एचपीएमसी जेल तापमानावर हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्रीचा प्रभाव

हायड्रॉक्सीप्रोपील मेथिलसेल्युलोज (HPMC) हे सामान्यतः वापरले जाणारे पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर आहे, जे फार्मास्युटिकल्स, सौंदर्यप्रसाधने, अन्न आणि औद्योगिक क्षेत्रात, विशेषतः जेल तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. त्याचे भौतिक गुणधर्म आणि विघटन वर्तन विविध अनुप्रयोगांच्या प्रभावीतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पाडतात. एचपीएमसी जेलचे जेलेशन तापमान हे त्याच्या मुख्य भौतिक गुणधर्मांपैकी एक आहे, जे नियंत्रित प्रकाशन, चित्रपट निर्मिती, स्थिरता इत्यादी विविध तयारींमध्ये त्याच्या कार्यक्षमतेवर थेट परिणाम करते.

1. HPMC ची रचना आणि गुणधर्म

HPMC हे पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर आहे जे सेल्युलोज आण्विक सांगाड्यामध्ये हायड्रॉक्सीप्रोपील आणि मिथाइल या दोन घटकांचा समावेश करून मिळवले जाते. त्याच्या आण्विक रचनेत दोन प्रकारचे घटक असतात: हायड्रॉक्सीप्रोपाइल (-CH2CHOHCH3) आणि मिथाइल (-CH3). विविध हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री, मेथिलेशनची डिग्री आणि पॉलिमरायझेशनची डिग्री यासारख्या घटकांचा HPMC च्या विद्राव्यता, जेलिंग वर्तन आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडेल.

जलीय द्रावणांमध्ये, AnxinCel®HPMC पाण्याच्या रेणूंसह हायड्रोजन बंध तयार करून आणि त्याच्या सेल्युलोज-आधारित सांगाड्याशी संवाद साधून स्थिर कोलाइडल द्रावण तयार करते. जेव्हा बाह्य वातावरण (जसे की तापमान, आयनिक सामर्थ्य, इ.) बदलते, तेव्हा HPMC रेणूंमधील परस्परसंवाद बदलतो, परिणामी जेलेशन होते.

2. जिलेशन तापमानाची व्याख्या आणि परिणाम करणारे घटक

जिलेशन तापमान (जेलेशन टेम्परेचर, टी_जेल) म्हणजे ज्या तापमानावर HPMC द्रावण द्रवातून घनात बदलण्यास सुरुवात करते जेव्हा द्रावणाचे तापमान एका विशिष्ट पातळीपर्यंत वाढते. या तपमानावर, HPMC आण्विक साखळ्यांची हालचाल प्रतिबंधित केली जाईल, ज्यामुळे त्रि-आयामी नेटवर्क रचना तयार होईल, परिणामी जेल सारखा पदार्थ तयार होईल.

HPMC चे जेलेशन तापमान अनेक घटकांनी प्रभावित होते, त्यातील एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्री. हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री व्यतिरिक्त, जेल तापमानावर परिणाम करणारे इतर घटक म्हणजे आण्विक वजन, द्रावण एकाग्रता, पीएच मूल्य, सॉल्व्हेंट प्रकार, आयनिक ताकद इ.

3. एचपीएमसी जेल तापमानावर हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्रीचा प्रभाव

3.1 हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री वाढल्याने जेल तापमानात वाढ होते

HPMC चे जेलेशन तापमान त्याच्या रेणूमधील हायड्रॉक्सीप्रोपील प्रतिस्थापनाच्या डिग्रीशी जवळून संबंधित आहे. जसजसे हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री वाढते, HPMC आण्विक साखळीवरील हायड्रोफिलिक घटकांची संख्या वाढते, परिणामी रेणू आणि पाणी यांच्यातील परस्परसंवाद वाढतो. या परस्परसंवादामुळे आण्विक साखळ्या आणखी ताणल्या जातात, ज्यामुळे आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवादाची ताकद कमी होते. एका विशिष्ट एकाग्रतेच्या मर्यादेत, हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्री वाढवण्यामुळे हायड्रेशनची डिग्री वाढवण्यास मदत होते आणि आण्विक साखळींच्या परस्पर व्यवस्थेस प्रोत्साहन मिळते, ज्यामुळे उच्च तापमानात नेटवर्क संरचना तयार केली जाऊ शकते. म्हणून, हायड्रॉक्सीप्रोपील वाढत्या सामग्रीसह सामान्यतः जेलेशन तापमान वाढते.

उच्च हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्रीसह (जसे की HPMC K15M) कमी हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्रीसह (जसे की HPMC K4M) AnxinCel®HPMC पेक्षा समान एकाग्रतेमध्ये उच्च जेलेशन तापमान प्रदर्शित करते. याचे कारण असे आहे की उच्च हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री कमी तापमानात रेणूंना संवाद साधणे आणि नेटवर्क तयार करणे अधिक कठीण करते, या हायड्रेशनवर मात करण्यासाठी आणि त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना तयार करण्यासाठी आंतर-आण्विक परस्परसंवादांना प्रोत्साहन देण्यासाठी उच्च तापमानाची आवश्यकता असते. .

3.2 hydroxypropyl सामग्री आणि समाधान एकाग्रता दरम्यान संबंध

HPMC च्या जेलेशन तापमानाला प्रभावित करणारा द्रावण एकाग्रता देखील एक महत्त्वाचा घटक आहे. उच्च-सांद्रता असलेल्या एचपीएमसी सोल्यूशन्समध्ये, आंतर-आण्विक क्रिया अधिक मजबूत असतात, त्यामुळे हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्री कमी असली तरीही जेलेशन तापमान जास्त असू शकते. कमी एकाग्रतेमध्ये, HPMC रेणूंमधील परस्परसंवाद कमकुवत असतो आणि द्रावण कमी तापमानात जेल होण्याची शक्यता असते.

जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री वाढते, जरी हायड्रोफिलिसिटी वाढते, तरीही जेल तयार करण्यासाठी उच्च तापमान आवश्यक असते. विशेषत: कमी एकाग्रतेच्या परिस्थितीत, जेलेशन तापमान अधिक लक्षणीय वाढते. याचे कारण असे की उच्च हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्रीसह HPMC ला तापमान बदलांद्वारे आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवाद प्रवृत्त करणे अधिक कठीण आहे आणि हायड्रेशन प्रभावावर मात करण्यासाठी जेलेशन प्रक्रियेला अतिरिक्त थर्मल ऊर्जा आवश्यक आहे.

3.3 हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्रीचा जेलेशन प्रक्रियेवर प्रभाव

हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्रीच्या एका विशिष्ट श्रेणीमध्ये, हायड्रेशन आणि आण्विक साखळी यांच्यातील परस्परसंवादाद्वारे जेलेशन प्रक्रियेचे वर्चस्व असते. जेव्हा एचपीएमसी रेणूमध्ये हायड्रॉक्सीप्रोपील सामग्री कमी असते, हायड्रेशन कमकुवत असते, रेणूंमधील परस्परसंवाद मजबूत असतो आणि कमी तापमान जेलच्या निर्मितीस प्रोत्साहन देऊ शकते. जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री जास्त असते, तेव्हा हायड्रेशन लक्षणीयरीत्या वर्धित होते, आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवाद कमकुवत होतो आणि जेलेशन तापमान वाढते.

उच्च हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्रीमुळे एचपीएमसी द्रावणाच्या स्निग्धतामध्ये वाढ होऊ शकते, हा बदल काहीवेळा जिलेशनच्या सुरुवातीच्या तापमानात वाढ करतो.

च्या जिलेशन तापमानावर हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्रीचा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतोHPMC. जसजसे हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री वाढते, HPMC ची हायड्रोफिलिसिटी वाढते आणि आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवाद कमकुवत होतो, त्यामुळे त्याचे जेलेशन तापमान सामान्यतः वाढते. हायड्रेशन आणि आण्विक साखळी यांच्यातील परस्परसंवाद यंत्रणेद्वारे ही घटना स्पष्ट केली जाऊ शकते. HPMC ची हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री समायोजित करून, जिलेशन तापमानाचे अचूक नियंत्रण मिळवता येते, ज्यामुळे HPMC ची कार्यक्षमता फार्मास्युटिकल, अन्न आणि इतर औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये अनुकूल करते.