കാർബോക്സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ് ഗുണനിലവാരത്തിൽ DS ൻ്റെ സ്വാധീനം

കാർബോക്സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ് (CMC) എന്നത് വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവാണ്, ഇത് ഭക്ഷണം, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്, വ്യക്തിഗത പരിചരണം എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. CMC യുടെ ഗുണങ്ങളെ ബാധിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്ററാണ് സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ ബിരുദം (DS). ഈ ലേഖനത്തിൽ, കാർബോക്സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ് ഗുണനിലവാരത്തിൽ DS ൻ്റെ സ്വാധീനം ഞങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യും.

ഒന്നാമതായി, പകരത്തിൻ്റെ അളവ് എന്താണെന്ന് മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലയിലെ ഓരോ ഗ്ലൂക്കോസ് യൂണിറ്റിനും കാർബോക്സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ എണ്ണത്തെയാണ് സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ ബിരുദം സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. സോഡിയം മോണോക്ലോറോഅസെറ്റേറ്റ്, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് എന്നിവയുമായി സെല്ലുലോസ് പ്രതിപ്രവർത്തിച്ചാണ് സിഎംസി നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഈ പ്രതികരണ സമയത്ത്, സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലയിലെ ഹൈഡ്രോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ കാർബോക്സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളാൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്നു. സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിൻ്റെയും സോഡിയം മോണോക്ലോറോഅസെറ്റേറ്റിൻ്റെയും സാന്ദ്രത, പ്രതികരണ സമയം, താപനില എന്നിവ പോലെയുള്ള പ്രതികരണ സാഹചര്യങ്ങൾ വ്യത്യാസപ്പെടുത്തി പകരത്തിൻ്റെ അളവ് നിയന്ത്രിക്കാനാകും.

സിഎംസിയുടെ ഡിഎസ് അതിൻ്റെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങളായ ലായകത, വിസ്കോസിറ്റി, താപ സ്ഥിരത എന്നിവയെ ബാധിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ ഡിഎസ് ഉള്ള സിഎംസിക്ക് ഉയർന്ന ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റി ഉണ്ട്, ഉയർന്ന ഡിഎസ് ഉള്ള സിഎംസിയെ അപേക്ഷിച്ച് വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നത് കുറവാണ്. കാരണം, കുറഞ്ഞ ഡിഎസ് ഉള്ള സിഎംസിയിലെ കാർബോക്സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, ഇത് അതിൻ്റെ ജല-ലയിക്കുന്നത കുറയ്ക്കുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, ഉയർന്ന ഡിഎസ് ഉള്ള സിഎംസിക്ക് കൂടുതൽ രൂപരഹിതമായ ഘടനയുണ്ട്, കൂടാതെ താഴ്ന്ന ഡിഎസ് ഉള്ള സിഎംസിയെക്കാൾ കൂടുതൽ വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നതുമാണ്.

സിഎംസിയുടെ വിസ്കോസിറ്റിയും ഡിഎസ് ബാധിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ DS ഉള്ള CMC യ്ക്ക് ഉയർന്ന DS ഉള്ള CMC യേക്കാൾ കുറഞ്ഞ വിസ്കോസിറ്റി ഉണ്ട്. കാരണം, കുറഞ്ഞ ഡിഎസ് ഉള്ള സിഎംസിയിലെ കാർബോക്‌സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ കൂടുതൽ അകലത്തിലാണ്, ഇത് സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം കുറയ്ക്കുകയും വിസ്കോസിറ്റി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, ഉയർന്ന DS ഉള്ള CMC യ്ക്ക് ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റി ഉണ്ട്, കാരണം കാർബോക്സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ പരസ്പരം അടുത്തിരിക്കുന്നു, ഇത് സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അതിൻ്റെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങൾക്ക് പുറമേ, CMC യുടെ DS അതിൻ്റെ രാസ ഗുണങ്ങളെയും ബാധിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ DS ഉള്ള CMC ഉയർന്ന താപനിലയിലും pH മൂല്യങ്ങളിലും സ്ഥിരത കുറവാണ്, ഉയർന്ന DS ഉള്ള CMC യേക്കാൾ. കാരണം, കുറഞ്ഞ ഡിഎസ് ഉള്ള സിഎംസിയിലെ കാർബോക്സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ ജലവിശ്ലേഷണത്തിന് കൂടുതൽ ഇരയാകുകയും കഠിനമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ തകരുകയും ചെയ്യും. നേരെമറിച്ച്, ഉയർന്ന ഡിഎസ് ഉള്ള CMC ഉയർന്ന താപനിലയിലും pH മൂല്യങ്ങളിലും കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, കാരണം കാർബോക്സിമെതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലയുമായി കൂടുതൽ ദൃഢമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.