સેલ્યુલોઝ ઈથર HPMC નું થર્મલ જેલેશન તાપમાન

પરિચય કરાવવો

સેલ્યુલોઝ ઇથર્સ એ સેલ્યુલોઝમાંથી મેળવેલા એનિઓનિક પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિમર છે. આ પોલિમરનો ઉપયોગ ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, કોસ્મેટિક્સ અને બાંધકામ જેવા વિવિધ ઉદ્યોગોમાં થાય છે કારણ કે તેમના ગુણધર્મો જાડા થવું, જેલિંગ, ફિલ્મ-ફોર્મિંગ અને ઇમલ્સિફાઇંગ જેવા છે. સેલ્યુલોઝ ઇથર્સનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોમાંનો એક તેમનું થર્મલ જેલેશન તાપમાન (Tg) છે, જે તાપમાન પર પોલિમર સોલથી જેલમાં તબક્કાવાર સંક્રમણમાંથી પસાર થાય છે. વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં સેલ્યુલોઝ ઇથર્સનું પ્રદર્શન નક્કી કરવા માટે આ ગુણધર્મ મહત્વપૂર્ણ છે. આ લેખમાં, આપણે ઉદ્યોગમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા સેલ્યુલોઝ ઇથર્સમાંથી એક, હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ (HPMC) ના થર્મલ જેલેશન તાપમાનની ચર્ચા કરીશું.

HPMC નું થર્મલ જિલેશન તાપમાન

HPMC એક અર્ધ-કૃત્રિમ સેલ્યુલોઝ ઈથર છે જેનો ઉપયોગ તેના અનન્ય ગુણધર્મોને કારણે વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. HPMC પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે, ઓછી સાંદ્રતામાં સ્પષ્ટ ચીકણું દ્રાવણ બનાવે છે. ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં, HPMC જેલ બનાવે છે જે ગરમ અને ઠંડુ થવા પર ઉલટાવી શકાય છે. HPMC નું થર્મલ જિલેશન એ બે-પગલાની પ્રક્રિયા છે જેમાં માઇસેલ્સનું નિર્માણ થાય છે અને ત્યારબાદ માઇસેલ્સનું એકત્રીકરણ થાય છે જેથી જેલ નેટવર્ક બને (આકૃતિ 1).

HPMC નું થર્મલ જિલેશન તાપમાન ઘણા પરિબળો પર આધાર રાખે છે જેમ કે સબસ્ટિટ્યુશનની ડિગ્રી (DS), મોલેક્યુલર વજન, સાંદ્રતા અને દ્રાવણનું pH. સામાન્ય રીતે, HPMC નું DS અને મોલેક્યુલર વજન જેટલું ઊંચું હશે, તેટલું થર્મલ જિલેશન તાપમાન વધારે હશે. દ્રાવણમાં HPMC ની સાંદ્રતા Tg ને પણ અસર કરે છે, સાંદ્રતા જેટલી વધારે હશે, Tg પણ વધારે હશે. દ્રાવણનું pH પણ Tg ને અસર કરે છે, એસિડિક દ્રાવણના પરિણામે Tg ઓછું થાય છે.

HPMC નું થર્મલ જિલેશન ઉલટાવી શકાય તેવું છે અને તે વિવિધ બાહ્ય પરિબળો જેમ કે શીયર ફોર્સ, તાપમાન અને મીઠાની સાંદ્રતાથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે. શીયર જેલની રચનાને તોડે છે અને Tg ઘટાડે છે, જ્યારે તાપમાન વધવાથી જેલ ઓગળે છે અને Tg ઘટાડે છે. દ્રાવણમાં મીઠું ઉમેરવાથી Tg પર પણ અસર થાય છે, અને કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમ જેવા કેશનની હાજરી Tg વધે છે.

વિવિધ Tg HPMC નો ઉપયોગ

HPMC ના થર્મોજેલિંગ વર્તનને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે અનુરૂપ બનાવી શકાય છે. લો Tg HPMC નો ઉપયોગ ઝડપી જલીકરણની જરૂર હોય તેવા એપ્લિકેશનોમાં થાય છે, જેમ કે ઇન્સ્ટન્ટ ડેઝર્ટ, ચટણી અને સૂપ ફોર્મ્યુલેશન. ઉચ્ચ Tg વાળા HPMC નો ઉપયોગ વિલંબિત અથવા લાંબા સમય સુધી જલીકરણની જરૂર હોય તેવા એપ્લિકેશનોમાં થાય છે, જેમ કે ડ્રગ ડિલિવરી સિસ્ટમ્સનું ફોર્મ્યુલેશન, સતત રિલીઝ ટેબ્લેટ્સ અને ઘા ડ્રેસિંગ.

ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં, HPMC નો ઉપયોગ જાડા, સ્ટેબિલાઇઝર અને જેલિંગ એજન્ટ તરીકે થાય છે. લો Tg HPMC નો ઉપયોગ ઇન્સ્ટન્ટ ડેઝર્ટ ફોર્મ્યુલેશનમાં થાય છે જેને ઇચ્છિત ટેક્સચર અને માઉથફીલ પ્રદાન કરવા માટે ઝડપી જિલેશનની જરૂર પડે છે. ઉચ્ચ Tg વાળા HPMC નો ઉપયોગ ઓછી ચરબીવાળા સ્પ્રેડ ફોર્મ્યુલેશનમાં થાય છે જ્યાં સિનેરેસિસ અટકાવવા અને સ્પ્રેડ સ્ટ્રક્ચર જાળવવા માટે વિલંબિત અથવા લાંબા સમય સુધી જિલેશન ઇચ્છિત હોય છે.

ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં, HPMC નો ઉપયોગ બાઈન્ડર, ડિસઇન્ટિગ્રન્ટ અને સસ્ટેનેબલ રીલીઝ એજન્ટ તરીકે થાય છે. ઉચ્ચ Tg વાળા HPMC નો ઉપયોગ વિસ્તૃત-પ્રકાશન ગોળીઓના રૂપમાં થાય છે, જ્યાં લાંબા સમય સુધી દવાને મુક્ત કરવા માટે વિલંબિત અથવા લાંબા સમય સુધી જિલેશન જરૂરી હોય છે. લો Tg HPMC નો ઉપયોગ મૌખિક રીતે વિસર્જન કરતી ગોળીઓના રૂપમાં થાય છે, જ્યાં ઇચ્છિત મોંની લાગણી અને ગળી જવાની સરળતા પ્રદાન કરવા માટે ઝડપી વિસર્જન અને જિલેશન જરૂરી હોય છે.

નિષ્કર્ષમાં

HPMC નું થર્મલ જિલેશન તાપમાન એ એક મુખ્ય ગુણધર્મ છે જે વિવિધ એપ્લિકેશનોમાં તેનું વર્તન નક્કી કરે છે. HPMC તેના Tg ને વિવિધ એપ્લિકેશનોને અનુરૂપ રિપ્લેસમેન્ટની ડિગ્રી, મોલેક્યુલર વજન, સાંદ્રતા અને દ્રાવણના pH મૂલ્ય દ્વારા સમાયોજિત કરી શકે છે. ઓછા Tg વાળા HPMC નો ઉપયોગ ઝડપી જિલેશનની જરૂર હોય તેવા એપ્લિકેશનો માટે થાય છે, જ્યારે ઉચ્ચ Tg વાળા HPMC નો ઉપયોગ વિલંબિત અથવા લાંબા સમય સુધી જિલેશનની જરૂર હોય તેવા એપ્લિકેશનો માટે થાય છે. HPMC એક બહુમુખી અને બહુમુખી સેલ્યુલોઝ ઈથર છે જેનો વિવિધ ઉદ્યોગોમાં ઘણા સંભવિત ઉપયોગો છે.