ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി സവിശേഷതകൾ

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് (HPMC) പ്രകൃതിദത്ത സെല്ലുലോസിന്റെ രാസമാറ്റം വഴി ലഭിക്കുന്ന ഒരു അയോണിക് അല്ലാത്ത വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന പോളിമർ സംയുക്തമാണ്. ഭക്ഷണം, മരുന്ന്, സൗന്ദര്യവർദ്ധക വസ്തുക്കൾ, നിർമ്മാണ വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ തയ്യാറെടുപ്പുകളിൽ ഒരു പശ, കട്ടിയാക്കൽ, എമൽസിഫയർ, സസ്പെൻഡിംഗ് ഏജന്റ് എന്നിവയായി. പ്രയോഗ പ്രക്രിയയിൽ, HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി സവിശേഷതകൾ വ്യത്യസ്ത മേഖലകളിലെ അതിന്റെ പ്രകടനത്തിന് നിർണായകമാണ്.

1

1. ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ ഘടനയും ഗുണങ്ങളും

HPMC യുടെ തന്മാത്രാ ഘടനയിൽ രണ്ട് പകര ഗ്രൂപ്പുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ (-CHചോച്ച്) ഉം മീഥൈലും (-OCH), ഇത് വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നതിനും പരിഷ്ക്കരണ ശേഷിക്കും നല്ല കഴിവുണ്ടാക്കുന്നു. HPMC തന്മാത്രാ ശൃംഖലയ്ക്ക് ഒരു പ്രത്യേക കർക്കശമായ ഘടനയുണ്ട്, പക്ഷേ ജലീയ ലായനിയിൽ ഒരു ത്രിമാന നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടന രൂപപ്പെടുത്താനും ഇതിന് കഴിയും, ഇത് വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. അതിന്റെ തന്മാത്രാ ഭാരം, പകരക്കാരന്റെ തരം, പകരക്കാരന്റെ അളവ് (അതായത്, ഓരോ യൂണിറ്റിന്റെയും ഹൈഡ്രോക്സിപ്രൊപൈലിന്റെയും മീഥൈൽ പകരക്കാരന്റെയും അളവ്) ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റിയിൽ ഒരു പ്രധാന സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.

 

2. ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി സവിശേഷതകൾ

HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി സവിശേഷതകൾ ലായകത്തിന്റെ സാന്ദ്രത, തന്മാത്രാ ഭാരം, താപനില, pH മൂല്യം തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സാധാരണയായി, HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിക്കുന്നു. അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി ന്യൂട്ടോണിയൻ അല്ലാത്ത റിയോളജിക്കൽ സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു, അതായത്, ഷിയർ നിരക്ക് വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി ക്രമേണ കുറയുന്നു, ഇത് ഷിയർ നേർത്തതാക്കൽ പ്രതിഭാസം കാണിക്കുന്നു.

 

(1) ഏകാഗ്രതയുടെ പ്രഭാവം

HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റിയും അതിന്റെ സാന്ദ്രതയും തമ്മിൽ ഒരു നിശ്ചിത ബന്ധമുണ്ട്. HPMC യുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ജലീയ ലായനിയിലെ തന്മാത്രാ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ വർദ്ധിക്കുകയും, തന്മാത്രാ ശൃംഖലകളുടെ എൻടാൻഗ്ലെമെന്റും ക്രോസ്-ലിങ്കിംഗും വർദ്ധിക്കുകയും, അതിന്റെ ഫലമായി ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയിൽ, സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി രേഖീയമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിൽ, ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി വളർച്ച പരന്നതായിരിക്കുകയും സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു മൂല്യത്തിലെത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

 

(2) തന്മാത്രാ ഭാരത്തിന്റെ പ്രഭാവം

HPMC യുടെ തന്മാത്രാ ഭാരം അതിന്റെ ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റിയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. ഉയർന്ന തന്മാത്രാ ഭാരമുള്ള HPMC യ്ക്ക് നീളമുള്ള തന്മാത്രാ ശൃംഖലകളുണ്ട്, കൂടാതെ ജലീയ ലായനിയിൽ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ത്രിമാന നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടന രൂപപ്പെടുത്താനും കഴിയും, ഇത് ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റിക്ക് കാരണമാകുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, കുറഞ്ഞ തന്മാത്രാ ഭാരമുള്ള HPMC യ്ക്ക് അയഞ്ഞ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടനയും ചെറിയ തന്മാത്രാ ശൃംഖലകൾ കാരണം കുറഞ്ഞ വിസ്കോസിറ്റിയും ഉണ്ട്. അതിനാൽ, പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, അനുയോജ്യമായ വിസ്കോസിറ്റി പ്രഭാവം നേടുന്നതിന് അനുയോജ്യമായ തന്മാത്രാ ഭാരമുള്ള HPMC തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.

2

(3) താപനിലയുടെ പ്രഭാവം

HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റിയെ ബാധിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ് താപനില. താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ജല തന്മാത്രകളുടെ ചലനം തീവ്രമാവുകയും ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി സാധാരണയായി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. കാരണം, താപനില ഉയരുമ്പോൾ, HPMC തന്മാത്രാ ശൃംഖലയുടെ സ്വാതന്ത്ര്യം വർദ്ധിക്കുകയും തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം ദുർബലമാവുകയും അതുവഴി ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, വ്യത്യസ്ത ബാച്ചുകളിൽ നിന്നോ ബ്രാൻഡുകളിൽ നിന്നോ താപനിലയോടുള്ള HPMC യുടെ പ്രതികരണവും വ്യത്യാസപ്പെടാം, അതിനാൽ നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യകതകൾക്കനുസരിച്ച് താപനില സാഹചര്യങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

 

(4) pH മൂല്യത്തിന്റെ പ്രഭാവം

HPMC തന്നെ ഒരു അയോണിക് സംയുക്തമല്ല, അതിന്റെ ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി pH-ലെ മാറ്റങ്ങളോട് സംവേദനക്ഷമമാണ്. അമ്ല അല്ലെങ്കിൽ നിഷ്പക്ഷ പരിതസ്ഥിതികളിൽ HPMC താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ള വിസ്കോസിറ്റി സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, വളരെ അമ്ല അല്ലെങ്കിൽ ക്ഷാര പരിതസ്ഥിതികളിൽ HPMC-യുടെ ലയിക്കുന്നതും വിസ്കോസിറ്റിയും ബാധിക്കപ്പെടും. ഉദാഹരണത്തിന്, ശക്തമായ അമ്ല അല്ലെങ്കിൽ ശക്തമായ ക്ഷാര സാഹചര്യങ്ങളിൽ, HPMC തന്മാത്രകൾ ഭാഗികമായി വിഘടിപ്പിക്കപ്പെട്ടേക്കാം, അതുവഴി അതിന്റെ ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി കുറയുന്നു.

 

3. HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ റിയോളജിക്കൽ വിശകലനം

HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ റിയോളജിക്കൽ സ്വഭാവം സാധാരണയായി ന്യൂട്ടോണിയൻ ദ്രാവക സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ കാണിക്കുന്നു, അതായത് അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി ലായനി സാന്ദ്രത, തന്മാത്രാ ഭാരം തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളുമായി മാത്രമല്ല, ഷിയർ നിരക്കുമായും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സാധാരണയായി പറഞ്ഞാൽ, കുറഞ്ഞ ഷിയർ നിരക്കുകളിൽ, HPMC ജലീയ ലായനി ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റി കാണിക്കുന്നു, അതേസമയം ഷിയർ നിരക്ക് വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ, വിസ്കോസിറ്റി കുറയുന്നു. ഈ സ്വഭാവത്തെ "ഷിയർ തിന്നിംഗ്" അല്ലെങ്കിൽ "ഷിയർ തിന്നിംഗ്" എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് പല പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിലും വളരെ പ്രധാനമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, കോട്ടിംഗുകൾ, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽ തയ്യാറെടുപ്പുകൾ, ഭക്ഷ്യ സംസ്കരണം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ, HPMC യുടെ ഷിയർ തിന്നിംഗ് സവിശേഷതകൾ കുറഞ്ഞ വേഗതയിൽ പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റി നിലനിർത്തുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇത് കൂടുതൽ എളുപ്പത്തിൽ ഒഴുകും.

3

4. HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റിയെ ബാധിക്കുന്ന മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ

(1) ഉപ്പിന്റെ പ്രഭാവം

ഉപ്പ് ലായനികൾ (സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് പോലുള്ളവ) ചേർക്കുന്നത് HPMC ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കും. കാരണം, ഉപ്പിന് ലായനിയുടെ അയോണിക് ശക്തി മാറ്റുന്നതിലൂടെ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ HPMC തന്മാത്രകൾ കൂടുതൽ ഒതുക്കമുള്ള ഒരു നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടന രൂപപ്പെടുത്തുകയും അതുവഴി വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. എന്നിരുന്നാലും, ഉപ്പ് തരത്തിന്റെയും സാന്ദ്രതയുടെയും സ്വാധീനം വിസ്കോസിറ്റിയിൽ പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ക്രമീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

 

(2) മറ്റ് അഡിറ്റീവുകളുടെ പ്രഭാവം

HPMC ജലീയ ലായനിയിൽ മറ്റ് അഡിറ്റീവുകൾ (സർഫക്ടാന്റുകൾ, പോളിമറുകൾ മുതലായവ) ചേർക്കുന്നതും വിസ്കോസിറ്റിയെ ബാധിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, സർഫക്ടാന്റുകൾ HPMC യുടെ വിസ്കോസിറ്റി കുറച്ചേക്കാം, പ്രത്യേകിച്ച് സർഫക്ടാന്റുകളുടെ സാന്ദ്രത കൂടുതലായിരിക്കുമ്പോൾ. കൂടാതെ, ചില പോളിമറുകളോ കണികകളോ HPMC യുമായി ഇടപഴകുകയും അതിന്റെ ലായനിയുടെ റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ മാറ്റുകയും ചെയ്യും.

 

ന്റെ വിസ്കോസിറ്റി സവിശേഷതകൾഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനിയെ സാന്ദ്രത, തന്മാത്രാ ഭാരം, താപനില, pH മൂല്യം തുടങ്ങിയ നിരവധി ഘടകങ്ങൾ ബാധിക്കുന്നു. HPMC ജലീയ ലായനി സാധാരണയായി ന്യൂട്ടോണിയൻ അല്ലാത്ത റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, നല്ല കട്ടിയാക്കലും കത്രിക നേർത്തതാക്കൽ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്, കൂടാതെ വിവിധ വ്യാവസായിക, ഔഷധ മേഖലകളിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ വിസ്കോസിറ്റി സവിശേഷതകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതും മാസ്റ്റേഴ്സ് ചെയ്യുന്നതും വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ HPMC യുടെ ഉപയോഗം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ സഹായിക്കും. പ്രായോഗിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, അനുയോജ്യമായ വിസ്കോസിറ്റി, റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നതിന് പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ഉചിതമായ HPMC തരവും പ്രക്രിയാ വ്യവസ്ഥകളും തിരഞ്ഞെടുക്കണം.


പോസ്റ്റ് സമയം: മാർച്ച്-01-2025