હાઇડ્રોક્સાયપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ (એચપીએમસી) જલીય દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓ

હાઇડ્રોક્સાયપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ (એચપીએમસી)ખાસ કરીને ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, ખોરાક અને કોસ્મેટિક ઉત્પાદનોમાં, વિવિધ કાર્યક્રમો સાથે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિમર છે. જ્યારે પાણી સાથે ભળી જાય ત્યારે જાડા, જેલ જેવા ઉકેલો બનાવવાની તેની ક્ષમતા તેને બહુમુખી ઘટક બનાવે છે. કીમાસેલ એચપીએમસી સોલ્યુશન્સની સ્નિગ્ધતા વિવિધ ફોર્મ્યુલેશનમાં તેમના પ્રભાવને નિર્ધારિત કરવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. વિવિધ ઉદ્યોગોમાં તેમના ઉપયોગને izing પ્ટિમાઇઝ કરવા માટે એચપીએમસી જલીય ઉકેલોની સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓને સમજવું જરૂરી છે.

1. હાઇડ્રોક્સાયપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ (એચપીએમસી) ની રજૂઆત

હાઇડ્રોક્સાયપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ એ સેલ્યુલોઝનું અર્ધ-કૃત્રિમ વ્યુત્પન્ન છે. તે હાઇડ્રોક્સાયપ્રોપીલ જૂથો અને મિથાઈલ જૂથો સાથે સેલ્યુલોઝના અવેજી દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. આ અવેજીનો ગુણોત્તર બદલાઇ શકે છે, જે સ્નિગ્ધતા સહિતના વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતાઓ સાથે એચપીએમસીના વિવિધ ગ્રેડ તરફ દોરી જાય છે. એચપીએમસીની લાક્ષણિક રચનામાં ગ્લુકોઝ એકમો સાથે જોડાયેલા હાઇડ્રોક્સિપ્રોપીલ અને મિથાઈલ જૂથોવાળા સેલ્યુલોઝ બેકબોન હોય છે.

એચપીએમસીનો ઉપયોગ વિવિધ ઉદ્યોગોમાં તેની બાયોકોમ્પેટીબિલીટી, જેલ્સ બનાવવાની ક્ષમતા અને પાણીમાં દ્રાવ્યતાની સરળતાને કારણે થાય છે. જલીય ઉકેલોમાં, એચપીએમસી નોન-આયનિક, જળ દ્રાવ્ય પોલિમર તરીકે વર્તે છે જે સોલ્યુશનના રેઓલોજિકલ ગુણધર્મોને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરે છે, ખાસ કરીને સ્નિગ્ધતા.

2. એચપીએમસી ઉકેલોની સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓ

એચપીએમસી સોલ્યુશન્સની સ્નિગ્ધતા એચપીએમસીની સાંદ્રતા, પોલિમરનું પરમાણુ વજન, તાપમાન અને ક્ષાર અથવા અન્ય દ્રાવણોની હાજરી સહિતના ઘણા પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત છે. નીચે જલીય ઉકેલોમાં એચપીએમસીની સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓને સંચાલિત કરતા પ્રાથમિક પરિબળો છે:

એચપીએમસીનું એકાગ્રતા: એચપીએમસીની સાંદ્રતા વધતાં સ્નિગ્ધતા વધે છે. Concent ંચી સાંદ્રતા પર, એચપીએમસી પરમાણુઓ એકબીજા સાથે વધુ નોંધપાત્ર રીતે સંપર્ક કરે છે, જે પ્રવાહ માટે ઉચ્ચ પ્રતિકાર તરફ દોરી જાય છે.

એચપીએમસીનું પરમાણુ વજન: એચપીએમસી સોલ્યુશન્સની સ્નિગ્ધતા પોલિમરના પરમાણુ વજન સાથે મજબૂત રીતે સંબંધિત છે. ઉચ્ચ મોલેક્યુલર વજન એચપીએમસી ગ્રેડ વધુ ચીકણું ઉકેલો ઉત્પન્ન કરે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે મોટા પોલિમર પરમાણુઓ તેમના વધેલા ફસા અને ઘર્ષણને કારણે પ્રવાહ માટે વધુ નોંધપાત્ર પ્રતિકાર બનાવે છે.

તાપમાન: તાપમાનમાં વધારો થતાં સ્નિગ્ધતા સામાન્ય રીતે ઘટે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે H ંચા તાપમાને એચપીએમસી પરમાણુઓ વચ્ચે ઇન્ટરમોલેક્યુલર દળોમાં ઘટાડો થાય છે, આમ પ્રવાહનો પ્રતિકાર કરવાની તેમની ક્ષમતાને ઘટાડે છે.

શીઅર દર: એચપીએમસી સોલ્યુશન્સની સ્નિગ્ધતા શીયર રેટ-આધારિત છે, ખાસ કરીને ન Non ન-ન wonton ટોનિયન પ્રવાહીમાં, જે પોલિમર સોલ્યુશન્સની લાક્ષણિકતા છે. નીચા શીયર દરે, એચપીએમસી સોલ્યુશન્સ ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા દર્શાવે છે, જ્યારે ઉચ્ચ શીઅર દરો પર, શીયર પાતળા વર્તનને કારણે સ્નિગ્ધતા ઓછી થાય છે.

આયનીય શક્તિની અસર: સોલ્યુશનમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ (જેમ કે ક્ષાર) ની હાજરી સ્નિગ્ધતાને બદલી શકે છે. કેટલાક ક્ષાર પોલિમર સાંકળો વચ્ચેના વિકરાળ શક્તિઓને સ્ક્રીન કરી શકે છે, જેના કારણે તે એકંદર થઈ શકે છે અને પરિણામે સ્નિગ્ધતામાં ઘટાડો થાય છે.

3. સ્નિગ્ધતા વિ સાંદ્રતા: પ્રાયોગિક અવલોકનો

પ્રયોગોમાં જોવા મળતો સામાન્ય વલણ એ છે કે એચપીએમસી જલીય ઉકેલોની સ્નિગ્ધતા વધતા પોલિમર સાંદ્રતા સાથે ઝડપથી વધે છે. સ્નિગ્ધતા અને એકાગ્રતા વચ્ચેના સંબંધને નીચેના પ્રયોગમૂલક સમીકરણ દ્વારા વર્ણવી શકાય છે, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર કેન્દ્રિત પોલિમર ઉકેલો માટે થાય છે:

η = acn \ eta = ac^nη = acn

કઇ:

\ \ એટીએ એ સ્નિગ્ધતા છે

સીસીસી એ એચપીએમસીની સાંદ્રતા છે

એએએ અને એનએનએન એ પ્રયોગમૂલક સ્થિર છે જે ચોક્કસ પ્રકારનાં એચપીએમસી અને સોલ્યુશનની શરતો પર આધારિત છે.

નીચી સાંદ્રતા માટે, સંબંધ રેખીય છે, પરંતુ જેમ જેમ સાંદ્રતા વધે છે તેમ, સ્નિગ્ધતા ste ભો થાય છે, જે પોલિમર સાંકળો વચ્ચેની વધેલી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને પ્રતિબિંબિત કરે છે.

4. સ્નિગ્ધતા વિ મોલેક્યુલર વજન

કીમાસેલ એચપીએમસીનું પરમાણુ વજન તેની સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. ઉચ્ચ પરમાણુ વજન એચપીએમસી પોલિમર નીચલા પરમાણુ વજનના ગ્રેડની તુલનામાં નીચા સાંદ્રતા પર વધુ ચીકણું ઉકેલો બનાવે છે. ઉચ્ચ-પરમાણુ-વજન એચપીએમસીથી બનેલા ઉકેલોની સ્નિગ્ધતા નીચલા-પરમાણુ-વજન એચપીએમસીથી બનાવેલા ઉકેલો કરતા વધારે તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર સુધી હોઈ શકે છે.

દાખલા તરીકે, 100,000 ડીએના પરમાણુ વજનવાળા એચપીએમસીનો સોલ્યુશન સમાન સાંદ્રતામાં 50,000 ડીએના પરમાણુ વજનવાળા એક કરતા વધારે સ્નિગ્ધતા પ્રદર્શિત કરશે.

5. સ્નિગ્ધતા પર તાપમાન અસર

એચપીએમસી સોલ્યુશન્સની સ્નિગ્ધતા પર તાપમાનની નોંધપાત્ર અસર પડે છે. તાપમાનમાં વધારો સોલ્યુશનની સ્નિગ્ધતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. આ મુખ્યત્વે પોલિમર સાંકળોની થર્મલ ગતિને કારણે છે, જેના કારણે તેઓ વધુ મુક્તપણે આગળ વધે છે, તેમના પ્રતિકારને પ્રવાહમાં ઘટાડે છે. સ્નિગ્ધતા પર તાપમાનની અસર ઘણીવાર એરેનિયસ-પ્રકારનાં સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને પ્રમાણિત કરવામાં આવે છે:

η (ટી) = η0eeart \ ઇટીએ (ટી) = \ ઇટીએ_0 ઇ^{\ ફ્રેક {ઇ_એ} {આરટી}} η (ટી) = η0 એર્ટીઆ

કઇ:

η (ટી) \ ઇટા (ટી) η (ટી) એ તાપમાન ટીટીટીમાં સ્નિગ્ધતા છે

\0 \ ઇટીએ_0η0 એ પૂર્વ-ઘાતાંકીય પરિબળ છે (અનંત તાપમાન પર સ્નિગ્ધતા)

EAE_AEA એ સક્રિયકરણ energy ર્જા છે

આરઆરઆર ગેસ સતત છે

ટીટીટી એ સંપૂર્ણ તાપમાન છે

6. રેલોલોજિકલ વર્તણૂક

એચપીએમસી જલીય ઉકેલોની રેયોલોજી ઘણીવાર નોન-ન્યુટોનિયન તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, એટલે કે સોલ્યુશનની સ્નિગ્ધતા સતત નથી પરંતુ લાગુ શીયર રેટ સાથે બદલાય છે. નીચા શીયર દરે, એચપીએમસી સોલ્યુશન્સ પોલિમર ચેનનાં ફસાને કારણે પ્રમાણમાં high ંચી સ્નિગ્ધતા દર્શાવે છે. જો કે, જેમ જેમ શીયર રેટ વધે છે, સ્નિગ્ધતા ઘટે છે - એક ઘટના શીયર પાતળા તરીકે ઓળખાય છે.

આ શીઅર-પાતળા વર્તન એચપીએમસી સહિત ઘણા પોલિમર ઉકેલોની લાક્ષણિક છે. પાવર-લો મોડેલનો ઉપયોગ કરીને સ્નિગ્ધતાના શીઅર રેટ પરાધીનતા વર્ણવી શકાય છે:

.

કઇ:

.

કેકેકે એ સુસંગતતા અનુક્રમણિકા છે

એનએનએન એ ફ્લો બિહેવિયર ઇન્ડેક્સ છે (શીઅર પાતળા થવા માટે એન <1 એન <1 એન <1 સાથે)

7. એચપીએમસી સોલ્યુશન્સની સ્નિગ્ધતા: સારાંશ કોષ્ટક

નીચે વિવિધ શરતો હેઠળ એચપીએમસી જલીય ઉકેલોની સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓનો સારાંશ આપતો એક કોષ્ટક છે:

ની સ્નિગ્ધતા લાક્ષણિકતાઓએચપીએમસીજલીય ઉકેલો એકાગ્રતા, પરમાણુ વજન, તાપમાન અને શીયર રેટ સહિતના ઘણા પરિબળોથી પ્રભાવિત છે. એચપીએમસી એ એક ખૂબ જ બહુમુખી સામગ્રી છે, અને તેની રેઓલોજિકલ ગુણધર્મો આ પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને વિશિષ્ટ એપ્લિકેશનો માટે તૈયાર કરી શકાય છે. આ પરિબળોને સમજવાથી ફાર્માસ્યુટિકલ્સથી લઈને ખોરાક અને સૌંદર્ય પ્રસાધનો સુધીના વિવિધ ઉદ્યોગોમાં કીમાસેલ ®એચપીએમસીના શ્રેષ્ઠ ઉપયોગની મંજૂરી મળે છે. એચપીએમસી ઓગળવામાં આવે છે તે પરિસ્થિતિઓમાં ચાલાકી કરીને, ઉત્પાદકો તેમની વિશિષ્ટ જરૂરિયાતો માટે ઇચ્છિત સ્નિગ્ધતા અને પ્રવાહ ગુણધર્મો પ્રાપ્ત કરી શકે છે.