हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्रीचा एचपीएमसी जेल तापमानावर परिणाम

हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज (HPMC) हे सामान्यतः वापरले जाणारे पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर आहे, जे औषधनिर्माण, सौंदर्यप्रसाधने, अन्न आणि औद्योगिक क्षेत्रात, विशेषतः जेल तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. त्याचे भौतिक गुणधर्म आणि विरघळण्याचे वर्तन वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांमध्ये प्रभावीतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पाडते. एचपीएमसी जेलचे जेलेशन तापमान हे त्याच्या प्रमुख भौतिक गुणधर्मांपैकी एक आहे, जे नियंत्रित प्रकाशन, फिल्म निर्मिती, स्थिरता इत्यादी विविध तयारींमध्ये त्याच्या कामगिरीवर थेट परिणाम करते.

१. एचपीएमसीची रचना आणि गुणधर्म

HPMC हे सेल्युलोज आण्विक सांगाड्यात हायड्रॉक्सीप्रोपिल आणि मिथाइल या दोन पर्यायांचा समावेश करून मिळवलेले पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर आहे. त्याच्या आण्विक रचनेत दोन प्रकारचे पर्याय असतात: हायड्रॉक्सीप्रोपिल (-CH2CHOHCH3) आणि मिथाइल (-CH3). वेगवेगळ्या हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री, मिथाइलेशनची डिग्री आणि पॉलिमरायझेशनची डिग्री यासारख्या घटकांचा HPMC च्या विद्राव्यता, जेलिंग वर्तन आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडेल.

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

२. जेलेशन तापमानाची व्याख्या आणि परिणाम करणारे घटक

जेलेशन तापमान (जेलेशन तापमान, T_gel) म्हणजे ज्या तापमानाला HPMC द्रावण द्रवातून घन पदार्थात रूपांतरित होण्यास सुरुवात करते जेव्हा द्रावणाचे तापमान एका विशिष्ट पातळीपर्यंत वाढते. या तापमानात, HPMC आण्विक साखळ्यांची हालचाल मर्यादित होईल, ज्यामुळे त्रिमितीय नेटवर्क रचना तयार होईल, परिणामी जेलसारखा पदार्थ तयार होईल.

HPMC चे जेलेशन तापमान अनेक घटकांनी प्रभावित होते, त्यापैकी एक सर्वात महत्त्वाचा घटक म्हणजे हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री. हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री व्यतिरिक्त, जेल तापमानावर परिणाम करणारे इतर घटक म्हणजे आण्विक वजन, द्रावण एकाग्रता, pH मूल्य, द्रावकाचा प्रकार, आयनिक शक्ती इ.

३. हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्रीचा HPMC जेल तापमानावर परिणाम

३.१ हायड्रॉक्सीप्रोपिलच्या प्रमाणातील वाढ जेल तापमानात वाढ घडवून आणते.

HPMC चे जेलेशन तापमान त्याच्या रेणूमधील हायड्रॉक्सीप्रोपिल प्रतिस्थापनाच्या प्रमाणाशी जवळून संबंधित आहे. हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण वाढत असताना, HPMC आण्विक साखळीवरील हायड्रोफिलिक सबस्टिट्यूएंट्सची संख्या वाढते, परिणामी रेणू आणि पाण्यामधील परस्परसंवाद वाढतो. या परस्परसंवादामुळे आण्विक साखळ्या आणखी ताणल्या जातात, ज्यामुळे आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवादाची ताकद कमी होते. एका विशिष्ट एकाग्रता श्रेणीत, हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण वाढल्याने हायड्रेशनची डिग्री वाढण्यास मदत होते आणि आण्विक साखळ्यांची परस्पर व्यवस्था वाढण्यास मदत होते, ज्यामुळे उच्च तापमानावर नेटवर्क रचना तयार करता येते. म्हणून, हायड्रॉक्सीप्रोपिलच्या वाढत्या प्रमाणासह जेलेशन तापमान सहसा वाढते.

जास्त हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री असलेले HPMC (जसे की HPMC K15M) कमी हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री असलेल्या AnxinCel®HPMC पेक्षा समान एकाग्रतेवर जास्त जेलेशन तापमान प्रदर्शित करतात (जसे की HPMC K4M). याचे कारण असे की जास्त हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्रीमुळे रेणूंना कमी तापमानात संवाद साधणे आणि नेटवर्क तयार करणे अधिक कठीण होते, या हायड्रेशनवर मात करण्यासाठी आणि त्रिमितीय नेटवर्क रचना तयार करण्यासाठी आंतरआण्विक परस्परसंवादांना प्रोत्साहन देण्यासाठी उच्च तापमानाची आवश्यकता असते. .

३.२ हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण आणि द्रावणाच्या एकाग्रतेमधील संबंध

HPMC च्या जेलेशन तापमानावर परिणाम करणारे द्रावणाचे प्रमाण देखील एक महत्त्वाचे घटक आहे. उच्च-सांद्रता असलेल्या HPMC द्रावणांमध्ये, आंतरआण्विक परस्परसंवाद अधिक मजबूत असतात, म्हणून हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री कमी असली तरीही जेलेशन तापमान जास्त असू शकते. कमी सांद्रतेमध्ये, HPMC रेणूंमधील परस्परसंवाद कमकुवत असतो आणि कमी तापमानात द्रावण जेल होण्याची शक्यता जास्त असते.

जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण वाढते, जरी हायड्रोफिलिसिटी वाढते, तरीही जेल तयार करण्यासाठी उच्च तापमान आवश्यक असते. विशेषतः कमी सांद्रतेच्या परिस्थितीत, जेलेशन तापमान अधिक लक्षणीयरीत्या वाढते. याचे कारण असे की उच्च हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री असलेल्या HPMC ला तापमान बदलांद्वारे आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवाद प्रेरित करणे अधिक कठीण असते आणि जेलेशन प्रक्रियेला हायड्रेशन प्रभावावर मात करण्यासाठी अतिरिक्त थर्मल ऊर्जा आवश्यक असते.

३.३ हायड्रॉक्सीप्रोपिल घटकाचा जिलेशन प्रक्रियेवर होणारा परिणाम

हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्रीच्या एका विशिष्ट श्रेणीमध्ये, हायड्रेशन आणि आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवादाद्वारे जेलेशन प्रक्रियेचे वर्चस्व असते. जेव्हा HPMC रेणूमध्ये हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री कमी असते, तेव्हा हायड्रेशन कमकुवत असते, रेणूंमधील परस्परसंवाद मजबूत असतो आणि कमी तापमान जेलच्या निर्मितीला चालना देऊ शकते. जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री जास्त असते, तेव्हा हायड्रेशन लक्षणीयरीत्या वाढवते, आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवाद कमकुवत होतो आणि जेलेशन तापमान वाढते.

हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण जास्त असल्याने एचपीएमसी द्रावणाची चिकटपणा वाढू शकते, हा बदल कधीकधी जेलेशनच्या सुरुवातीच्या तापमानात वाढ करतो.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्रीचा जिलेशन तापमानावर लक्षणीय परिणाम होतोएचपीएमसी. हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण वाढत असताना, HPMC ची हायड्रोफिलिसिटी वाढते आणि आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवाद कमकुवत होतो, म्हणून त्याचे जेलेशन तापमान सहसा वाढते. ही घटना हायड्रेशन आणि आण्विक साखळ्यांमधील परस्परसंवाद यंत्रणेद्वारे स्पष्ट केली जाऊ शकते. HPMC ची हायड्रॉक्सीप्रोपिल सामग्री समायोजित करून, जेलेशन तापमानाचे अचूक नियंत्रण साध्य करता येते, ज्यामुळे औषधनिर्माण, अन्न आणि इतर औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये HPMC ची कार्यक्षमता अनुकूलित होते.