अनेक सामान्य सेल्युलोज इथर्सची ओळख

मिथाइलसेल्युलोज (MC)

मिथाइलसेल्युलोज (MC) चे रेणूसूत्र आहे:

[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x

शुद्ध केलेल्या कापसावर अल्कलीने प्रक्रिया केल्यानंतर, अनेक अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे सेल्युलोज इथर बनवण्याची उत्पादन प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये मिथाइल क्लोराइडचा इथरीकरण कारक म्हणून वापर केला जातो. सामान्यतः, प्रतिस्थापनाची पातळी १.६~२.० असते आणि प्रतिस्थापनाच्या वेगवेगळ्या पातळ्यांनुसार विद्राव्यता देखील भिन्न असते. हा एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर आहे.

मिथाइलसेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळते आणि गरम पाण्यात विरघळण्यास अवघड असते. त्याचे जलीय द्रावण pH=३~१२ च्या मर्यादेत अत्यंत स्थिर असते.

याची स्टार्च, ग्वार गम इत्यादी आणि अनेक सर्फॅक्टंट्ससोबत चांगली सुसंगतता आहे. जेव्हा तापमान जेलेशन तापमानापर्यंत पोहोचते, तेव्हा जेलेशन होते.

मेथिलसेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता त्याच्या मिश्रणाचे प्रमाण, चिकटपणा, कणांचा बारीकपणा आणि विरघळण्याच्या दरावर अवलंबून असते.

सर्वसाधारणपणे, जर मिश्रणाचे प्रमाण जास्त असेल, कणांचा बारीकपणा कमी असेल आणि चिकटपणा जास्त असेल, तर पाणी धरून ठेवण्याचा दर जास्त असतो. त्यापैकी, मिश्रणाच्या प्रमाणाचा पाणी धरून ठेवण्याच्या दरावर सर्वात जास्त परिणाम होतो, आणि चिकटपणाची पातळी ही पाणी धरून ठेवण्याच्या दराच्या पातळीशी थेट प्रमाणात नसते. विरघळण्याचा दर मुख्यत्वे सेल्युलोज कणांच्या पृष्ठभागाच्या सुधारणेची पातळी आणि कणांच्या बारीकपणावर अवलंबून असतो.

वरील सेल्युलोज इथर्सपैकी, मिथाइल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोजमध्ये पाणी धरून ठेवण्याचा दर जास्त असतो.

कार्बोक्सीमेथिलसेल्युलोज (सीएमसी)

कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज, ज्याला सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज असेही म्हणतात आणि सामान्यतः सेल्युलोज, सीएमसी इत्यादी नावांनी ओळखले जाते, हा एक ॲनायनिक रेखीय पॉलिमर, सेल्युलोज कार्बोक्सीलेटचा सोडियम क्षार असून, तो एक नूतनीकरणक्षम आणि अक्षय रासायनिक कच्चा माल आहे.

याचा वापर प्रामुख्याने डिटर्जंट उद्योग, अन्न उद्योग आणि तेल क्षेत्रातील ड्रिलिंग फ्लुइडमध्ये केला जातो, तर सौंदर्यप्रसाधनांमध्ये याचा वापर केवळ सुमारे १% असतो.

आयनिक सेल्युलोज इथर नैसर्गिक तंतूंपासून (कापूस, इत्यादी) अल्कली प्रक्रिया, सोडियम मोनोक्लोरोॲसिटेटचा इथरीकरण कारक म्हणून वापर आणि अनेक अभिक्रिया प्रक्रियांनंतर बनवला जातो.

प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे ०.४~१.४ असते आणि त्याच्या कार्यक्षमतेवर प्रतिस्थापनाच्या पातळीचा मोठा परिणाम होतो.

सीएमसीमध्ये उत्कृष्ट बंधन क्षमता आहे आणि त्याच्या जलीय द्रावणात चांगली निलंबन क्षमता आहे, परंतु त्यात वास्तविक प्लास्टिक विरूपणाचे मूल्य नसते.

जेव्हा सीएमसी विरघळते, तेव्हा प्रत्यक्षात डीपॉलिमरायझेशन होते. विरघळण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान स्निग्धता वाढू लागते, कमाल पातळी गाठते आणि नंतर एका स्थिर पातळीवर येते. परिणामी मिळणारी स्निग्धता ही डीपॉलिमरायझेशनशी संबंधित असते.

डीपॉलिमरायझेशनची पातळी ही फॉर्म्युलेशनमधील खराब द्रावकाच्या (पाण्याच्या) प्रमाणाशी जवळून संबंधित आहे. ग्लिसरीन आणि पाणी असलेल्या टूथपेस्टसारख्या खराब द्रावक प्रणालीमध्ये, सीएमसीचे पूर्णपणे डीपॉलिमरायझेशन होत नाही आणि ते एका समतोल बिंदूपर्यंत पोहोचते.

पाण्याच्या दिलेल्या सांद्रतेच्या बाबतीत, कमी प्रतिस्थापित सीएमसीच्या तुलनेत अधिक जलस्नेही उच्च प्रतिस्थापित सीएमसीचे विघटन करणे सोपे असते.

हायड्रॉक्सीइथिलसेल्युलोज (HEC)

शुद्ध केलेल्या कापसावर अल्कलीची प्रक्रिया करून आणि नंतर ॲसिटोनच्या उपस्थितीत इथरीफिकेशन एजंट म्हणून इथिलीन ऑक्साईडची अभिक्रिया घडवून एचईसी (HEC) तयार केले जाते. प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे १.५ ते २.० असते. यात तीव्र जलस्नेहकता असते आणि ते सहजपणे ओलावा शोषून घेते.

हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज थंड पाण्यात विरघळते, परंतु गरम पाण्यात विरघळणे कठीण असते. त्याचे द्रावण उच्च तापमानात घट्ट न होता स्थिर राहते.

ते सामान्य आम्ल आणि क्षारांसाठी स्थिर असते. क्षार त्याच्या विरघळण्याची प्रक्रिया वेगवान करू शकतात आणि त्याची चिकटपणा किंचित वाढवू शकतात. पाण्यातील त्याची विद्राव्यता मिथाइल सेल्युलोज आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोजपेक्षा किंचित कमी असते.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज (HPMC)

HPMC चे रेणूसूत्र आहे:

\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज हा सेल्युलोजचा एक प्रकार असून, त्याचे उत्पादन आणि वापर झपाट्याने वाढत आहे.

शुद्ध केलेल्या कापसाचे अल्कलीकरण केल्यानंतर, प्रोपिलीन ऑक्साईड आणि मिथाईल क्लोराईड यांचा इथरीकरण कारक म्हणून वापर करून, अनेक अभिक्रियांच्या मालिकेद्वारे बनवलेला हा एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज मिश्रित इथर आहे. प्रतिस्थापनाची पातळी साधारणपणे १.२~२.० असते.

मेथॉक्सिल आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल घटकांच्या वेगवेगळ्या गुणोत्तरांमुळे त्याचे गुणधर्म भिन्न असतात.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज थंड पाण्यात सहज विरघळते, परंतु गरम पाण्यात विरघळण्यास अडचण येते. मात्र, गरम पाण्यातील त्याचे जेलेशन तापमान मेथिलसेल्युलोजपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते. मेथिलसेल्युलोजच्या तुलनेत थंड पाण्यातील त्याची विद्राव्यता देखील मोठ्या प्रमाणात सुधारलेली असते.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची स्निग्धता त्याच्या रेणूभाराशी संबंधित आहे, आणि रेणूभार जितका जास्त, तितकी स्निग्धता जास्त असते. तापमानाचा देखील त्याच्या स्निग्धतेवर परिणाम होतो; तापमान वाढल्यास स्निग्धता कमी होते. तथापि, मेथिलसेल्युलोजच्या तुलनेत त्याच्या उच्च स्निग्धतेवर तापमानाचा परिणाम कमी असतो. खोलीच्या तापमानात साठवून ठेवल्यास त्याचे द्रावण स्थिर राहते.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता त्याच्या मिश्रणाच्या प्रमाणावर, चिकटपणावर इत्यादींवर अवलंबून असते आणि समान मिश्रणाच्या प्रमाणात त्याचा पाणी धरून ठेवण्याचा दर मेथिलसेल्युलोजपेक्षा जास्त असतो.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज आम्ल आणि अल्कलीसाठी स्थिर असते, आणि त्याचे जलीय द्रावण pH=2~12 च्या श्रेणीत अत्यंत स्थिर असते. कॉस्टिक सोडा आणि चुन्याच्या पाण्याचा त्याच्या कार्यक्षमतेवर फारसा परिणाम होत नाही, परंतु अल्कली त्याच्या विरघळण्याची प्रक्रिया वेगवान करू शकते आणि त्याची चिकटपणा वाढवू शकते.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज सामान्य क्षारांप्रति स्थिर असते, परंतु जेव्हा क्षार द्रावणाची सांद्रता जास्त असते, तेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज द्रावणाची चिकटपणा वाढण्याची प्रवृत्ती असते.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज पाण्यात विरघळणाऱ्या पॉलिमर संयुगांसोबत मिसळून एकसमान आणि अधिक स्निग्धतेचे द्रावण तयार करता येते. जसे की पॉलिव्हिनिल अल्कोहोल, स्टार्च इथर, वनस्पतीजन्य डिंक, इत्यादी.

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजमध्ये मेथिलसेल्युलोजपेक्षा चांगली एन्झाइम प्रतिरोधकता असते आणि त्याच्या द्रावणाचे मेथिलसेल्युलोजपेक्षा एन्झाइमद्वारे विघटन होण्याची शक्यता कमी असते.