ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பில் மெத்தில் செல்லுலோஸின் பாகுத்தன்மை பண்புகள்

ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பில் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC)இது ஒரு அயனி அல்லாத, நீரில் கரையக்கூடிய செல்லுலோஸ் கலப்பு ஈதர் ஆகும். இது வெண்மை முதல் சற்றே மஞ்சள் நிறத்திலான தூள் அல்லது துகள் போன்ற பொருளாகக் காணப்படும். இது சுவையற்றது, மணமற்றது, நச்சுத்தன்மையற்றது, வேதியியல் ரீதியாக நிலைத்தன்மை கொண்டது, மற்றும் நீரில் கரைந்து ஒரு மென்மையான, ஒளி ஊடுருவக்கூடிய மற்றும் பிசுபிசுப்பான கரைசலை உருவாக்குகிறது. பயன்பாட்டில் ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் மிக முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்று, அது திரவத்தின் பிசுபிசுப்புத்தன்மையை அதிகரிப்பதாகும். இந்த கெட்டிப்படுத்தும் விளைவானது, பொருளின் பாலிமரைசேஷன் அளவு (DP), நீர்க்கரைசலில் உள்ள செல்லுலோஸ் ஈதரின் செறிவு, வெட்டு விகிதம், மற்றும் கரைசலின் வெப்பநிலை போன்ற பிற காரணிகளைச் சார்ந்துள்ளது.

01

HPMC நீர்க்கரைசலின் திரவ வகை

பொதுவாக, வெட்டுப் பாய்வில் உள்ள ஒரு திரவத்தின் தகைவானது, அது நேரத்தைச் சார்ந்து இல்லாத வரையில், வெட்டு வீதம் ƒ(γ)-ஐ மட்டுமே சார்ந்த ஒரு சார்பாக வெளிப்படுத்தப்படலாம். ƒ(γ)-இன் வடிவத்தைப் பொறுத்து, திரவங்களை நியூட்டோனியன் திரவங்கள், விரியும் திரவங்கள், போலி நெகிழ்வுத் திரவங்கள் மற்றும் பிங்காம் நெகிழ்வுத் திரவங்கள் எனப் பல்வேறு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.

செல்லுலோஸ் ஈதர்கள் இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: ஒன்று அயனியற்ற செல்லுலோஸ் ஈதர், மற்றொன்று அயனி செல்லுலோஸ் ஈதர். இந்த இரண்டு வகையான செல்லுலோஸ் ஈதர்களின் பாய்வியல் பண்புகளுக்காக, எஸ்.சி. நாயக் மற்றும் குழுவினர் ஹைட்ராக்ஸிஎத்தில் செல்லுலோஸ் மற்றும் சோடியம் கார்பாக்ஸிமெத்தில் செல்லுலோஸ் கரைசல்கள் மீது ஒரு விரிவான மற்றும் முறையான ஒப்பீட்டு ஆய்வை மேற்கொண்டனர். அயனியற்ற செல்லுலோஸ் ஈதர் கரைசல்கள் மற்றும் அயனி செல்லுலோஸ் ஈதர் கரைசல்கள் ஆகிய இரண்டுமே போலிப் பாய்வுகளைக் (pseudoplastic flows) கொண்டிருந்தன என்றும், அதாவது நியூட்டன் அல்லாத பாய்வுகள் (non-Newtonian flows), மிகக் குறைந்த செறிவுகளில் மட்டுமே நியூட்டன் திரவங்களை அணுகுகின்றன என்றும் முடிவுகள் காட்டின. ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் கரைசலின் போலிப் பாய்வுத்தன்மை அதன் பயன்பாட்டில் ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. உதாரணமாக, பூச்சுகளில் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​நீர்க்கரைசல்களின் வெட்டுவிசை மெலிதல் (shear thinning) பண்புகள் காரணமாக, வெட்டுவிசை வீதம் (shear rate) அதிகரிக்கும்போது கரைசலின் பாகுத்தன்மை குறைகிறது. இது நிறமித் துகள்கள் சீராகப் பரவுவதற்கு உகந்ததாக இருப்பதுடன், பூச்சின் பாய்வுத்தன்மையையும் அதிகரிக்கிறது. இதன் விளைவு மிகவும் பெரியது. ஓய்வு நிலையில் இருக்கும்போது, ​​கரைசலின் பாகுத்தன்மை ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருப்பதால், பூச்சில் நிறமித் துகள்கள் படிவது திறம்பட தடுக்கப்படுகிறது.

02

HPMC பாகுத்தன்மை சோதனை முறை

ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் தடிப்பாக்கும் விளைவை அளவிடுவதற்கான ஒரு முக்கியக் காட்டி, நீர்க்கரைசலின் தோற்றப் பாகுத்தன்மை ஆகும். தோற்றப் பாகுத்தன்மையை அளவிடும் முறைகளில் பொதுவாக நுண்குழாய் பாகுத்தன்மை முறை, சுழற்சிப் பாகுத்தன்மை முறை மற்றும் விழும் பந்து பாகுத்தன்மை முறை ஆகியவை அடங்கும்.

இதில்: σ²⁻¹ என்பது தோற்றப் பாகுத்தன்மை, mPa/s; K என்பது பாகுமானி மாறிலி; d என்பது 20°C வெப்பநிலையில் கரைசல் மாதிரியின் அடர்த்தி; t என்பது கரைசல் பாகுமானியின் மேல் பகுதியிலிருந்து கீழ் குறி வரை கடந்து செல்ல எடுக்கும் நேரம், s; தரநிலை எண்ணெய் பாகுமானி வழியாகப் பாயும் நேரம் அளவிடப்படுகிறது.

இருப்பினும், நுண்குழாய் பாகுமானி மூலம் அளவிடும் முறை மிகவும் சிக்கலானது. பலவற்றின் பாகுத்தன்மைசெல்லுலோஸ் ஈதர்கள்நுண்குழாய் பாகுமானியைப் பயன்படுத்தி இவற்றைப் பகுப்பாய்வு செய்வது கடினம், ஏனெனில் இந்தக் கரைசல்களில் மிகச் சிறிய அளவிலான கரையாத பொருட்கள் உள்ளன, அவை நுண்குழாய் பாகுமானி அடைபடும்போது மட்டுமே கண்டறியப்படுகின்றன. எனவே, பெரும்பாலான உற்பத்தியாளர்கள் ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் தரத்தைக் கட்டுப்படுத்த சுழற்சி பாகுமானிகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். புரூக்ஃபீல்ட் பாகுமானிகள் வெளிநாடுகளில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மற்றும் NDJ பாகுமானிகள் சீனாவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

03

HPMC பாகுத்தன்மையை பாதிக்கும் காரணிகள்

3.1 திரள்வின் அளவோடு உள்ள தொடர்பு

மற்ற அளவுருக்கள் மாறாமல் இருக்கும்போது, ​​ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் கரைசலின் பாகுத்தன்மையானது, பலபடியாக்கல் அளவு (DP), மூலக்கூறு எடை அல்லது மூலக்கூறு சங்கிலி நீளத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது, மேலும் பலபடியாக்கல் அளவு அதிகரிக்கும்போது அதுவும் அதிகரிக்கிறது. இந்த விளைவு, அதிக பலபடியாக்கல் அளவை விட குறைந்த பலபடியாக்கல் அளவில் மிகவும் தெளிவாகத் தெரிகிறது.

3.2 பாகுத்தன்மைக்கும் செறிவுக்கும் இடையிலான தொடர்பு

நீர்க்கரைசலில் பொருளின் செறிவு அதிகரிக்கும்போது ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் பாகுத்தன்மையும் அதிகரிக்கிறது. ஒரு சிறிய செறிவு மாற்றம்கூட பாகுத்தன்மையில் ஒரு பெரிய மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும். ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் பெயரளவு பாகுத்தன்மையுடன், கரைசலின் செறிவு மாற்றத்தால் அதன் பாகுத்தன்மையில் ஏற்படும் விளைவு மேலும் மேலும் தெளிவாகிறது.

3.3 பாகுத்தன்மைக்கும் வெட்டு விகிதத்திற்கும் இடையிலான தொடர்பு

ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் நீர்க்கரைசலானது, வெட்டுவிசையால் மெலிதல் என்ற பண்பைக் கொண்டுள்ளது. வெவ்வேறு பெயரளவு பாகுத்தன்மை கொண்ட ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ், 2% நீர்க்கரைசலாகத் தயாரிக்கப்பட்டு, வெவ்வேறு வெட்டுவிசை விகிதங்களில் அதன் பாகுத்தன்மை முறையே அளவிடப்பட்டது. அதன் முடிவுகள் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி பின்வருமாறு உள்ளன. குறைந்த வெட்டுவிசை விகிதத்தில், ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் கரைசலின் பாகுத்தன்மை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மாறவில்லை. வெட்டுவிசை விகிதம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க, அதிக பெயரளவு பாகுத்தன்மை கொண்ட ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் கரைசலின் பாகுத்தன்மை மிகவும் தெளிவாகக் குறைந்தது, அதேசமயம் குறைந்த பாகுத்தன்மை கொண்ட கரைசலின் பாகுத்தன்மை தெளிவாகக் குறையவில்லை.

3.4 பாகுத்தன்மைக்கும் வெப்பநிலைக்கும் இடையிலான தொடர்பு

ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் கரைசலின் பாகுத்தன்மை வெப்பநிலையால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது. வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, ​​கரைசலின் பாகுத்தன்மை குறைகிறது. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இது 2% செறிவுள்ள ஒரு நீர்க்கரைசலாகத் தயாரிக்கப்பட்டு, வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் ஏற்படும் பாகுத்தன்மை மாற்றம் அளவிடப்படுகிறது.

3.5 பிற செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகள்

ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் நீர்க்கரைசலின் பாகுத்தன்மையானது, கரைசலில் உள்ள சேர்க்கைப் பொருட்கள், கரைசலின் pH மதிப்பு மற்றும் நுண்ணுயிரிச் சிதைவு ஆகியவற்றாலும் பாதிக்கப்படுகிறது. பொதுவாக, சிறந்த பாகுத்தன்மை செயல்திறனைப் பெறுவதற்கோ அல்லது பயன்பாட்டுச் செலவைக் குறைப்பதற்கோ, ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் நீர்க்கரைசலில் களிமண், மாற்றியமைக்கப்பட்ட களிமண், பாலிமர் தூள், ஸ்டார்ச் ஈதர் மற்றும் அலிபாடிக் கோபாலிமர் போன்ற பாய்வியல் மாற்றிகளைச் சேர்ப்பது அவசியமாகிறது. மேலும், குளோரைடு, புரோமைடு, பாஸ்பேட், நைட்ரேட் போன்ற மின்பகுளிகளையும் நீர்க்கரைசலில் சேர்க்கலாம். இந்தச் சேர்க்கைப் பொருட்கள் நீர்க்கரைசலின் பாகுத்தன்மைப் பண்புகளைப் பாதிப்பது மட்டுமல்லாமல், நீர் தக்கவைப்பு, சரிவு எதிர்ப்பு போன்ற ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் மற்ற பயன்பாட்டுப் பண்புகளையும் பாதிக்கின்றன.

ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் நீர்க்கரைசலின் பாகுத்தன்மை, அமிலம் மற்றும் காரத்தால் கிட்டத்தட்ட பாதிக்கப்படுவதில்லை, மேலும் இது பொதுவாக 3 முதல் 11 வரையிலான வரம்பில் நிலையாக உள்ளது. ஃபார்மிக் அமிலம், அசிட்டிக் அமிலம், பாஸ்போரிக் அமிலம், போரிக் அமிலம், சிட்ரிக் அமிலம் போன்ற ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு பலவீனமான அமிலங்களை இது தாங்கக்கூடியது. இருப்பினும், அடர் அமிலம் பாகுத்தன்மையைக் குறைக்கும். ஆனால் காஸ்டிக் சோடா, பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு, சுண்ணாம்பு நீர் போன்றவை இதன் மீது சிறிதளவே பாதிப்பை ஏற்படுத்துகின்றன. மற்ற செல்லுலோஸ் ஈதர்களுடன் ஒப்பிடும்போது,ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ்நீர்க்கரைசல் நல்ல நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. இதற்கான முக்கிய காரணம், ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸில் அதிக அளவு பதிலீட்டுத்தன்மை மற்றும் ஸ்டெரிக் தடையுடன் கூடிய நீர்வெறுப்புத் தொகுதிகள் இருப்பதுதான். இருப்பினும், பதிலீட்டு வினை பொதுவாக சீராக இல்லாததால், பதிலீடு செய்யப்படாத அன்ஹைட்ரோகுளுக்கோஸ் அலகானது நுண்ணுயிரிகளால் மிக எளிதாக அரிக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, செல்லுலோஸ் ஈதர் மூலக்கூறுகள் சிதைந்து, சங்கிலி முறிவு ஏற்படுகிறது. இதன் விளைவாக, நீர்க்கரைசலின் தோற்றப் பாகுத்தன்மை குறைகிறது. ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸின் நீர்க்கரைசலை நீண்ட காலத்திற்குச் சேமிக்க வேண்டியிருந்தால், அதன் பாகுத்தன்மை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மாறாமல் இருக்க, சிறிதளவு பூஞ்சை எதிர்ப்புப் பொருளைச் சேர்க்கப் பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. பூஞ்சை எதிர்ப்புப் பொருட்கள், பதப்படுத்திகள் அல்லது பூஞ்சைக்கொல்லிகளைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது, ​​பாதுகாப்பில் கவனம் செலுத்த வேண்டும். மேலும், மனித உடலுக்கு நச்சுத்தன்மையற்ற, நிலையான பண்புகளைக் கொண்ட மற்றும் மணமற்ற தயாரிப்புகளைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். உதாரணமாக, டவ் கெம்மின் அமிகல் பூஞ்சைக்கொல்லிகள், கேன்கார்ட்64 பதப்படுத்திகள், ஃபியூல்சேவர் பாக்டீரியா எதிர்ப்புப் பொருட்கள் மற்றும் பிற தயாரிப்புகள் அதற்கேற்ற பங்கை ஆற்றும்.