تأثیر غلظت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) در محلول در احتباس آب

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) یک مشتق سلولز پلیمری محلول در آب است که به طور گسترده در ساخت و ساز ، داروسازی ، مواد غذایی ، پوشش ها و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرد. HPMC دارای احتباس آب ، ضخیم شدن ، خاصیت فیلم و پایداری است و غلظت آن در محلول تأثیر قابل توجهی در احتباس آب دارد.

1. اصول اساسی حفظ آب HPMC
HPMC یک ساختار شبکه سه بعدی را از طریق گرفتاری و اتصال متقاطع فیزیکی بین زنجیره های مولکولی در محلول آبی تشکیل می دهد ، که می تواند به طور مؤثر رطوبت را ضبط و حفظ کند. احتباس آب آن عمدتاً در جنبه های زیر منعکس می شود:

جذب فیزیکی: گروه های هیدروکسیل در زنجیره مولکولی HPMC می توانند پیوندهای هیدروژن را تشکیل دهند ، با مولکول های آب در تعامل باشند و رطوبت را جذب و حفظ کنند.
اثر ویسکوزیته: HPMC ویسکوزیته محلول را افزایش می دهد و سیالیت آب را کاهش می دهد و در نتیجه باعث کند شدن تبخیر و نفوذ آب می شود.
توانایی شکل گیری فیلم: HPMC می تواند یک فیلم محافظ یکنواخت را برای جلوگیری از تبخیر رطوبت تشکیل دهد.

2. تأثیر غلظت بر حفظ آب HPMC
عملکرد احتباس آب HPMC با غلظت آن در محلول ارتباط نزدیکی دارد و اثرات مختلف احتباس آب در غلظت های مختلف نشان داده شده است.

2.1 دامنه غلظت کم
در غلظت های پایین تر (به طور معمول زیر 0.1 ٪) ، مولکول های HPMC یک شبکه سه بعدی کافی در آب تشکیل نمی دهند. اگرچه ظرفیت جذب آب خاصی و اثر ضخیم کننده وجود دارد ، اما به دلیل فعل و انفعالات بین مولکولی ضعیف ، احتباس آب محدود است. در این زمان ، حفظ آب محلول عمدتاً به ظرفیت جذب فیزیکی خود زنجیره مولکولی بستگی دارد.

2.2 دامنه غلظت متوسط
هنگامی که غلظت HPMC به 0.1 ٪ و 2 ٪ افزایش می یابد ، فعل و انفعالات بین مولکولی افزایش می یابد و یک ساختار شبکه سه بعدی پایدار تر شکل می گیرد. در این زمان ، ویسکوزیته محلول به طور قابل توجهی افزایش می یابد ، که باعث افزایش توانایی ضبط آب و اثر احتباس آب می شود. مولکول های HPMC از طریق اتصال متقاطع فیزیکی ، یک شبکه متراکم را تشکیل می دهند و به طور موثری جریان و تبخیر آب را کاهش می دهند. بنابراین ، احتباس آب HPMC در محدوده غلظت متوسط ​​به طور قابل توجهی بهبود یافته است.

2.3 دامنه غلظت بالا
در غلظت های بالاتر (معمولاً بیشتر از 2 ٪) ، مولکول های HPMC یک ساختار شبکه بسیار متراکم را تشکیل می دهند و محلول ویسکوزیته بالایی را نشان می دهد و حتی به حالت ژل نزدیک می شود. در این حالت ، HPMC قادر به جذب و حفظ رطوبت تا حد ممکن است. غلظت بالای HPMC به طور قابل توجهی ظرفیت احتباس آب را افزایش می دهد و میزان تبخیر آب را کاهش می دهد و به آن اجازه می دهد تا عملکرد بسیار خوبی را در برنامه های کاربردی که نیاز به حفظ آب بالا دارند ، نشان دهد.

3. کاربرد عملی غلظت HPMC و حفظ آب

3.1 زمینه ساخت و ساز
در خمپاره ساختمانی ، HPMC با بهبود احتباس آب ، کاهش از بین رفتن آب در طول ساخت و ساز ، افزایش زمان افتتاح ملات ، عملکرد ساخت و ساز را بهبود می بخشد. HPMC به طور معمول در خمپاره ها با غلظت 0.1 ٪ تا 1.0 ٪ استفاده می شود ، دامنه ای که به طور موثری باعث احتباس آب و ویسکوزیته کاربردی می شود.

3.2 زمینه دارویی
در قرص های دارویی ، HPMC به عنوان یک ماده پایدار و چسبان قرص برای دستیابی به اثرات پایدار داروها با کنترل میزان انتشار آب استفاده می شود. غلظت HPMC در داروسازی به طور معمول از 1 ٪ تا 5 ٪ متغیر است ، که باعث احتباس و انسجام مناسب آب برای اطمینان از یکپارچگی ساختاری و انتشار دارو از قرص می شود.

3.3 میدان غذا
در صنایع غذایی از HPMC به عنوان ضخیم کننده و تثبیت کننده برای بهبود بافت و حفظ آب محصولات استفاده می شود. به عنوان مثال ، اضافه کردن HPMC به نان می تواند باعث افزایش احتباس آب و نرمی خمیر ، به طور معمول در غلظت های بین 0.2 ٪ تا 1 ٪ شود.

4. بهینه سازی احتباس آب توسط غلظت HPMC
بهینه سازی غلظت HPMC برای احتباس بهینه آب نیاز به در نظر گرفتن عواملی مانند الزامات خاص کاربرد هدف ، تعامل با سایر مواد تشکیل دهنده و غیره دارد.

غلظت HPMC تأثیر معنی داری در حفظ آب محلول دارد. در غلظت های کم ، احتباس آب محدود است. در غلظت های متوسط ​​، یک ساختار شبکه پایدار برای بهبود احتباس آب تشکیل شده است. در غلظت های بالا ، حداکثر اثر احتباس آب حاصل می شود. زمینه های مختلف کاربردی نیازهای متفاوتی برای غلظت HPMC دارند ، که برای دستیابی به تعادل بین بهترین اثر حفظ آب و عملکرد پردازش ، باید با توجه به نیازهای واقعی تنظیم شود.