Hydroxypropyl Methylcellulose എന്തിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്?

നിർമ്മാണം, ഭക്ഷണം, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്, വ്യക്തിഗത പരിചരണ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു സെമിസിന്തറ്റിക് പോളിമറാണ് ഹൈഡ്രോക്സിപ്രൊപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് (HPMC). ഫോർമുലേഷനുകളുടെ റിയോളജിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള കഴിവിനും മറ്റ് ചേരുവകളുമായുള്ള അനുയോജ്യതയ്ക്കും കുറഞ്ഞ വിഷാംശത്തിനും ഇത് വിലമതിക്കുന്നു. HPMC എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് മനസിലാക്കാൻ, സെല്ലുലോസിൻ്റെ ഘടനയും ഗുണങ്ങളും ആദ്യം മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.

സസ്യങ്ങളുടെ കോശഭിത്തികളിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഗ്ലൂക്കോസ് തന്മാത്രകളുടെ ഒരു നീണ്ട ശൃംഖലയാണ് സെല്ലുലോസ്. ഗ്ലൂക്കോസ് തന്മാത്രകൾ ബീറ്റ-1,4-ഗ്ലൈക്കോസിഡിക് ബോണ്ടുകളാൽ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ച് ഒരു രേഖീയ ശൃംഖല ഉണ്ടാക്കുന്നു. ശൃംഖലകൾ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകളും വാൻ ഡെർ വാൽസ് ശക്തികളും ചേർന്ന് ശക്തമായ നാരുകളുള്ള ഘടനകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ ജൈവ സംയുക്തമാണ് സെല്ലുലോസ്, കടലാസ്, തുണിത്തരങ്ങൾ, നിർമ്മാണ സാമഗ്രികൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സെല്ലുലോസിന് ധാരാളം ഉപയോഗപ്രദമായ ഗുണങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും, ഇത് പലപ്പോഴും വളരെ കടുപ്പമുള്ളതും പല ഫോർമുലേഷനുകളിലും ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയാത്തതുമാണ്. ഈ പരിമിതികൾ മറികടക്കാൻ, HPMC ഉൾപ്പെടെ നിരവധി പരിഷ്കരിച്ച സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവുകൾ ശാസ്ത്രജ്ഞർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. രാസപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയിലൂടെ സ്വാഭാവിക സെല്ലുലോസ് പരിഷ്കരിച്ചാണ് HPMC നിർമ്മിക്കുന്നത്.

HPMC നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ആദ്യപടി സെല്ലുലോസ് സ്റ്റാർട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയൽ നേടുക എന്നതാണ്. മരം പൾപ്പ്, പരുത്തി അല്ലെങ്കിൽ മുള തുടങ്ങിയ സസ്യ സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിലൂടെ ഇത് ചെയ്യാം. സെല്ലുലോസിനെ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അല്ലെങ്കിൽ പൊട്ടാസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് പോലെയുള്ള ഒരു ക്ഷാര ലായനി ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിക്കുന്നു, മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാനും സെല്ലുലോസ് നാരുകളെ ചെറിയ കണങ്ങളാക്കി മാറ്റാനും കഴിയും. ഈ പ്രക്രിയയെ മെഴ്‌സറൈസേഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് സെല്ലുലോസിനെ കൂടുതൽ റിയാക്ടീവ് ആക്കുകയും പരിഷ്‌ക്കരിക്കാൻ എളുപ്പമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

മെർസറൈസേഷനുശേഷം, സെല്ലുലോസ് പ്രൊപിലീൻ ഓക്സൈഡിൻ്റെയും മീഥൈൽ ക്ലോറൈഡിൻ്റെയും മിശ്രിതവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സെല്ലുലോസ് നട്ടെല്ലിലേക്ക് ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ, മീഥൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. സെല്ലുലോസിൻ്റെ ലയിക്കുന്നതും ജലം നിലനിർത്തുന്നതുമായ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി ഹൈഡ്രോക്‌സിപ്രോപൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ ചേർക്കുന്നു, അതേസമയം സെല്ലുലോസിൻ്റെ സ്ഥിരത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും പ്രതിപ്രവർത്തനം കുറയ്ക്കുന്നതിനും മീഥൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ ചേർക്കുന്നു. സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് അല്ലെങ്കിൽ പൊട്ടാസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് പോലെയുള്ള ഒരു ഉൽപ്രേരകത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിലും താപനില, മർദ്ദം, പ്രതികരണ സമയം എന്നിവയുടെ നിയന്ത്രിത സാഹചര്യങ്ങളിലും പ്രതികരണം സാധാരണയായി നടത്തപ്പെടുന്നു.

എച്ച്പിഎംസിയുടെ സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ ബിരുദം (ഡിഎസ്) സെല്ലുലോസ് നട്ടെല്ലിൽ അവതരിപ്പിക്കുന്ന ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപ്പൈൽ, മീഥൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ എണ്ണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. HPMC-യുടെ ആവശ്യമുള്ള പ്രോപ്പർട്ടികൾ, അത് ഉപയോഗിക്കുന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് DS-ന് വ്യത്യാസപ്പെടാം. സാധാരണയായി, ഉയർന്ന ഡിഎസ് മൂല്യങ്ങൾ കുറഞ്ഞ വിസ്കോസിറ്റിയിലും വേഗത്തിലുള്ള പിരിച്ചുവിടൽ നിരക്കിലും എച്ച്പിഎംസിക്ക് കാരണമാകുന്നു, അതേസമയം താഴ്ന്ന ഡിഎസ് മൂല്യങ്ങൾ ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റിയും മന്ദഗതിയിലുള്ള പിരിച്ചുവിടൽ നിരക്കും എച്ച്പിഎംസിക്ക് കാരണമാകുന്നു.

പ്രതികരണം പൂർത്തിയായ ശേഷം, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഉൽപ്പന്നം ശുദ്ധീകരിച്ച് ഉണക്കി HPMC പൊടി ഉണ്ടാക്കുന്നു. ശുദ്ധീകരണ പ്രക്രിയയിൽ HPMC-യിൽ നിന്ന് പ്രതികരിക്കാത്ത രാസവസ്തുക്കൾ, ശേഷിക്കുന്ന ലായകങ്ങൾ, മറ്റ് മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്യുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇത് സാധാരണയായി കഴുകൽ, ഫിൽട്ടറേഷൻ, ഉണക്കൽ ഘട്ടങ്ങൾ എന്നിവയുടെ സംയോജനത്തിലൂടെയാണ് ചെയ്യുന്നത്.

അവസാന ഉൽപ്പന്നം മണമില്ലാത്തതും രുചിയില്ലാത്തതുമായ വെള്ള മുതൽ വെളുത്ത വരെ പൊടിയാണ്. എച്ച്പിഎംസി വെള്ളത്തിലും നിരവധി ഓർഗാനിക് ലായകങ്ങളിലും ലയിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഉപയോഗ സാഹചര്യങ്ങളെ ആശ്രയിച്ച് ഇതിന് ജെല്ലുകൾ, ഫിലിമുകൾ, മറ്റ് ഘടനകൾ എന്നിവ ഉണ്ടാക്കാം. ഇത് ഒരു അയോണിക് അല്ലാത്ത പോളിമറാണ്, അതായത് ഇത് ഒരു വൈദ്യുത ചാർജും വഹിക്കുന്നില്ല, മാത്രമല്ല ഇത് വിഷരഹിതവും വിശാലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ സുരക്ഷിതവുമാണെന്ന് പൊതുവെ കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

പെയിൻ്റുകൾ, പശകൾ, സീലൻ്റുകൾ, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്, ഭക്ഷ്യ ഉൽപന്നങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിപുലമായ ഫോർമുലേഷനുകളിൽ HPMC ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിർമ്മാണ പ്രയോഗങ്ങളിൽ, മോർട്ടറുകൾ, ഗ്രൗട്ടുകൾ, ജോയിൻ്റ് സംയുക്തങ്ങൾ എന്നിവ പോലെയുള്ള സിമൻറിറ്റിയസ്, ജിപ്സം അധിഷ്ഠിത ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ കട്ടിയുള്ളതും ബൈൻഡറും ഫിലിം-ഫോർമറും ആയി HPMC ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.