হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ (HPMC) হলো আয়নিক মিথাইল কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ (HPMC)-এর একটি প্রকারভেদ, যা নন-আয়নিক সেলুলোজ মিশ্রিত ইথার এবং আয়নিক মিথাইল কার্বোক্সিমিথাইল সেলুলোজ মিশ্রিত ইথারের মিশ্রণ। এটি ভারী ধাতুর সাথে বিক্রিয়া করে না। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের পরিমাণ এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলের বিভিন্ন অনুপাত ও সান্দ্রতার কারণে এর কার্যকারিতার উপর ভিত্তি করে স্বতন্ত্র প্রকারভেদ তৈরি হয়। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ মিথোক্সিল এবং কম হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলযুক্ত প্রকারভেদের কার্যকারিতা মিথাইল সেলুলোজের কাছাকাছি এবং কম মিথোক্সিল ও উচ্চ হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলযুক্ত প্রকারভেদের কার্যকারিতা উৎপাদিত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের কাছাকাছি। কিন্তু প্রতিটি প্রকারভেদে, যদিও অল্প পরিমাণে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল বা অল্প পরিমাণে মিথোক্সি থাকে, জৈব দ্রাবকে দ্রবণীয়তা বা জলীয় দ্রবণে ফ্লোকুলেশন তাপমাত্রার মধ্যে একটি বড় পার্থক্য থাকে।
১, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের দ্রবণীয়তা
পানিতে দ্রবণীয় হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ আসলে এক ধরনের প্রোপিলিন অক্সাইড (মিথাইল অক্সিপ্রোপাইল রিং) দ্বারা পরিবর্তিত মিথাইল সেলুলোজ, তাই এর ঠান্ডা পানিতে দ্রবণীয় এবং গরম পানিতে অদ্রবণীয় বৈশিষ্ট্যগুলো মিথাইল সেলুলোজের মতোই। তবে, গরম পানিতে পরিবর্তিত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলের জেল তৈরির তাপমাত্রা মিথাইল সেলুলোজের চেয়ে অনেক বেশি। উদাহরণস্বরূপ, ২০℃ তাপমাত্রায় ২% মিথক্সি উপাদান (DS=০.৭৩) এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল উপাদান (MS=০.৪৬) যুক্ত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের জলীয় দ্রবণের সান্দ্রতা ৫০০ এমপিএ। এই উৎপাদের জেল তৈরির তাপমাত্রা প্রায় ১০০℃, যেখানে একই তাপমাত্রায় মিথাইল সেলুলোজের ক্ষেত্রে তা মাত্র প্রায় ৫৫℃। জলে এর দ্রবণীয়তার ক্ষেত্রেও ব্যাপক উন্নতি হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ (দানার আকার ০.২~০.৫ মিমি) ২০℃ তাপমাত্রায় ৪% জলীয় দ্রবণে (২pA) গুঁড়ো করার পর প্রাপ্ত উৎপাদসমূহ কক্ষ তাপমাত্রায় শীতলীকরণ ছাড়াই জলে সহজে দ্রবীভূত হতে পারে।
(2) জৈব দ্রাবকে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের দ্রবণীয়তা, মিথাইল সেলুলোজের চেয়েও ভালো। মিথাইল সেলুলোজের ক্ষেত্রে মেথক্সি প্রতিস্থাপনের মাত্রা ২.১ বা তার বেশি হওয়া প্রয়োজন, এবং এতে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল MS=১.৫~১.৮ এবং মেথক্সি DS=০.২~১.০ থাকে। ১.৮-এর বেশি মোট প্রতিস্থাপন মাত্রা সম্পন্ন উচ্চ সান্দ্রতার হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ অনার্দ্র মিথানল এবং ইথানল দ্রবণে দ্রবণীয়, এবং এর তাপ-প্লাস্টিক ও পানিতে দ্রবণীয়তা রয়েছে। এটি ডাইক্লোরোমিথেন এবং ট্রাইক্লোরোমিথেনের মতো ক্লোরিনেটেড হাইড্রোকার্বন এবং অ্যাসিটোন, আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহল এবং ডাইঅ্যাসিটোন অ্যালকোহলের মতো জৈব দ্রাবকেও দ্রবণীয়। জৈব দ্রাবকে এর দ্রবণীয়তা পানিতে দ্রবণীয়তার চেয়ে উন্নত।
২, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের সান্দ্রতাকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ
হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের সান্দ্রতার নির্ধারকসমূহ: হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজের আদর্শ সান্দ্রতা নির্ধারণ, যা অন্যান্য সেলুলোজ ইথারের মতোই, ২০℃ তাপমাত্রায় ২% জলীয় দ্রবণকে আদর্শ হিসেবে ব্যবহার করে করা হয়। একই পণ্যের সান্দ্রতা, ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে বৃদ্ধি পায়; একই ঘনত্বের বিভিন্ন আণবিক ওজনের পণ্যের ক্ষেত্রে, উচ্চ আণবিক ওজনের পণ্যের সান্দ্রতা বেশি হয়। তাপমাত্রার সাথে এর সম্পর্ক মিথাইল সেলুলোজের মতোই। তাপমাত্রা বাড়লে সান্দ্রতা কমতে শুরু করে, কিন্তু একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় পৌঁছালে সান্দ্রতা হঠাৎ বেড়ে যায় এবং জেল তৈরি হয়। কম সান্দ্রতার পণ্যের জেল তৈরির তাপমাত্রা বেশি সান্দ্রতার পণ্যের চেয়ে বেশি। এর জেল পয়েন্টের মাত্রা, ইথারের উচ্চ ও নিম্ন সান্দ্রতা ছাড়াও, ইথারের মিথোক্সি এবং হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল গ্রুপের গঠনগত অনুপাত এবং মোট প্রতিস্থাপনের মাত্রার সাথেও সম্পর্কিত। এটি অবশ্যই মনে রাখতে হবে যে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজও এক প্রকার সিউডোপ্লাস্টিক; এর দ্রবণ ঘরের তাপমাত্রায় সংরক্ষণ করলে স্থিতিশীল থাকে এবং এনজাইমেটিক অবক্ষয়ের সম্ভাবনা ছাড়া সান্দ্রতার কোনো অবনতি দেখায় না।
৩, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের অ্যাসিড ও ক্ষার প্রতিরোধ ক্ষমতা
হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ অ্যাসিড ক্ষার এবং ক্ষারের সংস্পর্শে সাধারণত স্থিতিশীল থাকে। পিএইচ (pH) ২ থেকে ১২ পরিসরের মধ্যে এটি প্রভাবিত হয় না এবং এটি নির্দিষ্ট পরিমাণ হালকা অ্যাসিড, যেমন ফরমিক অ্যাসিড, অ্যাসিটিক অ্যাসিড, সাইট্রিক অ্যাসিড, সাকসিনিক অ্যাসিড, ফসফরিক অ্যাসিড, বোরিক অ্যাসিড ইত্যাদি সহ্য করতে পারে। কিন্তু গাঢ় অ্যাসিড এর সান্দ্রতা কমিয়ে দেয়। কস্টিক সোডা, কস্টিক পটাশিয়াম এবং চুনজলের মতো ক্ষার এর উপর কোনো প্রভাব ফেলে না, তবে দ্রবণের সান্দ্রতা সামান্য বাড়িয়ে দেয়, যা ভবিষ্যতে ধীরে ধীরে কমতে থাকে।
৪, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ মিশ্রিত করা যেতে পারে
হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ দ্রবণকে জলে দ্রবণীয় পলিমার যৌগের সাথে মেশানো যায় এবং এটি উচ্চ সান্দ্রতাযুক্ত একটি সমসত্ত্ব স্বচ্ছ দ্রবণে পরিণত হয়। এই উচ্চ আণবিক যৌগগুলো হলো পলিইথিলিন গ্লাইকোল, পলিভিনাইল অ্যাসিটেট, পলিসিলিকন, পলিমিথাইল ভিনাইল সিলোক্সেন এবং হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ও মিথাইল সেলুলোজ ইত্যাদি। গাম অ্যারাবিক, লোকাস্ট বিন গাম, থর্ন ট্রি গাম ইত্যাদির মতো প্রাকৃতিক পলিমার যৌগগুলোও এর দ্রবণের সাথে ভালোভাবে মেশে। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজকে স্টিয়ারিক অ্যাসিড বা পামিটিক অ্যাসিড ম্যানিটল এস্টার বা সরবিটল এস্টারের সাথে মেশানো যায়, এমনকি গ্লিসারল, সরবিটল এবং ম্যানিটলের সাথেও মেশানো যায়; এই যৌগগুলোকে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের প্লাস্টিসাইজার হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।
৫, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ অদ্রবণীয় পানিতে দ্রবণীয়
হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের অদ্রবণীয় পানিতে দ্রবণীয় সেলুলোজ ইথারকে অ্যালডিহাইডের সাথে পৃষ্ঠতলীয় ক্রস-লিঙ্কিং করা যায়, এবং এই পানিতে দ্রবণীয় ইথারকে দ্রবণে অধঃক্ষিপ্ত করে পানিতে অদ্রবণীয় করে তোলা যায়। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজকে অদ্রবণীয় করার জন্য অ্যালডিহাইড, যেমন ফর্মালডিহাইড, গ্লাইঅক্সাল, সাক্সিনালডিহাইড, ডাইঅ্যালডিহাইড ইত্যাদি ব্যবহার করা হয়। ফর্মালডিহাইড ব্যবহারের ক্ষেত্রে দ্রবণের পিএইচ মানের দিকে বিশেষ মনোযোগ দেওয়া উচিত, কারণ এতে গ্লাইঅক্সালের বিক্রিয়া দ্রুততর হয়। তাই শিল্প উৎপাদনে সাধারণত ক্রস-লিঙ্কিং এজেন্ট হিসেবে গ্লাইঅক্সাল ব্যবহৃত হয়। দ্রবণে এই ধরনের ক্রস-লিঙ্কিং এজেন্টের মাত্রা হলো ইথারের ভরের ০.২%~১০%, সর্বোত্তম হলো ৭%~১০%, যেমন গ্লাইঅক্সালের ক্ষেত্রে ৩.৩%~৬% ব্যবহার সবচেয়ে উপযুক্ত। সাধারণ প্রক্রিয়াকরণের তাপমাত্রা ০~৩০℃ এবং সময় ১~১২০ মিনিট। ক্রস-লিঙ্কিং বিক্রিয়াটি অবশ্যই অম্লীয় পরিবেশে সম্পন্ন করতে হবে। সাধারণত, দ্রবণের পিএইচ (PH) প্রায় ২~৬, বিশেষত ৪~৬ এর মধ্যে সামঞ্জস্য করার জন্য দ্রবণে অজৈব তীব্র অ্যাসিড বা জৈব কার্বক্সিলিক অ্যাসিড যোগ করা হয় এবং তারপর ক্রস-লিঙ্কিং বিক্রিয়ার জন্য অ্যালডিহাইড যোগ করা হয়। ব্যবহৃত অ্যাসিডগুলো হলো হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড, সালফিউরিক অ্যাসিড, ফসফরিক অ্যাসিড, ফরমিক অ্যাসিড, অ্যাসিটিক অ্যাসিড, হাইড্রোক্সি অ্যাসিটিক অ্যাসিড, সাকসিনিক অ্যাসিড বা সাইট্রিক অ্যাসিড, যার মধ্যে ফরমিক অ্যাসিড বা অ্যাসিটিক অ্যাসিড সবচেয়ে ভালো। কাঙ্ক্ষিত পিএইচ পরিসরে দ্রবণটিকে ক্রস-লিঙ্ক করার জন্য অ্যাসিড এবং অ্যালডিহাইড একই সাথে যোগ করা যেতে পারে। এই বিক্রিয়াটি প্রায়শই সেলুলোজ ইথার তৈরির চূড়ান্ত পর্যায়ে ব্যবহৃত হয়, যাতে সেলুলোজ ইথার দ্রবীভূত না হয় এবং ২০~২৫℃ তাপমাত্রার জল দিয়ে সহজেই ধুয়ে ও বিশুদ্ধ করা যায়। যখন উৎপাদিত পণ্যটি ব্যবহার করা হয়, তখন দ্রবণের পিএইচ ক্ষারীয় করার জন্য এতে ক্ষারীয় পদার্থ যোগ করা যেতে পারে, এবং এতে উৎপাদিত পণ্যটি দ্রুত দ্রবণে দ্রবীভূত হয়ে যায়। এই পদ্ধতিটি তখনো ব্যবহার করা যেতে পারে, যখন সেলুলোজ ইথার দ্রবণ ব্যবহার করে একটি ফিল্ম তৈরি করা হয় এবং তারপর ফিল্মটিকে বিশেষ প্রক্রিয়াজাত করে একটি অদ্রবণীয় ফিল্মে পরিণত করা হয়।
৬, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ অ্যান্টি-এনজাইম
তাত্ত্বিকভাবে, সেলুলোজ ডেরিভেটিভের এনজাইম প্রতিরোধ ক্ষমতা হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের ক্ষেত্রে দেখা যায় যে, প্রতিটি অ্যানহাইড্রোগ্লুকোজ গ্রুপের সাথে প্রতিস্থাপনকারী গ্রুপের একটি দৃঢ় সংমিশ্রণ থাকায় অণুজীব দ্বারা এর ক্ষয় হওয়ার সম্ভাবনা কম থাকে। কিন্তু বাস্তবে, চূড়ান্ত পণ্যে প্রতিস্থাপনের মাত্রা ১-এর বেশি হলে, তাও এনজাইমের দ্বারা ভেঙে যায়। এর কারণ হলো, সেলুলোজ চেইনের প্রতিটি গ্রুপের প্রতিস্থাপন মাত্রা একরূপ নয়। অণুজীবগুলো কাছাকাছি থাকা প্রতিস্থাপনবিহীন গ্লুকোজ গ্রুপকে ক্ষয় করে শর্করা তৈরি করতে পারে, যা অণুজীব খাদ্য হিসেবে গ্রহণ করতে পারে। তাই, সেলুলোজের ইথারিফিকেশন প্রতিস্থাপন মাত্রা বাড়ালে, এনজাইম দ্বারা ক্ষয়ের বিরুদ্ধে সেলুলোজ ইথারের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পাবে। জানা গেছে যে, নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ (DS=1.9), মিথাইল সেলুলোজ (DS=1.83), মিথাইল সেলুলোজ (DS=1.66), এবং হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (1.7%)-এর অবশিষ্ট সান্দ্রতা ছিল যথাক্রমে ১৩.২%, ৭.৩%, ৩.৮%, এবং ১.৭%। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজের শক্তিশালী এনজাইম-প্রতিরোধী ক্ষমতা রয়েছে। তাই, এর চমৎকার এনজাইম-প্রতিরোধী গুণের সাথে ভালো বিচ্ছুরণ, ঘনকরণ এবং ফিল্ম গঠনের ক্ষমতার সমন্বয়ে, ইমালশন কোটিং ইত্যাদিতে প্রয়োগের জন্য সাধারণত কোনো প্রিজারভেটিভ যোগ করার প্রয়োজন হয় না। তবে, দ্রবণের দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণ বা বাইরের জগৎ থেকে সম্ভাব্য দূষণ রোধ করার জন্য প্রিজারভেটিভ যোগ করা যেতে পারে, যার নির্বাচন দ্রবণের চূড়ান্ত প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী নির্ধারণ করা হয়। ফিনাইলমারকিউরিক অ্যাসিটেট এবং ম্যাঙ্গানিজ ফ্লুওসিলিকেট কার্যকর প্রিজারভেটিভ, কিন্তু এগুলো বিষাক্ত এবং অবশ্যই সতর্কতার সাথে ব্যবহার করতে হবে। সাধারণত, প্রতি লিটার দ্রবণে ১~৫ মিলিগ্রাম ফিনাইলমারকিউরিক অ্যাসিটেট যোগ করা যেতে পারে।
৭, হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ মেমব্রেনের কর্মক্ষমতা
হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ফিল্মের কর্মক্ষমতা চমৎকার। এর জলীয় দ্রবণ বা জৈব দ্রাবকের দ্রবণ কাচের প্লেটে প্রলেপ দিলে, শুকানোর পর তা বর্ণহীন, স্বচ্ছ এবং শক্ত ফিল্মে পরিণত হয়। এর আর্দ্রতা প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো এবং এটি উচ্চ তাপমাত্রায়ও কঠিন থাকে। হাইগ্রোস্কোপিক প্লাস্টিসাইজার যোগ করলে এর প্রসারণ এবং নমনীয়তা বৃদ্ধি পায়। ফ্লেক্সার উন্নত করার জন্য গ্লিসারল, সরবিটল এবং অন্যান্য প্লাস্টিসাইজার সবচেয়ে উপযুক্ত। সাধারণত দ্রবণের ঘনত্ব ২%~৩% এবং প্লাস্টিসাইজারের মাত্রা সেলুলোজ ইথারের ১০%~২০% হয়ে থাকে। যদি প্লাস্টিসাইজারের পরিমাণ নির্দিষ্ট থাকে, তবে উচ্চ আর্দ্রতায় কলয়েড ডিহাইড্রেশনের কারণে সংকোচনের ঘটনা ঘটতে পারে। প্লাস্টিসাইজার যোগ করা ফিল্মের প্রসার্য শক্তি প্লাস্টিসাইজার যোগ না করা ফিল্মের চেয়ে অনেক বেশি এবং যোগ করা পরিমাণের সাথে এটি বৃদ্ধি পায়। একইভাবে, ফিল্মের হাইগ্রোস্কোপিসিটিও প্লাস্টিসাইজারের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পায়।
পোস্ট করার সময়: ০৮-সেপ্টেম্বর-২০২২