Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là một dẫn xuất cellulose hòa tan trong nước thường được sử dụng rộng rãi trong huyền phù. Tính ổn định của hệ thống treo liên quan đến khả năng của các hạt rắn vẫn được phân tán đồng đều trong môi trường lỏng trong một thời gian dài mà không có sự lắng đọng hoặc tổng hợp đáng kể. Các tính chất vật lý và hóa học độc đáo của HPMC làm cho nó đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính ổn định của huyền phù.
Thuộc tính cơ bản của HPMC
Tính chất vật lý và hóa học
HPMC là một dẫn xuất thu được bằng cách methyl hóa một phần và hydroxypropylation của cellulose. Cấu trúc phân tử của nó chứa hydroxyl hydroxyl (-OH) và các nhóm methoxy kỵ nước (-och₃) và hydroxypropyl, làm cho nó tan trong nước và hoạt động bề mặt. HPMC có thể tạo thành dung dịch nhớt trong nước và độ nhớt của nó thay đổi theo nồng độ, nhiệt độ và pH.
Tính chất nhớt
Giải pháp của HPMC thể hiện các tính chất của chất lỏng không phải người Newton và độ nhớt của nó giảm khi tốc độ cắt tăng, nghĩa là nó thể hiện các đặc tính cắt cắt. Tính chất này có ảnh hưởng quan trọng đến hành vi lưu biến của hệ thống treo vì nó có thể cung cấp độ nhớt thích hợp để cản trở sự lắng đọng của các hạt trong khi không quá nhớt khi khuấy hoặc đổ.
Cơ chế ảnh hưởng của HPMC đối với sự ổn định của huyền phù
1. Hiệu ứng dày
Tác dụng làm dày của HPMC là ức chế sự lắng đọng của các hạt rắn bằng cách tăng độ nhớt của huyền phù. Hiệu ứng làm dày chủ yếu được phản ánh trong các khía cạnh sau:
Tăng độ nhớt của môi trường: HPMC có thể làm tăng đáng kể độ nhớt của huyền phù, do đó làm giảm tốc độ lắng của các hạt rắn trong chất lỏng. Điều này là do theo định luật của Stokes, tốc độ lắng của các hạt tỷ lệ nghịch với độ nhớt của môi trường. Sự gia tăng độ nhớt có thể làm chậm hiệu quả sự lắng đọng của các hạt và tăng cường tính ổn định của hệ thống treo.
Hình thành cấu trúc mạng ba chiều: HPMC có thể tạo thành cấu trúc mạng giống như gel trong nước, có thể nắm bắt và khắc phục các hạt rắn và ngăn chúng giải quyết. Cấu trúc mạng này được duy trì bởi các liên kết hydro và tương tác kỵ nước, giữ cho các hạt phân tán đồng đều.
2. Hiệu ứng tĩnh điện
Cấu trúc phân tử của HPMC mang một điện tích nhất định (ví dụ, thông qua các nhóm hydroxyl hoặc hydroxypropyl), có thể tương tác với điện tích bề mặt của các hạt rắn trong huyền phù. Bằng cách điều chỉnh tiềm năng bề mặt của các hạt, HPMC có thể làm tăng lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt, do đó ngăn chặn sự kết tụ và keo tụ của các hạt.
Hiệu ứng điện tích: Điện tích của HPMC có thể thay đổi mật độ điện tích bề mặt của các hạt, tăng lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt và làm chậm xu hướng của các hạt thành cốt liệu.
Ổn định các hệ thống keo: Trong một số hệ thống keo, HPMC có thể giúp ổn định các hạt keo phân tán và ngăn chặn chúng tổng hợp do các lực van der Waals hoặc các lực hấp dẫn khác.
3. Hiệu ứng cản trở không gian
Các phân tử HPMC có thể tạo thành một lớp rào cản không gian trong huyền phù, có thể ngăn ngừa sự tiếp xúc và tập hợp giữa các hạt, do đó làm tăng tính ổn định của hệ thống treo.
Hàng rào không gian: Các phân tử HPMC tạo thành một lớp hòa tan xung quanh các hạt rắn, có thể ngăn chặn các hạt vật lý tiếp cận, do đó làm giảm khả năng kết hợp và lắng đọng.
Tính ổn định không gian: Do sự hiện diện của các phân tử HPMC, sự tiếp xúc trực tiếp giữa các hạt bị giảm và hàng rào vật lý này cho phép các hạt lơ lửng được phân tán đồng đều trong một thời gian dài hơn.
4. Hoạt động bề mặt
Hoạt động bề mặt của HPMC cho phép nó hấp thụ trên bề mặt của các hạt rắn để tạo thành một lớp phủ ổn định. Lớp phủ này không chỉ ổn định bề mặt của các hạt, mà còn tăng cường tính ưa nước của các hạt, giúp chúng dễ phân tán hơn trong môi trường lỏng.
Sửa đổi bề mặt: Bằng cách hấp phụ trên bề mặt của các hạt, HPMC có thể thay đổi tính chất vật lý và hóa học của bề mặt hạt và tăng độ phân tán và độ ổn định của các hạt.
Giảm căng thẳng giao thoa: Hoạt động bề mặt của HPMC có thể làm giảm sức căng giao thoa giữa môi trường lỏng và bề mặt hạt, giúp các hạt dễ phân tán đều trong môi trường dễ dàng hơn.
Ví dụ về các ứng dụng HPMC trong các đình chỉ khác nhau
Đình chỉ ma túy
Trong huyền phù thuốc, HPMC thường được sử dụng để ổn định trạng thái phân tán của các thành phần dược phẩm hoạt động. Bằng cách điều chỉnh nồng độ và trọng lượng phân tử của HPMC, các tính chất lưu biến của hệ thống treo có thể được kiểm soát, để các thành phần thuốc vẫn được phân phối đều trong quá trình lưu trữ và sử dụng, đảm bảo tính nhất quán của hiệu quả.
Trong huyền phù miệng của một số loại kháng sinh hoặc thuốc kháng khuẩn, HPMC được sử dụng làm chất làm đặc để ngăn ngừa sự lắng đọng của các hạt thuốc trong khi cung cấp hương vị và độ trôi chảy thích hợp.
Đình chỉ thuốc trừ sâu
Trong huyền phù thuốc trừ sâu, HPMC có thể cải thiện khả năng phân tán các hạt thuốc trừ sâu trong nước và giảm sự lắng đọng thuốc trừ sâu, do đó cải thiện hiệu quả và hiệu quả của việc sử dụng thuốc trừ sâu.
Trong thuốc diệt côn trùng hoặc thuốc diệt cỏ, HPMC có thể được sử dụng như một chất phân tán và chất làm đặc để đảm bảo rằng các thành phần hoạt chất của thuốc trừ sâu có thể được phân phối đều trong quá trình ứng dụng và cải thiện hiệu ứng bảo vệ cây trồng.
Nội thất và mỹ phẩm huyền phù
Trong các ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm, HPMC được sử dụng rộng rãi như một chất ổn định và chất làm đặc. Ví dụ, trong các sản phẩm như nhũ tương hoặc kem, HPMC có thể cải thiện kết cấu của sản phẩm và ngăn chặn sự phân tầng và kết tủa.
Trong các loại kem da, HPMC có thể được sử dụng làm chất làm đặc để cung cấp kết cấu mịn và tăng cường hiệu ứng nhũ hóa, do đó các thành phần hoạt chất được phân phối đều, và hiệu ứng ổn định và giữ ẩm của sản phẩm được cải thiện.
HPMC ảnh hưởng đến sự ổn định của huyền phù thông qua nhiều cơ chế, bao gồm tăng độ nhớt, tăng cường hiệu ứng tĩnh điện, cung cấp chất cản trở không gian và hoạt động bề mặt. Các cơ chế này hoạt động cùng nhau để biến HPMC thành một công cụ hiệu quả để cải thiện tính ổn định của đình chỉ. Ứng dụng rộng rãi của nó trong các lĩnh vực y học, thuốc trừ sâu, thực phẩm và mỹ phẩm tiếp tục xác nhận những lợi thế đáng kể của nó như là một chất ổn định hệ thống treo. Trong tương lai, khi nhu cầu về các ứng dụng đình chỉ tiếp tục tăng, nghiên cứu và ứng dụng của HPMC sẽ tiếp tục tăng dần.
Thời gian đăng: Tháng 2-17-2025