聚乙二醇熔程测量、液相组成分数计算
时间:2019-05-07 阅读:1848
聚乙二醇与许多腊、胶、油、淀粉和有机溶剂相溶,应用领域非常广泛。例如在橡胶工业中可用做优 质脱模剂、金属淬火、通用机械或家用机械的洗涤剂、太阳能收集器的贮热介质等。在制药工业中,聚乙 二醇广泛用于水溶性油膏基料和外伤可溶性药膏的组份,主要用途包括膏剂、栓剂、霜剂等。单独使用或 混配可以制出保存时间长、符合药物与物理效果要求的熔点变化范围。使用 PEG 基质的栓剂比用传统的油 脂基质刺激性小。用 DSC 方法表征(PEGs)对 PEGs 的质量控制非常重要。
聚乙二醇是以环氧乙烷为基础的聚合物,分子质量的范围很广,PEGs 的水溶性很好,可以是液体、 半固体和固体。固态的 PEGs 由半晶体与无定形物质组成。不同聚合度的混合物在微观与宏观领域都表现 出极其复杂的结构特征。对于固态的 PEGs,分为无定形区域与晶体区域。它的结晶度根据晶体类型以及 分子质量分布、固态物质的热历史和结晶的不同而不同。根据不同的结晶过程,晶体区域由层状晶体和球 状晶体组成。层状晶体本身又可分为两种形式:伸展链和折叠链。后者相对于伸展链是亚稳定的。由于存 在不同的晶体形式和不同的分子质量分布,对 PEGs 的半结晶度的分析是十分复杂的。
在制药与食品技术的发展、操作与应用中,确定药品与食品的液相组成分数与温度的函数,对表征它 们的热机械特性和流变性是十分重要的。只有在熔融曲线的基础上比较液相组成分数才能得到所有材料与 药品样品的满意的结果。在仅仅考察熔融曲线时,对液相组成分数的测评允许存在细微的影响而不需解释。 本文主要研究两种常见的聚乙二醇原料:聚乙二醇 6000 和聚乙二醇 1500 的熔程
聚乙二醇 6000 化学名称:聚乙二醇,类型:6000 分子量:6000(平均值)
通常,在对物质进行控制的缓慢降温后,仅在 62℃可以观测到熔融峰(图 1,一次加热)。但通过对样品迅速降温(骤 冷),半晶体特征变的十分明显。在冷却过程中,分子链没有足够的时间重新排列为晶体结构。因此,在二次加热中,DSC 测量揭示了玻璃化转变温度在-17℃,特殊的热容变化为ΔCp=0.78J.g-1.K-1。
根据不同的结晶过程和热历史,半晶体结构的晶体部分的分子链存在伸展与折叠两种形式,它们在用任何热方法表征都 表现出不稳定性,尤其在进行耐驰DSC差示扫描量热仪测量时是这样[2,3]。因此建议在测试中要确认实验条件的有效性,如样品重量、热历 史以及升温速率等。物理不稳定性的基础是晶型向更稳定的形式转变;无定形物质再次结晶为不同结晶度的晶体。观测这些 现象的主要难点在于吸热和放热物理过程的重叠。在一些特定的研究工作中,必须使用其它的实验手段,如微波和光谱技术。
将样品骤冷到-100℃,没有观测到玻璃化转变。根据所测熔点 46℃和选用 rg,m=0.65 为聚合物的平均值,估算的玻璃化 转变温度为-66℃。 聚乙二醇 1500 的液相组成分数从图 5 的部分面积计算中推导出来,并列在图 6 中。在图 7 中可以看出聚乙二醇 1500 与聚乙二醇 6000 的熔程和熔融焓的显著不同。该项比较证实了使用不同摩尔质量(200 到 6000)的聚乙二醇的多组分混合 物作为特制草药材料的可能性。
运用 耐驰DSC差示扫描量热仪,PEGs 的熔融行为可以在部分峰面积的基础上,无论以表格的形式还是图的形式,都可以轻松地表示为温度 的函数。在研究制药与农业化学的固相,半固相以及固体分散中,运用 DSC,通过恰当的高选择性和敏感度的模型系统, 而不是直接比较测得的 DSC 曲线可以定量地讨论配方中不同组分以及不同生产路线、热处理方式和储藏条件的影响。