ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில் செல்லுலோஸின் தரக் கட்டுப்பாடு பற்றிய ஆய்வு

எனது நாட்டில் எச்பிஎம்சி உற்பத்தியின் தற்போதைய சூழ்நிலையின்படி, ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸின் தரத்தை பாதிக்கும் காரணிகள் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டு, அதன் அடிப்படையில், ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸின் தர அளவை எவ்வாறு மேம்படுத்துவது என்பது பற்றி விவாதிக்கப்பட்டு ஆய்வு செய்யப்படுகிறது.

முக்கிய வார்த்தைகள்:ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸ்; தரம்; கட்டுப்பாடு; ஆராய்ச்சி

ஹைட்ராக்சிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC) என்பது பருத்தி, மரத்திலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட அயனி அல்லாத நீரில் கரையக்கூடிய செல்லுலோஸ் கலந்த ஈதர் ஆகும், மேலும் காரம் வீக்கத்திற்குப் பிறகு புரோபிலீன் ஆக்சைடு மற்றும் மெத்தில் குளோரைடுடன் ஈத்தரைடு செய்யப்படுகிறது. செல்லுலோஸ் கலப்பு ஈதர் என்பது ஒற்றை மாற்று ஈதரின் மாற்றியமைக்கப்பட்ட வழித்தோன்றல் அசல் மோனோதரை விட சிறந்த தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் செல்லுலோஸ் ஈதரின் செயல்திறனை இன்னும் விரிவாகவும் முழுமையாகவும் இயக்க முடியும். பல கலப்பு ஈதர்களில், ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸ் மிகவும் முக்கியமானது. ஆல்கலைன் செல்லுலோஸில் புரோப்பிலீன் ஆக்சைடை சேர்ப்பதே தயாரிப்பு முறை. தொழில்துறை HPMC ஒரு உலகளாவிய தயாரிப்பு என்று விவரிக்கப்படலாம். மீதில் குழுவின் (DS மதிப்பு) மாற்றீடு அளவு 1.3 முதல் 2.2 வரை உள்ளது, மேலும் ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபிலின் மோலார் மாற்று அளவு 0.1 முதல் 0.8 வரை உள்ளது. HPMC இல் உள்ள மெத்தில் மற்றும் ஹைட்ராக்சிப்ரோபில் உள்ளடக்கம் மற்றும் பண்புகள் வேறுபட்டவை என்பதை மேலே உள்ள தரவுகளிலிருந்து காணலாம், இதன் விளைவாக இறுதி தயாரிப்பு பாகுத்தன்மை மற்றும் சீரான வேறுபாடு பல்வேறு உற்பத்தி நிறுவனங்களின் முடிக்கப்பட்ட தயாரிப்புகளின் தரத்தில் ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது.

Hydroxypropyl methylcellulose இரசாயன எதிர்வினைகள் மூலம் ஈதர் வழித்தோன்றல்களை உருவாக்குகிறது, அவை அதன் கலவை, கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகளில் ஆழமான மாற்றங்களைக் கொண்டுள்ளன, குறிப்பாக செல்லுலோஸின் கரைதிறன், இது அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட அல்கைல் குழுக்களின் வகை மற்றும் அளவைப் பொறுத்து மாறுபடும். நீரில் கரையக்கூடிய ஈதர் வழித்தோன்றல்கள், நீர்த்த காரக் கரைசல், துருவ கரைப்பான்கள் (எத்தனால், புரோபனால் போன்றவை) மற்றும் துருவமற்ற கரிம கரைப்பான்கள் (பென்சீன், ஈதர் போன்றவை) ஆகியவற்றைப் பெறவும், இது செல்லுலோஸ் டெரிவேடிவ்களின் வகைகளையும் பயன்பாட்டுப் புலங்களையும் பெரிதும் விரிவுபடுத்துகிறது.

1. தரத்தில் ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸ் அல்கலைசேஷன் செயல்முறையின் விளைவு

காரமயமாக்கல் செயல்முறை HPMC உற்பத்தியின் எதிர்வினை கட்டத்தில் முதல் படியாகும், மேலும் இது மிகவும் முக்கியமான படிகளில் ஒன்றாகும். HPMC தயாரிப்புகளின் உள்ளார்ந்த தரமானது காரமயமாக்கல் செயல்முறையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஈத்தரிஃபிகேஷன் செயல்முறை அல்ல, ஏனெனில் காரமயமாக்கல் விளைவு ஈத்தரிஃபிகேஷன் விளைவை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸ் காரக் கரைசலுடன் தொடர்புகொண்டு ஆல்கலி செல்லுலோஸை உருவாக்குகிறது, இது அதிக வினைத்திறன் கொண்டது. ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினையில், செல்லுலோஸின் வீக்கம், ஊடுருவல் மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் ஆகியவற்றிற்கான ஈத்தரிஃபிகேஷன் ஏஜெண்டின் முக்கிய எதிர்வினை மற்றும் பக்க எதிர்வினைகளின் வீதம், எதிர்வினையின் சீரான தன்மை மற்றும் இறுதி உற்பத்தியின் பண்புகள் அனைத்தும் உருவாக்கம் மற்றும் கலவையுடன் தொடர்புடையவை. ஆல்காலி செல்லுலோஸ், எனவே கார செல்லுலோஸின் கட்டமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் செல்லுலோஸ் ஈதரின் உற்பத்தியில் முக்கியமான ஆராய்ச்சிப் பொருட்களாகும்.

2. ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸின் தரத்தில் வெப்பநிலையின் விளைவு

KOH அக்வஸ் கரைசலின் ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவில், ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸின் உறிஞ்சுதல் அளவு மற்றும் வீக்கத்தின் அளவு ஆகியவை எதிர்வினை வெப்பநிலையின் குறைவுடன் அதிகரிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அல்காலி செல்லுலோஸின் வெளியீடு KOH இன் செறிவுடன் மாறுபடும்: 15 %, 8% 10 இல்°C, மற்றும் 5 இல் 4.2%°C. இந்த போக்கின் வழிமுறை என்னவென்றால், ஆல்காலி செல்லுலோஸின் உருவாக்கம் ஒரு வெப்ப எதிர்வினை செயல்முறையாகும். வெப்பநிலை உயரும் போது, ​​காரத்தின் மீது ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸின் உறிஞ்சுதல் அளவு குறைகிறது, ஆனால் ஆல்காலி செல்லுலோஸின் நீராற்பகுப்பு எதிர்வினை பெரிதும் அதிகரிக்கிறது, இது அல்கலி செல்லுலோஸ் உருவாவதற்கு உகந்ததல்ல. காரமயமாக்கல் வெப்பநிலையைக் குறைப்பது ஆல்கலி செல்லுலோஸின் உற்பத்திக்கு உகந்தது மற்றும் நீராற்பகுப்பு எதிர்வினையைத் தடுக்கிறது என்பதை மேலே இருந்து காணலாம்.

3. ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸின் தரத்தில் சேர்க்கைகளின் விளைவு

செல்லுலோஸ்-KOH-நீர் அமைப்பில், சேர்க்கை—கார செல்லுலோஸ் உருவாவதில் உப்பு பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. KOH கரைசலின் செறிவு 13% க்கும் குறைவாக இருக்கும் போது, ​​பொட்டாசியம் குளோரைடு உப்பு சேர்ப்பதால் செல்லுலோஸின் கார உறிஞ்சுதல் பாதிக்கப்படாது. லை கரைசலின் செறிவு 13% ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​பொட்டாசியம் குளோரைடைச் சேர்த்த பிறகு, காரத்துடன் செல்லுலோஸின் வெளிப்படையான உறிஞ்சுதல் பொட்டாசியம் குளோரைட்டின் செறிவுடன் உறிஞ்சுதல் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் மொத்த உறிஞ்சுதல் திறன் குறைகிறது, மேலும் நீர் உறிஞ்சுதல் பெரிதும் அதிகரிக்கிறது. உப்பு சேர்ப்பது பொதுவாக செல்லுலோஸின் காரமயமாக்கல் மற்றும் வீக்கத்திற்கு சாதகமற்றது, ஆனால் உப்பு நீராற்பகுப்பைத் தடுக்கிறது மற்றும் அமைப்பை ஒழுங்குபடுத்துகிறது இலவச நீர் உள்ளடக்கம் இதனால் காரமயமாக்கல் மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் விளைவை மேம்படுத்துகிறது.

4. ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸின் தரத்தில் உற்பத்தி செயல்முறையின் தாக்கம்

தற்போது, ​​எனது நாட்டில் உள்ள ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸ் உற்பத்தி நிறுவனங்கள் பெரும்பாலும் கரைப்பான் முறையின் உற்பத்தி செயல்முறையை பின்பற்றுகின்றன. ஆல்காலி செல்லுலோஸின் தயாரிப்பு மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் செயல்முறை அனைத்தும் ஒரு மந்த கரிம கரைப்பானில் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன, எனவே முடிக்கப்பட்ட உற்பத்தியின் தரத்தை உறுதி செய்ய ஒரு பெரிய மேற்பரப்பு மற்றும் வினைத்திறனைப் பெற மூலப்பொருளான சுத்திகரிக்கப்பட்ட பருத்தியை பொடியாக்க வேண்டும்.

உலையில் தூளாக்கப்பட்ட செல்லுலோஸ், கரிம கரைப்பான் மற்றும் காரக் கரைசலைச் சேர்த்து, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையிலும் நேரத்திலும் சக்திவாய்ந்த இயந்திரக் கிளறியைப் பயன்படுத்தி, சீரான காரமயமாக்கல் மற்றும் குறைந்த சிதைவுடன் கார செல்லுலோஸைப் பெறவும். கரிம நீர்த்த கரைப்பான்கள் (ஐசோப்ரோபனோல், டோலுயீன் போன்றவை) ஒரு குறிப்பிட்ட செயலற்ற தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, இது ஹைட்ராக்சிப்ரோபில் மெத்தில்செல்லுலோஸை உருவாக்கும் செயல்பாட்டின் போது சீரான வெப்பத்தை வெளியிடுகிறது, இது ஒரு படிநிலை வெளியீட்டு முன்னேற்றத்தைக் காட்டுகிறது, அதே நேரத்தில் கார செல்லுலோஸின் நீராற்பகுப்பு எதிர்வினையை எதிர் திசையில் குறைக்கிறது. தரமான ஆல்காலி செல்லுலோஸ், பொதுவாக இந்த இணைப்பில் பயன்படுத்தப்படும் லையின் செறிவு 50% வரை அதிகமாக இருக்கும்.

செல்லுலோஸ் லையில் ஊறவைக்கப்பட்ட பிறகு, முழுமையாக வீங்கி, சமமாக காரமாக்கப்பட்ட ஆல்கலி செல்லுலோஸ் பெறப்படுகிறது. லை சவ்வூடுபரவல் செல்லுலோஸை நன்றாக வீங்கி, அடுத்தடுத்த ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினைக்கு நல்ல அடித்தளத்தை அமைக்கிறது. வழக்கமான நீர்த்த பொருட்களில் முக்கியமாக ஐசோப்ரோபனோல், அசிட்டோன், டோலுயீன் போன்றவை அடங்கும். லையின் கரைதிறன், நீர்த்துப்போகும் வகை மற்றும் கிளறல் நிலைகள் ஆகியவை ஆல்கலி செல்லுலோஸின் கலவையை பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகளாகும். கலக்கும் போது மேல் மற்றும் கீழ் அடுக்குகள் உருவாகின்றன. மேல் அடுக்கு ஐசோப்ரோபனோல் மற்றும் நீரால் ஆனது, மேலும் கீழ் அடுக்கு காரம் மற்றும் ஒரு சிறிய அளவு ஐசோப்ரோபனோல் ஆகியவற்றால் ஆனது. கணினியில் சிதறடிக்கப்பட்ட செல்லுலோஸ் இயந்திரக் கிளறலின் கீழ் மேல் மற்றும் கீழ் திரவ அடுக்குகளுடன் முழுமையாக தொடர்பு கொள்கிறது. அமைப்பில் உள்ள காரம் செல்லுலோஸ் உருவாகும் வரை நீர் சமநிலை மாறுகிறது.

ஒரு பொதுவான செல்லுலோஸ் அயனி அல்லாத கலப்பு ஈதராக, ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மீதில்செல்லுலோஸ் குழுக்களின் உள்ளடக்கம் வெவ்வேறு மேக்ரோமாலிகுலர் சங்கிலிகளில் உள்ளது, அதாவது, ஒவ்வொரு குளுக்கோஸ் வளைய நிலையின் C இல் மெத்தில் மற்றும் ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் குழுக்களின் விநியோக விகிதம் வேறுபட்டது. இது அதிக சிதறல் மற்றும் சீரற்ற தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, இது தயாரிப்பின் தர நிலைத்தன்மைக்கு உத்தரவாதம் அளிப்பதை கடினமாக்குகிறது.