetkazib berishga erishadi.
Oziq-ovqat sanoati: Oziq-ovqat sanoatida HPMC qalinlashtiruvchi, emulsifikator va stabilizator sifatida ishlatiladi. HPMC yaxshi suvda eruvchanligi va issiqlik barqarorligiga ega bo'lgani uchun u turli xil ovqatlarda mos tuzilish va ta'mni ta'minlay oladi. Shu bilan birga, HPMC ning ion bo'lmagan tabiati uning boshqa oziq-ovqat tarkibiy qismlari bilan reaksiyaga kirishiga to'sqinlik qiladi va oziq-ovqatning fizik va kimyoviy barqarorligini saqlaydi.
Kundalik kimyo sanoati: HPMC ko'pincha shampun, konditsioner va yuz kremi kabi mahsulotlarda qalinlashtiruvchi va emulsifikator sifatida ishlatiladi. Uning suvda yaxshi eruvchanligi va qalinlashtiruvchi ta'siri unga ajoyib foydalanish tajribasini taqdim etishga imkon beradi. Bundan tashqari, HPMC mahsulotning funksionalligini oshirish uchun boshqa faol moddalar bilan sinergiya qila oladi.
Qurilish materiallari: Qurilish sanoatida HPMC tsement ohaklari, plitka yopishtiruvchi moddalar va qoplamalarda qalinlashtiruvchi va suvni ushlab turuvchi vosita sifatida ishlatiladi. HPMC ushbu materiallarning ish qobiliyatini samarali ravishda yaxshilashi, ulardan foydalanish vaqtini uzaytirishi va yorilishga chidamliligini oshirishi mumkin.
Yaxshi eruvchanlikka ega bo'lgan polimer material sifatida HPMC ning erish harakati molekulyar struktura, harorat, pH qiymati va boshqalar kabi ko'plab omillarga ta'sir qiladi. Turli xil dastur sohalarida HPMC ning eruvchanligi ushbu omillarni turli ehtiyojlarni qondirish uchun sozlash orqali optimallashtirilishi mumkin. HPMC ning eruvchanligi nafaqat uning suvli eritmalarda ishlashini aniqlaydi, balki farmatsevtika, oziq-ovqat, kundalik kimyo va qurilish sanoatidagi funktsiyalariga bevosita ta'sir qiladi.
Xabar vaqti: 2024 yil 14-oktabr