HPMC este un polimer semi-sintetic derivat din celuloză.Datorită proprietăților sale excelente de îngroșare, stabilizare și formare de peliculă, este utilizat pe scară largă în medicină, alimentație, cosmetică și alte industrii.Studierea comportamentului său la vâscozitate este crucială pentru optimizarea performanței sale în diferite aplicații.
1. Măsurarea vâscozității:
Viscozimetru rotativ: Un viscozimetru rotativ măsoară cuplul necesar pentru a roti un ax la o viteză constantă atunci când este scufundat într-o probă.Variind geometria și viteza de rotație a arborelui, se poate determina vâscozitatea la diferite viteze de forfecare.Această metodă permite caracterizarea vâscozității HPMC în diferite condiții.
Viscozimetru capilar: Un viscozimetru capilar măsoară fluxul unui lichid printr-un tub capilar sub influența gravitației sau presiunii.Soluția HPMC este forțată prin tubul capilar și vâscozitatea este calculată pe baza debitului și căderii de presiune.Această metodă poate fi utilizată pentru a studia vâscozitatea HPMC la viteze de forfecare mai mici.
2. Măsurare reologică:
Reometrie dinamică de forfecare (DSR): DSR măsoară răspunsul unui material la deformarea dinamică de forfecare.Probele HPMC au fost supuse la forfecare oscilatoare și s-au măsurat deformațiile rezultate.Comportarea vâscoelastică a soluțiilor HPMC poate fi caracterizată prin analiza vâscozității complexe (η*), precum și a modulului de stocare (G') și a modulului de pierdere (G”).
Teste de fluaj și de recuperare: Aceste teste presupun supunerea probelor HPMC la stres sau deformare constantă pentru o perioadă lungă de timp (faza de fluaj) și apoi monitorizarea recuperării ulterioare după ce stresul sau deformarea este eliberată.Comportamentul de curgere și de recuperare oferă o perspectivă asupra proprietăților vâscoelastice ale HPMC, inclusiv a capacităților sale de deformare și recuperare.
3. Studii de concentrație și dependență de temperatură:
Scanarea concentrației: Măsurătorile de vâscozitate sunt efectuate pe un interval de concentrații HPMC pentru a studia relația dintre vâscozitate și concentrația polimerului.Acest lucru ajută la înțelegerea eficienței de îngroșare a polimerului și a comportamentului său dependent de concentrație.
Scanarea temperaturii: Măsurătorile de vâscozitate sunt efectuate la diferite temperaturi pentru a studia efectul temperaturii asupra vâscozității HPMC.Înțelegerea dependenței de temperatură este esențială pentru aplicațiile în care HPMC experimentează schimbări de temperatură, cum ar fi formulările farmaceutice.
4. Analiza greutății moleculare:
Cromatografia de excludere a mărimii (SEC): SEC separă moleculele de polimer în funcție de dimensiunea lor în soluție.Prin analiza profilului de eluție, poate fi determinată distribuția greutății moleculare a probei HPMC.Înțelegerea relației dintre greutatea moleculară și vâscozitate este esențială pentru a prezice comportamentul reologic al HPMC.
5. Modelare și simulare:
Modele teoretice: Diverse modele teoretice, cum ar fi modelul Carreau-Yasuda, modelul Cross sau modelul legii puterii, pot fi utilizate pentru a descrie comportamentul viscozității HPMC în diferite condiții de forfecare.Aceste modele combină parametri precum viteza de forfecare, concentrația și greutatea moleculară pentru a prezice cu precizie vâscozitatea.
Simulări computaționale: simulările de dinamică computațională a fluidelor (CFD) oferă o perspectivă asupra comportamentului curgerii soluțiilor HPMC în geometrii complexe.Prin rezolvarea numerică a ecuațiilor care guvernează fluxul fluidului, simulările CFD pot prezice distribuția vâscozității și modelele de curgere în diferite condiții.
6. Studii in situ și in vitro:
Măsurători in situ: tehnicile in situ implică studierea în timp real a modificărilor de vâscozitate într-un mediu sau aplicație specifică.De exemplu, în formulările farmaceutice, măsurătorile in situ pot monitoriza modificările vâscozității în timpul dezintegrarii tabletei sau aplicării topice a gelului.
Testare in vitro: Testarea in vitro simulează condiții fiziologice pentru a evalua comportamentul vâscozității formulărilor pe bază de HPMC destinate administrării orale, oculare sau topice.Aceste teste oferă informații valoroase despre performanța și stabilitatea formulării în condiții biologice relevante.
7. Tehnologie avansată:
Microreologie: Tehnicile de microreologie, cum ar fi împrăștierea dinamică a luminii (DLS) sau microreologia de urmărire a particulelor (PTM), permit sondarea proprietăților vâscoelastice ale fluidelor complexe la scară microscopică.Aceste tehnici pot oferi perspective asupra comportamentului HPMC la nivel molecular, completând măsurătorile reologice macroscopice.
Spectroscopia de rezonanță magnetică nucleară (RMN): spectroscopia RMN poate fi utilizată pentru a studia dinamica moleculară și interacțiunile HPMC în soluție.Prin monitorizarea deplasărilor chimice și a timpilor de relaxare, RMN oferă informații valoroase despre modificările conformaționale ale HPMC și interacțiunile polimer-solvent care afectează vâscozitatea.
Studierea comportamentului viscozității HPMC necesită o abordare multidisciplinară, inclusiv tehnici experimentale, modelare teoretică și metode analitice avansate.Folosind o combinație de viscometrie, reometrie, analiză moleculară, modelare și tehnici avansate, cercetătorii pot obține o înțelegere completă a proprietăților reologice ale HPMC și pot optimiza performanța acestuia într-o varietate de aplicații.
Ora postării: 29-feb-2024