सेल्युलोज इथर एचपीएमसीचे थर्मल जेलेशन तापमान

परिचय

सेल्युलोज इथर हे सेल्युलोजपासून बनविलेले ॲनिओनिक पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर आहेत. या पॉलिमरचे अन्न, औषधी, सौंदर्यप्रसाधने आणि बांधकाम यासारख्या विविध उद्योगांमध्ये त्यांच्या गुणधर्मांमुळे जसे की घट्ट करणे, जेलिंग, फिल्म-फॉर्मिंग आणि इमल्सीफायिंग यांसारख्या उद्योगांमध्ये असंख्य अनुप्रयोग आहेत. सेल्युलोज इथरचा सर्वात महत्वाचा गुणधर्म म्हणजे त्यांचे थर्मल जेलेशन तापमान (Tg), ज्या तापमानावर पॉलिमरचे सोल ते जेलमध्ये फेज संक्रमण होते. विविध ऍप्लिकेशन्समध्ये सेल्युलोज इथरचे कार्यप्रदर्शन निर्धारित करण्यासाठी हा गुणधर्म महत्त्वपूर्ण आहे. या लेखात, आम्ही उद्योगातील सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या सेल्युलोज इथरपैकी एक, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज (एचपीएमसी) च्या थर्मल जेलेशन तापमानावर चर्चा करतो.

HPMC चे थर्मल जेलेशन तापमान

HPMC हे अर्ध-सिंथेटिक सेल्युलोज इथर आहे जे त्याच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे विविध अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. एचपीएमसी पाण्यात अत्यंत विरघळणारे आहे, कमी सांद्रतेमध्ये स्पष्ट चिकट द्रावण तयार करते. उच्च एकाग्रतेवर, HPMC जेल्स बनवते जे गरम आणि थंड झाल्यावर उलट करता येते. एचपीएमसीची थर्मल जेलेशन ही दोन-चरण प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये मायसेल्स तयार होतात आणि त्यानंतर जेल नेटवर्क तयार करण्यासाठी मायसेल्स एकत्र केले जातात (आकृती 1).

एचपीएमसीचे थर्मल जेलेशन तापमान अनेक घटकांवर अवलंबून असते जसे की प्रतिस्थापनाची डिग्री (DS), आण्विक वजन, एकाग्रता आणि द्रावणाचा pH. सर्वसाधारणपणे, एचपीएमसीचे डीएस आणि आण्विक वजन जितके जास्त असेल तितके थर्मल जेलेशन तापमान जास्त असेल. द्रावणातील HPMC ची एकाग्रता Tg वर देखील परिणाम करते, एकाग्रता जितकी जास्त तितकी Tg जास्त. द्रावणाचा pH देखील Tg वर परिणाम करतो, अम्लीय द्रावणामुळे Tg कमी होतो.

HPMC चे थर्मल जेलेशन उलट करता येण्यासारखे आहे आणि कातरणे बल, तापमान आणि मीठ एकाग्रता यासारख्या विविध बाह्य घटकांमुळे प्रभावित होऊ शकते. शिअर जेलची रचना मोडते आणि Tg कमी करते, तर वाढत्या तापमानामुळे जेल वितळते आणि Tg कमी होते. द्रावणात मीठ टाकल्याने Tg वर देखील परिणाम होतो आणि कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम सारख्या कॅशनच्या उपस्थितीमुळे Tg वाढते.

वेगवेगळ्या टीजी एचपीएमसीचा अर्ज

HPMC चे थर्मोजेलिंग वर्तन वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांसाठी तयार केले जाऊ शकते. कमी टीजी एचपीएमसीचा वापर झटपट मिठाई, सॉस आणि सूप फॉर्म्युलेशन यांसारख्या जलद जिलेशन आवश्यक असलेल्या ऍप्लिकेशन्समध्ये केला जातो. उच्च टीजीसह एचपीएमसीचा वापर विलंबित किंवा दीर्घकाळापर्यंत जेलेशन आवश्यक असलेल्या ऍप्लिकेशन्समध्ये केला जातो, जसे की औषध वितरण प्रणाली तयार करणे, सतत सोडलेल्या गोळ्या आणि जखमेच्या ड्रेसिंग.

अन्न उद्योगात, HPMC चा वापर जाडसर, स्टेबलायझर आणि जेलिंग एजंट म्हणून केला जातो. लो टीजी एचपीएमसीचा वापर झटपट डेझर्ट फॉर्म्युलेशनमध्ये केला जातो ज्यात इच्छित पोत आणि माउथफील प्रदान करण्यासाठी जलद जेलेशन आवश्यक असते. उच्च टीजी असलेले एचपीएमसी कमी चरबीयुक्त स्प्रेड फॉर्म्युलेशनमध्ये वापरले जाते जेथे सिनेरेसिस टाळण्यासाठी आणि स्प्रेड स्ट्रक्चर राखण्यासाठी विलंब किंवा दीर्घकाळ जळणे आवश्यक असते.

फार्मास्युटिकल उद्योगात, एचपीएमसीचा वापर बाईंडर, विघटन करणारा आणि शाश्वत रिलीझ एजंट म्हणून केला जातो. उच्च टीजीसह एचपीएमसीचा वापर विस्तारित-रिलीज टॅब्लेटच्या निर्मितीमध्ये केला जातो, जेथे दीर्घ कालावधीसाठी औषध सोडण्यासाठी विलंब किंवा दीर्घकाळ जेलेशन आवश्यक असते. कमी टीजी एचपीएमसीचा वापर तोंडी विघटन करणाऱ्या गोळ्यांच्या निर्मितीमध्ये केला जातो, जिथे इच्छित तोंडाला सोस आणि गिळण्याची सोय प्रदान करण्यासाठी जलद विघटन आणि जिलेशन आवश्यक असते.

शेवटी

HPMC चे थर्मल जेलेशन तापमान हे एक प्रमुख गुणधर्म आहे जे विविध अनुप्रयोगांमध्ये त्याचे वर्तन निर्धारित करते. एचपीएमसी त्याचे टीजी बदलण्याची डिग्री, आण्विक वजन, एकाग्रता आणि सोल्यूशनचे pH मूल्य विविध अनुप्रयोगांसाठी अनुकूल करू शकते. कमी टीजीसह एचपीएमसीचा वापर जलद जिलेशन आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी केला जातो, तर उच्च टीजीसह एचपीएमसीचा वापर विलंबित किंवा दीर्घकाळापर्यंत जिलेशन आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी केला जातो. HPMC एक बहुमुखी आणि बहुमुखी सेल्युलोज इथर आहे ज्यामध्ये विविध उद्योगांमध्ये अनेक संभाव्य अनुप्रयोग आहेत.