مقارنة قابلية ذوبانية HPMC في المذيبات العضوية

5 مارس 2025
2:50 صباحاً

HPMC (هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز) هو بوليمر يستخدم على نطاق واسع في البناء, العناية الشخصية, pharmaceutical, and food industries because of its unique solubility and film-forming properties. Solubility is one of the main properties that affects the performance of HPMC in different formulations. HPMC is known for its water solubility, however, its solubility in organic solvents varies greatly. This article explores how HPMC interacts with water, ethanol, acetone, methanol, methylene chloride, and other organic solvents, and provides a clear HPMC solubility chart for your reference.

أولاً: ما أهمية ذوبانية HPMC؟

تعتمد وظيفة HPMC على قدرتها على الذوبان أو الانتفاخ في مذيب معين. على سبيل المثال، تتطلب الطلاءات الدوائية أن تذوب HPMC في خليط مذيب سريع التبخر، تاركة طبقة غشاءً متجانسًا؛ يجب أن تذوب HPMC بالتساوي في الماء أو مخاليط الإيثانول لتعمل كمثبت أو مستحلب؛ تضمن الذوبان في الماء البارد أن تكون HPMC مشتتة بالتساوي في الأسمنت دون تكتل.

تتأثر قابلية ذوبان HPMC بعوامل مثل درجة الحرارة، واستبدال البوليمر (الميثوكسي وهيدروكسي بروبيل)، وقطبية المذيب.

ثانياً- قابلية ذوبان HPMC في الماء

إن HPMC قابل للذوبان بدرجة كبيرة في الماء، خاصةً في الماء البارد. عند إضافتها إلى الماء، تتشتت HPMC وتنتفخ ثم تذوب تماماً لتشكل محلولاً صافياً أو عكراً قليلاً. تعتمد لزوجة المحلول على الوزن الجزيئي وتركيز HPMC.

HPMC قابل للذوبان بحرية في الماء البارد. ترطب HPMC بسرعة في الماء البارد لتكوين محلول لزج وشفاف. وهذا مثالي للشراب أو قطرات العين.

يشكل المحلول مادة هلامية في درجات حرارة عالية ويعيد الذوبان عند التبريد. وعلى عكس مشتقات السليولوز الأخرى، فإن HPMC مستقر على نطاق واسع من الأس الهيدروجيني (3-11).

ثالثاً- ذوبانية HPMC في المذيبات العضوية

على الرغم من أن قابلية ذوبان HPMC في المذيبات العضوية أقل من تلك الموجودة في الماء، إلا أن مخاليط المذيبات العضوية والماء تستخدم على نطاق واسع.

1- قابلية ذوبان HPMC في الإيثانول

نظرًا لانخفاض قطبية الإيثانول، فإن HPMC غير قابل للذوبان تقريبًا. ومع ذلك، يمكن لمخاليط الإيثانول والماء (30% الإيثانول + 70% الماء) أن تذيب HPMC بفعالية. لأن الماء يمكن أن يعمل كمذيب مشارك.

الاستخدام: مخاليط الإيثانول شائعة في طلاء الأقراص. على سبيل المثال، يمكن لمحلول الإيثانول 20% تسريع التجفيف وتقليل لزوجة الطلاءات الغشائية.

القيود: تركيزات الإيثانول العالية (>80%) يمكن أن تسبب ترسيب HPMC.

2- ذوبانية HPMC في الأسيتون

HPMC غير قابل للذوبان في الأسيتون النقي.

سلوك التورم: في خليط الأسيتون والماء (50:50)، قد ينتفخ HPMC ولكنه لن يذوب تمامًا. يتم استغلال ذلك في عملية التغليف الدقيق.

الاستخدامات الخاصة: يستخدم الأسيتون أحياناً لغسل المنتجات القائمة على HPMC لإزالة الشوائب دون إذابة البوليمر.

3- قابلية ذوبان HPMC في الميثانول

وعلى غرار الإيثانول، يتميز HPMC بقابلية ذوبان محدودة. قد تحسن مخاليط الميثانول والماء (على سبيل المثال، 40% ميثانول) من قابلية الذوبان ولكنها أقل شيوعًا بسبب سمية الميثانول.

الاعتبارات الصيدلانية: يجب تجنب استخدام الميثانول في المنتجات الفموية أو الموضعية ولكن يمكن استخدامه في البيئات الصناعية لصب المذيبات.

4- ذوبانية HPMC في ثنائي كلورو الميثان (DCM)

ثنائي كلورو الميثان (DCM) هو مذيب مكلور لا يذيب HPMC. إن الطبيعة غير القطبية والافتقار إلى قدرة الترابط الهيدروجيني لـ DCM تجعله غير متوافق مع HPMC.

نظم المذيبات المشتركة: غالبًا ما يتم إقران DCM مع الميثانول (70:30 DCM-ميثانول) لإذابة HPMC لتجفيف الرذاذ أو إنتاج الكريات المجهرية.

5- المذيبات العضوية الأخرى

كحول الأيزوبروبيل: يتصرف بشكل مشابه للإيثانول، ولكنه يتطلب محتوى مائي أعلى للذوبان.

أسيتات الإيثيل: غير قابل للذوبان؛ يستخدم كمذيب غير مذيب في تخليق جسيمات HPMC النانوية.

6- مخطط الذوبان HPMC

المذيبات	قابلية الذوبان	الملاحظات
المياه	مرتفع (بارد)، جل (ساخن)	مذيب أساسي لمعظم الاستخدامات
الإيثانول	منخفض (نقي)، معتدل (مع الماء)	يستخدم في الطلاءات التي تحتوي على مزيج الماء
الأسيتون	غير قابل للذوبان	قد تنتفخ في المخاليط
الميثانول	منخفض (نقي)، معتدل (مع الماء)	استخدام محدود بسبب السمية
ثنائي كلورو الميثان (DCM)	غير قابل للذوبان	يستخدم مع المذيبات المشتركة لتشكيل الفيلم

رابعًا- العوامل الرئيسية التي تؤثر على الذوبان

درجة الاستبدال: ارتفاع محتوى الميثوكسي يحسن التوافق مع المذيبات العضوية.
درجة الحرارة: يقلل التسخين من قابلية الذوبان في الماء (التجلط) ولكنه يحسن من قابلية التشتت في الخلائط العضوية.
حجم الجسيمات: المساحيق الدقيقة ترطب أسرع من الجسيمات الخشنة.
المضافات: تعزز الملدنات قابلية ذوبان HPMC في المذيبات العضوية.
قطبية المذيب: المذيبات القطبية مثل الماء > الميثانول > الإيثانول > الأسيتون > ثنائي كلورو الميثان.

خامساً- الملخص

من الأفضل ذوبان HPMC في الماء ولكنه يتطلب مزيجًا من المذيبات العضوية (مثل الإيثانول والماء) للاستخدامات الخاصة. لن تعمل المذيبات العضوية النقية (مثل الأسيتون أو كلوريد الميثيلين) على إذابة HPMC ولكن يمكن استخدامها في الأنظمة المركبة. عند تصميم التركيبات القائمة على HPMC، من المهم مراعاة قطبية المذيب ودرجة الاستبدال ودرجة الحرارة. بالنسبة للصناعات التي تعتمد على الأنظمة القائمة على المذيبات، يضمن اختيار التركيبة الصحيحة من المذيبات أداء HPMC على النحو الأمثل في التركيبة.