introduceren
Cellulose-ethers zijn anionische, in water oplosbare polymeren afgeleid van cellulose. Deze polymeren hebben talloze toepassingen in verschillende industrieën, zoals de voeding, de farmaceutische industrie, de cosmetica en de bouwsector, vanwege hun eigenschappen zoals verdikking, gelering, filmvorming en emulgering. Een van de belangrijkste eigenschappen van cellulose-ethers is hun thermische geleringstemperatuur (Tg), de temperatuur waarbij het polymeer een faseovergang ondergaat van sol naar gel. Deze eigenschap is van cruciaal belang bij het bepalen van de prestaties van cellulose-ethers in verschillende toepassingen. In dit artikel bespreken we de thermische geleringstemperatuur van hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), een van de meest gebruikte cellulose-ethers in de industrie.
Thermische geleringstemperatuur van HPMC
HPMC is een semi-synthetische cellulose-ether die vanwege zijn unieke eigenschappen veel wordt gebruikt in verschillende toepassingen. HPMC is zeer oplosbaar in water en vormt bij lage concentraties heldere viskeuze oplossingen. Bij hogere concentraties vormt HPMC gels die omkeerbaar zijn bij verwarming en afkoeling. Thermische gelering van HPMC is een tweestapsproces waarbij micellen worden gevormd, gevolgd door aggregatie van micellen om een gelnetwerk te vormen (Figuur 1).
De thermische geleringstemperatuur van HPMC hangt af van verschillende factoren, zoals substitutiegraad (DS), molecuulgewicht, concentratie en pH van de oplossing. In het algemeen geldt dat hoe hoger de DS en het molecuulgewicht van HPMC, hoe hoger de thermische geleringstemperatuur. De concentratie HPMC in oplossing heeft ook invloed op Tg; hoe hoger de concentratie, hoe hoger de Tg. De pH van de oplossing heeft ook invloed op de Tg, waarbij zure oplossingen resulteren in een lagere Tg.
Thermische gelering van HPMC is omkeerbaar en kan worden beïnvloed door verschillende externe factoren, zoals schuifkracht, temperatuur en zoutconcentratie. Afschuiving verbreekt de gelstructuur en verlaagt de Tg, terwijl het verhogen van de temperatuur ervoor zorgt dat de gel smelt en de Tg verlaagt. Het toevoegen van zout aan een oplossing heeft ook invloed op Tg, en de aanwezigheid van kationen zoals calcium en magnesium verhoogt Tg.
Toepassing van verschillende Tg HPMC
Het thermogeleringsgedrag van HPMC kan worden aangepast voor verschillende toepassingen. Lage Tg-HPMC's worden gebruikt in toepassingen die snelle gelering vereisen, zoals instantdessert-, saus- en soepformuleringen. HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt in toepassingen die vertraagde of langdurige gelering vereisen, zoals de formulering van systemen voor medicijnafgifte, tabletten met verlengde afgifte en wondverbanden.
In de voedingsmiddelenindustrie wordt HPMC gebruikt als verdikkingsmiddel, stabilisator en geleermiddel. Lage Tg HPMC wordt gebruikt in instantdessertformuleringen die een snelle gelering vereisen om de gewenste textuur en mondgevoel te verkrijgen. HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt in smeerselformuleringen met laag vetgehalte, waarbij vertraagde of langdurige gelering gewenst is om synerese te voorkomen en de smeerselstructuur te behouden.
In de farmaceutische industrie wordt HPMC gebruikt als bindmiddel, desintegratiemiddel en middel voor langdurige afgifte. HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt bij de formulering van tabletten met verlengde afgifte, waarbij vertraagde of langdurige gelering nodig is om het geneesmiddel gedurende een langere periode vrij te geven. Lage Tg HPMC wordt gebruikt bij de formulering van oraal desintegrerende tabletten, waarbij snelle desintegratie en gelering vereist zijn om het gewenste mondgevoel en slikgemak te verschaffen.
tot slot
De thermische geleringstemperatuur van HPMC is een belangrijke eigenschap die het gedrag ervan in verschillende toepassingen bepaalt. HPMC kan de Tg aanpassen via de substitutiegraad, het molecuulgewicht, de concentratie en de pH-waarde van de oplossing, zodat deze geschikt is voor verschillende toepassingen. HPMC met een lage Tg wordt gebruikt voor toepassingen die een snelle gelering vereisen, terwijl HPMC met een hoge Tg wordt gebruikt voor toepassingen die een vertraagde of langdurige gelering vereisen. HPMC is een veelzijdige en veelzijdige cellulose-ether met veel potentiële toepassingen in diverse industrieën.
Posttijd: 24 augustus 2023