Hidrogelių sudėties modeliavimas, optimizavimas ir reologinių savybių vertinimas

Abstract

Darbo tikslas: optimizuoti hidrogelių sudėtį ir įvertinti optimalios sudėties hidrogelių reologines savybes. Darbo uždaviniai: įvertinti skirtingų temperatūrų įtaką hidrogelių reologinėms savybėms; įvertinti deformacijos jėgų įtaką hidrogelių reologinėms savybėms; įvertinti gelinės struktūros stabilumą, veikiant deformacijos jėgai; įvertinti skirtingų koncentracijų etanolio įtaką reologinėms savybėms. Darbo objektas: hidrogeliai. Metodai: Poloksamero 407 hidrogeliai gaminti 15,0─25,0 proc. koncentracijų intervale. 22,5 ir 25,0 proc. poloksamero 407 koncentracijos hidrogeliai buvo gaminti su 10, 20, 30, 35, 37, 40 ir 50 proc. etanoliu. Reometru atlikti reologiniai testai: dažnio ir amplitudės skenavimas, temperatūrinis testas, tekėjimo kreivės nustatymas ir analizė, tiksotropijos testas ir laiko testas. pH matuotas naudojant pH ─ metrą. Rezultatai: Eksperimentinių 15,0─25,0 proc. poloksamero 407 hidrogelių tirpalas-gelis fazių pasikeitimo temperatūros buvo 27,5-14,5 °C, gelifikavimosi temperatūros buvo 30-17 °C. Hidrogeliai, kurių sudėtyje buvo 15,0-25,0 proc. poloksamero 407, 4°C temperatūroje buvo skysčiai. Hidrogeliai, kurių sudėtyje buvo 15,0-17,5 proc. poloksamero 407, 20 °C temperatūroje buvo skysčiai, 20 proc. hidrogelis buvo klampus skystis, 22,5-25,0 proc. hidrogeliai buvo gelinės struktūros. Visi hidrogeliai 32 °C temperatūroje buvo gelinės struktūros. Veikiant didžiausiai deformacijos jėgai (1000 s-1), 20 °C temperatūroje didžiausias klampos atsistatymas buvo hidrogelių, kurių sudėtyje buvo 22,5 ir 25 proc. poloksamero 407: 22,5 proc. hidrogelio klampa per 20 s atsistatė 84 proc, 25 proc. hidrogelio ─ per 16 s atsistatė 101 proc. Veikiant didžiausiai deformacijos jėgai (1000 s-1), 32 °C temperatūroje 22,5 proc. hidrogelio klampa per 20 s atsitatė 103,2 proc., 25 proc. hidrogelio ─ per 32 s atsistatė 105,9 proc. Didžiausias gelinės strukūros stabilumas, veikiant deformacijos jėgai 4, 20 ir 32 °C temperatūroje, išlieka 22,5-25,0 proc. poloksamero hidrogelių. Hidrogelis, kurio sudėtyje yra 25,0 proc. poloksamero 407 ir 30 proc. etanolio pasižymi didžiausiu klampos atsistatymu po paveikimo jėga ir yra tinkamas purškiama forma vartoti ant odos. Išvados: Reologinių savybių vertinimas leidžia kryptingai modeliuoti norimą produktą. Reologinės savybės priklauso ne tik nuo išorinių veiksnių (temperatūros, deformacijos jėgos), bet ir nuo poloksamero 407 koncentracijos ir pagalbinių medžiagų.