हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की उत्पाद विशेषताओं और संश्लेषण विधि

1। उत्पाद विशेषताओं

रासायनिक संरचना और रचनाहाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (एचपीएमसी)रासायनिक संशोधन द्वारा प्राप्त एक सेल्यूलोज व्युत्पन्न है। यह एथिलेशन, मेथिलिकरण और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइलेशन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से प्राकृतिक सेल्यूलोज से बनाया गया है। इसकी आणविक संरचना में, सेल्यूलोज कंकाल β-1,4 ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के माध्यम से β-d-glucose इकाइयों द्वारा जुड़ा हुआ है, और साइड समूह मिथाइल (-OCH3) और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल (-C3H7OH) से बने होते हैं।

भौतिक गुण

घुलनशीलता: Kimacell®hpmc पानी और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील है, लेकिन ठंडे पानी में एक पारदर्शी कोलाइडल समाधान बना सकता है। इसकी घुलनशीलता अणु में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल और मिथाइल की सामग्री के लिए आनुपातिक है।

चिपचिपाहट: एचपीएमसी के समाधान में एक निश्चित चिपचिपाहट होती है, जो आमतौर पर आणविक भार की वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। इसकी चिपचिपाहट सीमा व्यापक है और विभिन्न क्षेत्रों की उपयोग आवश्यकताओं को पूरा करने की मांग के अनुसार समायोजित किया जा सकता है।

थर्मल स्थिरता: एचपीएमसी में उच्च थर्मल स्थिरता है, उच्च तापमान वातावरण का सामना कर सकता है, और हीटिंग के दौरान विघटित करना आसान नहीं है।

कार्यात्मक गुण

फिल्म बनाने वाली संपत्ति: एचपीएमसी में अच्छी फिल्म बनाने वाली संपत्ति है और यह जलीय घोल में एक पारदर्शी और समान फिल्म संरचना बना सकता है, इसलिए यह अक्सर ड्रग नियंत्रित रिलीज़ सिस्टम में मैट्रिक्स सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।

पायसीकारी और स्थिरता: इसकी सतह की गतिविधि के कारण, एचपीएमसी का उपयोग अक्सर पायस, निलंबन, जैल और अन्य योगों में किया जाता है ताकि सूत्रीकरण की स्थिरता में सुधार हो सके।

मोटा और पानी प्रतिधारण: एचपीएमसी में अच्छे मोटे गुण होते हैं और कम सांद्रता में समाधान की चिपचिपाहट बढ़ा सकते हैं। इसके अलावा, यह प्रभावी रूप से पानी को बनाए रख सकता है, जिससे उत्पाद की जल प्रतिधारण क्षमता में सुधार होता है, और आमतौर पर सौंदर्य प्रसाधन और दैनिक रसायनों में पाया जाता है।

Nonionicity: एक नॉनोनिक सर्फेक्टेंट के रूप में, HPMC एसिड, क्षार या नमक समाधानों में स्थिर रह सकता है और मजबूत अनुकूलन क्षमता है।

अनुप्रयोग क्षेत्र

फार्मास्युटिकल उद्योग: एक दवा वाहक के रूप में, इसका उपयोग नियंत्रित-रिलीज़, निरंतर-रिलीज़ और विस्तारित-रिलीज़ तैयारियों को तैयार करने के लिए किया जाता है; इसका उपयोग ड्रग्स के लिए गोलियों, कैप्सूल और सामयिक मलहम की तैयारी में भी किया जाता है।

निर्माण उद्योग: एक एडिटिव के रूप में, यह मोर्टार और कोटिंग्स जैसे निर्माण सामग्री के निर्माण प्रदर्शन में सुधार करता है, और आसंजन, तरलता और पानी के प्रतिधारण में सुधार करता है।

खाद्य उद्योग: सीज़निंग, जेली, आइसक्रीम और अन्य उत्पादों में मोटा, पायसीकारक और गेलिंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।

कॉस्मेटिक्स उद्योग: चिपचिपाहट और स्थिरता प्रदान करने के लिए लोशन, स्किन क्रीम, शैंपू और अन्य उत्पादों में उपयोग किया जाता है।

2। संश्लेषण विधि

सेल्यूलोज निष्कर्षण एचपीएमसी की संश्लेषण प्रक्रिया को पहले प्राकृतिक पौधे फाइबर (जैसे लकड़ी, कपास, आदि) से सेल्यूलोज निकालने की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, कच्चे माल में लिग्निन जैसे अशुद्धियों और गैर-सेलुलोज घटक को रासायनिक या यांत्रिक तरीकों से हटा दिया जाता है। सेल्यूलोज निष्कर्षण प्रक्रिया में मुख्य रूप से भिगोने, क्षार उपचार, विरंजन और अन्य चरण शामिल हैं।

सेल्यूलोज की ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया निकाले गए सेल्यूलोज ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया से गुजरती है और मिथाइल और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल जैसे प्रतिस्थापन को जोड़ती है। ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया आमतौर पर क्षारीय समाधान में की जाती है, और आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले ईथरिंग एजेंटों में मिथाइल क्लोराइड (CH3CL), प्रोपलीन ऑक्साइड (C3H6O), आदि शामिल हैं।

मिथाइलेशन रिएक्शन: सेल्यूलोज को एक मेथिलेटिंग एजेंट (जैसे कि मिथाइल क्लोराइड) के साथ प्रतिक्रिया दी जाती है ताकि सेल्यूलोज अणुओं में कुछ हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) को मिथाइल समूहों (-OCH3) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाए।

Hydroxypropylation प्रतिक्रिया: सेल्यूलोज अणुओं में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल (-C3H7OH) समूहों का परिचय, आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला अभिकर्मक प्रोपलीन ऑक्साइड है। इस प्रतिक्रिया में, सेल्यूलोज अणुओं में कुछ हाइड्रॉक्सिल समूहों को हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

प्रतिक्रिया स्थिति नियंत्रण

तापमान और समय: ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया आमतौर पर 50-70 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर की जाती है, और प्रतिक्रिया का समय कुछ घंटों और दस घंटे से अधिक के बीच होता है। बहुत अधिक तापमान सेल्यूलोज गिरावट का कारण बन सकता है, और बहुत कम तापमान कम प्रतिक्रिया दक्षता में परिणाम होगा।

पीएच मूल्य नियंत्रण: प्रतिक्रिया आमतौर पर क्षारीय परिस्थितियों में की जाती है, जो ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया की दक्षता में सुधार करने में मदद करती है।

ईथरिफिकेशन एजेंट एकाग्रता: ईथरिफिकेशन एजेंट की एकाग्रता का प्रतिक्रिया उत्पाद के गुणों पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव होता है। एक उच्च ईथरिफिकेशन एजेंट एकाग्रता उत्पाद के हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल या मिथाइलेशन की डिग्री बढ़ा सकती है, जिससे किमेकेल®एचपीएमसी के प्रदर्शन को समायोजित किया जा सकता है।

प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद शुद्धिकरण और सुखाने, उत्पाद को आमतौर पर पानी से धोने की आवश्यकता होती है या अनियंत्रित अभिकर्मकों और उप-उत्पादों को हटाने के लिए एक विलायक के साथ निकाला जाता है। शुद्ध HPMC को एक पाउडर या दानेदार अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए सुखाया जाता है।

आणविक भार नियंत्रण संश्लेषण प्रक्रिया के दौरान, एचपीएमसी के आणविक भार को प्रतिक्रिया की स्थिति (जैसे तापमान, समय और अभिकर्मक एकाग्रता) को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है। विभिन्न आणविक भार के साथ एचपीएमसी घुलनशीलता, चिपचिपाहट, अनुप्रयोग प्रभाव, आदि में भिन्न होता है, इसलिए व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उपयुक्त आणविक भार को आवश्यकताओं के अनुसार चुना जा सकता है।

एक बहुक्रियाशील बहुलक सामग्री के रूप में,एचपीएमसीव्यापक रूप से चिकित्सा, निर्माण, भोजन और सौंदर्य प्रसाधन में उपयोग किया जाता है। इसका उत्कृष्ट मोटा होना, पायसीकरण, जल प्रतिधारण और फिल्म बनाने वाले गुण इसे एक महत्वपूर्ण औद्योगिक कच्चा माल बनाते हैं। एचपीएमसी की संश्लेषण विधि मुख्य रूप से सेल्यूलोज की ईथरिफिकेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से है। विशिष्ट प्रतिक्रिया की स्थिति (जैसे तापमान, पीएच मूल्य, अभिकर्मक एकाग्रता, आदि) को आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उत्पादों को प्राप्त करने के लिए बारीक नियंत्रित करने की आवश्यकता है। भविष्य में, एचपीएमसी के कार्यों को कई क्षेत्रों में और विस्तारित किया जा सकता है।