化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
聚乙二醇熔程測(cè)量、液相組成分?jǐn)?shù)計(jì)算-耐馳
閱讀：735 發(fā)布時(shí)間：2019-11-29前 言：聚乙二醇與許多臘,、膠、油,、淀粉和有機(jī)溶劑相溶,，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。例如在橡膠工業(yè)中可用做優(yōu) 質(zhì)脫模劑,、金屬淬火,、通用機(jī)械或家用機(jī)械的洗滌劑、太陽(yáng)能收集器的貯熱介質(zhì)等,。在制藥工業(yè)中,，聚乙 二醇廣泛用于水溶性油膏基料和外傷可溶性藥膏的組份，主要用途包括膏劑,、栓劑,、霜?jiǎng)┑取为?dú)使用或 混配可以制出保存時(shí)間長(zhǎng),、符合藥物與物理效果要求的熔點(diǎn)變化范圍,。使用 PEG 基質(zhì)的栓劑比用傳統(tǒng)的油 脂基質(zhì)刺激性小。用 耐馳DSC方法表征（PEGs）對(duì) PEGs 的質(zhì)量控制非常重要,。
聚乙二醇是以環(huán)氧乙烷為基礎(chǔ)的聚合物,，分子質(zhì)量的范圍很廣，PEGs 的水溶性很好,，可以是液體,、 半固體和固體。固態(tài)的 PEGs 由半晶體與無(wú)定形物質(zhì)組成,。不同聚合度的混合物在微觀與宏觀領(lǐng)域都表現(xiàn) 出極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征,。對(duì)于固態(tài)的 PEGs，分為無(wú)定形區(qū)域與晶體區(qū)域。它的結(jié)晶度根據(jù)晶體類型以及 分子質(zhì)量分布,、固態(tài)物質(zhì)的熱歷史和結(jié)晶的不同而不同,。根據(jù)不同的結(jié)晶過(guò)程，晶體區(qū)域由層狀晶體和球 狀晶體組成,。層狀晶體本身又可分為兩種形式：伸展鏈和折疊鏈,。后者相對(duì)于伸展鏈?zhǔn)莵喎€(wěn)定的。由于存 在不同的晶體形式和不同的分子質(zhì)量分布,，對(duì) PEGs 的半結(jié)晶度的分析是十分復(fù)雜的,。
在制藥與食品技術(shù)的發(fā)展、操作與應(yīng)用中,，確定藥品與食品的液相組成分?jǐn)?shù)與溫度的函數(shù),，對(duì)表征它 們的熱機(jī)械特性和流變性是十分重要的。只有在熔融曲線的基礎(chǔ)上比較液相組成分?jǐn)?shù)才能得到所有材料與 藥品樣品的滿意的結(jié)果,。在僅僅考察熔融曲線時(shí),，對(duì)液相組成分?jǐn)?shù)的測(cè)評(píng)允許存在細(xì)微的影響而不需解釋。 本文主要研究?jī)煞N常見(jiàn)的聚乙二醇原料：聚乙二醇 6000 和聚乙二醇 1500 的熔程
樣品的液相組成分?jǐn)?shù)等于所選溫度下熔融部分的峰面積與整個(gè)峰面積的比值,。圖 3 給出了校正過(guò)熱阻的溫度與部分峰面 積的曲線,。
通常，在對(duì)物質(zhì)進(jìn)行控制的緩慢降溫后,，僅在 62℃可以觀測(cè)到熔融峰（圖 1,，一次加熱）。但通過(guò)對(duì)樣品迅速降溫（驟 冷）,，半晶體特征變的十分明顯,。在冷卻過(guò)程中，分子鏈沒(méi)有足夠的時(shí)間重新排列為晶體結(jié)構(gòu),。因此,，在二次加熱中,，DSC 測(cè)量揭示了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在-17℃,，特殊的熱容變化為ΔCp=0.78J.g-1.K-1。
根據(jù)不同的結(jié)晶過(guò)程和熱歷史,，半晶體結(jié)構(gòu)的晶體部分的分子鏈存在伸展與折疊兩種形式,，它們?cè)谟萌魏螣岱椒ū碚鞫?表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，尤其在進(jìn)行 DSC 測(cè)量時(shí)是這樣[2,，3],。因此建議在測(cè)試中要確認(rèn)實(shí)驗(yàn)條件的有效性，如樣品重量,、熱歷 史以及升溫速率等,。物理不穩(wěn)定性的基礎(chǔ)是晶型向更穩(wěn)定的形式轉(zhuǎn)變；無(wú)定形物質(zhì)再次結(jié)晶為不同結(jié)晶度的晶體。觀測(cè)這些 現(xiàn)象的主要難點(diǎn)在于吸熱和放熱物理過(guò)程的重疊,。在一些特定的研究工作中,，必須使用其它的實(shí)驗(yàn)手段，如微波和光譜技術(shù),。
將樣品驟冷到-100℃,，沒(méi)有觀測(cè)到玻璃化轉(zhuǎn)變。根據(jù)所測(cè)熔點(diǎn) 46℃和選用 rg,m=0.65 為聚合物的平均值,，估算的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度為-66℃,。 聚乙二醇 1500 的液相組成分?jǐn)?shù)從圖 5 的部分面積計(jì)算中推導(dǎo)出來(lái)，并列在圖 6 中,。在圖 7 中可以看出聚乙二醇 1500 與聚乙二醇 6000 的熔程和熔融焓的顯著不同,。該項(xiàng)比較證實(shí)了使用不同摩爾質(zhì)量（200 到 6000）的聚乙二醇的多組分混合 物作為特制草藥材料的可能性。
運(yùn)用 耐馳差示掃描量熱儀DSC,，PEGs 的熔融行為可以在部分峰面積的基礎(chǔ)上,，無(wú)論以表格的形式還是圖的形式，都可以輕松地表示為溫度 的函數(shù),。在研究制藥與農(nóng)業(yè)化學(xué)的固相,，半固相以及固體分散中，運(yùn)用 DSC,，通過(guò)恰當(dāng)?shù)母哌x擇性和敏感度的模型系統(tǒng),， 而不是直接比較測(cè)得的 DSC 曲線可以定量地討論配方中不同組分以及不同生產(chǎn)路線、熱處理方式和儲(chǔ)藏條件的影響,。