HPMC je polusintetski polimer dobiven iz celuloze.Zbog izvrsnih svojstava zgušnjavanja, stabilizacije i stvaranja filma, široko se koristi u medicini, prehrambenoj, kozmetičkoj i drugim industrijama.Proučavanje njegovog ponašanja viskoznosti ključno je za optimizaciju njegove izvedbe u različitim primjenama.
1. Mjerenje viskoznosti:
Rotacijski viskozimetar: Rotacijski viskozimetar mjeri okretni moment potreban za okretanje vretena konstantnom brzinom kada je uronjen u uzorak.Mijenjanjem geometrije i brzine rotacije vretena, može se odrediti viskoznost pri različitim brzinama smicanja.Ova metoda omogućuje karakterizaciju HPMC viskoznosti u različitim uvjetima.
Kapilarni viskozimetar: Kapilarni viskozimetar mjeri protok tekućine kroz kapilarnu cijev pod utjecajem gravitacije ili tlaka.HPMC otopina se tjera kroz kapilarnu cijev, a viskoznost se izračunava na temelju brzine protoka i pada tlaka.Ova se metoda može koristiti za proučavanje HPMC viskoznosti pri nižim brzinama smicanja.
2. Reološko mjerenje:
Dinamička smična reometrija (DSR): DSR mjeri odgovor materijala na dinamičku smično deformaciju.HPMC uzorci podvrgnuti su oscilatornom smičnom naprezanju i izmjerena su rezultirajuća naprezanja.Viskoelastično ponašanje HPMC otopina može se karakterizirati analizom kompleksne viskoznosti (η*), kao i modula skladištenja (G') i modula gubitka (G”).
Testovi puzanja i oporavka: Ovi testovi uključuju podvrgavanje HPMC uzoraka konstantnom naprezanju ili naprezanju tijekom duljeg vremenskog razdoblja (faza puzanja), a zatim praćenje naknadnog oporavka nakon što se naprezanje ili naprezanje smanji.Ponašanje pri puzanju i oporavku daje uvid u viskoelastična svojstva HPMC-a, uključujući njegovu sposobnost deformacije i oporavka.
3. Studije ovisnosti o koncentraciji i temperaturi:
Skeniranje koncentracije: Mjerenja viskoznosti provode se u rasponu HPMC koncentracija kako bi se proučio odnos između viskoznosti i koncentracije polimera.Ovo pomaže u razumijevanju učinkovitosti zgušnjavanja polimera i njegovog ponašanja ovisnog o koncentraciji.
Temperaturno skeniranje: Mjerenja viskoznosti izvode se na različitim temperaturama kako bi se proučio učinak temperature na HPMC viskoznost.Razumijevanje ovisnosti o temperaturi ključno je za primjene u kojima HPMC-i doživljavaju temperaturne promjene, kao što su farmaceutske formulacije.
4. Analiza molekularne težine:
Kromatografija isključenja veličine (SEC): SEC razdvaja molekule polimera na temelju njihove veličine u otopini.Analizom profila elucije može se odrediti raspodjela molekularne težine HPMC uzorka.Razumijevanje odnosa između molekularne težine i viskoznosti ključno je za predviđanje reološkog ponašanja HPMC-a.
5. Modeliranje i simulacija:
Teorijski modeli: Razni teorijski modeli, kao što su Carreau-Yasuda model, Cross model ili model zakona snage, mogu se koristiti za opisivanje ponašanja viskoznosti HPMC-a pod različitim uvjetima smicanja.Ovi modeli kombiniraju parametre kao što su brzina smicanja, koncentracija i molekularna težina za točno predviđanje viskoznosti.
Računalne simulacije: simulacije računalne dinamike fluida (CFD) pružaju uvid u ponašanje protoka HPMC rješenja u složenim geometrijama.Numeričkim rješavanjem vladajućih jednadžbi protoka tekućine, CFD simulacije mogu predvidjeti raspodjelu viskoznosti i obrasce protoka pod različitim uvjetima.
6. Studije in situ i in vitro:
Mjerenja na licu mjesta: Tehnike na licu mjesta uključuju proučavanje promjena viskoznosti u stvarnom vremenu u određenom okruženju ili primjeni.Na primjer, u farmaceutskim formulacijama, in situ mjerenja mogu pratiti promjene viskoznosti tijekom raspada tablete ili lokalne primjene gela.
In vitro testiranje: In vitro testiranje simulira fiziološke uvjete za procjenu ponašanja viskoznosti formulacija na bazi HPMC namijenjenih oralnoj, okularnoj ili lokalnoj primjeni.Ovi testovi daju vrijedne informacije o učinkovitosti i stabilnosti formulacije u relevantnim biološkim uvjetima.
7. Napredna tehnologija:
Mikroreologija: Mikroreološke tehnike, kao što je dinamičko raspršenje svjetlosti (DLS) ili mikroreologija praćenja čestica (PTM), omogućuju ispitivanje viskoelastičnih svojstava složenih tekućina na mikroskopskoj razini.Ove tehnike mogu dati uvid u ponašanje HPMC-a na molekularnoj razini, nadopunjujući makroskopska reološka mjerenja.
Spektroskopija nuklearne magnetske rezonancije (NMR): NMR spektroskopija se može koristiti za proučavanje molekularne dinamike i interakcija HPMC u otopini.Praćenjem kemijskih pomaka i vremena relaksacije, NMR daje vrijedne informacije o HPMC konformacijskim promjenama i interakcijama polimera i otapala koje utječu na viskoznost.
Proučavanje ponašanja viskoznosti HPMC-a zahtijeva multidisciplinarni pristup, uključujući eksperimentalne tehnike, teorijsko modeliranje i napredne analitičke metode.Korištenjem kombinacije viskozimetrije, reometrije, molekularne analize, modeliranja i naprednih tehnika, istraživači mogu steći potpuno razumijevanje reoloških svojstava HPMC-a i optimizirati njegovu izvedbu u raznim primjenama.
Vrijeme objave: 29. veljače 2024