Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) құрылыста, фармацевтикада, тамақ өнеркәсібінде және басқа салаларда кеңінен қолданылатын полимерлі қосылыс болып табылады. Суда еритін полимер ретінде HPMC суды тамаша ұстайтын, қабық түзетін, қоюландыратын және эмульгациялайтын қасиеттерге ие. Оның суды ұстап тұруы оның көптеген қолданбалардағы маңызды қасиеттерінің бірі болып табылады, әсіресе құрылыс индустриясындағы цемент, ерітінді және жабындар сияқты материалдарда судың булануын кешіктіреді және құрылыс өнімділігі мен соңғы өнімнің сапасын жақсартады. Дегенмен, HPMC суды ұстап тұру сыртқы ортадағы температураның өзгеруімен тығыз байланысты және бұл байланысты түсіну оны әртүрлі салаларда қолдану үшін өте маңызды.
1. HPMC құрылымы мен суды ұстауы
HPMC табиғи целлюлозаның химиялық модификациясы арқылы, негізінен гидроксипропил (-C3H7OH) және метил (-CH3) топтарын целлюлоза тізбегіне енгізу арқылы жасалады, бұл оған жақсы ерігіштік және реттеуші қасиеттер береді. HPMC молекулаларындағы гидроксил топтары (-OH) су молекулаларымен сутегі байланыстарын құра алады. Сондықтан HPMC суды сіңіріп, суды ұстап тұруды көрсете отырып, сумен біріктіре алады.
Суды ұстау дегеніміз заттың суды ұстау қабілетін білдіреді. HPMC үшін ол негізінен судың тез жоғалуын тиімді болдырмайтын және заттың ылғалдану қабілетін сақтай алатын, әсіресе жоғары температура немесе жоғары ылғалдылық жағдайында ылғалдандыру арқылы жүйедегі су құрамын сақтау қабілетінде көрінеді. HPMC молекулаларындағы гидратация оның молекулалық құрылымының өзара әрекеттесуімен тығыз байланысты болғандықтан, температураның өзгеруі HPMC суды сіңіру қабілетіне және суды ұстауға тікелей әсер етеді.
2. Температураның HPMC суды ұстауға әсері
HPMC суды ұстауы мен температура арасындағы байланысты екі аспектіден талқылауға болады: бірі температураның HPMC ерігіштігіне әсері, екіншісі температураның оның молекулалық құрылымы мен гидратациясына әсері.
2.1 Температураның HPMC ерігіштігіне әсері
HPMC судағы ерігіштігі температураға байланысты. Әдетте, HPMC ерігіштігі температура жоғарылаған сайын артады. Температура көтерілген кезде су молекулалары көбірек жылу энергиясын алады, нәтижесінде су молекулалары арасындағы өзара әрекеттесу әлсірейді, осылайша судың еруіне ықпал етеді. HPMC. HPMC үшін температураның жоғарылауы коллоидты ерітіндінің түзілуін жеңілдетуі мүмкін, осылайша оның суда судың сақталуын күшейтеді.
Дегенмен, тым жоғары температура HPMC ерітіндісінің тұтқырлығын арттырып, оның реологиялық қасиеттеріне және дисперстілігіне әсер етуі мүмкін. Бұл әсер ерігіштікті жақсартуға оң әсер еткенімен, тым жоғары температура оның молекулалық құрылымының тұрақтылығын өзгертіп, судың сақталуының төмендеуіне әкелуі мүмкін.
2.2 Температураның HPMC молекулалық құрылымына әсері
HPMC молекулалық құрылымында сутегі байланыстары негізінен гидроксил топтары арқылы су молекулаларымен түзіледі және бұл сутегі байланысы HPMC суды ұстап тұру үшін өте маңызды. Температура жоғарылаған сайын сутегі байланысының күші өзгеруі мүмкін, нәтижесінде HPMC молекуласы мен су молекуласы арасындағы байланыстыру күші әлсірейді, осылайша оның суды ұстап тұруына әсер етеді. Атап айтқанда, температураның жоғарылауы HPMC молекуласындағы сутегі байланыстарының диссоциациялануына әкеліп соғады, осылайша оның суды сіңіру және суды ұстау қабілеті төмендейді.
Сонымен қатар, HPMC температуралық сезімталдығы оның ерітіндісінің фазалық әрекетінде де көрінеді. Молекулярлық салмағы әртүрлі және алмастырғыш топтары әртүрлі HPMC әртүрлі термиялық сезімталдыққа ие. Жалпы алғанда, төмен молекулалық салмақты HPMC температураға сезімтал, ал жоғары молекулалық салмақты HPMC тұрақты өнімділікті көрсетеді. Сондықтан практикалық қолданбаларда жұмыс температурасында судың сақталуын қамтамасыз ету үшін нақты температура диапазонына сәйкес тиісті HPMC түрін таңдау қажет.
2.3 Судың булануына температураның әсері
Жоғары температура жағдайында HPMC суды ұстауға температураның жоғарылауынан туындаған судың жылдам булануы әсер етеді. Сыртқы температура тым жоғары болғанда, HPMC жүйесіндегі судың булануы ықтимал. HPMC суды молекулалық құрылымы арқылы белгілі бір деңгейде ұстай алатынына қарамастан, шамадан тыс жоғары температура жүйенің HPMC суды ұстау қабілетінен тезірек суды жоғалтуына әкелуі мүмкін. Бұл жағдайда HPMC суды ұстауы, әсіресе жоғары температура мен құрғақ ортада тежеледі.
Бұл мәселені жеңілдету үшін кейбір зерттеулер сәйкес ылғалдандырғыштарды қосу немесе формуладағы басқа компоненттерді реттеу жоғары температуралы ортада HPMC суды ұстап тұру әсерін жақсарта алатынын көрсетті. Мысалы, формуладағы тұтқырлық модификаторын реттеу немесе төмен ұшқыш еріткіш таңдау арқылы, HPMC суды ұстауды белгілі бір дәрежеде жақсартуға болады, бұл температураның жоғарылауының судың булануына әсерін азайтады.
3. Әсер етуші факторлар
Температураның HPMC суды ұстауына әсері қоршаған орта температурасының өзіне ғана емес, сонымен қатар молекулалық массаға, алмастыру дәрежесіне, ерітінді концентрациясына және HPMC басқа факторларына байланысты. Мысалы:
Молекулалық массасы:HPMC жоғары молекулалық салмағы әдетте күшті суды ұстайды, өйткені ерітіндідегі жоғары молекулалық салмақты тізбектерден құралған желілік құрылым суды тиімдірек сіңіріп, сақтай алады.
Ауыстыру дәрежесі: HPMC метилдену және гидроксипропиляция дәрежесі оның су молекулаларымен әрекеттесуіне әсер етеді, осылайша судың сақталуына әсер етеді. Жалпы айтқанда, ауыстырудың жоғары дәрежесі HPMC гидрофильділігін жоғарылатады, осылайша оның суды ұстауын жақсартады.
Ерітінді концентрациясы: HPMC концентрациясы оның суды ұстауына да әсер етеді. HPMC ерітінділерінің жоғары концентрациясы әдетте жақсырақ суды ұстау әсерлеріне ие, өйткені HPMC жоғары концентрациясы күшті молекулааралық өзара әрекеттесу арқылы суды сақтай алады.
судың сақталуы арасында күрделі байланыс барHPMCжәне температура. Температураның жоғарылауы әдетте HPMC ерігіштігін арттырады және суды ұстаудың жақсаруына әкелуі мүмкін, бірақ тым жоғары температура HPMC молекулалық құрылымын бұзады, оның сумен байланысу қабілетін төмендетеді және осылайша оның суды ұстау әсеріне әсер етеді. Әртүрлі температура жағдайында ең жақсы суды ұстап тұру өнімділігіне қол жеткізу үшін арнайы қолданба талаптарына сәйкес HPMC сәйкес түрін таңдау және оны пайдалану шарттарын орынды реттеу қажет. Бұған қоса, формуладағы және температураны бақылау стратегияларындағы басқа құрамдас бөліктер де жоғары температуралы орталарда HPMC суды ұстауын белгілі бір дәрежеде жақсарта алады.
Жіберу уақыты: 11 қараша 2024 ж