رابطه بین احتباس آب و دمای HPMC

1 ساختار و حفظ آب HPMC

HPMC با اصلاح شیمیایی سلولز طبیعی ، عمدتاً با معرفی گروه های هیدروکسی پروپیل (-C3H7OH) و متیل (-CH3) به زنجیره سلولز ساخته می شود ، که به آن حلالیت و خاصیت خوبی می بخشد. گروه های هیدروکسیل (-OH) در مولکول های HPMC می توانند پیوندهای هیدروژن را با مولکول های آب تشکیل دهند. بنابراین ، HPMC می تواند آب را جذب کرده و با آب ترکیب کند و نشان دهنده احتباس آب باشد.

 

احتباس آب به توانایی یک ماده در حفظ آب اشاره دارد. برای HPMC ، این امر عمدتاً در توانایی خود در حفظ میزان آب در سیستم از طریق هیدراتاسیون ، به ویژه در محیط های با درجه حرارت بالا یا رطوبت بالا ، آشکار می شود ، که می تواند به طور موثری از از بین رفتن سریع آب جلوگیری کرده و قابلیت مرطوب کننده ماده را حفظ کند. از آنجا که هیدراتاسیون در مولکولهای HPMC با تعامل ساختار مولکولی آن ارتباط نزدیکی دارد ، تغییرات دما به طور مستقیم بر ظرفیت جذب آب و حفظ آب HPMC تأثیر می گذارد.

 

2. تأثیر دما در حفظ آب HPMC

رابطه حفظ آب HPMC و دما را می توان از دو جنبه مورد بحث قرار داد: یکی تأثیر دما بر حلالیت HPMC و دیگری تأثیر دما بر ساختار مولکولی و هیدراتاسیون آن است.

 

2.1 تأثیر دما بر حلالیت HPMC

حلالیت HPMC در آب مربوط به دما است. به طور کلی ، حلالیت HPMC با افزایش درجه حرارت افزایش می یابد. هنگامی که دما بالا می رود ، مولکول های آب انرژی حرارتی بیشتری کسب می کنند و در نتیجه تضعیف تعامل بین مولکول های آب و در نتیجه باعث انحلال انحلال می شود HPMCبشر برای HPMC ، افزایش دما ممکن است ایجاد یک محلول کلوئیدی را آسانتر کند و از این طریق باعث افزایش آب آن در آب شود.

 

با این حال ، دمای بیش از حد بالا ممکن است ویسکوزیته محلول HPMC را افزایش دهد و بر خصوصیات رئولوژیکی آن و پراکندگی تأثیر بگذارد. اگرچه این اثر برای بهبود حلالیت مثبت است ، اما درجه حرارت بیش از حد بالا ممکن است پایداری ساختار مولکولی آن را تغییر داده و منجر به کاهش احتباس آب شود.

 

2.2 تأثیر دما بر ساختار مولکولی HPMC

در ساختار مولکولی HPMC ، پیوندهای هیدروژن به طور عمده با مولکول های آب از طریق گروه های هیدروکسیل تشکیل می شوند ، و این پیوند هیدروژن برای احتباس آب HPMC بسیار مهم است. با افزایش دما ، قدرت پیوند هیدروژن ممکن است تغییر کند و در نتیجه تضعیف نیروی اتصال بین مولکول HPMC و مولکول آب ایجاد می شود و از این طریق بر احتباس آب آن تأثیر می گذارد. به طور خاص ، افزایش دما باعث جدا شدن پیوندهای هیدروژن در مولکول HPMC می شود و از این طریق جذب آب و ظرفیت احتباس آب آن را کاهش می دهد.

 

علاوه بر این ، حساسیت دما HPMC نیز در رفتار فاز محلول آن منعکس می شود. HPMC با وزن مولکولی های مختلف و گروه های جایگزین مختلف دارای حساسیت حرارتی متفاوتی است. به طور کلی ، HPMC با وزن مولکولی کم نسبت به دما حساس تر است ، در حالی که HPMC با وزن مولکولی بالا عملکرد پایدار تری دارد. بنابراین ، در کاربردهای عملی ، لازم است نوع HPMC مناسب را با توجه به دامنه دمای خاص انتخاب کنید تا از حفظ آب آن در دمای کار اطمینان حاصل شود.

 

2.3 تأثیر دما بر تبخیر آب

در محیط با درجه حرارت بالا ، احتباس آب HPMC تحت تأثیر تبخیر آب شتاب ناشی از افزایش دما خواهد بود. هنگامی که دمای خارجی خیلی زیاد باشد ، آب در سیستم HPMC به احتمال زیاد تبخیر می شود. اگرچه HPMC می تواند از طریق ساختار مولکولی خود آب را تا حدی حفظ کند ، اما دمای بیش از حد زیاد ممکن است باعث شود سیستم سریعتر از ظرفیت احتباس آب HPMC از بین برود. در این حالت ، احتباس آب HPMC به ویژه در دمای بالا و محیط خشک مهار می شود.

 

برای کاهش این مشکل ، برخی از مطالعات نشان داده اند که اضافه کردن هومکتور مناسب یا تنظیم سایر اجزای موجود در فرمول می تواند اثر احتباس آب HPMC را در یک محیط با درجه حرارت بالا بهبود بخشد. به عنوان مثال ، با تنظیم اصلاح کننده ویسکوزیته در فرمول یا انتخاب یک حلال کم حجم ، احتباس آب HPMC می تواند تا حدی بهبود یابد و اثر افزایش دما در تبخیر آب را کاهش می دهد.