HPMC és un polímer semisintètic derivat de la cel·lulosa.A causa de les seves excel·lents propietats espessidores, estabilitzadores i pel·lícules, s'utilitza àmpliament en medicina, alimentació, cosmètica i altres indústries.Estudiar el seu comportament de viscositat és crucial per optimitzar-ne el rendiment en diferents aplicacions.
1. Mesura de la viscositat:
Viscosímetre de rotació: un viscosímetre de rotació mesura el parell necessari per fer girar un cargol a una velocitat constant quan s'immereix en una mostra.Variant la geometria i la velocitat de rotació del cargol, es pot determinar la viscositat a diferents velocitats de cisalla.Aquest mètode permet caracteritzar la viscositat HPMC en diferents condicions.
Viscosímetre capil·lar: un viscosímetre capil·lar mesura el flux d'un líquid a través d'un tub capil·lar sota la influència de la gravetat o la pressió.La solució HPMC es força a través del tub capil·lar i la viscositat es calcula en funció del cabal i la caiguda de pressió.Aquest mètode es pot utilitzar per estudiar la viscositat HPMC a velocitats de cisalla més baixes.
2. Mesura reològica:
Reometria de cisalla dinàmica (DSR): la DSR mesura la resposta d'un material a la deformació de cisalla dinàmica.Les mostres d'HPMC es van sotmetre a un esforç de cisalla oscil·latòria i es van mesurar les soques resultants.El comportament viscoelàstic de les solucions HPMC es pot caracteritzar analitzant la viscositat complexa (η*), així com el mòdul d'emmagatzematge (G') i el mòdul de pèrdua (G”).
Proves de fluència i recuperació: aquestes proves impliquen sotmetre mostres d'HPMC a una tensió o deformació constant durant un període de temps prolongat (la fase de fluència) i després controlar la recuperació posterior després d'alleujar l'estrès o la tensió.El comportament de fluïdesa i recuperació ofereix una visió de les propietats viscoelàstiques de l'HPMC, incloses les seves capacitats de deformació i recuperació.
3. Estudis de concentració i dependència de la temperatura:
Escaneig de concentració: les mesures de viscositat es realitzen en un rang de concentracions de HPMC per estudiar la relació entre la viscositat i la concentració de polímer.Això ajuda a entendre l'eficiència d'espessiment del polímer i el seu comportament depenent de la concentració.
Escaneig de temperatura: es realitzen mesures de viscositat a diferents temperatures per estudiar l'efecte de la temperatura sobre la viscositat HPMC.Entendre la dependència de la temperatura és fonamental per a aplicacions on els HPMC experimenten canvis de temperatura, com ara les formulacions farmacèutiques.
4. Anàlisi del pes molecular:
Cromatografia d'exclusió de mida (SEC): SEC separa les molècules de polímer en funció de la seva mida en solució.Mitjançant l'anàlisi del perfil d'elució, es pot determinar la distribució del pes molecular de la mostra HPMC.Entendre la relació entre el pes molecular i la viscositat és fonamental per predir el comportament reològic de HPMC.
5. Modelatge i simulació:
Models teòrics: es poden utilitzar diversos models teòrics, com ara el model Carreau-Yasuda, el model Cross o el model de llei de potència, per descriure el comportament de viscositat d'HPMC en diferents condicions de cisalla.Aquests models combinen paràmetres com la velocitat de cisalla, la concentració i el pes molecular per predir amb precisió la viscositat.
Simulacions computacionals: les simulacions de dinàmica de fluids computacionals (CFD) proporcionen informació sobre el comportament del flux de les solucions HPMC en geometries complexes.En resoldre numèricament les equacions governants del flux de fluids, les simulacions CFD poden predir la distribució de la viscositat i els patrons de flux en diferents condicions.
6. Estudis in situ i in vitro:
Mesures in situ: les tècniques in situ impliquen estudiar els canvis de viscositat en temps real en un entorn o aplicació específics.Per exemple, en les formulacions farmacèutiques, les mesures in situ poden controlar els canvis de viscositat durant la desintegració de la tauleta o l'aplicació tòpica de gel.
Proves in vitro: les proves in vitro simulen condicions fisiològiques per avaluar el comportament de la viscositat de les formulacions basades en HPMC destinades a l'administració oral, ocular o tòpica.Aquestes proves proporcionen informació valuosa sobre el rendiment i l'estabilitat de la formulació en condicions biològiques rellevants.
7. Tecnologia avançada:
Microreologia: les tècniques de microreologia, com la dispersió dinàmica de la llum (DLS) o la microreologia de seguiment de partícules (PTM), permeten sondejar les propietats viscoelàstiques de fluids complexos a escala microscòpica.Aquestes tècniques poden proporcionar informació sobre el comportament de les HPMC a nivell molecular, complementant les mesures reològiques macroscòpiques.
Espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear (RMN): l'espectroscòpia de RMN es pot utilitzar per estudiar la dinàmica molecular i les interaccions de les HPMC en solució.Mitjançant el seguiment dels canvis químics i els temps de relaxació, la RMN proporciona informació valuosa sobre els canvis conformacionals de HPMC i les interaccions polímer-solvent que afecten la viscositat.
L'estudi del comportament de la viscositat de l'HPMC requereix un enfocament multidisciplinari, que inclogui tècniques experimentals, modelització teòrica i mètodes analítics avançats.Mitjançant l'ús d'una combinació de viscosimetria, reometria, anàlisi molecular, modelatge i tècniques avançades, els investigadors poden obtenir una comprensió completa de les propietats reològiques de HPMC i optimitzar el seu rendiment en una varietat d'aplicacions.
Hora de publicació: 29-feb-2024