हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (एचपीएमसी) सेल्युलोज से प्राप्त एक अर्ध-सिंथेटिक, पानी में घुलनशील बहुलक है। गाढ़ा करने, बांधने, फिल्म बनाने और स्थिर करने जैसे अद्वितीय गुणों के कारण इसका फार्मास्यूटिकल्स, भोजन, निर्माण और सौंदर्य प्रसाधन सहित विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एचपीएमसी का कोई विशिष्ट गलनांक नहीं होता है क्योंकि यह क्रिस्टलीय सामग्रियों की तरह वास्तविक पिघलने की प्रक्रिया से नहीं गुजरता है। इसके बजाय, गर्म होने पर यह थर्मल गिरावट की प्रक्रिया से गुजरता है।
1. एचपीएमसी के गुण:
एचपीएमसी एक सफेद से मटमैला गंधहीन पाउडर है, जो पानी और कई कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील है। इसके गुण प्रतिस्थापन की डिग्री (डीएस), आणविक भार और कण आकार वितरण जैसे कारकों के आधार पर भिन्न होते हैं। आम तौर पर, यह निम्नलिखित विशेषताएं प्रदर्शित करता है:
गैर-आयनिक प्रकृति: एचपीएमसी समाधान में कोई विद्युत चार्ज नहीं रखता है, जिससे यह अन्य सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ संगत हो जाता है।
फिल्म-निर्माण: एचपीएमसी सूखने पर स्पष्ट, लचीली फिल्म बना सकता है, जिसका उपयोग फार्मास्यूटिकल्स में कोटिंग्स, फिल्मों और नियंत्रित-रिलीज़ खुराक रूपों में किया जाता है।
गाढ़ा करने वाला एजेंट: यह घोल को चिपचिपाहट प्रदान करता है, जिससे यह खाद्य उत्पादों, सौंदर्य प्रसाधनों और फार्मास्यूटिकल्स में उपयोगी हो जाता है।
हाइड्रोफिलिक: एचपीएमसी में पानी के प्रति उच्च आकर्षण है, जो इसकी घुलनशीलता और फिल्म बनाने के गुणों में योगदान देता है।
2. एचपीएमसी का संश्लेषण:
एचपीएमसी को सेलूलोज़, प्रोपलीन ऑक्साइड और मिथाइल क्लोराइड से युक्त रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से संश्लेषित किया जाता है। इस प्रक्रिया में प्रोपलीन ऑक्साइड के साथ सेल्युलोज का ईथरीकरण और उसके बाद मिथाइल क्लोराइड के साथ मिथाइलेशन शामिल है। परिणामी एचपीएमसी के गुणों को तैयार करने के लिए हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल और मेथॉक्सी समूहों के प्रतिस्थापन की डिग्री (डीएस) को नियंत्रित किया जा सकता है।
3. एचपीएमसी के अनुप्रयोग:
फार्मास्युटिकल उद्योग: एचपीएमसी का व्यापक रूप से फार्मास्युटिकल फॉर्मूलेशन में एक सहायक पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसमें टैबलेट, कैप्सूल, नेत्र समाधान और नियंत्रित-रिलीज़ खुराक फॉर्म शामिल हैं।
खाद्य उद्योग: इसका उपयोग सॉस, सूप, आइसक्रीम और बेकरी आइटम जैसे खाद्य उत्पादों में गाढ़ा करने वाला, स्थिर करने वाला और इमल्सीफायर के रूप में किया जाता है।
निर्माण उद्योग: एचपीएमसी को कार्यशीलता, जल प्रतिधारण और आसंजन में सुधार के लिए सीमेंट-आधारित उत्पादों में जोड़ा जाता है। इसका उपयोग टाइल चिपकने वाले, मोर्टार और रेंडर में भी किया जाता है।
सौंदर्य प्रसाधन उद्योग: एचपीएमसी का उपयोग गाढ़ा करने और स्थिर करने के गुणों के लिए विभिन्न कॉस्मेटिक फॉर्मूलेशन जैसे क्रीम, लोशन और शैंपू में किया जाता है।
4. एचपीएमसी का थर्मल व्यवहार:
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एचपीएमसी में इसकी अनाकार प्रकृति के कारण कोई विशिष्ट गलनांक नहीं होता है। इसके बजाय, गर्म करने पर यह थर्मल गिरावट से गुजरता है। क्षरण प्रक्रिया में पॉलिमर श्रृंखला के भीतर रासायनिक बंधनों को तोड़ना शामिल है, जिससे अस्थिर अपघटन उत्पादों का निर्माण होता है।
एचपीएमसी का क्षरण तापमान इसके आणविक भार, प्रतिस्थापन की डिग्री और योजकों की उपस्थिति सहित कई कारकों पर निर्भर करता है। आमतौर पर, एचपीएमसी का तापीय क्षरण 200 डिग्री सेल्सियस के आसपास शुरू होता है और बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता है। एचपीएमसी के विशिष्ट ग्रेड और हीटिंग दर के आधार पर गिरावट प्रोफ़ाइल काफी भिन्न हो सकती है।
थर्मल गिरावट के दौरान, एचपीएमसी कई समवर्ती प्रक्रियाओं से गुजरता है, जिसमें निर्जलीकरण, डीपोलाइमराइजेशन और कार्यात्मक समूहों का अपघटन शामिल है। मुख्य अपघटन उत्पादों में पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, मेथनॉल और विभिन्न हाइड्रोकार्बन शामिल हैं।
5. एचपीएमसी के लिए थर्मल विश्लेषण तकनीक:
एचपीएमसी के थर्मल व्यवहार का अध्ययन विभिन्न विश्लेषणात्मक तकनीकों का उपयोग करके किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं:
थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (टीजीए): टीजीए तापमान के आधार पर एक नमूने के वजन में कमी को मापता है, जिससे इसकी थर्मल स्थिरता और अपघटन कैनेटीक्स के बारे में जानकारी मिलती है।
डिफरेंशियल स्कैनिंग कैलोरीमेट्री (डीएससी): डीएससी तापमान के आधार पर नमूने के अंदर या बाहर गर्मी के प्रवाह को मापता है, जिससे चरण संक्रमण और पिघलने और गिरावट जैसी थर्मल घटनाओं के लक्षण वर्णन की अनुमति मिलती है।
फूरियर-ट्रांसफॉर्म इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफटीआईआर): एफटीआईआर का उपयोग कार्यात्मक समूहों और आणविक संरचना में परिवर्तनों का विश्लेषण करके थर्मल गिरावट के दौरान एचपीएमसी में रासायनिक परिवर्तनों की निगरानी के लिए किया जा सकता है।
6. निष्कर्ष:
एचपीएमसी फार्मास्यूटिकल्स, भोजन, निर्माण और सौंदर्य प्रसाधनों में व्यापक अनुप्रयोगों वाला एक बहुमुखी पॉलिमर है। क्रिस्टलीय सामग्रियों के विपरीत, एचपीएमसी में एक विशिष्ट पिघलने बिंदु नहीं होता है लेकिन गर्म होने पर थर्मल गिरावट से गुजरता है। गिरावट का तापमान विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है और आमतौर पर 200°C के आसपास शुरू होता है। विभिन्न उद्योगों में इसके उचित संचालन और प्रसंस्करण के लिए एचपीएमसी के थर्मल व्यवहार को समझना आवश्यक है।
पोस्ट समय: मार्च-09-2024