HPMC là một polyme bán tổng hợp có nguồn gốc từ cellulose.Do đặc tính làm đặc, ổn định và tạo màng tuyệt vời, nó được sử dụng rộng rãi trong y học, thực phẩm, mỹ phẩm và các ngành công nghiệp khác.Nghiên cứu hành vi độ nhớt của nó là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất của nó trong các ứng dụng khác nhau.
1. Đo độ nhớt:
Máy đo độ nhớt quay: Máy đo độ nhớt quay đo mô-men xoắn cần thiết để quay trục chính với tốc độ không đổi khi nhúng vào mẫu.Bằng cách thay đổi hình dạng và tốc độ quay của trục chính, có thể xác định được độ nhớt ở các tốc độ cắt khác nhau.Phương pháp này cho phép xác định đặc tính độ nhớt HPMC trong các điều kiện khác nhau.
Máy đo độ nhớt mao quản: Máy đo độ nhớt mao quản đo dòng chảy của chất lỏng qua ống mao quản dưới tác động của trọng lực hoặc áp suất.Dung dịch HPMC được ép qua ống mao quản và độ nhớt được tính toán dựa trên tốc độ dòng chảy và độ giảm áp suất.Phương pháp này có thể được sử dụng để nghiên cứu độ nhớt HPMC ở tốc độ cắt thấp hơn.
2. Đo lường lưu biến:
Phép đo lưu biến cắt động (DSR): DSR đo phản ứng của vật liệu đối với biến dạng cắt động.Các mẫu HPMC phải chịu ứng suất cắt dao động và biến dạng thu được được đo.Đặc tính đàn hồi nhớt của dung dịch HPMC có thể được mô tả bằng cách phân tích độ nhớt phức tạp (η*) cũng như mô đun lưu trữ (G') và mô đun tổn thất (G”).
Thử nghiệm độ rão và độ hồi phục: Các thử nghiệm này liên quan đến việc cho các mẫu HPMC chịu ứng suất hoặc biến dạng không đổi trong một khoảng thời gian dài (giai đoạn rão) và sau đó theo dõi quá trình phục hồi tiếp theo sau khi ứng suất hoặc biến dạng được giảm bớt.Hành vi leo dốc và phục hồi cung cấp cái nhìn sâu sắc về các đặc tính nhớt đàn hồi của HPMC, bao gồm khả năng biến dạng và phục hồi của nó.
3. Nghiên cứu sự phụ thuộc nồng độ và nhiệt độ:
Quét nồng độ: Các phép đo độ nhớt được thực hiện trên một phạm vi nồng độ HPMC để nghiên cứu mối quan hệ giữa độ nhớt và nồng độ polymer.Điều này giúp hiểu được hiệu quả làm đặc của polyme và đặc tính phụ thuộc vào nồng độ của nó.
Quét nhiệt độ: Các phép đo độ nhớt được thực hiện ở các nhiệt độ khác nhau để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của HPMC.Hiểu được sự phụ thuộc vào nhiệt độ là rất quan trọng đối với các ứng dụng mà HPMC gặp phải sự thay đổi nhiệt độ, chẳng hạn như công thức dược phẩm.
4. Phân tích trọng lượng phân tử:
Sắc ký loại trừ kích thước (SEC): SEC tách các phân tử polymer dựa trên kích thước của chúng trong dung dịch.Bằng cách phân tích đặc tính rửa giải, có thể xác định được sự phân bố trọng lượng phân tử của mẫu HPMC.Hiểu được mối quan hệ giữa trọng lượng phân tử và độ nhớt là rất quan trọng để dự đoán hành vi lưu biến của HPMC.
5. Mô hình hóa và mô phỏng:
Mô hình lý thuyết: Các mô hình lý thuyết khác nhau, chẳng hạn như mô hình Carreau-Yasuda, mô hình Cross hoặc mô hình định luật lũy thừa, có thể được sử dụng để mô tả hành vi độ nhớt của HPMC trong các điều kiện cắt khác nhau.Những mô hình này kết hợp các thông số như tốc độ cắt, nồng độ và trọng lượng phân tử để dự đoán chính xác độ nhớt.
Mô phỏng tính toán: Mô phỏng Động lực học chất lỏng tính toán (CFD) cung cấp cái nhìn sâu sắc về hoạt động dòng chảy của các giải pháp HPMC trong các dạng hình học phức tạp.Bằng cách giải số các phương trình quản lý dòng chất lỏng, mô phỏng CFD có thể dự đoán sự phân bố độ nhớt và mô hình dòng chảy trong các điều kiện khác nhau.
6. Nghiên cứu in situ và in vitro:
Đo lường tại chỗ: Kỹ thuật tại chỗ liên quan đến việc nghiên cứu sự thay đổi độ nhớt theo thời gian thực trong một môi trường hoặc ứng dụng cụ thể.Ví dụ, trong các công thức dược phẩm, phép đo tại chỗ có thể theo dõi sự thay đổi độ nhớt trong quá trình phân rã viên thuốc hoặc bôi gel tại chỗ.
Thử nghiệm trong ống nghiệm: Thử nghiệm trong ống nghiệm mô phỏng các điều kiện sinh lý để đánh giá đặc tính độ nhớt của các công thức dựa trên HPMC dành cho đường uống, mắt hoặc dùng tại chỗ.Những thử nghiệm này cung cấp thông tin có giá trị về hiệu quả và độ ổn định của công thức trong các điều kiện sinh học liên quan.
7. Công nghệ tiên tiến:
Lưu biến vi mô: Các kỹ thuật lưu biến vi mô, chẳng hạn như tán xạ ánh sáng động (DLS) hoặc lưu biến vi mô theo dõi hạt (PTM), cho phép thăm dò các đặc tính nhớt, đàn hồi của chất lỏng phức tạp ở quy mô hiển vi.Những kỹ thuật này có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về hoạt động của HPMC ở cấp độ phân tử, bổ sung cho các phép đo lưu biến vĩ mô.
Quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Quang phổ NMR có thể được sử dụng để nghiên cứu động lực phân tử và tương tác của HPMC trong dung dịch.Bằng cách theo dõi sự dịch chuyển hóa học và thời gian phục hồi, NMR cung cấp thông tin có giá trị về những thay đổi về hình dạng HPMC và tương tác polymer-dung môi ảnh hưởng đến độ nhớt.
Nghiên cứu đặc tính độ nhớt của HPMC đòi hỏi một cách tiếp cận đa ngành, bao gồm các kỹ thuật thực nghiệm, mô hình lý thuyết và các phương pháp phân tích tiên tiến.Bằng cách sử dụng kết hợp phép đo độ nhớt, phép đo lưu biến, phân tích phân tử, mô hình hóa và các kỹ thuật tiên tiến, các nhà nghiên cứu có thể hiểu biết đầy đủ về các đặc tính lưu biến của HPMC và tối ưu hóa hiệu suất của nó trong nhiều ứng dụng.
Thời gian đăng: 29/02/2024