HPMC જેલ તાપમાન પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીની અસર

હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ (HPMC) સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિમર છે, જેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, સૌંદર્ય પ્રસાધનો, ખોરાક અને ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં થાય છે, ખાસ કરીને જેલની તૈયારીમાં. તેના ભૌતિક ગુણધર્મો અને વિસર્જન વર્તન વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં અસરકારકતા પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. HPMC જેલનું જેલેશન તાપમાન તેના મુખ્ય ભૌતિક ગુણધર્મોમાંનું એક છે, જે તેની વિવિધ તૈયારીઓ, જેમ કે નિયંત્રિત પ્રકાશન, ફિલ્મની રચના, સ્થિરતા વગેરેમાં તેની કામગીરીને સીધી અસર કરે છે.

1. HPMC નું માળખું અને ગુણધર્મો

HPMC એ પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિમર છે જે સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર હાડપિંજરમાં બે અવેજીઓ, હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ અને મિથાઈલ દાખલ કરીને મેળવવામાં આવે છે. તેની પરમાણુ રચનામાં બે પ્રકારના અવેજીઓ છે: હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ (-CH2CHOHCH3) અને મિથાઈલ (-CH3). વિવિધ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી, મેથિલેશનની ડિગ્રી અને પોલિમરાઇઝેશનની ડિગ્રી જેવા પરિબળો HPMC ની દ્રાવ્યતા, જેલિંગ વર્તન અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પર મહત્વપૂર્ણ અસર કરશે.

જલીય દ્રાવણમાં, AnxinCel®HPMC પાણીના અણુઓ સાથે હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવીને અને તેના સેલ્યુલોઝ-આધારિત હાડપિંજર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને સ્થિર કોલોઇડલ ઉકેલો બનાવે છે. જ્યારે બાહ્ય વાતાવરણ (જેમ કે તાપમાન, આયનીય શક્તિ, વગેરે) બદલાય છે, ત્યારે HPMC પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બદલાશે, પરિણામે જેલેશન થાય છે.

2. જીલેશન તાપમાનની વ્યાખ્યા અને પ્રભાવિત પરિબળો

જીલેશન તાપમાન (જેલેશન ટેમ્પરેચર, T_gel) એ તાપમાનનો ઉલ્લેખ કરે છે કે જેના પર HPMC સોલ્યુશન પ્રવાહીમાંથી ઘન બનવાનું શરૂ કરે છે જ્યારે સોલ્યુશનનું તાપમાન ચોક્કસ સ્તરે વધે છે. આ તાપમાને, HPMC મોલેક્યુલર સાંકળોની હિલચાલ પ્રતિબંધિત થશે, જે ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક માળખું બનાવે છે, પરિણામે જેલ જેવા પદાર્થ બને છે.

HPMC નું જેલેશન તાપમાન ઘણા પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, જેમાંથી એક સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી છે. હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી ઉપરાંત, જેલના તાપમાનને અસર કરતા અન્ય પરિબળોમાં પરમાણુ વજન, ઉકેલની સાંદ્રતા, pH મૂલ્ય, દ્રાવક પ્રકાર, આયનીય શક્તિ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

3. HPMC જેલ તાપમાન પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીની અસર

3.1 હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીમાં વધારો જેલ તાપમાનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે

HPMC નું જેલેશન તાપમાન તેના પરમાણુમાં હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ અવેજીની ડિગ્રી સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે. જેમ જેમ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલનું પ્રમાણ વધે છે તેમ, HPMC મોલેક્યુલર ચેઇન પર હાઇડ્રોફિલિક ઘટકોની સંખ્યા વધે છે, પરિણામે પરમાણુ અને પાણી વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વધે છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પરમાણુ સાંકળોને વધુ ખેંચવા માટેનું કારણ બને છે, જેનાથી પરમાણુ સાંકળો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની શક્તિમાં ઘટાડો થાય છે. ચોક્કસ સાંદ્રતા શ્રેણીમાં, હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીમાં વધારો હાઇડ્રેશનની ડિગ્રીને વધારવામાં મદદ કરે છે અને પરમાણુ સાંકળોની પરસ્પર ગોઠવણીને પ્રોત્સાહન આપે છે, જેથી ઊંચા તાપમાને નેટવર્ક માળખું રચી શકાય. તેથી, હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલની વધતી જતી સામગ્રી સાથે જેલેશન તાપમાન સામાન્ય રીતે વધે છે.

ઉચ્ચ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી (જેમ કે HPMC K15M) સાથે HPMC, નીચા હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી (જેમ કે HPMC K4M) સાથે AnxinCel®HPMC કરતાં સમાન સાંદ્રતામાં ઉચ્ચ જિલેશન તાપમાન પ્રદર્શિત કરે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે ઉચ્ચ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી નીચા તાપમાને પરમાણુઓ માટે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા અને નેટવર્ક બનાવવાનું વધુ મુશ્કેલ બનાવે છે, આ હાઇડ્રેશનને દૂર કરવા અને ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક માળખું બનાવવા માટે આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને પ્રોત્સાહન આપવા માટે ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે. .

3.2 hydroxypropyl સામગ્રી અને ઉકેલ સાંદ્રતા વચ્ચે સંબંધ

સોલ્યુશનની સાંદ્રતા પણ HPMC ના જીલેશન તાપમાનને અસર કરતું મહત્વનું પરિબળ છે. ઉચ્ચ સાંદ્રતા ધરાવતા HPMC સોલ્યુશન્સમાં, આંતર-પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વધુ મજબૂત હોય છે, તેથી હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલનું પ્રમાણ ઓછું હોય તો પણ જીલેશન તાપમાન વધારે હોઈ શકે છે. ઓછી સાંદ્રતા પર, HPMC પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નબળી હોય છે, અને નીચા તાપમાને સોલ્યુશન જેલ થવાની શક્યતા વધુ હોય છે.

જ્યારે હાઇડ્રોક્સિપ્રોપીલનું પ્રમાણ વધે છે, તેમ છતાં હાઇડ્રોફિલિસીટી વધે છે, જેલ બનાવવા માટે હજુ પણ ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે. ખાસ કરીને ઓછી સાંદ્રતાની સ્થિતિમાં, જેલેશન તાપમાન વધુ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે ઉચ્ચ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી સાથે HPMC માટે તાપમાનના ફેરફારો દ્વારા પરમાણુ સાંકળો વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પ્રેરિત કરવી વધુ મુશ્કેલ છે, અને જલીકરણ પ્રક્રિયાને હાઇડ્રેશન અસરને દૂર કરવા માટે વધારાની થર્મલ ઊર્જાની જરૂર પડે છે.

3.3 જીલેશન પ્રક્રિયા પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીની અસર

હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીની ચોક્કસ શ્રેણીની અંદર, હાઇડ્રેશન અને મોલેક્યુલર ચેઇન્સ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા જિલેશન પ્રક્રિયાનું પ્રભુત્વ છે. જ્યારે HPMC પરમાણુમાં હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે, ત્યારે હાઇડ્રેશન નબળું હોય છે, અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મજબૂત હોય છે અને નીચું તાપમાન જેલની રચનાને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે. જ્યારે હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલનું પ્રમાણ વધારે હોય છે, ત્યારે હાઇડ્રેશન નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, પરમાણુ સાંકળો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નબળી બને છે, અને જીલેશન તાપમાન વધે છે.

ઉચ્ચ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રી પણ એચપીએમસી સોલ્યુશનની સ્નિગ્ધતામાં વધારો તરફ દોરી શકે છે, એક ફેરફાર જે ક્યારેક જીલેશનના પ્રારંભિક તાપમાનમાં વધારો કરે છે.

હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીની જિલેશન તાપમાન પર નોંધપાત્ર અસર પડે છેHPMC. જેમ જેમ હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલનું પ્રમાણ વધે છે તેમ, HPMC ની હાઇડ્રોફિલિસીટી વધે છે અને મોલેક્યુલર ચેઇન્સ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નબળી પડે છે, તેથી તેનું જીલેશન તાપમાન સામાન્ય રીતે વધે છે. આ ઘટનાને હાઇડ્રેશન અને મોલેક્યુલર ચેઇન્સ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ દ્વારા સમજાવી શકાય છે. HPMC ની હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ સામગ્રીને સમાયોજિત કરીને, જેલેશન તાપમાનનું ચોક્કસ નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, ત્યાંથી ફાર્માસ્યુટિકલ, ખોરાક અને અન્ય ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન્સમાં HPMC ની કામગીરીને શ્રેષ્ઠ બનાવી શકાય છે.