L'hydroxypropyl méthylcellulose (HPMC) est un dérivé de cellulose soluble dans l'eau couramment utilisé largement utilisé dans les suspensions. La stabilité d'une suspension fait référence à la capacité des particules solides à rester uniformément dispersées dans un milieu liquide pendant longtemps sans sédimentation ou agrégation significative. Les propriétés physiques et chimiques uniques du HPMC en font jouer un rôle important dans l'amélioration de la stabilité des suspensions.
Propriétés de base de HPMC
Propriétés physiques et chimiques
Le HPMC est un dérivé obtenu par méthylation partielle et hydroxypropylation de la cellulose. Sa structure moléculaire contient des groupes hydroxyle hydrophiliques hydroxyle (-OH) et hydrophobes (-och₃) et hydroxypropyle, qui le rendent soluble par eau et actif en surface. Le HPMC peut former une solution visqueuse dans l'eau, et sa viscosité change avec la concentration, la température et le pH.
Propriétés de la viscosité
La solution de HPMC présente les propriétés d'un fluide non newtonien, et sa viscosité diminue avec l'augmentation du taux de cisaillement, c'est-à-dire qu'elle présente des propriétés d'amincissement de cisaillement. Cette propriété a une influence importante sur le comportement rhéologique de la suspension car elle peut fournir la viscosité appropriée pour entraver la sédimentation des particules tout en n'étant pas trop visqueuse lors de l'agitation ou du versement.
Mécanisme de l'influence du HPMC sur la stabilité des suspensions
1. Effet d'épaississement
L'effet d'épaississement du HPMC est d'inhiber la sédimentation des particules solides en augmentant la viscosité de la suspension. L'effet d'épaississement se reflète principalement dans les aspects suivants:
Augmenter la viscosité du milieu: HPMC peut augmenter considérablement la viscosité de la suspension, réduisant ainsi le taux de sédimentation des particules solides dans le liquide. En effet, selon la loi de Stokes, le taux de sédimentation des particules est inversement proportionnel à la viscosité du milieu. L'augmentation de la viscosité peut ralentir efficacement la sédimentation des particules et améliorer la stabilité de la suspension.
Former une structure de réseau tridimensionnelle: HPMC peut former une structure de réseau de type gel dans l'eau, qui peut capturer et fixer des particules solides et les empêcher de se détendre. Cette structure de réseau est maintenue par des liaisons hydrogène et des interactions hydrophobes, en gardant les particules uniformément dispersées.
2. Effet électrostatique
La structure moléculaire du HPMC porte une certaine charge (par exemple, via des groupes hydroxyle ou hydroxypropyle), qui peuvent interagir avec la charge de surface des particules solides dans la suspension. En ajustant le potentiel de surface des particules, le HPMC peut augmenter la répulsion électrostatique entre les particules, empêchant ainsi l'agrégation et la floculation des particules.
Effet de charge: La charge du HPMC peut modifier la densité de charge de surface des particules, augmenter la répulsion électrostatique entre les particules et ralentir la tendance des particules à agréger.
Stabiliser les systèmes colloïdaux: dans certains systèmes colloïdaux, le HPMC peut aider à stabiliser les particules colloïdales dispersées et à les empêcher de agréger en raison des forces de van der Waals ou d'autres forces d'attraction.
3. Effet d'obstruction stérique
Les molécules HPMC peuvent former une couche de barrière spatiale dans la suspension, qui peut physiquement empêcher le contact et l'agrégation entre les particules, augmentant ainsi la stabilité de la suspension.
Barrière spatiale: les molécules HPMC forment une couche de solvatation autour des particules solides, qui peuvent physiquement empêcher les particules d'approcher, réduisant ainsi la possibilité d'agrégation et de sédimentation.
Stabilité spatiale: En raison de la présence de molécules de HPMC, le contact direct entre les particules est réduit et cette barrière physique permet aux particules en suspension de rester uniformément dispersées pendant une période plus longue.
4. Activité de surface
L'activité de surface du HPMC lui permet d'adsorber à la surface des particules solides pour former un revêtement stable. Ce revêtement stabilise non seulement la surface des particules, mais améliore également l'hydrophilie des particules, ce qui les rend plus faciles à disperser dans les milieux liquides.
Modification de la surface: En adsorbant à la surface des particules, le HPMC peut changer les propriétés physiques et chimiques de la surface des particules et augmenter la dispersibilité et la stabilité des particules.
Réduire la tension interfaciale: L'activité de surface du HPMC peut réduire la tension interfaciale entre le milieu liquide et la surface des particules, ce qui facilite la dispersion uniformément des particules dans le milieu.
Exemples d'applications HPMC dans différentes suspensions
Suspensions de drogue
Dans les suspensions de médicaments, le HPMC est souvent utilisé pour stabiliser l'état de dispersion des ingrédients pharmaceutiques actifs. En ajustant la concentration et le poids moléculaire du HPMC, les propriétés rhéologiques de la suspension peuvent être contrôlées, de sorte que les ingrédients médicamenteux restent uniformément distribués pendant le stockage et l'utilisation, garantissant la cohérence de l'efficacité.
Dans les suspensions orales de certains antibiotiques ou médicaments antibactériens, le HPMC est utilisé comme épaississant pour prévenir la sédimentation des particules de médicament tout en offrant un goût et une fluidité appropriés.
Suspensions de pesticides
Dans les suspensions de pesticides, le HPMC peut améliorer la dispersibilité des particules de pesticides dans l'eau et réduire le dépôt de pesticides, améliorant ainsi l'efficacité et l'efficacité de l'utilisation des pesticides.
Dans les suspensions d'insecticide ou d'herbicide, le HPMC peut être utilisé comme dispersant et épaississant pour s'assurer que les ingrédients actifs des pesticides peuvent être répartis uniformément pendant l'application et améliorer les effets de protection des cultures.
Suspensions alimentaires et cosmétiques
Dans les industries alimentaires et cosmétiques, le HPMC est largement utilisé comme stabilisateur et épaississant. Par exemple, dans des produits tels que des émulsions ou des crèmes, le HPMC peut améliorer la texture du produit et prévenir la stratification et les précipitations.
Dans les crèmes cutanées, le HPMC peut être utilisé comme épaississant pour fournir une texture lisse et améliorer l'effet d'émulsification, afin que les ingrédients actifs soient répartis uniformément et que l'effet de stabilité et d'hydratation du produit soit amélioré.
Le HPMC affecte la stabilité des suspensions à travers une variété de mécanismes, notamment l'augmentation de la viscosité, l'amélioration des effets électrostatiques, la fourniture d'un obstacle stérique et de l'activité de surface. Ces mécanismes fonctionnent ensemble pour faire du HPMC un outil efficace pour améliorer la stabilité des suspensions. Sa large application dans les domaines de la médecine, des pesticides, de la nourriture et des cosmétiques confirme en outre ses avantages importants en tant que stabilisateur de suspension. À l'avenir, alors que la demande de demandes de suspension continue d'augmenter, la recherche et l'application du HPMC continueront de s'approfondir.
Heure du poste: 17 février-2025