हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज (HPMC) एक गैर-आयनिक सेलुलोज मिश्रित ईथर है, जो आयनिक मिथाइल कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज मिश्रित ईथर से भिन्न होता है। यह भारी धातुओं के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज की मात्रा और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल की मात्रा के अनुपात और चिपचिपाहट में अंतर के कारण ऑक्सीजन रेडिकल उत्पन्न होते हैं, जिससे इसके प्रदर्शन में भिन्नता आती है। उदाहरण के लिए, उच्च मेथॉक्सिल मात्रा और कम हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मात्रा वाले उत्पादों का प्रदर्शन मिथाइल सेलुलोज के लगभग समान होता है, जबकि कम मेथॉक्सिल मात्रा और उच्च हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मात्रा वाले उत्पादों का प्रदर्शन हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज के लगभग समान होता है। हालांकि, प्रत्येक प्रकार में, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल या मेथॉक्सी की मात्रा कम होने के बावजूद, कार्बनिक विलायकों में घुलनशीलता या जलीय विलयन में फ्लोक्यूलेशन तापमान में काफी अंतर होता है।
1. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज की घुलनशीलता
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज की जल में घुलनशीलता वास्तव में एक प्रकार का प्रोपाइलीन ऑक्साइड (मिथाइल ऑक्सीप्रोपाइल रिंग) संशोधित मिथाइल सेलुलोज है, इसलिए यह ठंडे पानी में घुलनशील और गर्म पानी में अघुलनशील होने के मामले में मिथाइल सेलुलोज के समान ही गुण प्रदर्शित करता है। हालांकि, संशोधित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल का जेलेशन तापमान गर्म पानी में मिथाइल सेलुलोज की तुलना में काफी अधिक होता है। उदाहरण के लिए, 2% मेथोक्सी सामग्री (DS=0.73) और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सामग्री (MS=0.46) वाले हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के जलीय घोल की श्यानता 20℃ पर 500 एमपीए है। इस उत्पाद का जेल तापमान लगभग 100℃ है, जबकि समान तापमान पर मिथाइल सेलुलोज का जेल तापमान केवल लगभग 55℃ है। पानी में इसकी घुलनशीलता में भी काफी सुधार हुआ है, उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (20℃ पर 0.2~0.5 मिमी दाने का आकार, 2pA? S की 4% जलीय चिपचिपाहट) को कुचलने के बाद, उत्पाद कमरे के तापमान पर बिना ठंडा किए पानी में आसानी से घुल जाते हैं।
(2) कार्बनिक विलायकों में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज की घुलनशीलता, मिथाइल सेलुलोज से बेहतर है। मिथाइल सेलुलोज के लिए 2.1 या उससे अधिक मेथोक्सी प्रतिस्थापन डिग्री की आवश्यकता होती है, जिसमें हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल MS=1.5~1.8 और मेथोक्सी DS=0.2~1.0 होता है। 1.8 से अधिक कुल प्रतिस्थापन डिग्री वाला उच्च श्यानता वाला हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज निर्जल मेथनॉल और इथेनॉल विलयनों में घुलनशील होता है, और इसमें ऊष्मारोधी और जल में घुलनशीलता होती है। यह डाइक्लोरोमेथेन और ट्राइक्लोरोमेथेन जैसे क्लोरीनीकृत हाइड्रोकार्बन और एसीटोन, आइसोप्रोपाइल अल्कोहल और डाइएसीटोन अल्कोहल जैसे कार्बनिक विलायकों में भी घुलनशील है। कार्बनिक विलायकों में इसकी घुलनशीलता जल में घुलनशीलता से बेहतर है।
2. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज की चिपचिपाहट को प्रभावित करने वाले कारक
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के श्यानता कारकों के आधार पर, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की मानक श्यानता का निर्धारण, और अन्य सेलुलोज ईथर की श्यानता का निर्धारण, 20℃ पर 2% जलीय विलयन को मानक मानकर किया जाता है। समान उत्पाद की श्यानता, सांद्रता में वृद्धि के साथ बढ़ती है। समान सांद्रता वाले विभिन्न आणविक भार वाले उत्पादों में, उच्च आणविक भार वाले उत्पाद की श्यानता अधिक होती है। तापमान के साथ इसका संबंध मिथाइल सेलुलोज के समान है। तापमान बढ़ने पर श्यानता घटने लगती है, लेकिन एक निश्चित तापमान पर पहुँचने पर श्यानता अचानक बढ़ जाती है और जेल बनने की प्रक्रिया शुरू हो जाती है। कम श्यानता वाले उत्पादों का जेल बनने का तापमान उच्च श्यानता वाले उत्पादों की तुलना में अधिक होता है। इसके जेल बिंदु का स्तर, ईथर की उच्च और निम्न श्यानता के अलावा, ईथर के मेथोक्सी और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल समूह संघटन अनुपात और कुल प्रतिस्थापन की मात्रा से भी संबंधित है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज भी स्यूडोप्लास्टिक होता है। कमरे के तापमान पर संग्रहित करने पर इसका घोल स्थिर रहता है और एंजाइमेटिक अपघटन की संभावना को छोड़कर चिपचिपाहट में कोई गिरावट नहीं दिखाता है।
3. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज अम्ल और क्षार प्रतिरोध
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज अम्ल और क्षार के साथ सामान्यतः स्थिर रहता है। pH 2 से 12 की सीमा में इस पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता। यह फॉर्मिक अम्ल, एसिटिक अम्ल, साइट्रिक अम्ल, सक्सिनिक अम्ल, फॉस्फोरिक अम्ल, बोरिक अम्ल आदि जैसे कुछ हल्के अम्लों को सहन कर सकता है। लेकिन सांद्र अम्लों के साथ इसकी श्यानता कम हो जाती है। कास्टिक सोडा, पोटेशियम कास्टिक और चूने के पानी जैसे क्षारों का इस पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता, हालांकि विलयन की श्यानता में थोड़ी वृद्धि होती है, जो धीरे-धीरे कम हो जाती है।
4. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज को मिलाया जा सकता है
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज के घोल को जल में घुलनशील बहुलक यौगिकों के साथ मिलाया जा सकता है, जिससे उच्च श्यानता वाला एकसमान पारदर्शी घोल प्राप्त होता है। ये उच्च आणविक भार वाले यौगिक पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल, पॉलीविनाइल एसीटेट, पॉलीसिलिकॉन, पॉलीमिथाइल विनाइल सिलोक्सेन, हाइड्रॉक्सीइथाइल सेलुलोज और मिथाइल सेलुलोज आदि हैं। प्राकृतिक बहुलक यौगिक जैसे कि गोंद अरबी, बबूल गोंद, कांटेदार वृक्ष गोंद आदि भी इसके घोल के साथ अच्छी तरह मिश्रित होते हैं। हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज को स्टीयरिक अम्ल, पामिटिक अम्ल, मैनिटोल एस्टर या सॉर्बिटोल एस्टर के साथ भी मिलाया जा सकता है, साथ ही ग्लिसरॉल, सॉर्बिटोल और मैनिटोल के साथ भी। इन यौगिकों का उपयोग हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज प्लास्टिसाइज़र के रूप में किया जा सकता है।
5. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज अघुलनशील जल घुलनशील
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज, जल में घुलनशील सेलुलोज ईथर में अघुलनशील होता है। एल्डिहाइड के साथ सतही क्रॉस-लिंकिंग करने पर ये जल में घुलनशील ईथर विलयन में अवक्षेपित होकर जल में अघुलनशील हो जाते हैं। एल्डिहाइड, फॉर्मेल्डिहाइड, ग्लाइऑक्सल, सक्सिनैल्डिहाइड, डाइएल्डिहाइड आदि भी हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज को अघुलनशील बना देते हैं। फॉर्मेल्डिहाइड के उपयोग के दौरान विलयन के पीएच मान पर विशेष ध्यान देना चाहिए, क्योंकि इसमें ग्लाइऑक्सल की प्रतिक्रिया तीव्र होती है। इसलिए औद्योगिक उत्पादन में आमतौर पर ग्लाइऑक्सल का उपयोग क्रॉस-लिंकिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। विलयन में इस प्रकार के क्रॉस-लिंकिंग एजेंट की मात्रा ईथर के द्रव्यमान का 0.2%~10% होती है, सर्वोत्तम मात्रा 7%~10% है। उदाहरण के लिए, 3.3%~6% ग्लाइऑक्सल का उपयोग सबसे उपयुक्त है। सामान्य उपचार तापमान 0~30℃ होता है और समय अवधि 1~120 मिनट होती है। क्रॉस-लिंकिंग अभिक्रिया अम्लीय परिस्थितियों में की जानी चाहिए। सामान्यतः, विलयन का pH लगभग 2-6, अधिमानतः 4-6 के बीच, तक समायोजित करने के लिए उसमें प्रबल अकार्बनिक अम्ल या कार्बनिक कार्बोक्सिलिक अम्ल मिलाया जाता है, और फिर क्रॉस-लिंकिंग अभिक्रिया के लिए एल्डिहाइड मिलाए जाते हैं। प्रयुक्त अम्ल हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, सल्फ्यूरिक अम्ल, फॉस्फोरिक अम्ल, फॉर्मिक अम्ल, एसिटिक अम्ल, हाइड्रॉक्सी एसिटिक अम्ल, सक्सिनिक अम्ल या साइट्रिक अम्ल हैं, जिनमें से फॉर्मिक अम्ल या एसिटिक अम्ल सर्वोत्तम हैं। वांछित pH सीमा में विलयन की क्रॉस-लिंकिंग के लिए अम्ल और एल्डिहाइड को एक साथ भी मिलाया जा सकता है। यह अभिक्रिया अक्सर सेल्युलोज ईथर निर्माण प्रक्रिया के अंतिम चरण में उपयोग की जाती है, ताकि सेल्युलोज ईथर न घुले और 20-25°C तापमान वाले पानी से धोना और शुद्ध करना आसान हो। उत्पाद का उपयोग करते समय, घोल के पीएच को क्षारीय बनाने के लिए उसमें क्षारीय पदार्थ मिलाए जा सकते हैं, जिससे उत्पाद घोल में शीघ्रता से घुल जाता है। इस विधि का उपयोग तब भी किया जा सकता है जब सेलुलोज ईथर के घोल से फिल्म बनाई जाती है और फिर उस फिल्म को अघुलनशील फिल्म बनाने के लिए उपचारित किया जाता है।
6. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज एंटी-एंजाइम
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज एंजाइम प्रतिरोधकता के सिद्धांत में, जैसे कि प्रत्येक एनहाइड्रोग्लूकोज समूह में प्रतिस्थापन समूहों का ठोस संयोजन होता है, सूक्ष्मजीवों द्वारा क्षरण की संभावना कम होती है। लेकिन वास्तव में, 1 से अधिक प्रतिस्थापन मान वाले तैयार उत्पाद भी एंजाइम द्वारा अपघटित हो जाते हैं। इसका कारण यह है कि सेलुलोज श्रृंखला में प्रत्येक समूह का प्रतिस्थापन स्तर एक समान नहीं होता है। सूक्ष्मजीव आस-पास के अप्रतिस्थापित निर्जलित ग्लूकोज समूहों को नष्ट करके शर्करा बना सकते हैं, जिसे सूक्ष्मजीव भोजन के रूप में ग्रहण कर सकते हैं। इसलिए, यदि सेलुलोज में ईथरीकरण प्रतिस्थापन स्तर बढ़ता है, तो एंजाइम द्वारा क्षरण के प्रति सेलुलोज ईथर की प्रतिरोधकता भी बढ़ जाती है। नियंत्रित परिस्थितियों में, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज (DS=1.9), मिथाइल सेलुलोज (DS=1.83), मिथाइल सेलुलोज (DS=1.66) और हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज (1.7%) की अवशिष्ट श्यानता क्रमशः 13.2%, 7.3%, 3.8% और 1.7% पाई गई। हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज में एंजाइम रोधी प्रबल गुण होते हैं। इस प्रकार, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज के उत्कृष्ट एंजाइम रोधी गुणों, अच्छे फैलाव, गाढ़ापन और फिल्म निर्माण की क्षमता के कारण, इसे इमल्शन कोटिंग आदि में प्रयोग किया जाता है, और आमतौर पर इसमें परिरक्षकों की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, घोल के दीर्घकालिक भंडारण या बाहरी वातावरण से संभावित संदूषण को रोकने के लिए, परिरक्षकों को मिलाया जा सकता है, जिनका चयन घोल की अंतिम आवश्यकताओं के अनुसार किया जा सकता है। फिनाइलमरक्यूरिक एसीटेट और मैंगनीज फ्लूओसिलिकेट प्रभावी परिरक्षक हैं, लेकिन ये विषैले होते हैं और इनका प्रयोग सावधानीपूर्वक किया जाना चाहिए। सामान्यतः, प्रत्येक लीटर विलयन में 1 से 5 मिलीग्राम फिनाइलमरक्यूरिक एसीटेट मिलाया जा सकता है।
7. हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज झिल्ली का प्रदर्शन
हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज फिल्म का प्रदर्शन उत्कृष्ट है। इसके जलीय घोल या कार्बनिक विलायक घोल को कांच की प्लेट पर लेपित करने पर, सूखने के बाद यह रंगहीन, पारदर्शी और मजबूत फिल्म बन जाती है। इसमें नमी प्रतिरोधक क्षमता अच्छी होती है और यह उच्च तापमान पर भी ठोस बनी रहती है। जैसे कि हाइग्रोस्कोपिक प्लास्टिसाइज़र मिलाने से इसकी लंबाई और लचीलापन बढ़ जाता है। फ्लेक्सचर में सुधार के लिए ग्लिसरॉल, सॉर्बिटोल और अन्य प्लास्टिसाइज़र सबसे उपयुक्त हैं। सामान्य घोल की सांद्रता 2% से 3% होती है, और प्लास्टिसाइज़र की मात्रा सेलुलोज ईथर का 10% से 20% होती है। यदि प्लास्टिसाइज़र की मात्रा अधिक हो, तो उच्च आर्द्रता में कोलाइड निर्जलीकरण के कारण संकुचन की समस्या हो सकती है। प्लास्टिसाइज़र मिलाई गई फिल्म की तन्यता शक्ति बिना प्लास्टिसाइज़र मिलाई गई फिल्म की तुलना में काफी अधिक होती है, और यह मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ती है। साथ ही, फिल्म की हाइग्रोस्कोपिसिटी भी प्लास्टिसाइज़र की मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ती है।
पोस्ट करने का समय: 8 सितंबर 2022