Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) - бірегей физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты көптеген өнеркәсіптік салаларда кеңінен қолданылатын маңызды целлюлоза эфирі туындысы. Оның тұтқырлық қасиеттері HPMC-тің ең маңызды қасиеттерінің бірі болып табылады, оның әртүрлі қолданбалардағы жұмысына тікелей әсер етеді.
1. HPMC негізгі қасиеттері
HPMC – целлюлоза молекуласындағы гидроксил топтарының (–OH) бөлігін метокси топтарымен (–OCH3) және гидроксипропил топтарымен (–OCH2CH(OH)CH3) ауыстыру арқылы алынған иондық емес целлюлоза эфирі. Ол суда және кейбір органикалық еріткіштерде жақсы ериді, мөлдір коллоидты ерітінділер түзеді. HPMC тұтқырлығы негізінен оның молекулалық салмағымен, алмастыру дәрежесімен (DS, Degree of Substitution) және орынбасушы таралуымен анықталады.
2. HPMC тұтқырлығын анықтау
HPMC ерітінділерінің тұтқырлығы әдетте айналмалы вискозиметр немесе капиллярлық вискозиметр көмегімен өлшенеді. Өлшеу кезінде ерітіндінің концентрациясына, температурасына және ығысу жылдамдығына назар аудару қажет, өйткені бұл факторлар тұтқырлық мәніне айтарлықтай әсер етуі мүмкін.
Ерітінді концентрациясы: ерітінді концентрациясының жоғарылауымен HPMC тұтқырлығы артады. HPMC ерітіндісінің концентрациясы төмен болғанда, молекулалар арасындағы өзара әрекеттесу әлсіз және тұтқырлығы төмен болады. Концентрация ұлғайған сайын молекулалар арасындағы түйісу және өзара әрекеттесу күшейіп, тұтқырлықтың айтарлықтай өсуіне әкеледі.
Температура: HPMC ерітінділерінің тұтқырлығы температураға өте сезімтал. Әдетте, температура көтерілген сайын HPMC ерітіндісінің тұтқырлығы төмендейді. Бұл молекулалық қозғалыстың күшеюіне және молекулааралық әрекеттесулердің әлсіреуіне әкелетін температураның жоғарылауына байланысты. Ауыстыру дәрежесі мен молекулалық салмағы әртүрлі HPMC температураға әртүрлі сезімталдықты көрсететінін атап өткен жөн.
Ығысу жылдамдығы: HPMC ерітінділері псевдопластикалық (қиюдың жұқаруы) мінез-құлқын көрсетеді, яғни төмен ығысу жылдамдығында тұтқырлық жоғарырақ, ал жоғары ығысу жылдамдығында төмендейді. Бұл әрекет молекулалық тізбектерді ығысу бағыты бойынша теңестіретін ығысу күштеріне байланысты, осылайша молекулалар арасындағы түйісулер мен өзара әрекеттесулерді азайтады.
3. HPMC тұтқырлығына әсер ететін факторлар
Молекулалық салмақ: HPMC молекулалық салмағы оның тұтқырлығын анықтайтын негізгі факторлардың бірі болып табылады. Жалпы айтқанда, молекулалық масса неғұрлым үлкен болса, ерітіндінің тұтқырлығы соғұрлым жоғары болады. Себебі жоғары молекулалық массасы бар HPMC молекулалары шиеленіскен желілерді құру ықтималдығы жоғары, осылайша ерітіндінің ішкі үйкелісін арттырады.
Ауыстыру дәрежесі және орынбасушының таралу дәрежесі: HPMC-дегі метокси және гидроксипропил алмастырғыштардың саны мен таралуы оның тұтқырлығына да әсер етеді. Жалпы алғанда, метоксиді алмастыру (DS) дәрежесі неғұрлым жоғары болса, HPMC тұтқырлығы соғұрлым төмен болады, өйткені метокси алмастырғыштарды енгізу молекулалар арасындағы сутегі байланыстыру күшін азайтады. Гидроксипропилді алмастырғыштарды енгізу молекулааралық әрекеттесулерді арттырады, осылайша тұтқырлықты арттырады. Сонымен қатар, алмастырғыштардың біркелкі таралуы тұрақты ерітінді жүйесін құруға және ерітіндінің тұтқырлығын арттыруға көмектеседі.
Ерітіндінің рН мәні: HPMC иондық емес полимер және оның тұтқырлығы ерітіндінің рН мәнінің өзгеруіне сезімтал болмаса да, рН шамадан тыс мәндері (өте қышқыл немесе өте сілтілі) ерітіндінің молекулалық құрылымының бұзылуына әкелуі мүмкін. HPMC, осылайша тұтқырлыққа әсер етеді.
4. HPMC қолданбасының өрістері
Өте жақсы тұтқырлық сипаттамаларының арқасында HPMC көптеген салаларда кеңінен қолданылады:
Құрылыс материалдары: Құрылыс материалдарында HPMC құрылыс өнімділігін жақсарту және жарықшаққа төзімділігін арттыру үшін қоюлатқыш және суды сақтайтын агент ретінде пайдаланылады.
Фармацевтика өнеркәсібі: Фармацевтика өнеркәсібінде HPMC таблеткалар үшін байланыстырушы, капсулалар үшін қабық түзетін агент және тұрақты босап шығатын дәрілер үшін тасымалдаушы ретінде пайдаланылады.
Тамақ өнеркәсібі: HPMC балмұздақ, желе және сүт өнімдерін өндіру үшін тамақ өнеркәсібінде қоюлатқыш және тұрақтандырғыш ретінде қолданылады.
Күнделікті химиялық өнімдер: Күнделікті химиялық өнімдерде HPMC сусабын, душ гелі, тіс пастасы және т.б. өндіру үшін қоюлатқыш және тұрақтандырғыш ретінде қолданылады.
HPMC тұтқырлық сипаттамалары оның әртүрлі қолданбаларда тамаша жұмыс істеуінің негізі болып табылады. HPMC молекулалық салмағын, алмастыру дәрежесін және ерітінді жағдайларын бақылау арқылы оның тұтқырлығын әртүрлі қолдану қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін реттеуге болады. Болашақта HPMC молекулалық құрылымы мен тұтқырлығы арасындағы байланыс туралы терең зерттеулер HPMC өнімдерін жақсырақ өнімділікке ие болуға және оның қолдану өрістерін одан әрі кеңейтуге көмектеседі.
Жіберу уақыты: 20.07.2024 ж