હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ મેથાઈલસેલ્યુલોઝ શેમાંથી બને છે

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) એ એક અર્ધકૃત્રિમ પોલિમર છે જેનો ઉપયોગ બાંધકામ, ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને વ્યક્તિગત સંભાળ ઉત્પાદનો સહિતના ઉદ્યોગોની વિશાળ શ્રેણીમાં થાય છે. ફોર્મ્યુલેશનના રેયોલોજિકલ ગુણધર્મોને સુધારવાની તેની ક્ષમતા તેમજ અન્ય ઘટકો સાથે તેની સુસંગતતા અને તેની ઓછી ઝેરીતા માટે તેનું મૂલ્ય છે. HPMC કેવી રીતે બને છે તે સમજવા માટે, સૌ પ્રથમ સેલ્યુલોઝની રચના અને ગુણધર્મોને સમજવું જરૂરી છે.

સેલ્યુલોઝ એ ગ્લુકોઝના પરમાણુઓની લાંબી સાંકળ છે જે છોડની કોષની દિવાલોમાં જોવા મળે છે. ગ્લુકોઝના પરમાણુઓ બીટા-1,4-ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ દ્વારા એકસાથે જોડાયેલા હોય છે, જે એક રેખીય સાંકળ બનાવે છે. પછી સાંકળો હાઇડ્રોજન બોન્ડ અને વેન ડેર વાલ્સ દળો દ્વારા મજબૂત, તંતુમય માળખું બનાવવા માટે એકસાથે રાખવામાં આવે છે. સેલ્યુલોઝ એ પૃથ્વી પર સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં કાર્બનિક સંયોજન છે, અને તેનો ઉપયોગ કાગળ, કાપડ અને મકાન સામગ્રી સહિતની વિશાળ શ્રેણીમાં થાય છે.

જ્યારે સેલ્યુલોઝમાં ઘણી ઉપયોગી ગુણધર્મો હોય છે, તે ઘણી વખત ઘણી બધી ફોર્મ્યુલેશનમાં ઉપયોગમાં લેવા માટે ખૂબ જ સખત અને અદ્રાવ્ય હોય છે. આ મર્યાદાઓને દૂર કરવા માટે, વૈજ્ઞાનિકોએ HPMC સહિત સંખ્યાબંધ સંશોધિત સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ્ઝ વિકસાવ્યા છે. HPMC રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા કુદરતી સેલ્યુલોઝમાં ફેરફાર કરીને બનાવવામાં આવે છે.

HPMC બનાવવાનું પ્રથમ પગલું સેલ્યુલોઝ પ્રારંભિક સામગ્રી મેળવવાનું છે. આ લાકડાના પલ્પ, કપાસ અથવા વાંસ જેવા છોડના સ્ત્રોતોમાંથી સેલ્યુલોઝ કાઢીને કરી શકાય છે. ત્યારબાદ સેલ્યુલોઝને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અથવા પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ જેવા આલ્કલાઇન સોલ્યુશનથી અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા અને સેલ્યુલોઝ રેસાને નાના કણોમાં તોડી નાખવા માટે સારવાર આપવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને મર્સરાઇઝેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને તે સેલ્યુલોઝને વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ અને સુધારવામાં સરળ બનાવે છે.

મર્સરાઇઝેશન પછી, સેલ્યુલોઝને સેલ્યુલોઝ બેકબોન પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ અને મિથાઇલ જૂથો દાખલ કરવા માટે પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડ અને મિથાઈલ ક્લોરાઇડના મિશ્રણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપવામાં આવે છે. સેલ્યુલોઝની દ્રાવ્યતા અને પાણીની જાળવણી ગુણધર્મોને સુધારવા માટે હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ જૂથો ઉમેરવામાં આવે છે, જ્યારે સ્થિરતા વધારવા અને સેલ્યુલોઝની પ્રતિક્રિયાશીલતા ઘટાડવા માટે મિથાઈલ જૂથો ઉમેરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમ કે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અથવા પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, અને તાપમાન, દબાણ અને પ્રતિક્રિયા સમયની નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ.

HPMC ની અવેજીની ડિગ્રી (DS) એ હાઈડ્રોક્સીપ્રોપીલ અને મિથાઈલ જૂથોની સંખ્યાનો ઉલ્લેખ કરે છે જે સેલ્યુલોઝ બેકબોન પર દાખલ કરવામાં આવે છે. DS એચપીએમસીના ઇચ્છિત ગુણધર્મો અને તે જે ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે તેના આધારે બદલાઈ શકે છે. સામાન્ય રીતે, ઉચ્ચ DS મૂલ્યો નીચા સ્નિગ્ધતા અને ઝડપી વિસર્જન દર સાથે HPMC માં પરિણમે છે, જ્યારે નીચા DS મૂલ્યો HPMC માં ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા અને ધીમા વિસર્જન દર સાથે પરિણમે છે.

પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, પરિણામી ઉત્પાદનને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે અને HPMC પાવડર બનાવવા માટે સૂકવવામાં આવે છે. શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયામાં HPMCમાંથી કોઈપણ બિનપ્રક્રિયા ન કરાયેલ રસાયણો, અવશેષ દ્રાવકો અને અન્ય અશુદ્ધિઓને દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આ સામાન્ય રીતે ધોવા, ગાળણ અને સૂકવણીના પગલાંના સંયોજન દ્વારા કરવામાં આવે છે.

અંતિમ ઉત્પાદન સફેદથી ઓફ-સફેદ પાવડર છે જે ગંધહીન અને સ્વાદહીન છે. HPMC પાણી અને ઘણા કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય છે, અને તે ઉપયોગની શરતોના આધારે જેલ, ફિલ્મો અને અન્ય રચનાઓ બનાવી શકે છે. તે બિન-આયોનિક પોલિમર છે, એટલે કે તે કોઈપણ વિદ્યુત ચાર્જ વહન કરતું નથી, અને તે સામાન્ય રીતે બિન-ઝેરી અને એપ્લિકેશનની વિશાળ શ્રેણીમાં ઉપયોગ માટે સલામત માનવામાં આવે છે.

HPMC નો ઉપયોગ પેઇન્ટ, એડહેસિવ્સ, સીલંટ, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને ફૂડ પ્રોડક્ટ્સ સહિત ફોર્મ્યુલેશનની વિશાળ શ્રેણીમાં થાય છે. બાંધકામના કાર્યક્રમોમાં, HPMC નો ઉપયોગ સિમેન્ટીશિયસ અને જીપ્સમ-આધારિત ઉત્પાદનો, જેમ કે મોર્ટાર, ગ્રાઉટ્સ અને સંયુક્ત સંયોજનોમાં જાડું, બાઈન્ડર અને ફિલ્મ-પૂર્વ તરીકે થાય છે.