হাইড্রক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ কী থেকে তৈরি?

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) হল একটি সেমিসিন্থেটিক পলিমার যা নির্মাণ, খাদ্য, ফার্মাসিউটিক্যালস এবং ব্যক্তিগত যত্ন পণ্য সহ বিস্তৃত শিল্পে ব্যবহৃত হয়। এটি ফর্মুলেশনের rheological বৈশিষ্ট্য উন্নত করার ক্ষমতা, সেইসাথে অন্যান্য উপাদানের সাথে এর সামঞ্জস্য এবং কম বিষাক্ততার জন্য মূল্যবান। এইচপিএমসি কীভাবে তৈরি হয় তা বোঝার জন্য, প্রথমে সেলুলোজের গঠন এবং বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।

সেলুলোজ হল গ্লুকোজ অণুর একটি দীর্ঘ চেইন যা উদ্ভিদের কোষের দেয়ালে পাওয়া যায়। গ্লুকোজ অণুগুলি বিটা-1,4-গ্লাইকোসিডিক বন্ড দ্বারা একত্রে সংযুক্ত থাকে, একটি রৈখিক চেইন তৈরি করে। চেইনগুলিকে হাইড্রোজেন বন্ড এবং ভ্যান ডের ওয়ালস বাহিনী দ্বারা একত্রিত করে শক্তিশালী, তন্তুযুক্ত কাঠামো তৈরি করা হয়। সেলুলোজ পৃথিবীর সবচেয়ে প্রচুর জৈব যৌগ, এবং এটি কাগজ, টেক্সটাইল এবং বিল্ডিং উপকরণ সহ বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

যদিও সেলুলোজের অনেকগুলি দরকারী বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এটি প্রায়শই অনেকগুলি ফর্মুলেশনে ব্যবহার করা খুব শক্ত এবং অদ্রবণীয় হয়। এই সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করার জন্য, বিজ্ঞানীরা HPMC সহ বেশ কয়েকটি পরিবর্তিত সেলুলোজ ডেরাইভেটিভস তৈরি করেছেন। এইচপিএমসি রাসায়নিক বিক্রিয়ার সিরিজের মাধ্যমে প্রাকৃতিক সেলুলোজ পরিবর্তন করে তৈরি করা হয়।

HPMC তৈরির প্রথম ধাপ হল সেলুলোজ প্রারম্ভিক উপাদান প্রাপ্ত করা। এটি কাঠের সজ্জা, তুলা বা বাঁশের মতো উদ্ভিদ উত্স থেকে সেলুলোজ আহরণ করে করা যেতে পারে। অমেধ্য অপসারণ করতে এবং সেলুলোজ ফাইবারগুলিকে ছোট কণাতে ভেঙ্গে ফেলার জন্য সেলুলোজকে তারপরে একটি ক্ষারীয় দ্রবণ, যেমন সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড বা পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইড দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। এই প্রক্রিয়াটি মার্সারাইজেশন নামে পরিচিত, এবং এটি সেলুলোজকে আরও প্রতিক্রিয়াশীল এবং পরিবর্তন করা সহজ করে তোলে।

মার্সারাইজেশনের পরে, সেলুলোজকে প্রোপিলিন অক্সাইড এবং মিথাইল ক্লোরাইডের মিশ্রণের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল এবং মিথাইল গ্রুপগুলি সেলুলোজের মেরুদণ্ডে প্রবর্তন করা হয়। হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল গ্রুপগুলি সেলুলোজের দ্রবণীয়তা এবং জল ধরে রাখার বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করার জন্য যুক্ত করা হয়, যখন মিথাইল গ্রুপগুলি স্থিতিশীলতা বাড়াতে এবং সেলুলোজের প্রতিক্রিয়া কমাতে যোগ করা হয়। প্রতিক্রিয়াটি সাধারণত একটি অনুঘটক, যেমন সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড বা পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইডের উপস্থিতিতে এবং তাপমাত্রা, চাপ এবং প্রতিক্রিয়ার সময় নিয়ন্ত্রিত অবস্থায় সঞ্চালিত হয়।

HPMC এর প্রতিস্থাপনের ডিগ্রি (DS) সেলুলোজ ব্যাকবোনে প্রবর্তিত হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল এবং মিথাইল গ্রুপের সংখ্যাকে বোঝায়। DS HPMC এর পছন্দসই বৈশিষ্ট্য এবং এটি যে নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য ব্যবহৃত হচ্ছে তার উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হতে পারে। সাধারণত, উচ্চতর ডিএস মানগুলির ফলে কম সান্দ্রতা এবং দ্রুত দ্রবীভূত হারের সাথে এইচপিএমসি হয়, যখন কম ডিএস মান উচ্চ সান্দ্রতা এবং ধীর দ্রবীভূত হার সহ এইচপিএমসিতে পরিণত হয়।

প্রতিক্রিয়া সম্পূর্ণ হওয়ার পরে, ফলস্বরূপ পণ্যটি শুদ্ধ করে শুকিয়ে HPMC পাউডার তৈরি করা হয়। পরিশোধন প্রক্রিয়ার মধ্যে HPMC থেকে কোনো প্রতিক্রিয়াহীন রাসায়নিক, অবশিষ্ট দ্রাবক এবং অন্যান্য অমেধ্য অপসারণ করা জড়িত। এটি সাধারণত ধোয়া, পরিস্রাবণ এবং শুকানোর পদক্ষেপগুলির সংমিশ্রণের মাধ্যমে করা হয়।

চূড়ান্ত পণ্য হল একটি সাদা থেকে অফ-হোয়াইট পাউডার যা গন্ধহীন এবং স্বাদহীন। এইচপিএমসি পানিতে দ্রবণীয় এবং অনেক জৈব দ্রাবক এবং এটি ব্যবহারের শর্তের উপর নির্ভর করে জেল, ফিল্ম এবং অন্যান্য কাঠামো তৈরি করতে পারে। এটি একটি অ-আয়নিক পলিমার, যার অর্থ এটি কোনো বৈদ্যুতিক চার্জ বহন করে না এবং এটি সাধারণত বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহারের জন্য অ-বিষাক্ত এবং নিরাপদ বলে মনে করা হয়।

এইচপিএমসি পেইন্ট, আঠালো, সিল্যান্ট, ফার্মাসিউটিক্যালস এবং খাদ্য পণ্য সহ বিস্তৃত ফর্মুলেশনে ব্যবহৃত হয়। নির্মাণ অ্যাপ্লিকেশনে, এইচপিএমসি প্রায়শই সিমেন্টিটিস এবং জিপসাম-ভিত্তিক পণ্য যেমন মর্টার, গ্রাউটস এবং জয়েন্ট যৌগগুলিতে ঘন, বাইন্ডার এবং ফিল্ম-প্রাক্তন হিসাবে ব্যবহৃত হয়।