पाणी धारणा आणि HPMC चे तापमान यांच्यातील संबंध

1. HPMC ची रचना आणि पाणी धारणा

एचपीएमसी नैसर्गिक सेल्युलोजच्या रासायनिक बदलाद्वारे बनवले जाते, मुख्यत्वे हायड्रॉक्सीप्रोपाइल (-C3H7OH) आणि मिथाइल (-CH3) गटांना सेल्युलोज साखळीमध्ये समाविष्ट करून, ज्यामुळे ते चांगले विद्राव्यता आणि नियमन गुणधर्म देते. HPMC रेणूंमधील हायड्रॉक्सिल गट (-OH) पाण्याच्या रेणूंसह हायड्रोजन बंध तयार करू शकतात. त्यामुळे, एचपीएमसी पाणी शोषू शकते आणि पाण्याबरोबर एकत्र करू शकते, पाणी धारणा दर्शवते.

 

पाण्याची धारणा म्हणजे पाणी टिकवून ठेवण्याच्या पदार्थाची क्षमता. एचपीएमसीसाठी, हे मुख्यत्वे हायड्रेशनद्वारे प्रणालीमध्ये पाण्याचे प्रमाण राखण्याच्या क्षमतेमध्ये प्रकट होते, विशेषत: उच्च तापमान किंवा उच्च आर्द्रता असलेल्या वातावरणात, ज्यामुळे पाण्याचे जलद नुकसान टाळता येते आणि पदार्थाची आर्द्रता टिकवून ठेवता येते. एचपीएमसी रेणूंमधील हायड्रेशन त्याच्या आण्विक संरचनेच्या परस्परसंवादाशी जवळून संबंधित असल्याने, तापमानातील बदलांचा थेट परिणाम एचपीएमसीच्या पाणी शोषण क्षमतेवर आणि पाणी धरून ठेवण्यावर होईल.

 

2. HPMC च्या पाणी धारणावर तापमानाचा प्रभाव

एचपीएमसी आणि तापमान यांच्यातील पाणी टिकवून ठेवण्याच्या संबंधावर दोन पैलूंवरून चर्चा केली जाऊ शकते: एक म्हणजे एचपीएमसीच्या विद्राव्यतेवर तापमानाचा प्रभाव आणि दुसरा म्हणजे त्याच्या आण्विक संरचना आणि हायड्रेशनवर तापमानाचा प्रभाव.

 

2.1 HPMC च्या विद्राव्यतेवर तापमानाचा प्रभाव

पाण्यातील HPMC ची विद्राव्यता तापमानाशी संबंधित आहे. सामान्यतः, वाढत्या तापमानासह HPMC ची विद्राव्यता वाढते. जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा पाण्याचे रेणू अधिक थर्मल ऊर्जा मिळवतात, परिणामी पाण्याच्या रेणूंमधील परस्परसंवाद कमकुवत होतो, ज्यामुळे विघटन होण्यास प्रोत्साहन मिळते. HPMC. HPMC साठी, तापमानात वाढ झाल्यामुळे कोलाइडल द्रावण तयार करणे सोपे होऊ शकते, ज्यामुळे त्याचे पाण्यामध्ये पाणी टिकून राहते.

 

तथापि, खूप जास्त तापमानामुळे HPMC द्रावणाची स्निग्धता वाढू शकते, ज्यामुळे त्याचे रिओलॉजिकल गुणधर्म आणि पसरण्यावर परिणाम होतो. जरी हा परिणाम विद्राव्यतेच्या सुधारणेसाठी सकारात्मक असला तरी, खूप जास्त तापमानामुळे त्याच्या आण्विक संरचनेची स्थिरता बदलू शकते आणि पाणी धारणा कमी होऊ शकते.

 

2.2 HPMC च्या आण्विक संरचनेवर तापमानाचा प्रभाव

HPMC च्या आण्विक संरचनेत, हायड्रोजन बंध मुख्यत्वे हायड्रॉक्सिल गटांद्वारे पाण्याच्या रेणूंसह तयार होतात आणि हे हायड्रोजन बंध HPMC च्या पाणी टिकवून ठेवण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे. जसजसे तापमान वाढते तसतसे हायड्रोजन बाँडची ताकद बदलू शकते, परिणामी एचपीएमसी रेणू आणि पाण्याचे रेणू यांच्यातील बंधनकारक शक्ती कमकुवत होते, ज्यामुळे त्याचे पाणी धारणा प्रभावित होते. विशेषत:, तापमानात वाढ झाल्यामुळे HPMC रेणूमधील हायड्रोजन बंध विलग होतात, ज्यामुळे त्याचे पाणी शोषण आणि पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता कमी होते.

 

याव्यतिरिक्त, HPMC ची तापमान संवेदनशीलता त्याच्या सोल्यूशनच्या फेज वर्तनामध्ये देखील दिसून येते. भिन्न आण्विक वजन आणि भिन्न पर्यायी गटांसह HPMC मध्ये भिन्न थर्मल संवेदनशीलता असते. साधारणपणे बोलायचे झाल्यास, कमी आण्विक वजन HPMC तापमानास अधिक संवेदनशील असते, तर उच्च आण्विक वजन HPMC अधिक स्थिर कार्यप्रदर्शन प्रदर्शित करते. म्हणून, व्यावहारिक ऍप्लिकेशन्समध्ये, विशिष्ट तापमान श्रेणीनुसार योग्य HPMC प्रकार निवडणे आवश्यक आहे जेणेकरून ते कार्यरत तापमानात पाणी टिकवून ठेवेल.

 

2.3 पाण्याच्या बाष्पीभवनावर तापमानाचा प्रभाव

उच्च तापमानाच्या वातावरणात, तापमानात वाढ झाल्यामुळे जलबाष्पीभवनामुळे एचपीएमसीच्या पाण्याची धारणा प्रभावित होईल. जेव्हा बाह्य तापमान खूप जास्त असते, तेव्हा HPMC प्रणालीतील पाण्याचे बाष्पीभवन होण्याची अधिक शक्यता असते. जरी एचपीएमसी त्याच्या आण्विक संरचनेद्वारे काही प्रमाणात पाणी राखून ठेवू शकते, परंतु अत्याधिक उच्च तापमानामुळे एचपीएमसीच्या पाणी धरून ठेवण्याच्या क्षमतेपेक्षा प्रणाली जलद पाणी गमावू शकते. या प्रकरणात, एचपीएमसीची पाणी धारणा प्रतिबंधित केली जाते, विशेषत: उच्च तापमान आणि कोरड्या वातावरणात.

 

ही समस्या कमी करण्यासाठी, काही अभ्यासांनी हे सिद्ध केले आहे की योग्य humectants जोडणे किंवा सूत्रामध्ये इतर घटक समायोजित केल्याने उच्च तापमान वातावरणात HPMC चा पाणी धारणा प्रभाव सुधारू शकतो. उदाहरणार्थ, फॉर्म्युलामध्ये स्निग्धता सुधारक समायोजित करून किंवा कमी-अस्थिर सॉल्व्हेंट निवडून, पाण्याच्या बाष्पीभवनावर तापमान वाढीचा प्रभाव कमी करून, एचपीएमसीचे पाणी धारणा काही प्रमाणात सुधारले जाऊ शकते.