טמפרטורת ג'ל תרמית של אתר תאית HPMC

לְהַצִיג

אתרים תאית הם פולימרים אניונים מסיסים במים המופקים מתאית. לפולימרים אלה יש יישומים רבים בתעשיות שונות כגון מזון, תרופות, קוסמטיקה ובנייה בשל תכונותיהם כגון עיבוי, ג'ל, יצירת סרט ותחליב. אחת התכונות החשובות ביותר של אתרי תאית היא טמפרטורת הג'ל התרמית שלהם (Tg), הטמפרטורה שבה הפולימר עובר מעבר פאזה מסול לג'ל. תכונה זו היא קריטית בקביעת הביצועים של אתרי תאית ביישומים שונים. במאמר זה, אנו דנים בטמפרטורת הג'ל התרמית של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה (HPMC), אחד מאתרי התאית הנפוצים ביותר בתעשייה.

טמפרטורת ג'ל תרמית של HPMC

HPMC הוא אתר תאית חצי סינתטי בשימוש נרחב ביישומים שונים בשל תכונותיו הייחודיות. HPMC מסיס מאוד במים, ויוצר תמיסות צמיגות שקופות בריכוזים נמוכים. בריכוז גבוה יותר, HPMC יוצר ג'לים שהינם הפיכים בחימום וקירור. ג'לציה תרמית של HPMC היא תהליך דו-שלבי הכולל היווצרות של מיצלות ואחריו צבירה של מיצלות ליצירת רשת ג'ל (איור 1).

טמפרטורת הג'ל התרמית של HPMC תלויה במספר גורמים כגון מידת ההחלפה (DS), משקל מולקולרי, ריכוז ו-pH של התמיסה. באופן כללי, ככל שה-DS והמשקל המולקולרי של HPMC גבוהים יותר, כך טמפרטורת הג'ל התרמית גבוהה יותר. ריכוז HPMC בתמיסה משפיע גם על Tg, ככל שהריכוז גבוה יותר, כך ה-Tg גבוה יותר. ה-pH של התמיסה משפיע גם על ה-Tg, כאשר תמיסות חומציות גורמות ל-Tg נמוך יותר.

ג'לציה תרמית של HPMC היא הפיכה ויכולה להיות מושפעת מגורמים חיצוניים שונים כגון כוח גזירה, טמפרטורה וריכוז מלח. גזירה שוברת את מבנה הג'ל ומורידה את ה-Tg, בעוד שהטמפרטורה גורמת להמסה של הג'ל ולהוריד את ה-Tg. הוספת מלח לתמיסה משפיעה גם היא על Tg, ונוכחות של קטיונים כמו סידן ומגנזיום מגבירה את ה-Tg.

יישום של Tg HPMC שונים

ניתן להתאים את התנהגות התרמוג'ל של HPMC עבור יישומים שונים. HPMCs נמוך Tg משמשים ביישומים הדורשים ג'ל מהיר, כגון קינוח מיידי, רוטב ומרק. HPMC עם Tg גבוה משמש ביישומים הדורשים ג'ל מושהה או ממושך, כגון ניסוח של מערכות אספקת תרופות, טבליות בשחרור מושהה וחבישת פצעים.

בתעשיית המזון, HPMC משמש כחומר מעבה, מייצב וחומר ג'ל. Low Tg HPMC משמש בניסוחי קינוחים מיידיים הדורשים ג'ל מהיר כדי לספק את המרקם והתחושה הרצויים בפה. HPMC עם Tg גבוה משמש בתכשירי ממרח דלי שומן שבהם רצוי ג'ל מושהה או ממושך כדי למנוע סינרזיס ולשמור על מבנה הממרח.

בתעשיית התרופות, HPMC משמש כחומר מקשר, מתפרק וחומר שחרור מושהה. HPMC עם Tg גבוה משמש בניסוח של טבליות בשחרור מורחב, כאשר נדרשת ג'לציה מושהית או ממושכת כדי לשחרר את התרופה על פני תקופה ממושכת. Low Tg HPMC משמש בניסוח של טבליות מתפוררות דרך הפה, כאשר נדרשים פירוק וג'ל מהיר כדי לספק את תחושת הפה הרצויה וקלות הבליעה.

לסיכום

טמפרטורת הג'ל התרמית של HPMC היא תכונה מרכזית הקובעת את התנהגותו ביישומים שונים. HPMC יכול להתאים את ה-Tg שלו באמצעות מידת ההחלפה, המשקל המולקולרי, הריכוז וערך ה-pH של התמיסה כדי להתאים ליישומים שונים. HPMC עם Tg נמוך משמש ליישומים הדורשים ג'ל מהיר, בעוד HPMC עם Tg גבוה משמש ליישומים הדורשים ג'ל מושהה או ממושך. HPMC הוא אתר תאית רב תכליתי עם יישומים פוטנציאליים רבים בתעשיות שונות.