एचपीएमसीच्या पाणी धारणा आणि तापमानातील संबंध

१. एचपीएमसीची रचना आणि पाणी धारणा

HPMC हे नैसर्गिक सेल्युलोजच्या रासायनिक बदलाद्वारे बनवले जाते, प्रामुख्याने सेल्युलोज साखळीत हायड्रॉक्सीप्रोपिल (-C3H7OH) आणि मिथाइल (-CH3) गटांचा समावेश करून, ज्यामुळे ते चांगले विद्राव्यता आणि नियमन गुणधर्म देते. HPMC रेणूंमधील हायड्रॉक्सिल गट (-OH) पाण्याच्या रेणूंसह हायड्रोजन बंध तयार करू शकतात. म्हणून, HPMC पाणी शोषून घेऊ शकते आणि पाण्यासोबत एकत्र येऊ शकते, ज्यामुळे पाणी धारणा दिसून येते.

 

पाणी धारणा म्हणजे पदार्थाची पाणी धारणा करण्याची क्षमता. HPMC साठी, ते प्रामुख्याने हायड्रेशनद्वारे प्रणालीमध्ये पाण्याचे प्रमाण राखण्याच्या क्षमतेमध्ये प्रकट होते, विशेषतः उच्च तापमान किंवा उच्च आर्द्रता असलेल्या वातावरणात, जे पाण्याचे जलद नुकसान प्रभावीपणे रोखू शकते आणि पदार्थाची ओलेपणा राखू शकते. HPMC रेणूंमधील हायड्रेशन त्याच्या आण्विक संरचनेच्या परस्परसंवादाशी जवळून संबंधित असल्याने, तापमानातील बदल HPMC च्या पाणी शोषण क्षमतेवर आणि पाणी धारणावर थेट परिणाम करतील.

 

२. एचपीएमसीच्या पाणी धारणावर तापमानाचा परिणाम

HPMC च्या पाणी धारणा आणि तापमान यांच्यातील संबंध दोन पैलूंवरून चर्चा करता येतात: एक म्हणजे HPMC च्या विद्राव्यतेवर तापमानाचा परिणाम आणि दुसरा म्हणजे त्याच्या आण्विक रचनेवर आणि हायड्रेशनवर तापमानाचा परिणाम.

 

२.१ एचपीएमसीच्या विद्राव्यतेवर तापमानाचा परिणाम

पाण्यातील HPMC ची विद्राव्यता तापमानाशी संबंधित आहे. साधारणपणे, वाढत्या तापमानाबरोबर HPMC ची विद्राव्यता वाढते. जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा पाण्याचे रेणू अधिक औष्णिक ऊर्जा मिळवतात, ज्यामुळे पाण्याच्या रेणूंमधील परस्परसंवाद कमकुवत होतो, ज्यामुळे विरघळण्यास प्रोत्साहन मिळते. एचपीएमसी. HPMC साठी, तापमानात वाढ झाल्यामुळे कोलाइडल द्रावण तयार करणे सोपे होऊ शकते, ज्यामुळे पाण्यात त्याची पाणी धारणा वाढते.

 

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

 

२.२ एचपीएमसीच्या आण्विक रचनेवर तापमानाचा परिणाम

HPMC च्या आण्विक रचनेत, हायड्रोजन बंध प्रामुख्याने हायड्रॉक्सिल गटांद्वारे पाण्याच्या रेणूंसह तयार होतात आणि हे हायड्रोजन बंध HPMC च्या पाणी धारणासाठी महत्त्वपूर्ण आहे. तापमान वाढत असताना, हायड्रोजन बंधाची ताकद बदलू शकते, परिणामी HPMC रेणू आणि पाण्याच्या रेणूमधील बंधन शक्ती कमकुवत होते, ज्यामुळे त्याच्या पाणी धारणावर परिणाम होतो. विशेषतः, तापमानात वाढ झाल्यामुळे HPMC रेणूमधील हायड्रोजन बंध विलग होतील, ज्यामुळे त्याची पाणी शोषण आणि पाणी धारणा क्षमता कमी होईल.

 

याव्यतिरिक्त, HPMC ची तापमान संवेदनशीलता त्याच्या द्रावणाच्या टप्प्यातील वर्तनात देखील प्रतिबिंबित होते. वेगवेगळ्या आण्विक वजनांसह आणि वेगवेगळ्या पर्यायी गटांसह HPMC मध्ये वेगवेगळ्या थर्मल संवेदनशीलता असतात. सर्वसाधारणपणे, कमी आण्विक वजन HPMC तापमानाला अधिक संवेदनशील असते, तर उच्च आण्विक वजन HPMC अधिक स्थिर कामगिरी प्रदर्शित करते. म्हणून, व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, कार्यरत तापमानावर त्याचे पाणी धारणा सुनिश्चित करण्यासाठी विशिष्ट तापमान श्रेणीनुसार योग्य HPMC प्रकार निवडणे आवश्यक आहे.

 

२.३ पाण्याच्या बाष्पीभवनावर तापमानाचा परिणाम

उच्च तापमानाच्या वातावरणात, तापमानात वाढ झाल्यामुळे होणाऱ्या जलद पाण्याच्या बाष्पीभवनामुळे HPMC च्या पाण्याच्या धारणावर परिणाम होईल. जेव्हा बाह्य तापमान खूप जास्त असते, तेव्हा HPMC प्रणालीतील पाण्याचे बाष्पीभवन होण्याची शक्यता जास्त असते. जरी HPMC त्याच्या आण्विक रचनेद्वारे काही प्रमाणात पाणी धरून ठेवू शकते, परंतु अत्यधिक उच्च तापमानामुळे प्रणाली HPMC च्या पाणी धारणा क्षमतेपेक्षा वेगाने पाणी गमावू शकते. या प्रकरणात, HPMC च्या पाण्याच्या धारणाला प्रतिबंध केला जातो, विशेषतः उच्च तापमान आणि कोरड्या वातावरणात.

 

ही समस्या कमी करण्यासाठी, काही अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की सूत्रात योग्य ह्युमेक्टंट्स जोडल्याने किंवा इतर घटक समायोजित केल्याने उच्च तापमानाच्या वातावरणात HPMC चा पाणी धारणा प्रभाव सुधारू शकतो. उदाहरणार्थ, सूत्रातील व्हिस्कोसिटी मॉडिफायर समायोजित करून किंवा कमी-अस्थिर सॉल्व्हेंट निवडून, HPMC चे पाणी धारणा काही प्रमाणात सुधारले जाऊ शकते, ज्यामुळे पाण्याच्या बाष्पीभवनावर तापमान वाढीचा प्रभाव कमी होतो.