ایچ پی ایم سی/ایچ پی ایس کمپلیکس کی ریولوجی اور مطابقت

Rheology اور مطابقتHPMC/ایچ پی ایسکمپلیکس

کلیدی الفاظ: ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز; hydroxypropyl نشاستے؛ rheological خصوصیات؛ مطابقت؛ کیمیائی ترمیم.

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ایک پولی سیکرائیڈ پولیمر ہے جو عام طور پر خوردنی فلموں کی تیاری میں استعمال ہوتا ہے۔ یہ خوراک اور ادویات کے میدان میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ فلم میں اچھی شفافیت، مکینیکل خصوصیات اور تیل کی رکاوٹ کی خصوصیات ہیں۔ تاہم، HPMC ایک تھرمل طور پر حوصلہ افزائی کرنے والا جیل ہے، جو کم درجہ حرارت اور اعلی پیداواری توانائی کی کھپت پر اس کی خراب پروسیسنگ کارکردگی کا باعث بنتا ہے۔ اس کے علاوہ، اس کے مہنگے خام مال کی قیمت اس کے وسیع اطلاق کو محدود کرتی ہے جس میں دواسازی کا میدان بھی شامل ہے۔ Hydroxypropyl سٹارچ (HPS) ایک خوردنی مواد ہے جو خوراک اور ادویات کے میدان میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ اس میں ذرائع کی ایک وسیع رینج اور کم قیمت ہے۔ HPMC کی لاگت کو کم کرنے کے لیے یہ ایک مثالی مواد ہے۔ مزید یہ کہ HPS کی کولڈ جیل کی خصوصیات HPMC کی viscosity اور دیگر rheological خصوصیات کو متوازن کر سکتی ہیں۔ کم درجہ حرارت پر اس کی پروسیسنگ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے۔ اس کے علاوہ، HPS خوردنی فلم میں بہترین آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات ہیں، لہذا یہ HPMC خوردنی فلم کی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتی ہے۔

HPS کو HPMC میں کمپاؤنڈ کرنے کے لیے شامل کیا گیا تھا، اور HPMC/HPS کولڈ اینڈ ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپاؤنڈ سسٹم بنایا گیا تھا۔ خصوصیات کے اثر و رسوخ کے قانون پر تبادلہ خیال کیا گیا، حل میں HPS اور HPMC کے درمیان تعامل کا طریقہ کار، کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت اور مرحلے کی منتقلی پر تبادلہ خیال کیا گیا، اور کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور ساخت کے درمیان تعلق قائم کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک اہم ارتکاز (8%) ہے، اہم ارتکاز سے نیچے، HPMC اور HPS آزاد مالیکیولر چینز اور فیز ریجنز میں موجود ہیں۔ اہم ارتکاز کے اوپر، HPS مرحلہ حل میں جیل سینٹر کے طور پر تشکیل پاتا ہے، مائکروجیل ڈھانچہ، جو HPMC سالماتی زنجیروں کے آپس میں جڑا ہوا ہے، پولیمر پگھلنے کی طرح کے رویے کو ظاہر کرتا ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور مرکب تناسب لوگاریتھمک رقم کے اصول کے مطابق ہیں، اور مثبت اور منفی انحراف کی ایک خاص ڈگری کو ظاہر کرتے ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ دونوں اجزاء اچھی مطابقت رکھتے ہیں۔ کمپاؤنڈ سسٹم کم درجہ حرارت پر ایک مسلسل فیز منتشر فیز "سمندر جزیرہ" کا ڈھانچہ ہے، اور HPMC/HPS کمپاؤنڈ تناسب میں کمی کے ساتھ مسلسل مرحلے کی منتقلی 4:6 پر ہوتی ہے۔

غذائی اجناس کے ایک اہم جزو کے طور پر، خوراک کی پیکیجنگ خوراک کو گردش اور ذخیرہ کرنے کے عمل میں بیرونی عوامل کے ذریعے نقصان پہنچانے اور آلودہ ہونے سے روک سکتی ہے، اس طرح خوراک کی شیلف لائف اور ذخیرہ کرنے کی مدت میں توسیع ہوتی ہے۔ کھانے کی پیکیجنگ مواد کی ایک نئی قسم کے طور پر جو محفوظ اور کھانے کے قابل ہے، اور یہاں تک کہ ایک خاص غذائی قدر بھی رکھتی ہے، خوردنی فلم کے فوڈ پیکیجنگ اور تحفظ، فاسٹ فوڈ اور فارماسیوٹیکل کیپسول میں وسیع اطلاق کے امکانات ہیں، اور یہ موجودہ خوراک میں تحقیق کا مرکز بن گیا ہے۔ پیکیجنگ سے متعلق فیلڈز۔

HPMC/HPS جامع جھلی کاسٹنگ طریقہ سے تیار کی گئی تھی۔ جامع نظام کی مطابقت اور مرحلے کی علیحدگی کو الیکٹران مائیکروسکوپی، متحرک تھرمو مکینیکل پراپرٹی تجزیہ اور تھرموگراومیٹریک تجزیہ کے ذریعے مزید دریافت کیا گیا، اور جامع جھلی کی مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا۔ اور آکسیجن پارگمیتا اور دیگر جھلی کی خصوصیات۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ تمام جامع فلموں کی SEM امیجز میں کوئی واضح دو فیز انٹرفیس نہیں پایا جاتا ہے، زیادہ تر کمپوزٹ فلموں کے DMA نتائج میں صرف ایک شیشے کا ٹرانزیشن پوائنٹ ہوتا ہے، اور DTG منحنی خطوط میں صرف ایک تھرمل انحطاط کی چوٹی ظاہر ہوتی ہے۔ زیادہ تر کمپوزٹ فلموں میں سے۔ HPMC HPS کے ساتھ کچھ مطابقت رکھتا ہے۔ HPS کو HPMC میں شامل کرنا جامع جھلی کی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔ مرکب جھلی کی مکینیکل خصوصیات مرکب تناسب اور ماحول کی نسبتہ نمی کے ساتھ بہت مختلف ہوتی ہیں، اور ایک کراس اوور پوائنٹ پیش کرتی ہے، جو مختلف درخواست کی ضروریات کے لیے پروڈکٹ کی اصلاح کے لیے ایک حوالہ فراہم کر سکتی ہے۔

مائکروسکوپک مورفولوجی، فیز ڈسٹری بیوشن، فیز ٹرانزیشن اور HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے دیگر مائیکرو اسٹرکچرز کا مطالعہ سادہ آئوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائکروسکوپ تجزیہ کے ذریعے کیا گیا، اور کمپاؤنڈ سسٹم کی شفافیت اور میکانی خصوصیات کا مطالعہ الٹرا وائلٹ اسپیکٹرو فوٹومیٹر اور مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر کے ذریعے کیا گیا۔ مائکروسکوپک مورفولوجیکل ڈھانچے اور HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی میکروسکوپک جامع کارکردگی کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم میں میسوفیسس کی ایک بڑی تعداد موجود ہے، جس میں اچھی مطابقت ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک فیز ٹرانزیشن پوائنٹ ہوتا ہے، اور اس فیز ٹرانزیشن پوائنٹ میں ایک خاص کمپاؤنڈ ریشو اور حل کی حراستی پر انحصار ہوتا ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم کی شفافیت کا سب سے کم نقطہ HPMC کے مسلسل فیز سے منتشر فیز تک کے فیز ٹرانزیشن پوائنٹ اور ٹینسائل ماڈیولس کے کم از کم پوائنٹ کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ حل کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ وقفے پر ینگ کا ماڈیولس اور لمبا ہونا کم ہو گیا، جس کا HPMC کی مسلسل مرحلے سے منتشر مرحلے میں منتقلی کے ساتھ ایک سببی تعلق تھا۔

ایک ریومیٹر کا استعمال HPS کی کیمیائی ترمیم کے اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا جو کہ HPMC/HPS سرد اور گرم ریورسڈ فیز جیل کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور جیل کی خصوصیات پر ہے۔ صلاحیتوں اور مرحلے کی منتقلی کا مطالعہ کیا گیا تھا، اور مائکرو اسٹرکچر اور ریولوجیکل اور جیل کی خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا. تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ایچ پی ایس کا ہائیڈروکسائپولیشن کم درجہ حرارت پر کمپاؤنڈ سسٹم کی واسکاسیٹی کو کم کر سکتا ہے، کمپاؤنڈ محلول کی روانی کو بہتر بنا سکتا ہے، اور قینچ کے پتلا ہونے کے رجحان کو کم کر سکتا ہے۔ HPS کا ہائیڈروکسائپولیشن کمپاؤنڈ سسٹم کی لکیری واسکاسیٹی کو تنگ کر سکتا ہے۔ لچکدار خطے میں، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کا فیز ٹرانزیشن درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے، اور کم درجہ حرارت پر کمپاؤنڈ سسٹم کا ٹھوس جیسا برتاؤ اور اعلی درجہ حرارت پر روانی بہتر ہوتی ہے۔ HPMC اور HPS بالترتیب کم اور زیادہ درجہ حرارت پر مسلسل مراحل بناتے ہیں، اور منتشر مراحل اعلی اور کم درجہ حرارت پر جامع نظام کی rheological خصوصیات اور جیل خصوصیات کا تعین کرتے ہیں۔ مرکب نظام کے viscosity وکر میں اچانک تبدیلی اور نقصان کے عنصر کی وکر میں ٹین ڈیلٹا چوٹی دونوں 45 ° C پر ظاہر ہوتے ہیں، جو 45 ° C پر آیوڈین کے داغ والے مائکروگرافس میں مشاہدہ شدہ مسلسل مرحلے کے رجحان کی بازگشت ہے۔

مرکب فلم کے کرسٹل لائن ڈھانچے اور مائیکرو ڈویژنل ڈھانچے پر HPS کی کیمیائی ترمیم کے اثرات کا مطالعہ سنکروٹران ریڈی ایشن چھوٹے زاویہ ایکس رے بکھرنے والی ٹیکنالوجی کے ذریعے کیا گیا تھا، اور مرکب فلم کی مکینیکل خصوصیات، آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات اور تھرمل استحکام تھے۔ کمپاؤنڈ سسٹم کے مائکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات پر کمپاؤنڈ اجزاء کی کیمیائی ساخت کی تبدیلیوں کے اثر و رسوخ کا منظم طریقے سے مطالعہ کیا۔ سنکروٹرون تابکاری کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPS کی ہائیڈروکسائپولیشن اور دو اجزاء کی مطابقت میں بہتری جھلی میں نشاستے کی دوبارہ تشکیل کو نمایاں طور پر روک سکتی ہے اور جامع جھلی میں خود ساختہ ڈھیلے ڈھانچے کی تشکیل کو فروغ دے سکتی ہے۔ میکروسکوپک خصوصیات جیسے میکانیکل خصوصیات، تھرمل استحکام اور HPMC/HPS جامع جھلی کی آکسیجن پارگمیتا اس کے اندرونی کرسٹل لائن ڈھانچے اور بے ساختہ خطے کی ساخت سے قریبی تعلق رکھتی ہیں۔ دونوں اثرات کا مشترکہ اثر۔

باب اول کا تعارف

کھانے پینے کی اشیاء کے ایک اہم جزو کے طور پر، کھانے کی پیکیجنگ مواد گردش اور ذخیرہ کرنے کے دوران خوراک کو جسمانی، کیمیائی اور حیاتیاتی نقصان اور آلودگی سے بچا سکتا ہے، خود خوراک کے معیار کو برقرار رکھ سکتا ہے، کھانے کی کھپت کو آسان بنا سکتا ہے، اور خوراک کو یقینی بنا سکتا ہے۔ طویل مدتی ذخیرہ اور تحفظ، اور کھپت کو اپنی طرف متوجہ کرنے اور مادی لاگت [1-4] سے زیادہ قیمت حاصل کرنے کے لیے خوراک کی شکل دینا۔ کھانے کی پیکیجنگ مواد کی ایک نئی قسم کے طور پر جو محفوظ اور کھانے کے قابل ہے، اور یہاں تک کہ ایک خاص غذائی قدر بھی رکھتی ہے، خوردنی فلم کے فوڈ پیکیجنگ اور تحفظ، فاسٹ فوڈ اور فارماسیوٹیکل کیپسول میں وسیع اطلاق کے امکانات ہیں، اور یہ موجودہ خوراک میں تحقیق کا مرکز بن گیا ہے۔ پیکیجنگ سے متعلق فیلڈز۔

خوردنی فلمیں ایک غیر محفوظ نیٹ ورک کی ساخت والی فلمیں ہیں، جو عام طور پر قدرتی خوردنی پولیمر پر کارروائی کرکے حاصل کی جاتی ہیں۔ فطرت میں موجود بہت سے قدرتی پولیمر جیل کی خصوصیات رکھتے ہیں، اور ان کے آبی محلول کچھ خاص حالات میں ہائیڈروجلز بنا سکتے ہیں، جیسے کچھ قدرتی پولی سیکرائڈز، پروٹینز، لپڈز وغیرہ۔ قدرتی ساختی پولی سیکرائڈز جیسے نشاستہ اور سیلولوز، طویل زنجیر کے ہیلکس اور مستحکم کیمیائی خصوصیات کی اپنی خاص مالیکیولر ساخت کی وجہ سے، طویل مدتی اور مختلف ذخیرہ کرنے والے ماحول کے لیے موزوں ہو سکتے ہیں، اور ان کا بڑے پیمانے پر مطالعہ فلم بنانے والے مواد کے طور پر کیا گیا ہے۔ ایک پولی سیکرائڈ سے بنی خوردنی فلموں کی کارکردگی میں اکثر کچھ حدود ہوتی ہیں۔ لہذا، واحد پولی سیکرائڈ خوردنی فلموں کی حدود کو ختم کرنے، خصوصی خصوصیات حاصل کرنے یا نئے فنکشنز تیار کرنے، مصنوعات کی قیمتوں کو کم کرنے اور ان کی ایپلی کیشنز کو بڑھانے کے لیے، عام طور پر دو قسم کے پولی سیکرائیڈ استعمال کیے جاتے ہیں۔ یا مندرجہ بالا قدرتی پولی سیکرائڈز کو تکمیلی خصوصیات کے اثر کو حاصل کرنے کے لیے مرکب کیا جاتا ہے۔ تاہم، مختلف پولیمر کے درمیان مالیکیولر ڈھانچے میں فرق کی وجہ سے، ایک خاص کنفرمیشنل اینٹروپی ہوتی ہے، اور زیادہ تر پولیمر کمپلیکس جزوی طور پر ہم آہنگ یا غیر مطابقت پذیر ہوتے ہیں۔ پولیمر کمپلیکس کی فیز مورفولوجی اور مطابقت جامع مواد کی خصوصیات کا تعین کرے گی۔ پروسیسنگ کے دوران اخترتی اور بہاؤ کی تاریخ کا ساخت پر خاصا اثر پڑتا ہے۔ لہذا، میکروسکوپک خصوصیات جیسے پولیمر کمپلیکس سسٹم کی rheological خصوصیات کا مطالعہ کیا جاتا ہے۔ مائکروسکوپک مورفولوجیکل ڈھانچے جیسے فیز مورفولوجی اور مطابقت کے درمیان باہمی تعلق جامع مواد کی کارکردگی، تجزیہ اور ترمیم، پروسیسنگ ٹیکنالوجی، رہنما فارمولہ ڈیزائن اور پروسیسنگ مشینری ڈیزائن، اور پیداوار کا جائزہ لینے کے لیے اہم ہے۔ مصنوعات کی پروسیسنگ کی کارکردگی اور نئے پولیمر مواد کی ترقی اور اطلاق بہت اہمیت کا حامل ہے۔

اس باب میں، تحقیقی حیثیت اور خوردنی فلمی مواد کی درخواست کی پیشرفت کا تفصیل سے جائزہ لیا گیا ہے۔ قدرتی ہائیڈروجلز کی تحقیقی صورتحال؛ پولیمر کمپاؤنڈنگ کا مقصد اور طریقہ اور پولی سیکرائڈ کمپاؤنڈنگ کی تحقیقی پیشرفت؛ مرکب نظام کی rheological تحقیق کا طریقہ؛ سرد اور گرم ریورس جیل سسٹم کی rheological خصوصیات اور ماڈل کی تعمیر کا تجزیہ اور تبادلہ خیال کیا جاتا ہے، ساتھ ہی اس کاغذی مواد کی تحقیقی اہمیت، تحقیقی مقصد اور تحقیق۔

1.1 خوردنی فلم

خوردنی فلم سے مراد قدرتی خوردنی مادوں (جیسے ساختی پولی سیکرائڈز، لپڈز، پروٹین) پر مبنی پلاسٹکائزرز اور کراس لنکنگ ایجنٹوں کا اضافہ ہے، مختلف بین سالمی تعاملات کے ذریعے، کمپاؤنڈنگ، ہیٹنگ، کوٹنگ، خشک کرنے، وغیرہ کے ذریعے۔ غیر محفوظ نیٹ ورک والی فلم۔ علاج سے تشکیل شدہ ڈھانچہ یہ گیس، نمی، مواد اور بیرونی نقصان دہ مادوں کو منتخب کرنے کے قابل رکاوٹ خصوصیات جیسے مختلف افعال فراہم کر سکتا ہے، تاکہ کھانے کے حسی معیار اور اندرونی ساخت کو بہتر بنایا جا سکے، اور کھانے کی مصنوعات کی اسٹوریج کی مدت یا شیلف لائف کو طول دیا جا سکے۔

1.1.1 خوردنی فلموں کی ترقی کی تاریخ

خوردنی فلم کی ترقی کا پتہ 12ویں اور 13ویں صدی میں لگایا جا سکتا ہے۔ اس وقت، چینیوں نے لیموں اور لیموں کو کوٹنے کے لیے ویکسنگ کا ایک آسان طریقہ استعمال کیا، جس سے پھلوں اور سبزیوں میں پانی کی کمی کو مؤثر طریقے سے کم کیا گیا، تاکہ پھل اور سبزیاں اپنی اصلی چمک کو برقرار رکھیں، اس طرح پھلوں کی شیلف لائف کو طول ملے اور سبزیاں، لیکن ضرورت سے زیادہ پھلوں اور سبزیوں کی ایروبک سانس کو روکتی ہے، جس کے نتیجے میں پھل ابالنے والے بگڑ جاتے ہیں۔ 15ویں صدی میں، ایشیائیوں نے پہلے ہی سویا دودھ سے خوردنی فلم بنانا شروع کر دی تھی، اور اسے خوراک کی حفاظت اور خوراک کی ظاہری شکل کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا تھا [20]۔ 16 ویں صدی میں، انگریزوں نے کھانے کی نمی کے نقصان کو کم کرنے کے لیے کھانے کی سطحوں پر چربی کا استعمال کیا۔ 19 ویں صدی میں، سوکروز کو سب سے پہلے گری دار میوے، بادام اور ہیزلنٹس پر خوردنی کوٹنگ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا تاکہ ذخیرہ کرنے کے دوران آکسیکرن اور رنجیت کو روکا جا سکے۔ 1830 کی دہائی میں، سیب اور ناشپاتی جیسے پھلوں کے لیے تجارتی گرم پگھلنے والی پیرافین فلمیں نمودار ہوئیں۔ 19 ویں صدی کے آخر میں، کھانے کے تحفظ کے لیے گوشت کی مصنوعات اور دیگر کھانوں کی سطح پر جیلاٹن فلموں کا اسپرے کیا جاتا ہے۔ 1950 کی دہائی کے اوائل میں، کارناؤبا موم وغیرہ کو تازہ پھلوں اور سبزیوں کو کوٹنگ اور محفوظ کرنے کے لیے تیل میں پانی کے ایمولشن میں بنایا گیا تھا۔ 1950 کی دہائی کے آخر میں، گوشت کی مصنوعات پر لگائی جانے والی خوردنی فلموں پر تحقیق شروع ہوئی، اور اس کی سب سے وسیع اور کامیاب مثال جانوروں کی چھوٹی آنتوں سے کیسنگ میں پروسیس کی جانے والی انیما مصنوعات ہیں۔

1950 کی دہائی سے، یہ کہا جا سکتا ہے کہ خوردنی فلم کا تصور صرف واقعی تجویز کیا گیا ہے۔ اس کے بعد سے، بہت سے محققین نے کھانے کی فلموں میں مضبوط دلچسپی پیدا کی ہے۔ 1991 میں، نیسپیرس نے کیلے اور دیگر پھلوں کی کوٹنگ اور تحفظ کے لیے کاربوکسی میتھائل سیلولوز (سی ایم سی) کا اطلاق کیا، پھلوں کی سانس کم ہو گئی، اور کلوروفل کے نقصان میں تاخیر ہوئی۔ پارک وغیرہ۔ 1994 میں O2 اور CO2 کو زین پروٹین فلم کی مؤثر رکاوٹ خصوصیات کی اطلاع دی گئی، جس سے ٹماٹروں کے پانی کی کمی، مرجھانے اور رنگت میں بہتری آئی۔ 1995 میں، لورڈین نے نشاستہ کے علاج کے لیے پتلا الکلائن محلول استعمال کیا، اور تازگی کے لیے سٹرابیری کوٹ کر گلیسرین کو شامل کیا، جس سے اسٹرابیری کے پانی کی کمی کی شرح کم ہوئی اور خراب ہونے میں تاخیر ہوئی۔ بابرجی نے 1996 میں فلم بنانے والے مائع کے مائیکرو لیکیفیکشن اور الٹراسونک ٹریٹمنٹ کے ذریعے خوردنی فلم کی خصوصیات کو بہتر بنایا، اس لیے فلم بنانے والے مائع کے ذرہ کا سائز نمایاں طور پر کم ہو گیا اور ایملشن کی یکساں استحکام کو بہتر بنایا گیا۔ 1998 میں، Padegett et al. سویا بین پروٹین خوردنی فلم میں لائسوزیم یا نیسن شامل کیا اور اسے کھانے کو لپیٹنے کے لیے استعمال کیا، اور پتہ چلا کہ کھانے میں لیکٹک ایسڈ بیکٹیریا کی افزائش کو مؤثر طریقے سے روکا گیا تھا [30]۔ 1999 میں، Yin Qinghong et al. سیب اور دیگر پھلوں کے تحفظ اور ذخیرہ کرنے کے لیے فلم کوٹنگ ایجنٹ بنانے کے لیے موم کا استعمال کیا، جو سانس کو روک سکتا ہے، سکڑنے اور وزن میں کمی کو روک سکتا ہے، اور مائکروبیل حملے کو روک سکتا ہے۔

کئی سالوں سے، آئس کریم کی پیکنگ کے لیے مکئی کے بیکنگ بیکر، کینڈی کی پیکیجنگ کے لیے چپکنے والے چاول کے کاغذ، اور گوشت کے پکوانوں کے لیے ٹوفو کی کھالیں عام کھانے کی پیکیجنگ ہیں۔ لیکن 1967 میں خوردنی فلموں کے تجارتی استعمال کا کوئی وجود نہیں تھا، اور یہاں تک کہ موم سے لیپت پھلوں کے تحفظ کا تجارتی استعمال بہت محدود تھا۔ 1986 تک، چند کمپنیوں نے خوردنی فلم کی مصنوعات فراہم کرنا شروع کیں، اور 1996 تک، خوردنی فلم کمپنیوں کی تعداد 600 سے زیادہ ہو گئی۔ 100 ملین سے زائد امریکی ڈالر کی سالانہ آمدنی۔

1.1.2 خوردنی فلموں کی خصوصیات اور اقسام

متعلقہ تحقیق کے مطابق، خوردنی فلم کے مندرجہ ذیل نمایاں فوائد ہیں: خوردنی فلم مختلف کھانے کی اشیاء کی باہمی منتقلی کی وجہ سے کھانے کے معیار میں کمی اور خرابی کو روک سکتی ہے۔ کچھ خوردنی فلم کے اجزاء میں خود خاص غذائی قدر اور صحت کی دیکھ بھال کا کام ہوتا ہے۔ خوردنی فلم میں CO2، O2 اور دیگر گیسوں کے لیے اختیاری رکاوٹ کی خصوصیات ہیں۔ خوردنی فلم مائکروویو، بیکنگ، تلی ہوئی خوراک اور ادویات کی فلم اور کوٹنگ کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔ خوردنی فلم کو اینٹی آکسیڈینٹ اور پرزرویٹوز اور دیگر کیریئرز کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اس طرح کھانے کی شیلف لائف کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ کھانے کی فلم کو رنگین اور نیوٹریشن فورٹیفائرز وغیرہ کے لیے ایک کیریئر کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، کھانے کے معیار کو بہتر بنانے اور کھانے کی حسی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے؛ خوردنی فلم محفوظ اور کھانے کے قابل ہے، اور اسے کھانے کے ساتھ کھایا جا سکتا ہے۔ خوردنی پیکیجنگ فلمیں چھوٹی مقداروں یا خوراک کی اکائیوں کی پیکنگ کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں، اور روایتی پیکیجنگ مواد کے ساتھ ملٹی لیئر کمپوزٹ پیکیجنگ بناتی ہیں، جو پیکیجنگ مواد کی مجموعی رکاوٹ کی کارکردگی کو بہتر بناتی ہے۔

کھانے کی پیکیجنگ فلموں میں مندرجہ بالا فنکشنل خصوصیات رکھنے کی وجہ بنیادی طور پر ان کے اندر ایک مخصوص سہ جہتی نیٹ ورک ڈھانچے کی تشکیل پر مبنی ہے، اس طرح کچھ خاص طاقت اور رکاوٹ کی خصوصیات ظاہر ہوتی ہیں۔ کھانے کی پیکیجنگ فلم کی فعال خصوصیات اس کے اجزاء کی خصوصیات سے نمایاں طور پر متاثر ہوتی ہیں، اور اندرونی پولیمر کراس لنکنگ کی ڈگری، نیٹ ورک کی ساخت کی یکسانیت اور کثافت بھی فلم بنانے کے مختلف عمل سے متاثر ہوتی ہے۔ کارکردگی میں واضح اختلافات ہیں [15، 35]۔ خوردنی فلموں میں کچھ دیگر خصوصیات بھی ہوتی ہیں جیسے حل پذیری، رنگ، شفافیت وغیرہ۔ مناسب خوردنی فلم پیکجنگ مواد کو استعمال کے مختلف ماحول اور پیک کیے جانے والے مصنوعات کی اشیاء میں فرق کے مطابق منتخب کیا جا سکتا ہے۔

خوردنی فلم بنانے کے طریقہ کار کے مطابق، اسے فلموں اور کوٹنگز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: (1) پہلے سے تیار شدہ آزاد فلموں کو عام طور پر فلمیں کہا جاتا ہے۔ (2) کوٹنگ، ڈوبنے اور چھڑکنے کے ذریعے کھانے کی سطح پر بننے والی پتلی تہہ کو کوٹنگ کہتے ہیں۔ فلمیں بنیادی طور پر مختلف اجزاء والی کھانوں کے لیے استعمال ہوتی ہیں جن کو انفرادی طور پر پیک کرنے کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے مسالے کے پیکٹ اور سہولت والے کھانوں میں تیل کے پیکٹ)، ایک ہی اجزاء والے کھانے لیکن الگ سے پیک کرنے کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے کافی کے چھوٹے پیکجز، دودھ پاؤڈر، وغیرہ)، اور ادویات یا صحت کی دیکھ بھال کی مصنوعات۔ کیپسول مواد؛ کوٹنگ بنیادی طور پر تازہ خوراک جیسے پھل اور سبزیاں، گوشت کی مصنوعات، ادویات کی کوٹنگ اور کنٹرول شدہ ریلیز مائیکرو کیپسول کی اسمبلی کے تحفظ کے لیے استعمال ہوتی ہے۔

خوردنی پیکیجنگ فلم کے فلم سازی کے مواد کے مطابق، اس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: پولی سیکرائڈ خوردنی فلم، پروٹین خوردنی فلم، لپڈ خوردنی فلم، مائکروبیل خوردنی فلم اور جامع خوردنی فلم۔

1.1.3 خوردنی فلم کا اطلاق

کھانے کی پیکیجنگ مواد کی ایک نئی قسم کے طور پر جو محفوظ اور کھانے کے قابل ہے، اور یہاں تک کہ ایک خاص غذائیت کی قیمت بھی ہے، کھانے کی فلم کو فوڈ پیکیجنگ انڈسٹری، فارماسیوٹیکل فیلڈ، پھلوں اور سبزیوں کے ذخیرہ اور تحفظ، پروسیسنگ اور تحفظ میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ گوشت اور آبی مصنوعات، فاسٹ فوڈ کی پیداوار، اور تیل کی پیداوار۔ اس میں فرائیڈ بیکڈ کینڈیز جیسی کھانوں کے تحفظ میں وسیع اطلاق کے امکانات ہیں۔

1.1.3.1 کھانے کی پیکیجنگ میں درخواست

فلم بنانے والے محلول کو اسپرے، برش، ڈپنگ وغیرہ کے ذریعے پیک کیے جانے والے کھانے پر ڈھانپ دیا جاتا ہے، تاکہ نمی، آکسیجن اور خوشبودار مادوں کے داخلے کو روکا جا سکے، جو پیکیجنگ کے نقصان کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے اور پیکیجنگ تہوں کی تعداد کو کم کر سکتا ہے۔ ; کھانے کی بیرونی تہہ کو نمایاں طور پر کم کرنا پلاسٹک کی پیکیجنگ کے اجزاء کی پیچیدگی اس کی ری سائیکلنگ اور پروسیسنگ کو آسان بناتی ہے اور ماحولیاتی آلودگی کو کم کرتی ہے۔ مختلف اجزاء کے درمیان باہمی ہجرت کو کم کرنے کے لیے اس کا اطلاق کثیر اجزاء والی پیچیدہ کھانوں کے کچھ اجزاء کی علیحدہ پیکیجنگ پر کیا جاتا ہے، اس طرح ماحول میں آلودگی کم ہوتی ہے۔ کھانے کی خرابی یا کھانے کے معیار کے گرنے کو کم کریں۔ کھانے کی فلم کو کھانے کی پیکیجنگ کے لیے پیکیجنگ پیپر یا پیکیجنگ بیگ میں براہ راست پروسیس کیا جاتا ہے، جس سے نہ صرف حفاظت، صفائی اور سہولت حاصل ہوتی ہے، بلکہ ماحول پر سفید آلودگی کے دباؤ کو بھی کم کیا جاتا ہے۔

مکئی، سویابین اور گندم کو بنیادی خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، کاغذ کی طرح سیریل فلمیں تیار کی جا سکتی ہیں اور ساسیجز اور دیگر کھانے کی اشیاء کی پیکنگ کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔ استعمال کے بعد، یہاں تک کہ اگر انہیں قدرتی ماحول میں ضائع کر دیا جائے، وہ بایوڈیگریڈیبل ہیں اور مٹی کو بہتر بنانے کے لیے انہیں مٹی کی کھاد میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ . نشاستہ، چائٹوسن اور بین ڈریگز کو اہم مواد کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، کھانے کے قابل ریپنگ پیپر کو فاسٹ فوڈ جیسے فاسٹ فوڈ نوڈلز اور فرنچ فرائز کی پیکنگ کے لیے تیار کیا جا سکتا ہے، جو کہ آسان، محفوظ اور بہت مشہور ہے۔ سیزننگ پیکٹوں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، ٹھوس سوپ سہولت والے کھانے کی اشیاء کی پیکنگ جیسے کہ خام مال، جو استعمال ہونے پر براہ راست برتن میں پکایا جا سکتا ہے، کھانے کی آلودگی کو روک سکتا ہے، کھانے کی غذائیت کو بڑھا سکتا ہے، اور صفائی کو آسان بنا سکتا ہے۔ خشک ایوکاڈو، آلو، اور ٹوٹے ہوئے چاولوں کو خمیر کرکے پولی سیکرائڈز میں تبدیل کیا جاتا ہے، جو کہ نئے کھانے کے قابل اندرونی پیکیجنگ مواد تیار کرنے کے لیے استعمال کیے جاسکتے ہیں جو بے رنگ اور شفاف ہوتے ہیں، اچھی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات اور مکینیکل خصوصیات رکھتے ہیں، اور دودھ پاؤڈر کی پیکنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ سلاد کا تیل اور دیگر مصنوعات [19]۔ ملٹری فوڈ کے لیے، پروڈکٹ کے استعمال کے بعد، روایتی پلاسٹک پیکیجنگ مواد کو ماحول میں ضائع کر دیا جاتا ہے اور دشمن سے باخبر رہنے کے لیے مارکر بن جاتا ہے، جس سے ٹھکانے کا پتہ لگانا آسان ہوتا ہے۔ کثیر اجزاء پر مشتمل خصوصی کھانوں جیسے پیزا، پیسٹری، کیچپ، آئس کریم، دہی، کیک اور میٹھے میں، پلاسٹک کی پیکیجنگ مواد کو براہ راست استعمال میں شامل نہیں کیا جا سکتا، اور کھانے کی پیکیجنگ فلم اپنے منفرد فوائد کو ظاہر کرتی ہے، جو گروپوں کی تعداد کو کم کر سکتی ہے۔ ذائقہ دار مادوں کی منتقلی مصنوعات کے معیار اور جمالیات کو بہتر بناتی ہے [21]۔ خوردنی پیکیجنگ فلم کو بیٹر سسٹم کی مائکروویو فوڈ پروسیسنگ میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔ گوشت کی مصنوعات، سبزیاں، پنیر اور پھل اسپرے، ڈپنگ یا برش وغیرہ کے ذریعے پہلے سے پیک کیے جاتے ہیں، منجمد اور ذخیرہ کیے جاتے ہیں، اور انہیں صرف استعمال کے لیے مائیکرو ویو کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

اگرچہ کچھ تجارتی خوردنی پیکیجنگ کاغذات اور بیگ دستیاب ہیں، بہت سے پیٹنٹ ممکنہ خوردنی پیکیجنگ مواد کی تشکیل اور اطلاق پر رجسٹرڈ ہو چکے ہیں۔ فرانسیسی فوڈ ریگولیٹری حکام نے ایک صنعتی خوردنی پیکیجنگ بیگ کی منظوری دی ہے جس کا نام "SOLUPAN" ہے، جو ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز، نشاستہ اور سوڈیم سوربیٹ پر مشتمل ہے، اور تجارتی طور پر دستیاب ہے۔

1.1.3.2 طب میں درخواست

دواؤں اور صحت سے متعلق مصنوعات کے نرم اور سخت کیپسول کے خول تیار کرنے کے لیے جیلیٹن، سیلولوز ڈیریویٹوز، نشاستہ اور خوردنی گم کا استعمال کیا جا سکتا ہے، جو مؤثر طریقے سے ادویات اور صحت سے متعلق مصنوعات کی افادیت کو یقینی بنا سکتے ہیں، اور محفوظ اور کھانے کے قابل ہیں۔ کچھ ادویات کا ذائقہ موروثی کڑوا ہوتا ہے، جسے مریضوں کے لیے استعمال کرنا مشکل ہوتا ہے۔ قبول شدہ، خوردنی فلموں کو اس طرح کی دوائیوں کے لیے ذائقہ کو ماسک کرنے والی کوٹنگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کچھ انٹرک پولیمر پولیمر معدہ (pH 1.2) ماحول میں نہیں گھلتے ہیں، لیکن آنتوں کے (pH 6.8) ماحول میں حل ہوتے ہیں اور آنتوں میں پائیدار ریلیز ڈرگ کوٹنگ میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ ٹارگٹڈ ادویات کے کیریئر کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

Blanco-Fernandez et al. ایک chitosan acetylated monoglyceride جامع فلم تیار کی اور اسے وٹامن E کی اینٹی آکسیڈینٹ سرگرمی کی مستقل رہائی کے لیے استعمال کیا، اور اس کا اثر قابل ذکر تھا۔ طویل مدتی اینٹی آکسیڈینٹ پیکیجنگ مواد۔ Zhang et al. جلیٹن کے ساتھ ملا ہوا نشاستہ، پولی تھیلین گلائکول پلاسٹائزر شامل کیا اور روایتی استعمال کیا۔ کھوکھلی ہارڈ کیپسول جامع فلم کے ڈوبنے کے عمل سے تیار کیے گئے تھے، اور جامع فلم کی شفافیت، مکینیکل خصوصیات، ہائیڈرو فیلک خصوصیات اور فیز مورفولوجی کا مطالعہ کیا گیا تھا۔ اچھا کیپسول مواد [52]۔ لال وغیرہ۔ پیراسیٹامول کیپسول کی اندرونی کوٹنگ کے لیے کیفیرین کو کھانے کے قابل کوٹنگ میں بنایا، اور خوردنی فلم کی مکینیکل خصوصیات، تھرمل خصوصیات، رکاوٹ کی خصوصیات اور منشیات کی رہائی کی خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے معلوم ہوا کہ جوار کی کوٹنگ گلیاڈین فلم کے مختلف سخت کیپسول معدے میں نہیں ٹوٹی بلکہ پی ایچ 6.8 پر دوا کو آنت میں چھوڑتی ہے۔ پائیک وغیرہ۔ HPMC phthalate ذرات کو indomethacin کے ساتھ لیپت تیار کیا، اور HPMC کے خوردنی فلم بنانے والے مائع کو دوائی کے ذرات کی سطح پر چھڑکایا، اور منشیات کے داخل ہونے کی شرح، منشیات کے ذرات کے اوسط ذرات کے سائز، خوردنی فلم کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPMCN-کوٹڈ indomethacin زبانی دوا دوائی کے تلخ ذائقہ کو چھپانے اور منشیات کی ترسیل کو نشانہ بنانے کے مقصد کو حاصل کر سکتی ہے۔ ولادزادابسابادی وغیرہ۔ روایتی جلیٹن کیپسول کے متبادل کے طور پر ایک خوردنی کمپوزٹ فلم تیار کرنے کے لیے کیریجینن کے ساتھ موڈیفائیڈ ساگو سٹارچ کو ملایا گیا، اور اس کے خشک کرنے والی حرکیات، تھرمو مکینیکل خصوصیات، طبیعی کیمیکل خصوصیات اور رکاوٹ کی خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا، نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مرکب خوردنی فلم میں جلیٹن سے ملتی جلتی خصوصیات ہیں۔ فارماسیوٹیکل کیپسول کی تیاری میں استعمال کیا جائے گا۔

1.1.3.3 پھلوں اور سبزیوں کے تحفظ میں استعمال

تازہ پھلوں اور سبزیوں میں چننے کے بعد، حیاتیاتی کیمیائی رد عمل اور سانس ابھی بھی بھرپور طریقے سے جاری ہے، جو پھلوں اور سبزیوں کے بافتوں کو پہنچنے والے نقصان کو تیز کرے گا، اور کمرے کے درجہ حرارت پر پھلوں اور سبزیوں میں نمی کی کمی کا باعث بننا آسان ہے، جس کے نتیجے میں اندرونی بافتوں کا معیار اور پھلوں اور سبزیوں کی حسی خصوصیات۔ کمی لہذا، پھلوں اور سبزیوں کی ذخیرہ اندوزی اور نقل و حمل میں تحفظ سب سے اہم مسئلہ بن گیا ہے۔ روایتی تحفظ کے طریقوں میں غریب تحفظ کا اثر اور اعلی قیمت ہے۔ پھلوں اور سبزیوں کی کوٹنگ محفوظ کرنا فی الحال کمرے کے درجہ حرارت کے تحفظ کا سب سے مؤثر طریقہ ہے۔ کھانے کے قابل فلم بنانے والے مائع کو پھلوں اور سبزیوں کی سطح پر لیپت کیا جاتا ہے، جو سوکشمجیووں کے حملے کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے، سانس لینے، پانی کی کمی اور پھلوں اور سبزیوں کے ٹشوز کے غذائی اجزاء کے نقصان کو کم کر سکتا ہے، پھلوں اور سبزیوں کے بافتوں کی جسمانی عمر میں تاخیر، اور پھلوں اور سبزیوں کے ٹشوز کو اصل بولڈ اور ہموار رکھیں۔ چمکدار ظہور، تازہ رکھنے اور سٹوریج کی مدت کو طول دینے کے مقصد کو حاصل کرنے کے لئے تاکہ . امریکی خوردنی فلم کی تیاری کے لیے سبزیوں کے تیل سے نکالے گئے ایسٹیل مونوگلیسرائیڈ اور پنیر کو اہم خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہیں، اور اسے تازہ رکھنے، پانی کی کمی، بھوری ہونے اور مائکروجنزموں کے حملے کو روکنے کے لیے پھلوں اور سبزیوں کو کاٹنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، تاکہ اسے برقرار رکھا جا سکے۔ طویل وقت تازہ حالت۔ جاپان آلو کی تازہ کیپنگ فلم تیار کرنے کے لیے کچرے کے ریشم کو خام مال کے طور پر استعمال کرتا ہے، جو کولڈ اسٹوریج کے مقابلے میں تازہ رکھنے کا اثر حاصل کر سکتا ہے۔ امریکی سبزیوں کے تیل اور پھلوں کو کوٹنگ مائع بنانے کے لیے اہم خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہیں، اور کٹے ہوئے پھل کو تازہ رکھتے ہیں، اور پتہ چلا کہ تحفظ کا اثر اچھا ہے۔

مارکیز وغیرہ۔ وہے پروٹین اور پیکٹین کو خام مال کے طور پر استعمال کیا، اور ایک مرکب خوردنی فلم تیار کرنے کے لیے کراس لنکنگ کے لیے گلوٹامینیز کو شامل کیا، جو تازہ کٹے ہوئے سیب، ٹماٹر اور گاجر کو کوٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا تھا، جس سے وزن میں کمی کی شرح کو نمایاں طور پر کم کیا جا سکتا ہے۔ تازہ کٹے ہوئے پھلوں اور سبزیوں کی سطح پر مائکروجنزموں کی افزائش کو روکتا ہے، اور تازہ کٹے ہوئے پھلوں اور سبزیوں کے ذائقے اور ذائقے کو برقرار رکھنے کی بنیاد پر شیلف لائف کو طول دیتا ہے۔ شی لی وغیرہ۔ chitosan خوردنی فلم کے ساتھ لیپت ریڈ گلوب انگور، جو انگور کے وزن میں کمی اور سڑنے کی شرح کو کم کر سکتا ہے، انگور کی رنگت اور چمک کو برقرار رکھ سکتا ہے، اور گھلنشیل ٹھوس چیزوں کے انحطاط کو روک سکتا ہے۔ chitosan، sodium alginate، sodium carboxymethylcellulose اور polyacrylate کو خام مال کے طور پر استعمال کرنا، Liu et al. پھلوں اور سبزیوں کو تازہ رکھنے کے لیے ملٹی لیئر کوٹنگ کے ذریعے خوردنی فلمیں تیار کیں، اور ان کی شکلیات، پانی میں حل پذیری وغیرہ کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے معلوم ہوا کہ سوڈیم کاربوکسی میتھائل سیلولوز-چیٹوسن-گلیسرول مرکب فلم بہترین تحفظ کا اثر رکھتی ہے۔ سن کنگشین وغیرہ۔ سویا بین پروٹین الگ تھلگ کی جامع فلم کا مطالعہ کیا، جو اسٹرابیری کے تحفظ کے لیے استعمال ہوتی ہے، جو اسٹرابیری کی سانس کو نمایاں طور پر کم کرسکتی ہے، ان کی سانس کو روک سکتی ہے، اور سڑے ہوئے پھلوں کی شرح کو کم کرسکتی ہے۔ فریرا وغیرہ۔ مرکب خوردنی فلم تیار کرنے کے لیے پھلوں اور سبزیوں کے باقیات کے پاؤڈر اور آلو کے چھلکے کے پاؤڈر کا استعمال کیا، پانی میں حل پذیری اور مرکب فلم کی مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کیا، اور شہفنی کو محفوظ رکھنے کے لیے کوٹنگ کا طریقہ استعمال کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ شہفنی کی شیلف زندگی طویل تھی۔ 50%، وزن میں کمی کی شرح میں 30-57% کی کمی واقع ہوئی، اور نامیاتی تیزاب اور نمی میں نمایاں تبدیلی نہیں آئی۔ Fu Xiaowei et al. chitosan خوردنی فلم کے ذریعہ تازہ مرچوں کے تحفظ کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ یہ ذخیرہ کرنے کے دوران تازہ مرچوں کی سانس کی شدت کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے اور کالی مرچ کی عمر بڑھنے میں تاخیر کر سکتا ہے۔ Navarro-Tarazaga et al. بیر کو محفوظ کرنے کے لیے موم سے تبدیل شدہ HPMC خوردنی فلم کا استعمال کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ موم آکسیجن اور نمی کی رکاوٹ کی خصوصیات اور HPMC فلموں کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنا سکتا ہے۔ بیر کے وزن میں کمی کی شرح نمایاں طور پر کم ہو گئی تھی، ذخیرہ کرنے کے دوران پھلوں کے نرم ہونے اور خون بہنے میں بہتری لائی گئی تھی، اور بیر کو ذخیرہ کرنے کی مدت طویل ہو گئی تھی۔ تانگ لیئنگ وغیرہ۔ نشاستہ کی تبدیلی میں شیلک الکالی محلول کا استعمال کیا، خوردنی پیکیجنگ فلم تیار کی، اور اس کی فلمی خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ ایک ہی وقت میں، تازگی کے لیے آم کو کوٹنے کے لیے اس کے فلم بنانے والے مائع کا استعمال مؤثر طریقے سے سانس لینے کو کم کر سکتا ہے، یہ اسٹوریج کے دوران بھوری ہونے کے رجحان کو روک سکتا ہے، وزن میں کمی کی شرح کو کم کر سکتا ہے اور اسٹوریج کی مدت کو طول دے سکتا ہے۔

1.1.3.4 گوشت کی مصنوعات کی پروسیسنگ اور تحفظ میں درخواست

غذائی اجزاء اور زیادہ پانی کی سرگرمی کے ساتھ گوشت کی مصنوعات کو پروسیسنگ، نقل و حمل، ذخیرہ کرنے اور استعمال کرنے کے عمل میں مائکروجنزم آسانی سے حملہ آور ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں رنگ سیاہ ہو جاتا ہے اور چربی کے آکسیڈیشن اور دیگر خراب ہو جاتے ہیں۔ گوشت کی مصنوعات کی سٹوریج کی مدت اور شیلف لائف کو طول دینے کے لیے ضروری ہے کہ گوشت کی مصنوعات میں انزائمز کی سرگرمی اور سطح پر مائکروجنزموں کے حملے کو روکنے کی کوشش کی جائے، اور چربی کے آکسیڈیشن کی وجہ سے رنگ اور بدبو کے بگاڑ کو روکا جائے۔ اس وقت، خوردنی فلم کا تحفظ ایک عام طریقہ ہے جو اندرون اور بیرون ملک گوشت کے تحفظ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ روایتی طریقے سے اس کا موازنہ کریں تو پتہ چلتا ہے کہ خوردنی فلم میں پیک کیے گئے گوشت کی مصنوعات میں بیرونی مائکروجنزموں کے حملے، چکنائی کی آکسیڈیٹیو رینسیڈیٹی اور جوس کی کمی میں نمایاں بہتری آئی ہے، اور گوشت کی مصنوعات کے معیار میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ شیلف زندگی بڑھا دی گئی ہے۔

گوشت کی مصنوعات کی خوردنی فلم پر تحقیق 1950 کی دہائی کے آخر میں شروع ہوئی، اور سب سے کامیاب ایپلی کیشن کیس کولیجن خوردنی فلم تھی، جو ساسیج کی تیاری اور پروسیسنگ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی رہی ہے۔ Emiroglu et al. اینٹی بیکٹیریل فلم بنانے کے لیے سویا بین پروٹین خوردنی فلم میں تل کا تیل شامل کیا، اور منجمد گائے کے گوشت پر اس کے اینٹی بیکٹیریل اثر کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے معلوم ہوا کہ اینٹی بیکٹیریل فلم Staphylococcus aureus کی افزائش اور افزائش کو نمایاں طور پر روک سکتی ہے۔ ووک وغیرہ۔ ایک proanthocyanidin خوردنی فلم تیار کی اور اسے تازگی کے لیے ریفریجریٹڈ سور کا گوشت کوٹ کرنے کے لیے استعمال کیا۔ رنگ، پی ایچ، TVB-N ویلیو، تھیوباربیٹورک ایسڈ اور 14 دن تک سٹوریج کے بعد سور کے گوشت کے مائیکروبیل کاؤنٹ کا مطالعہ کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پروانتھوسیانائیڈنز کی خوردنی فلم تھیوباربیٹورک ایسڈ کی تشکیل کو مؤثر طریقے سے کم کرسکتی ہے، فیٹی ایسڈ کی خرابی کو روک سکتی ہے، گوشت کی مصنوعات کی سطح پر مائکروجنزموں کے حملے اور تولید کو کم کرسکتی ہے، گوشت کی مصنوعات کے معیار کو بہتر بنا سکتی ہے، اور ذخیرہ کرنے کی مدت کو طول دے سکتی ہے۔ شیلف زندگی جیانگ شاوٹونگ وغیرہ۔ چائے کے پولیفینول اور ایلیسن کو سٹارچ-سوڈیم الجنیٹ مرکب جھلی کے محلول میں شامل کیا، اور ٹھنڈے ہوئے سور کے گوشت کی تازگی کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال کیا، جسے 0-4 °C پر 19 دنوں سے زیادہ کے لیے ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ کارٹیجینا وغیرہ۔ سور کے گوشت کے ٹکڑوں کے تحفظ پر نائسین اینٹی مائکروبیل ایجنٹ کے ساتھ شامل کولیجن خوردنی فلم کے اینٹی بیکٹیریل اثر کی اطلاع دی گئی، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ کولیجن خوردنی فلم ریفریجریٹڈ سور کے گوشت کے ٹکڑوں کی نمی کی منتقلی کو کم کر سکتی ہے، گوشت کی مصنوعات کی بے رنگی میں تاخیر کر سکتی ہے، اور 2٪ کے ساتھ کولیجن فلم کا اضافہ کر سکتی ہے۔ نسین کا بہترین تحفظ کا اثر تھا۔ وانگ روئی وغیرہ۔ سٹوریج کے 16 دنوں کے اندر پی ایچ، وولیٹائل بیس نائٹروجن، لالی اور گائے کے گوشت کی کالونیوں کی کل تعداد کے تقابلی تجزیہ کے ذریعے سوڈیم الجنیٹ، چائٹوسن اور کاربوکسی میتھائل فائبر کی تبدیلیوں کا مطالعہ کیا۔ سوڈیم وٹامن کی تین قسم کی خوردنی فلمیں ٹھنڈے گائے کے گوشت کی تازگی کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال کی گئیں۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سوڈیم الجنیٹ کی خوردنی فلم میں تازگی کو محفوظ رکھنے کا مثالی اثر تھا۔ Caprioli et al. پکی ہوئی ترکی کی چھاتی کو سوڈیم کیسینیٹ کھانے کی فلم کے ساتھ لپیٹیں اور پھر اسے 4 ° C پر فریج میں رکھیں۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ سوڈیم کیسینیٹ خوردنی فلم ریفریجریشن کے دوران ترکی کے گوشت کو سست کر سکتی ہے۔ پاگل پن کا

1.1.3.5 آبی مصنوعات کے تحفظ میں درخواست

آبی مصنوعات کے معیار کی کمی بنیادی طور پر مفت نمی کی کمی، ذائقہ کے بگاڑ اور آبی مصنوعات کی ساخت کے بگاڑ سے ظاہر ہوتی ہے۔ آبی مصنوعات کی سڑن، آکسیڈیشن، ڈینیچریشن اور مائکروبیل حملے کی وجہ سے خشک کھپت یہ تمام اہم عوامل ہیں جو آبی مصنوعات کی شیلف لائف کو متاثر کرتے ہیں۔ منجمد ذخیرہ آبی مصنوعات کے تحفظ کے لیے ایک عام طریقہ ہے، لیکن اس عمل میں معیار کی ایک خاص حد تک گراوٹ بھی ہوگی، جو خاص طور پر میٹھے پانی کی مچھلیوں کے لیے سنگین ہے۔

آبی مصنوعات کی خوردنی فلموں کا تحفظ 1970 کی دہائی کے آخر میں شروع ہوا اور اب اس کا وسیع پیمانے پر استعمال ہو رہا ہے۔ خوردنی فلم منجمد آبی مصنوعات کو مؤثر طریقے سے محفوظ کر سکتی ہے، پانی کی کمی کو کم کر سکتی ہے، اور چربی کے آکسیڈیشن کو روکنے کے لیے اینٹی آکسیڈنٹس کے ساتھ بھی مل سکتی ہے، اس طرح شیلف لائف اور شیلف لائف کو بڑھانے کا مقصد حاصل کیا جا سکتا ہے۔ میناچی سُندرم وغیرہ۔ نشاستے پر مبنی ایک مرکب خوردنی فلم تیار کی جس میں نشاستہ کو بطور میٹرکس استعمال کیا گیا اور اس میں لونگ اور دار چینی جیسے مصالحے شامل کیے گئے اور اسے سفید جھینگا کے تحفظ کے لیے استعمال کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ خوردنی نشاستے والی فلم مائکروجنزموں کی نشوونما کو مؤثر طریقے سے روک سکتی ہے، چربی کے آکسیڈیشن کو کم کر سکتی ہے، 10 ° C اور 4 ° C پر ریفریجریٹڈ سفید جھینگا کی شیلف لائف کو بالترتیب 14 اور 12 دن تک بڑھا سکتی ہے۔ چینگ یوآن یوان اور دیگر نے پلولان محلول کے تحفظ کا مطالعہ کیا اور میٹھے پانی کی مچھلیوں کو انجام دیا۔ تحفظ سوکشمجیووں کی نشوونما کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے، مچھلی کے پروٹین اور چربی کے آکسیکرن کو سست کر سکتا ہے، اور بہترین تحفظ کا اثر رکھتا ہے۔ یونس وغیرہ۔ جیلیٹن خوردنی فلم کے ساتھ لیپت رینبو ٹراؤٹ جس میں خلیج کی پتی کا ضروری تیل شامل کیا گیا تھا، اور 4 ڈگری سینٹی گریڈ پر ریفریجریٹڈ پرزرویشن کے اثر کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے معلوم ہوا کہ جیلاٹن کھانے والی فلم رینبو ٹراؤٹ کے معیار کو 22 دنوں تک برقرار رکھنے میں موثر تھی۔ ایک طویل وقت کے لئے. وانگ سیوئی وغیرہ۔ سوڈیم الجنیٹ، چائٹوسن اور سی ایم سی کو مرکزی مواد کے طور پر استعمال کیا، خوردنی فلم کے مائع کو تیار کرنے کے لیے سٹیرک ایسڈ شامل کیا، اور تازگی کے لیے پینیئس وینامی کو کوٹ کرنے کے لیے استعمال کیا۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ CMC اور chitosan کی مرکب فلم مائع ایک اچھا تحفظ کا اثر رکھتی ہے اور شیلف لائف کو تقریباً 2 دن تک بڑھا سکتی ہے۔ یانگ شینگپنگ اور دیگر نے تازہ بالوں کے ریفریجریشن اور تحفظ کے لیے چائٹوسن ٹی پولی فینول خوردنی فلم کا استعمال کیا، جو بالوں کی ٹیل کی سطح پر بیکٹیریا کی افزائش کو مؤثر طریقے سے روک سکتی ہے، اتار چڑھاؤ والے ہائیڈروکلورک ایسڈ کی تشکیل میں تاخیر کرتی ہے، اور ہیئر ٹیل کی شیلف لائف کو بڑھا سکتی ہے۔ تقریبا 12 دن.

1.1.3.6 تلی ہوئی خوراک میں درخواست

ڈیپ فرائیڈ فوڈ ایک وسیع پیمانے پر مقبول کھانے کے لیے تیار کھانا ہے جس کی بڑی پیداوار ہے۔ اسے پولی سیکرائیڈ اور پروٹین خوردنی فلم سے لپیٹا جاتا ہے، جو فرائی کے عمل کے دوران کھانے کے رنگ کی تبدیلی کو روک سکتا ہے اور تیل کی کھپت کو کم کر سکتا ہے۔ آکسیجن اور نمی کا داخلہ [80]۔ تلے ہوئے کھانے کو جیلان گم کے ساتھ کوٹنگ کرنے سے تیل کی کھپت میں 35%-63% تک کمی آسکتی ہے، جیسے کہ سشمی کو فرائی کرتے وقت، یہ تیل کی کھپت کو 63% تک کم کر سکتا ہے۔ آلو کے چپس کو فرائی کرتے وقت، یہ تیل کی کھپت کو 35%-63% تک کم کر سکتا ہے۔ 60% کی طرف سے ایندھن کی کھپت میں کمی، وغیرہ [81].

سنگتھونگ وغیرہ۔ سوڈیم الجنیٹ، کاربوکسی میتھائل سیلولوز اور پیکٹین جیسی پولی سیکرائڈز کی خوردنی فلمیں بنائیں، جو کہ تلے ہوئے کیلے کی پٹیوں کی کوٹنگ کے لیے استعمال ہوتی تھیں، اور تلنے کے بعد تیل جذب کرنے کی شرح کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پیکٹین اور کاربوکسائل میتھائل سیلولوز کے ساتھ لیپے ہوئے کیلے کی سٹرپس نے بہتر حسی معیار ظاہر کیا، جن میں سے پیکٹین خوردنی فلم کا تیل کے جذب کو کم کرنے پر بہترین اثر ہوتا ہے [82]۔ ہولونیا وغیرہ۔ تلی ہوئی چکن فلیٹس کی سطح پر لیپت HPMC اور MC فلمیں تیل کی کھپت، فری فیٹی ایسڈ کے مواد اور فرائینگ آئل میں رنگ کی قدر میں ہونے والی تبدیلیوں کا مطالعہ کرنے کے لیے۔ پری کوٹنگ تیل کے جذب کو کم کر سکتی ہے اور تیل کی زندگی کو بہتر بنا سکتی ہے [83]۔ شینگ میکسیانگ وغیرہ۔ سی ایم سی، چائٹوسن اور سویا بین پروٹین الگ تھلگ، لیپت آلو کے چپس کی خوردنی فلمیں بنائیں، اور آلو کے چپس کے تیل جذب، پانی کے مواد، رنگ، ایکریلامائیڈ کے مواد اور حسی معیار کا مطالعہ کرنے کے لیے انہیں اعلی درجہ حرارت پر فرائی کیا۔ ، نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سویا بین پروٹین کو الگ تھلگ کرنے والی خوردنی فلم تلی ہوئی آلو کے چپس کے تیل کی کھپت کو کم کرنے پر نمایاں اثر ڈالتی ہے ، اور چائٹوسن خوردنی فلم ایکریلامائڈ مواد کو کم کرنے پر بہتر اثر ڈالتی ہے [84]۔ سلواڈور وغیرہ۔ گندم کے نشاستہ، ترمیم شدہ کارن نشاستے، ڈیکسٹرن اور گلوٹین کے ساتھ تلی ہوئی اسکویڈ رِنگز کی سطح کو لیپت کیا جاتا ہے، جو سکویڈ کے حلقوں کی کرکرا پن کو بہتر بنا سکتا ہے اور تیل جذب کرنے کی شرح کو کم کر سکتا ہے [85]۔

1.1.3.7 بیکڈ مال میں درخواست

کھانے کی فلم کو بیکڈ مال کی ظاہری شکل کو بہتر بنانے کے لیے ہموار کوٹنگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بیکڈ اشیا کی شیلف لائف کو بہتر بنانے کے لیے نمی، آکسیجن، چکنائی وغیرہ کی راہ میں رکاوٹ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر، چائٹوسن خوردنی فلم کا استعمال روٹی کو کوٹنگ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، اسے کرکرا ناشتے اور اسنیکس کے لیے چپکنے والے کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر، بھنی ہوئی مونگ پھلی کو اکثر نمک اور مسالا کوٹنے کے لیے چپکنے والی چیزوں کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے [87]۔

کرسٹوس وغیرہ۔ سوڈیم الجنیٹ اور وہی پروٹین کی خوردنی فلمیں بنائیں اور انہیں لییکٹوباسیلس رمنوسس پروبائیوٹک بریڈ کی سطح پر لیپ کر دیں۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ پروبائیوٹکس کی بقا کی شرح میں نمایاں طور پر بہتری آئی ہے، لیکن روٹی کی دو اقسام نے ظاہر کیا کہ ہاضمے کا طریقہ کار بہت مماثلت رکھتا ہے، لہذا کھانے کی فلم کی کوٹنگ روٹی کی ساخت، ذائقہ اور تھرمو فزیکل خصوصیات کو تبدیل نہیں کرتی ہے [88]۔ پنوعات وغیرہ۔ کھانے کے قابل مرکب فلم تیار کرنے کے لیے میتھائل سیلولوز میٹرکس میں انڈین گوزبیری کا عرق شامل کیا، اور بھنے ہوئے کاجو کی تازگی کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال کیا۔ نتائج سے معلوم ہوا کہ جامع خوردنی فلم سٹوریج کے دوران بھنے ہوئے کاجو کو مؤثر طریقے سے روک سکتی ہے۔ معیار بگڑ گیا اور بھنے ہوئے کاجو کی شیلف لائف کو 90 دن تک بڑھا دیا گیا [89]۔ Schou et al. سوڈیم کیسینیٹ اور گلیسرین کے ساتھ ایک شفاف اور لچکدار خوردنی فلم بنائی، اور اس کی مکینیکل خصوصیات، پانی کی پارگمیتا اور پکی ہوئی روٹی کے ٹکڑوں پر اس کے پیکیجنگ کے اثرات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سوڈیم کیسینیٹ کی خوردنی فلم بیکڈ روٹی کو لپیٹتی ہے۔ بریڈنگ کے بعد، اس کی سختی کو کمرے کے درجہ حرارت پر سٹوریج کے 6 گھنٹے کے اندر کم کیا جا سکتا ہے [90]۔ Du et al. روسٹ چکن کو لپیٹنے کے لیے ایپل پر مبنی خوردنی فلم اور ٹماٹر پر مبنی خوردنی فلم کا استعمال پلانٹ کے ضروری تیل کے ساتھ کیا گیا، جس نے نہ صرف چکن کو بھوننے سے پہلے مائکروجنزموں کی افزائش کو روکا، بلکہ بھوننے کے بعد چکن کے ذائقے کو بھی بڑھایا [91]۔ Javanmard et al. گندم کے نشاستے کی ایک خوردنی فلم تیار کی اور اسے بیکڈ پستے کی گٹھلیوں کو لپیٹنے کے لیے استعمال کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ خوردنی نشاستے والی فلم گری دار میوے کی آکسیڈیٹیو رینسیڈیٹی کو روک سکتی ہے، گری دار میوے کے معیار کو بہتر بنا سکتی ہے اور ان کی شیلف لائف کو طول دے سکتی ہے [92]۔ ماجد وغیرہ۔ بھنی ہوئی مونگ پھلی کو کوٹنے کے لیے وہی پروٹین خوردنی فلم کا استعمال کیا، جو آکسیجن کی رکاوٹ کو بڑھا سکتی ہے، مونگ پھلی کی بے ہوشی کو کم کر سکتی ہے، بھنی ہوئی مونگ پھلی کی ٹوٹ پھوٹ کو بہتر بنا سکتی ہے، اور اس کے ذخیرہ کرنے کی مدت کو طول دے سکتی ہے [93]۔

1.1.3.8 کنفیکشنری مصنوعات میں درخواست

کینڈی کی صنعت میں اتار چڑھاؤ والے اجزاء کے پھیلاؤ کے لیے بہت زیادہ تقاضے ہوتے ہیں، اس لیے چاکلیٹ اور پالش شدہ سطحوں والی کینڈی کے لیے، یہ ضروری ہے کہ پانی میں حل پذیر خوردنی فلمیں استعمال کی جائیں تاکہ اتار چڑھاؤ والے اجزاء پر مشتمل کوٹنگ مائع کو تبدیل کیا جا سکے۔ کھانے کی پیکیجنگ فلم کینڈی کی سطح پر ایک ہموار حفاظتی فلم بنا سکتی ہے تاکہ آکسیجن اور نمی کی منتقلی کو کم کیا جا سکے [19]۔ کنفیکشنری میں وہی پروٹین خوردنی فلموں کا استعمال اس کے غیر مستحکم اجزاء کے پھیلاؤ کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔ جب چاکلیٹ کو تیل والے کھانے جیسے کوکیز اور مونگ پھلی کے مکھن کو سمیٹنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو تیل چاکلیٹ کی بیرونی تہہ میں منتقل ہو جائے گا، جس سے چاکلیٹ چپچپا ہو جائے گی اور "ریورس فراسٹ" کے رجحان کا باعث بنے گی، لیکن اندرونی مواد خشک ہو جائے گا، جس کے نتیجے میں اس کے ذائقہ میں تبدیلی چکنائی کی رکاوٹ کے فنکشن کے ساتھ خوردنی فلم پیکیجنگ مواد کی ایک پرت کو شامل کرنے سے یہ مسئلہ حل ہوسکتا ہے [94]۔

نیلسن وغیرہ۔ ایک سے زیادہ لپڈز پر مشتمل کینڈی کو کوٹ کرنے کے لیے میتھیل سیلولوز خوردنی فلم کا استعمال کیا اور بہت کم لپڈ پارگمیتا دکھایا، اس طرح چاکلیٹ میں ٹھنڈ کے رجحان کو روکتا ہے [95]۔ میئرز نے چیونگم پر ایک ہائیڈروجیل ویکس بلیئر خوردنی فلم لگائی، جو اس کے چپکنے کو بہتر بنا سکتی ہے، پانی کے اتار چڑھاؤ کو کم کر سکتی ہے، اور اس کی شیلف لائف کو طول دے سکتی ہے [21]۔ Fadini et al کے ذریعہ تیار کردہ پانی۔ Decollagen-cocoa butter edible composite film اس کی مکینیکل خصوصیات اور پانی کی پارگمیتا کے لیے مطالعہ کی گئی تھی، اور اسے اچھے نتائج کے ساتھ چاکلیٹ کی مصنوعات کے لیے کوٹنگ کے طور پر استعمال کیا گیا تھا [96]۔

1.1.4 سیلولوز پر مبنی خوردنی فلمیں

سیلولوز پر مبنی خوردنی فلم ایک قسم کی خوردنی فلم ہے جو بنیادی خام مال کے طور پر فطرت میں سب سے زیادہ پائے جانے والے سیلولوز اور اس کے مشتقات سے بنی ہے۔ سیلولوز پر مبنی خوردنی فلم بو کے بغیر اور بے ذائقہ ہے، اور اس میں اچھی میکانکی طاقت، تیل کی رکاوٹ کی خصوصیات، شفافیت، لچک اور اچھی گیس کی رکاوٹ کی خصوصیات ہیں۔ تاہم، سیلولوز کی ہائیڈرو فیلک نوعیت کی وجہ سے، سیلولوز پر مبنی خوردنی فلم کی مزاحمت پانی کی کارکردگی عام طور پر نسبتاً خراب ہے [82، 97-99]۔

کھانے کی صنعت کی پیداوار میں فضلہ مواد سے بنی سیلولوز پر مبنی خوردنی فلم بہترین کارکردگی کے ساتھ خوردنی پیکیجنگ فلمیں حاصل کر سکتی ہے، اور مصنوعات کی اضافی قیمت کو بڑھانے کے لیے فضلہ مواد کو دوبارہ استعمال کر سکتی ہے۔ فریرا وغیرہ۔ پھلوں اور سبزیوں کے باقیات کے پاؤڈر کو آلو کے چھلکے کے پاؤڈر کے ساتھ ملا کر سیلولوز پر مبنی خوردنی کمپوزٹ فلم تیار کی، اور تازگی کو برقرار رکھنے کے لیے اسے شہفنی کی کوٹنگ پر لگایا، اور اچھے نتائج حاصل کیے [62]۔ Tan Huizi et al. بین ڈریگز سے نکالے گئے غذائی ریشہ کو بنیادی مواد کے طور پر استعمال کیا اور سویا بین فائبر کی خوردنی فلم تیار کرنے کے لیے ایک خاص مقدار میں گاڑھا کرنے والا شامل کیا، جس میں اچھی میکانکی خصوصیات اور رکاوٹ کی خصوصیات ہیں [100]، جو بنیادی طور پر فاسٹ فوڈ نوڈل سیزننگ کی پیکنگ کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ ، مواد کے پیکیج کو براہ راست گرم پانی میں تحلیل کرنا آسان اور غذائیت سے بھرپور ہے۔

پانی میں گھلنشیل سیلولوز مشتقات، جیسے میتھائل سیلولوز (MC)، کاربوکسی میتھائل سیلولوز (CMC) اور ہائیڈروکسی پروپیل میتھل سیلولوز (HPMC)، ایک مسلسل میٹرکس بنا سکتے ہیں اور عام طور پر خوردنی فلموں کی ترقی اور تحقیق میں استعمال ہوتے ہیں۔ Xiao Naiyu et al. MC کو مرکزی فلم بنانے والے سبسٹریٹ کے طور پر استعمال کیا، پولیتھیلین گلائکول اور کیلشیم کلورائیڈ اور دیگر معاون مواد شامل کیا، کاسٹنگ کے طریقے سے MC خوردنی فلم تیار کی، اور اسے olecranon کے تحفظ کے لیے لگایا، جو olecranon کے منہ کو طول دے سکتا ہے۔ آڑو کی شیلف لائف 4.5 دن ہے [101]۔ اسماعیلی وغیرہ۔ کاسٹنگ کے ذریعے MC خوردنی فلم تیار کی اور اسے پودوں کے ضروری تیل کے مائکرو کیپسول کی کوٹنگ پر لگایا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ایم سی فلم کا تیل کو روکنے کا اچھا اثر ہوتا ہے اور اسے کھانے کی پیکیجنگ پر لاگو کیا جا سکتا ہے تاکہ فیٹی ایسڈ کو خراب ہونے سے روکا جا سکے [102]۔ تیان وغیرہ۔ سٹیرک ایسڈ اور غیر سیر شدہ فیٹی ایسڈ کے ساتھ ترمیم شدہ MC خوردنی فلمیں، جو MC خوردنی فلموں کی پانی کو روکنے والی خصوصیات کو بہتر بنا سکتی ہیں [103]۔ لائی فینگینگ وغیرہ۔ ایم سی خوردنی فلم کی فلم بنانے کے عمل پر سالوینٹ کی قسم کے اثر اور خوردنی فلم کی رکاوٹ کی خصوصیات اور مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کیا [104]۔

CMC جھلیوں میں O2، CO2 اور تیل کے لیے اچھی رکاوٹ کی خصوصیات ہیں، اور یہ خوراک اور ادویات کے شعبے میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں [99]۔ بیفانی وغیرہ۔ CMC جھلیوں کو تیار کیا اور پانی کی رکاوٹ کی خصوصیات اور جھلیوں کی گیس کی رکاوٹ کی خصوصیات پر پتیوں کے نچوڑ کے اثر کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پتیوں کے عرق کا اضافہ جھلیوں کی نمی اور آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے، لیکن CO2 کے لیے نہیں۔ رکاوٹ کی خصوصیات نچوڑ کے ارتکاز سے متعلق ہیں [105]۔ ڈی مورا وغیرہ۔ تیار شدہ chitosan نینو پارٹیکلز نے CMC فلموں کو تقویت بخشی، اور جامع فلموں کے تھرمل استحکام، مکینیکل خصوصیات اور پانی میں حل پذیری کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ چائٹوسن نینو پارٹیکلز سی ایم سی فلموں کی میکانی خصوصیات اور تھرمل استحکام کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتے ہیں۔ جنس [98]۔ غنبرزادہ وغیرہ۔ سی ایم سی خوردنی فلمیں تیار کیں اور سی ایم سی فلموں کی فزیکو کیمیکل خصوصیات پر گلیسرول اور اولیک ایسڈ کے اثرات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ فلموں کی رکاوٹ کی خصوصیات میں نمایاں طور پر بہتری آئی ہے، لیکن میکانی خصوصیات اور شفافیت میں کمی آئی [99]۔ چینگ وغیرہ۔ ایک کاربوکسی میتھائل سیلولوز-کونجاک گلوکومنان خوردنی جامع فلم تیار کی، اور مرکب فلم کی طبیعی کیمیکل خصوصیات پر پام آئل کے اثر کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ چھوٹے لپڈ مائکرو اسپیئرز جامع فلم کو نمایاں طور پر بڑھا سکتے ہیں۔ سطح کی ہائیڈروفوبیسیٹی اور پانی کے مالیکیول پارمیشن چینل کا گھماؤ جھلی کی نمی کی رکاوٹ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے [106]۔

HPMC میں اچھی فلم بنانے کی خصوصیات ہیں، اور اس کی فلم لچکدار، شفاف، بے رنگ اور بو کے بغیر ہے، اور اس میں تیل کی رکاوٹ کی اچھی خصوصیات ہیں، لیکن اس کی مکینیکل خصوصیات اور پانی کو روکنے والی خصوصیات کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔ Zuniga et al کی طرف سے مطالعہ. نے دکھایا کہ HPMC فلم بنانے والے محلول کا ابتدائی مائیکرو اسٹرکچر اور استحکام فلم کی سطح اور اندرونی ساخت کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے، اور فلم کے ڈھانچے کی تشکیل کے دوران تیل کی بوندوں کے داخل ہونے کا طریقہ روشنی کی ترسیل اور سطح کی سرگرمی کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے۔ فلم ایجنٹ کے اضافے سے فلم بنانے والے محلول کے استحکام کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں سطح کی ساخت اور فلم کی نظری خصوصیات متاثر ہوتی ہیں، لیکن مکینیکل خصوصیات اور ہوا کی پارگمیتا کم نہیں ہوتی ہے [107]۔ Klangmuang et al. HPMC خوردنی فلم کو بڑھانے اور ترمیم کرنے کے لیے نامیاتی طور پر تبدیل شدہ مٹی اور موم کا استعمال کیا گیا تاکہ HPMC فلم کی مکینیکل خصوصیات اور رکاوٹ کی خصوصیات کو بہتر بنایا جا سکے۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ موم اور مٹی میں ترمیم کے بعد، HPMC خوردنی فلم کی مکینیکل خصوصیات خوردنی فلم کے مقابلے کے قابل تھیں۔ نمی کے اجزاء کی کارکردگی بہتر ہوئی [108]۔ ڈوگن وغیرہ۔ HPMC خوردنی فلم تیار کی، اور HPMC فلم کو بڑھانے اور اس میں ترمیم کرنے کے لیے مائیکرو کرسٹل لائن سیلولوز کا استعمال کیا، اور فلم کی پانی کی پارگمیتا اور مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ترمیم شدہ فلم کی نمی کی رکاوٹ کی خصوصیات میں کوئی خاص تبدیلی نہیں آئی۔ ، لیکن اس کی مکینیکل خصوصیات کو نمایاں طور پر بہتر کیا گیا ہے [109]۔ چوئی وغیرہ۔ کھانے کے قابل کمپوزٹ فلم تیار کرنے کے لیے HPMC میٹرکس میں اوریگانو لیف اور برگاموٹ ضروری تیل شامل کیا، اور اسے تازہ بیر کی کوٹنگ پرزرویشن پر لگایا۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ خوردنی مرکب فلم بیر کی سانس کو مؤثر طریقے سے روک سکتی ہے، ایتھیلین کی پیداوار کو کم کر سکتی ہے، وزن میں کمی کی شرح کو کم کر سکتی ہے، اور بیر کے معیار کو بہتر بنا سکتی ہے [110]۔ ایسٹیگلال وغیرہ۔ کھانے کے قابل مرکب فلمیں تیار کرنے کے لیے HPMC کو جلیٹن کے ساتھ ملایا اور کھانے کے قابل مرکب فلموں کا مطالعہ کیا۔ ایچ پی ایم سی جیلیٹن کی فزیکو کیمیکل خصوصیات، مکینیکل خصوصیات اور مطابقت سے پتہ چلتا ہے کہ ایچ پی ایم سی جیلیٹن کمپوزٹ فلموں کی ٹینسائل خصوصیات میں کوئی خاص تبدیلی نہیں آئی، جو دواؤں کے کیپسول کی تیاری میں استعمال کی جا سکتی ہیں [111]۔ Villacres et al. HPMC-کاساوا نشاستہ خوردنی جامع فلموں کی مکینیکل خصوصیات، گیس کی رکاوٹ کی خصوصیات اور اینٹی بیکٹیریل خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جامع فلموں میں اچھی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات اور اینٹی بیکٹیریل اثرات تھے [112]۔ Byun et al. شیلک-ایچ پی ایم سی جامع جھلیوں کو تیار کیا، اور مرکب جھلیوں پر ایملسیفائر اور شیلک کے ارتکاز کی اقسام کے اثرات کا مطالعہ کیا۔ ایملسیفائر نے مرکب جھلی کے پانی کو روکنے والی خصوصیات کو کم کیا، لیکن اس کی میکانی خصوصیات میں نمایاں کمی نہیں آئی۔ شیلک کے اضافے نے HPMC جھلی کے تھرمل استحکام کو بہت بہتر بنایا، اور اس کا اثر شیلک کی حراستی میں اضافے کے ساتھ بڑھتا گیا [113]۔

1.1.5 نشاستہ پر مبنی خوردنی فلمیں

نشاستہ خوردنی فلموں کی تیاری کے لیے ایک قدرتی پولیمر ہے۔ اس کے وسیع ذرائع، کم قیمت، حیاتیاتی مطابقت اور غذائیت کی قیمت کے فوائد ہیں، اور یہ خوراک اور دواسازی کی صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے [114-117]۔ حال ہی میں، خالص نشاستے والی خوردنی فلموں اور نشاستہ پر مبنی خوردنی جامع فلموں پر تحقیق ایک کے بعد ایک سامنے آئی ہے [118]۔ نشاستہ پر مبنی خوردنی فلموں کی تیاری کے لیے ہائی امائیلوز نشاستہ اور اس کا ہائیڈروکسی پروپیلیٹڈ تبدیل شدہ نشاستہ اہم مواد ہیں [119]۔ نشاستے کا پیچھے ہٹنا اس کی فلم بنانے کی صلاحیت کی بنیادی وجہ ہے۔ امائیلوز کا مواد جتنا زیادہ ہوگا، انٹرمولیکولر بانڈنگ اتنا ہی سخت ہوگا، پسپائی پیدا کرنا اتنا ہی آسان ہوگا، اور فلم بنانے کی خاصیت اور فلم کی آخری تناؤ کی طاقت اتنی ہی بہتر ہوگی۔ بڑا Amylose کم آکسیجن پارگمیتا کے ساتھ پانی میں گھلنشیل فلمیں بنا سکتا ہے، اور ہائی امیلوز فلموں کی رکاوٹ خصوصیات اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں کم نہیں ہوں گی، جو پیکڈ فوڈ کو مؤثر طریقے سے تحفظ دے سکتی ہے [120]۔

نشاستے والی خوردنی فلم، بے رنگ اور بو کے بغیر، اچھی شفافیت، پانی میں حل پذیری اور گیس میں رکاوٹ کی خصوصیات رکھتی ہے، لیکن یہ نسبتاً مضبوط ہائیڈرو فیلیسیٹی اور نمی کی خراب رکاوٹ کی خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے، اس لیے یہ بنیادی طور پر کھانے کی آکسیجن اور تیل کی رکاوٹ کی پیکیجنگ [121-123] میں استعمال ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، نشاستے پر مبنی جھلیوں میں عمر بڑھنے اور پیچھے ہٹنے کا خطرہ ہوتا ہے، اور ان کی میکانکی خصوصیات نسبتاً کم ہوتی ہیں [124]۔ مندرجہ بالا کوتاہیوں پر قابو پانے کے لیے، نشاستہ کو جسمانی، کیمیائی، انزیمیٹک، جینیاتی اور اضافی طریقوں سے تبدیل کیا جا سکتا ہے تاکہ نشاستے پر مبنی خوردنی فلموں کی خصوصیات کو بہتر بنایا جا سکے [114]۔

Zhang Zhengmao et al. سٹرابیری کو کوٹ کرنے کے لیے انتہائی عمدہ نشاستے والی خوردنی فلم کا استعمال کیا اور پتہ چلا کہ یہ پانی کی کمی کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتی ہے، حل پذیر چینی کی مقدار کو کم کرنے میں تاخیر کر سکتی ہے، اور سٹرابیری کے ذخیرہ کرنے کی مدت کو مؤثر طریقے سے طول دے سکتی ہے [125]۔ گارسیا وغیرہ۔ تبدیل شدہ نشاستے کو مختلف چین کے تناسب کے ساتھ تبدیل کیا گیا نشاستہ فلم بنانے والا مائع حاصل کرنے کے لیے، جو تازہ اسٹرابیری کوٹنگ فلم کے تحفظ کے لیے استعمال کیا جاتا تھا۔ شرح اور کشی کی شرح ان کوٹیڈ گروپ [126] سے بہتر تھی۔ غنبرزادہ وغیرہ۔ سائٹرک ایسڈ کراس لنکنگ کے ذریعے نشاستہ کو تبدیل کیا گیا اور کیمیائی طور پر کراس سے منسلک ترمیم شدہ سٹارچ فلم حاصل کی گئی۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کراس لنکنگ ترمیم کے بعد، نمی کی رکاوٹ کی خصوصیات اور نشاستے والی فلموں کی میکانکی خصوصیات میں بہتری آئی [127]۔ گاؤ کونیو وغیرہ۔ نشاستے کا انزیمیٹک ہائیڈولیسس ٹریٹمنٹ کیا اور نشاستہ خوردنی فلم حاصل کی، اور اس کی میکانکی خصوصیات جیسے کہ تناؤ کی طاقت، لمبا ہونا اور فولڈنگ مزاحمت میں اضافہ ہوا، اور نمی کی رکاوٹ کی کارکردگی انزائم کے ایکشن ٹائم میں اضافے کے ساتھ بڑھ گئی۔ نمایاں طور پر بہتر [128]. پاررا وغیرہ۔ اچھی میکانکی خصوصیات اور کم پانی کے بخارات کی ترسیل کی شرح [129] کے ساتھ ایک خوردنی فلم تیار کرنے کے لیے ٹیپیوکا سٹارچ میں کراس لنکنگ ایجنٹ شامل کیا۔ Fonseca et al. آلو کے نشاستے کو آکسائڈائز کرنے کے لئے سوڈیم ہائپوکلورائٹ کا استعمال کیا اور آکسائڈائزڈ نشاستے کی ایک خوردنی فلم تیار کی۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ اس کے پانی کے بخارات کی ترسیل کی شرح اور پانی میں حل پذیری میں نمایاں کمی واقع ہوئی ہے، جس کا اطلاق زیادہ پانی کی سرگرمی والے کھانے کی پیکیجنگ پر کیا جا سکتا ہے [130]۔

دیگر خوردنی پولیمر اور پلاسٹائزرز کے ساتھ نشاستہ کو مرکب کرنا نشاستے پر مبنی خوردنی فلموں کی خصوصیات کو بہتر بنانے کا ایک اہم طریقہ ہے۔ فی الحال، عام طور پر استعمال ہونے والے پیچیدہ پولیمر زیادہ تر ہائیڈرو فیلک کولائیڈز ہیں، جیسے پیکٹین، سیلولوز، سمندری سوار پولی سیکرائیڈ، چائٹوسن، کیریجینن اور زانتھن گم [131]۔

ماریا روڈریگز وغیرہ۔ نشاستہ پر مبنی خوردنی فلموں کو تیار کرنے کے لیے آلو کے نشاستہ اور پلاسٹائزرز یا سرفیکٹنٹس کو بطور اہم مواد استعمال کیا گیا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ پلاسٹائزرز فلم کی لچک کو بڑھا سکتے ہیں اور سرفیکٹینٹس فلم کی اسٹریچبلٹی کو کم کر سکتے ہیں [132]۔ سانتانا وغیرہ۔ کاساوا نشاستے والی خوردنی فلموں کو بڑھانے اور ان میں ترمیم کرنے کے لیے نانوفائبرز کا استعمال کیا، اور بہتر میکانکی خصوصیات، رکاوٹ کی خصوصیات، اور تھرمل استحکام کے ساتھ نشاستہ پر مبنی خوردنی جامع فلمیں حاصل کیں [133]۔ Azevedo et al. یکساں فلمی مواد تیار کرنے کے لیے تھرموپلاسٹک نشاستے کے ساتھ مرکب وہی پروٹین، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ وہی پروٹین اور تھرمو پلاسٹک نشاستہ مضبوط انٹرفیشل آسنجن ہے، اور وہی پروٹین نشاستے کی دستیابی کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔ خوردنی فلموں کی پانی کو روکنا اور مکینیکل خصوصیات [134]۔ ایدھیرج وغیرہ۔ ٹیپیوکا نشاستہ پر مبنی خوردنی فلم تیار کی، اور فلم کے جسمانی اور کیمیائی ڈھانچے، مکینیکل خصوصیات اور تھرمل خصوصیات پر پلاسٹکائزر کے اثرات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ پلاسٹکائزر کی قسم اور ارتکاز نمایاں طور پر ٹیپیوکا نشاستے والی فلم کو متاثر کر سکتا ہے۔ دوسرے پلاسٹکائزرز جیسے یوریا اور ٹرائیتھیلین گلائکول کے مقابلے میں، پیکٹین کا بہترین پلاسٹکائزنگ اثر ہوتا ہے، اور پیکٹین-پلاسٹکائزڈ اسٹارچ فلم میں پانی کو روکنے والی اچھی خصوصیات ہوتی ہیں [135]۔ صابری وغیرہ۔ کھانے کے قابل مرکب فلموں کی تیاری کے لیے مٹر کا نشاستہ، گوار گم اور گلیسرین کا استعمال کیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مٹر کے نشاستے نے فلم کی موٹائی، کثافت، ہم آہنگی، پانی کی پارگمیتا اور تناؤ کی طاقت میں اہم کردار ادا کیا۔ گوار گم یہ جھلی کی تناؤ کی طاقت اور لچکدار ماڈیولس کو متاثر کر سکتا ہے، اور گلیسرول جھلی کی لچک کو بہتر بنا سکتا ہے [136]۔ جی وغیرہ۔ chitosan اور مکئی کے نشاستہ کو مرکب کیا، اور نشاستہ پر مبنی اینٹی بیکٹیریل فلم تیار کرنے کے لیے کیلشیم کاربونیٹ نینو پارٹیکلز کو شامل کیا۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ نشاستے اور چائٹوسن کے درمیان بین سالمی ہائیڈروجن بانڈز بنائے گئے تھے، اور فلم کی میکانکی خصوصیات تھیں اور اینٹی بیکٹیریل خصوصیات کو بڑھایا گیا تھا [137]۔ میرا وغیرہ۔ کیولن نینو پارٹیکلز کے ساتھ مکئی کے نشاستہ خوردنی اینٹی بیکٹیریل فلم کو بہتر اور تبدیل کیا گیا، اور مرکب فلم کی مکینیکل اور تھرمل خصوصیات کو بہتر بنایا گیا، اور اینٹی بیکٹیریل اثر متاثر نہیں ہوا [138]۔ Ortega-Toro et al. HPMC کو نشاستے میں شامل کیا اور کھانے کی فلم تیار کرنے کے لیے سائٹرک ایسڈ شامل کیا۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ HPMC اور سائٹرک ایسڈ کا اضافہ مؤثر طریقے سے نشاستے کی عمر کو روک سکتا ہے اور خوردنی فلم کے پانی کی پارگمیتا کو کم کر سکتا ہے، لیکن آکسیجن کی رکاوٹ کی خصوصیات میں کمی آتی ہے [139]۔

1.2 پولیمر ہائیڈروجلز

ہائیڈروجیلز ہائیڈرو فیلک پولیمر کا ایک طبقہ ہے جس کا تین جہتی نیٹ ورک ڈھانچہ ہے جو پانی میں گھلنشیل نہیں ہے لیکن پانی سے پھول سکتا ہے۔ میکروسکوپی طور پر، ایک ہائیڈروجیل ایک مخصوص شکل رکھتا ہے، بہہ نہیں سکتا، اور ایک ٹھوس مادہ ہے۔ خوردبینی طور پر، پانی میں گھلنشیل مالیکیولز کو ہائیڈروجیل میں مختلف اشکال اور سائز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے اور مختلف پھیلاؤ کی شرحوں پر پھیلایا جا سکتا ہے، اس لیے ہائیڈروجیل محلول کی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ ہائیڈروجلز کی اندرونی ساخت محدود طاقت ہے اور آسانی سے تباہ ہو جاتی ہے۔ یہ ٹھوس اور مائع کے درمیان حالت میں ہے۔ اس میں ٹھوس کی طرح لچک ہوتی ہے، اور یہ ایک حقیقی ٹھوس سے واضح طور پر مختلف ہوتی ہے۔

1.2.1 پولیمر ہائیڈروجلز کا جائزہ

1.2.1.1 پولیمر ہائیڈروجلز کی درجہ بندی

پولیمر ہائیڈروجیل ایک سہ جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ ہے جو پولیمر مالیکیولز [143-146] کے درمیان جسمانی یا کیمیائی کراس لنکنگ سے تشکیل پاتا ہے۔ یہ خود کو پھولنے کے لیے پانی میں بڑی مقدار میں پانی جذب کر لیتا ہے، اور ساتھ ہی یہ اپنی سہ جہتی ساخت کو برقرار رکھ سکتا ہے اور پانی میں حل نہیں ہو سکتا۔ پانی

ہائیڈروجلز کی درجہ بندی کرنے کے بہت سے طریقے ہیں۔ کراس لنکنگ خصوصیات میں فرق کی بنیاد پر، انہیں جسمانی جیلوں اور کیمیائی جیلوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ جسمانی جیلیں نسبتاً کمزور ہائیڈروجن بانڈز، آئنک بانڈز، ہائیڈروفوبک تعاملات، وین ڈیر والز فورسز اور پولیمر مالیکیولر چینز اور دیگر جسمانی قوتوں کے درمیان جسمانی الجھنوں سے بنتی ہیں اور مختلف بیرونی ماحول میں حل میں تبدیل ہو سکتی ہیں۔ اسے ریورس ایبل جیل کہا جاتا ہے۔ کیمیکل جیل عام طور پر ایک مستقل سہ جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ ہوتا ہے جو کیمیکل بانڈز جیسے کہ کوولنٹ بانڈز کو گرمی، روشنی، انیشیٹر وغیرہ کی موجودگی میں آپس میں جوڑ کر تشکیل دیا جاتا ہے۔ جیل بننے کے بعد، یہ ناقابل واپسی اور مستقل ہوتا ہے، جسے بھی کہا جاتا ہے۔ حقیقی کنڈینسیٹ کے لیے [147-149]۔ جسمانی جیلوں کو عام طور پر کیمیائی ترمیم کی ضرورت نہیں ہوتی اور ان میں زہریلا پن کم ہوتا ہے، لیکن ان کی میکانی خصوصیات نسبتاً ناقص ہوتی ہیں اور بڑے بیرونی دباؤ کو برداشت کرنا مشکل ہوتا ہے۔ کیمیائی جیلوں میں عام طور پر بہتر استحکام اور مکینیکل خصوصیات ہوتی ہیں۔

مختلف ذرائع کی بنیاد پر، ہائیڈروجلز کو مصنوعی پولیمر ہائیڈروجلز اور قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ مصنوعی پولیمر ہائیڈروجلز ہائیڈروجلز ہیں جو مصنوعی پولیمر کے کیمیائی پولیمرائزیشن سے بنتے ہیں، جن میں بنیادی طور پر پولی ایکریلک ایسڈ، پولی وینیل ایسٹیٹ، پولی کریلامائڈ، پولیتھیلین آکسائیڈ وغیرہ شامل ہیں۔ قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز ہیں پولیمر ہائیڈروجلز قدرتی پولیمر جیسے پولی سیکرائڈز اور فطرت میں پروٹین کے کراس لنک سے بنتے ہیں، جن میں سیلولوز، الجنیٹ، نشاستہ، ایگروز، ہائیلورونک ایسڈ، جیلیٹن، اور کولیجن [6، 7، 150]، 151] شامل ہیں۔ قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز میں عام طور پر وسیع ماخذ، کم قیمت اور کم زہریلا کی خصوصیات ہوتی ہیں، اور مصنوعی پولیمر ہائیڈروجلز عام طور پر پروسیس کرنے میں آسان ہوتے ہیں اور ان کی بڑی پیداوار ہوتی ہے۔

بیرونی ماحول کے مختلف ردعمل کی بنیاد پر، ہائیڈروجلز کو روایتی ہائیڈروجلز اور سمارٹ ہائیڈروجلز میں بھی تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ روایتی ہائیڈروجلز بیرونی ماحول میں ہونے والی تبدیلیوں کے لیے نسبتاً غیر حساس ہوتے ہیں۔ سمارٹ ہائیڈروجلز بیرونی ماحول میں چھوٹی تبدیلیوں کو محسوس کر سکتے ہیں اور جسمانی ساخت اور کیمیائی خصوصیات میں اسی طرح کی تبدیلیاں پیدا کر سکتے ہیں [152-156]۔ درجہ حرارت سے حساس ہائیڈروجلز کے لیے، حجم ماحول کے درجہ حرارت کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔ عام طور پر، ایسے پولیمر ہائیڈروجلز میں ہائیڈرو فیلک گروپ ہوتے ہیں جیسے ہائیڈروکسیل، ایتھر اور امائیڈ یا ہائیڈروفوبک گروپس جیسے میتھائل، ایتھائل اور پروپیل۔ بیرونی ماحول کا درجہ حرارت جیل کے مالیکیولز، ہائیڈروجن بانڈنگ اور پانی کے مالیکیولز اور پولیمر چینز کے درمیان ہائیڈرو فیلک یا ہائیڈروفوبک تعامل کو متاثر کر سکتا ہے، اس طرح جیل سسٹم کے توازن کو متاثر کرتا ہے۔ پی ایچ حساس ہائیڈروجلز کے لیے، نظام میں عام طور پر ایسڈ بیس میں ترمیم کرنے والے گروپ ہوتے ہیں جیسے کاربوکسائل گروپس، سلفونک ایسڈ گروپس یا امینو گروپس۔ بدلتے ہوئے پی ایچ ماحول میں، یہ گروپ جیل میں ہائیڈروجن بانڈنگ اور اندرونی اور بیرونی آئن ارتکاز کے درمیان فرق کو تبدیل کرتے ہوئے پروٹون کو جذب یا چھوڑ سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں جیل کے حجم میں تبدیلی آتی ہے۔ برقی میدان، مقناطیسی میدان اور روشنی سے حساس ہائیڈروجلز کے لیے، ان میں بالترتیب فعال گروپس جیسے پولی الیکٹرولائٹس، دھاتی آکسائیڈ، اور فوٹو حساس گروپ ہوتے ہیں۔ مختلف بیرونی محرکات کے تحت، نظام کا درجہ حرارت یا آئنائزیشن کی ڈگری کو تبدیل کیا جاتا ہے، اور پھر جیل کا حجم درجہ حرارت یا پی ایچ حساس ہائیڈروجیل کی طرح کے اصول سے تبدیل کیا جاتا ہے۔

جیل کے مختلف رویوں کی بنیاد پر، ہائیڈروجیلز کو سرد-حوصلہ افزائی جیل اور تھرمل-حوصلہ افزائی جیلوں [157] میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ کولڈ جیل، جسے مختصراً کولڈ جیل کہا جاتا ہے، ایک میکرومولیکول ہے جو اعلی درجہ حرارت پر بے ترتیب کنڈلی کی شکل میں موجود ہوتا ہے۔ ٹھنڈک کے عمل کے دوران، انٹرمولیکیولر ہائیڈروجن بانڈز کے عمل کی وجہ سے، ہیلیکل ٹکڑے آہستہ آہستہ بنتے ہیں، اس طرح محلول سے عمل مکمل ہوتا ہے۔ جیل میں منتقلی [158]؛ تھرمو انڈیوسڈ جیل، جسے تھرمل جیل کہا جاتا ہے، کم درجہ حرارت پر حل حالت میں ایک میکرومولکول ہے۔ حرارتی عمل کے دوران، ایک تین جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ ہائیڈروفوبک تعامل وغیرہ کے ذریعے تشکیل پاتا ہے، اس طرح جیلیشن کی منتقلی مکمل ہوتی ہے [159], 160]۔

ہائیڈروجلز کو مختلف نیٹ ورک کی خصوصیات کی بنیاد پر ہوموپولیمیرک ہائیڈروجلز، کوپولیمرائزڈ ہائیڈروجیلز اور انٹرپینیٹریٹنگ نیٹ ورک ہائیڈروجلز میں بھی تقسیم کیا جا سکتا ہے، مختلف جیل کے سائز کی بنیاد پر مائکروسکوپک ہائیڈروجلز اور میکروسکوپک ہائیڈروجلز اور بائیوڈیگریڈیبل خصوصیات۔ انحطاط پذیر ہائیڈروجلز اور غیر انحطاط پذیر ہائیڈروجلز میں مختلف طور پر تقسیم کیا گیا ہے۔

1.2.1.2 قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز کا اطلاق

قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز میں اچھی بایو مطابقت، اعلی لچک، وافر ذرائع، ماحول کے لیے حساسیت، زیادہ پانی کی برقراری اور کم زہریلا کی خصوصیات ہیں اور یہ بائیو میڈیسن، فوڈ پروسیسنگ، ماحولیاتی تحفظ، زراعت اور جنگلات کی پیداوار میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ صنعت اور دیگر شعبوں میں استعمال کیا جاتا ہے [142, 161-165].

بائیو میڈیکل سے متعلقہ شعبوں میں قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز کا اطلاق۔ قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز میں اچھی بایو کمپیٹیبلٹی، بائیو ڈیگریڈیبلٹی، اور کوئی زہریلے مضر اثرات ہوتے ہیں، اس لیے انہیں زخم کی ڈریسنگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے اور براہ راست انسانی ٹشوز سے رابطہ کیا جا سکتا ہے، جو وٹرو میں مائکروجنزموں کے حملے کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتے ہیں، جسمانی رطوبتوں کے نقصان کو روک سکتے ہیں، اور آکسیجن کی اجازت دیتے ہیں۔ سے گزرنا زخم کی شفا یابی کو فروغ دیتا ہے؛ کانٹیکٹ لینز تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جس میں آرام دہ اور پرسکون پہننے، اچھی آکسیجن پارگمیتا، اور آنکھوں کی بیماریوں کے معاون علاج کے فوائد ہیں [166، 167]۔ قدرتی پولیمر زندہ بافتوں کی ساخت سے ملتے جلتے ہیں اور انسانی جسم کے نارمل میٹابولزم میں حصہ لے سکتے ہیں، اس لیے ایسے ہائیڈروجلز کو ٹشو انجینئرنگ اسکافولڈ میٹریل، ٹشو انجینئرنگ کارٹلیج کی مرمت وغیرہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ شکل اور انجکشن سے مولڈ سہاروں. پہلے سے مولڈ سٹینٹس پانی کا استعمال کرتے ہیں جیل کی خصوصی سہ جہتی نیٹ ورک کی ساخت اسے حیاتیاتی ٹشوز میں ایک خاص معاون کردار ادا کرنے کے قابل بناتی ہے جبکہ خلیات کے لیے ایک مخصوص اور کافی بڑھنے کی جگہ فراہم کرتی ہے، اور سیل کی نشوونما، تفریق، اور تنزلی کو بھی متاثر کر سکتی ہے۔ انسانی جسم کی طرف سے جذب [168]. انجیکشن سے مولڈ سٹینٹس ہائیڈروجیلز کے فیز ٹرانزیشن رویے کو استعمال کرتے ہیں تاکہ بہتے ہوئے محلول کی حالت میں انجیکشن لگنے کے بعد تیزی سے جیل بن سکیں، جو مریضوں کے درد کو کم کر سکتے ہیں [169]۔ کچھ قدرتی پولیمر ہائیڈروجیلز ماحولیاتی طور پر حساس ہوتے ہیں، اس لیے ان کا بڑے پیمانے پر منشیات کے زیر کنٹرول رہائی کے مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تاکہ ان میں لپی ہوئی دوائیں انسانی جسم کے مطلوبہ حصوں کو وقتی اور مقداری انداز میں جاری کی جا سکیں، جس سے زہریلے اور مضر اثرات کو کم کیا جا سکے۔ انسانی جسم پر منشیات کے اثرات [170]۔

خوراک سے متعلقہ شعبوں میں قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز کا اطلاق۔ قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز لوگوں کے دن میں تین کھانوں کا ایک اہم حصہ ہیں، جیسے کچھ میٹھے، کینڈی، گوشت کے متبادل، دہی اور آئس کریم۔ یہ اکثر کھانے کی اشیاء میں کھانے کے اضافے کے طور پر استعمال ہوتا ہے، جو اس کی جسمانی خصوصیات کو بہتر بنا سکتا ہے اور اسے ہموار ذائقہ دے سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، یہ سوپ اور چٹنی میں گاڑھا کرنے والے کے طور پر، جوس میں ایملسیفائر کے طور پر، اور معطل کرنے والے ایجنٹ کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ دودھ کے مشروبات میں، پڈنگ اور اسپکس میں جیلنگ ایجنٹ کے طور پر، بیئر میں واضح کرنے والے ایجنٹ اور فوم اسٹیبلائزر کے طور پر، پنیر میں ایک syneresis inhibitor کے طور پر، sausages میں بائنڈر کے طور پر، سٹارچ ریٹروگریڈیشن Inhibitors کو روٹی اور مکھن میں استعمال کیا جاتا ہے [171-174 ] فوڈ ایڈیٹوز ہینڈ بک سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز کی ایک بڑی تعداد کو فوڈ پروسیسنگ کے لیے فوڈ ایڈیٹیو کے طور پر منظور کیا جاتا ہے [175]۔ قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز کو صحت کی مصنوعات اور فعال کھانے کی اشیاء کی نشوونما میں غذائیت بخش قوت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جیسے کہ غذائی ریشے، وزن کم کرنے والی مصنوعات اور قبض کے خلاف مصنوعات میں استعمال ہوتے ہیں [176, 177]؛ prebiotics کے طور پر، وہ بڑی آنت کے کینسر کی روک تھام کے لیے نوآبادیاتی صحت کی دیکھ بھال کی مصنوعات اور مصنوعات میں استعمال ہوتے ہیں [178]؛ قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز کو خوردنی یا انحطاط پذیر کوٹنگز یا فلموں میں بنایا جا سکتا ہے، جسے کھانے کی پیکیجنگ کے مواد، جیسے پھلوں اور سبزیوں کے تحفظ کے میدان میں پھلوں اور سبزیوں کی سطح پر لیپ کر کے استعمال کیا جا سکتا ہے، یہ شیلف لائف کو طول دے سکتا ہے۔ پھلوں اور سبزیوں کا اور پھلوں اور سبزیوں کو تازہ اور نرم رکھیں؛ یہ سہولت کھانے کی اشیاء جیسے ساسیجز اور مصالحہ جات کے لیے پیکیجنگ مواد کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ صفائی کی سہولت ہو [179، 180]۔

دیگر شعبوں میں قدرتی پولیمر ہائیڈروجلز کا اطلاق۔ روزمرہ کی ضروریات کے لحاظ سے، اسے کریمی جلد کی دیکھ بھال یا کاسمیٹکس میں شامل کیا جا سکتا ہے، جو نہ صرف مصنوعات کو ذخیرہ میں خشک ہونے سے روک سکتا ہے، بلکہ جلد کو دیرپا نمی اور نمی بخشتا ہے۔ اسے خوبصورتی کے میک اپ میں اسٹائل، موئسچرائزنگ اور خوشبو کی سست ریلیز کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اسے روزمرہ کی ضروریات میں استعمال کیا جا سکتا ہے جیسے کاغذ کے تولیے اور لنگوٹ [181]۔ زراعت میں، اسے خشک سالی کے خلاف مزاحمت اور پودوں کی حفاظت اور مشقت کی شدت کو کم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پودوں کے بیجوں کے لئے کوٹنگ ایجنٹ کے طور پر، یہ بیجوں کے انکرن کی شرح کو نمایاں طور پر بڑھا سکتا ہے۔ جب بیج کی پیوند کاری میں استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ پودوں کی بقا کی شرح کو بڑھا سکتا ہے۔ کیڑے مار ادویات، استعمال کو بہتر بنائیں اور آلودگی کو کم کریں [182، 183]۔ ماحولیات کے لحاظ سے، اسے سیوریج ٹریٹمنٹ کے لیے فلوکولینٹ اور جذب کرنے والے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جس میں پانی کے وسائل کی حفاظت اور ماحول کو بہتر بنانے کے لیے اکثر ہیوی میٹل آئن، خوشبو دار مرکبات اور رنگ ہوتے ہیں [184]۔ صنعت میں، یہ پانی کی کمی کے ایجنٹ، ڈرلنگ چکنا کرنے والے، کیبل ریپنگ میٹریل، سگ ماہی مواد اور کولڈ اسٹوریج ایجنٹ وغیرہ کے طور پر استعمال ہوتا ہے [185]۔

1.2.2 ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز تھرموجیل

سیلولوز ایک قدرتی میکرومولیکولر مرکب ہے جس کا ابتدائی مطالعہ کیا گیا ہے، اس کا انسانوں کے ساتھ قریبی تعلق ہے، اور فطرت میں سب سے زیادہ پایا جاتا ہے۔ یہ اعلی پودوں، طحالبوں اور مائکروجنزموں میں وسیع پیمانے پر موجود ہے [186، 187]۔ سیلولوز نے اپنے وسیع ماخذ، کم قیمت، قابل تجدید، بایوڈیگریڈیبل، محفوظ، غیر زہریلا، اور اچھی بایو کمپیٹیبلٹی [188] کی وجہ سے آہستہ آہستہ بڑے پیمانے پر توجہ مبذول کرائی ہے۔

1.2.2.1 سیلولوز اور اس کے ایتھر مشتقات

سیلولوز ایک لکیری لانگ چین پولیمر ہے جو D-anhydroglucose ساختی اکائیوں کے ذریعے β-1,4 glycosidic بانڈز [189-191] کے ذریعے تشکیل پاتا ہے۔ ناقابل حل مالیکیولر چین کے ہر سرے پر ایک سرے کے گروپ کے علاوہ، ہر گلوکوز یونٹ میں تین قطبی ہائیڈروکسیل گروپ ہوتے ہیں، جو کہ بعض حالات میں بڑی تعداد میں انٹرمولیکولر اور انٹرمولیکیولر ہائیڈروجن بانڈز تشکیل دے سکتے ہیں۔ اور سیلولوز ایک پولی سائکلک ڈھانچہ ہے، اور مالیکیولر چین نیم سخت ہے۔ زنجیر، اعلی کرسٹلینٹی، اور ساخت میں انتہائی باقاعدہ، اس لیے اس میں اعلی درجے کی پولیمرائزیشن، اچھی سالماتی واقفیت، اور کیمیائی استحکام کی خصوصیات ہیں [83، 187]۔ چونکہ سیلولوز چین میں ہائیڈروکسیل گروپس کی ایک بڑی تعداد ہوتی ہے، اس لیے اسے مختلف طریقوں جیسے ایسٹریفیکیشن، آکسیڈیشن، اور ایتھریفیکیشن کے ذریعے بہترین ایپلی کیشن خصوصیات کے ساتھ سیلولوز ڈیریویٹیو حاصل کرنے کے لیے کیمیائی طور پر تبدیل کیا جا سکتا ہے [192, 193]۔

سیلولوز مشتقات پولیمر کیمسٹری کے میدان میں ابتدائی تحقیق شدہ اور تیار کردہ مصنوعات میں سے ایک ہیں۔ یہ پولیمر ٹھیک کیمیائی مواد ہیں جن میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، جو قدرتی پولیمر سیلولوز سے کیمیائی طور پر تبدیل ہوتے ہیں۔ ان میں، سیلولوز ایتھر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ صنعتی استعمال میں سب سے اہم کیمیائی خام مال میں سے ایک ہے [194]۔

سیلولوز ایتھر کی بہت سی قسمیں ہیں، جن میں سے سبھی عام طور پر اپنی منفرد اور بہترین خصوصیات رکھتے ہیں، اور بہت سے شعبوں جیسے خوراک اور ادویات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں [195]۔ MC میتھائل گروپ کے ساتھ سیلولوز ایتھر کی سب سے آسان قسم ہے۔ متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ، اسے پتلا الکلائن محلول، پانی، الکحل اور خوشبودار ہائیڈرو کاربن سالوینٹس میں تحلیل کیا جا سکتا ہے، جو منفرد تھرمل جیل کی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ [196]۔ CMC ایک anionic سیلولوز ایتھر ہے جو قدرتی سیلولوز سے الکلائزیشن اور تیزابیت کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔

یہ سب سے زیادہ استعمال شدہ اور استعمال ہونے والا سیلولوز ایتھر ہے، جو پانی میں حل ہوتا ہے [197]۔ HPC، ایک ہائیڈروکسیالکل سیلولوز ایتھر جو سیلولوز کو الکلائزنگ اور ایتھرائفنگ کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے، اچھی تھرمو پلاسٹکٹی رکھتا ہے اور یہ تھرمل جیل کی خصوصیات کو بھی ظاہر کرتا ہے، اور اس کے جیل کا درجہ حرارت ہائیڈروکسی پروپیل متبادل [198] کی ڈگری سے نمایاں طور پر متاثر ہوتا ہے۔ HPMC، ایک اہم مخلوط ایتھر، میں بھی تھرمل جیل کی خصوصیات ہیں، اور اس کی جیل کی خصوصیات دو متبادلات اور ان کے تناسب سے متعلق ہیں [199]۔

1.2.2.2 ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز کی ساخت

Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC)، مالیکیولر ڈھانچہ شکل 1-3 میں دکھایا گیا ہے، ایک عام غیر آئنک پانی میں گھلنشیل سیلولوز مکس ایتھر ہے۔ [200,201] حاصل کرنے کے لیے میتھائل کلورائیڈ اور پروپیلین آکسائیڈ کا ایتھریفیکیشن ری ایکشن کیا جاتا ہے، اور کیمیائی رد عمل کی مساوات کو شکل 1-4 میں دکھایا گیا ہے۔

ایک ہی وقت میں HPMC کی ساختی اکائی پر ہائیڈروکسی پروپوکسی (-[OCH2CH(CH3)] n OH)، میتھوکسی (-OCH3) اور غیر رد عمل والے ہائیڈروکسیل گروپس ہیں، اور اس کی کارکردگی مختلف گروپوں کے مشترکہ عمل کی عکاس ہے۔ [202]۔ دو متبادلوں کے درمیان تناسب کا تعین دو ایتھریفائینگ ایجنٹوں کے بڑے پیمانے پر تناسب، سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے ارتکاز اور ماس، اور سیلولوز [203] کے فی یونٹ بڑے پیمانے پر ایتھریفائینگ ایجنٹوں کے بڑے تناسب سے ہوتا ہے۔ ہائیڈروکسی پروپوکسی ایک فعال گروپ ہے، جو مزید الکائیلیٹڈ اور ہائیڈروکسی الکائیلیٹڈ ہو سکتا ہے۔ یہ گروپ ایک ہائیڈرو فیلک گروپ ہے جس کی لمبی شاخوں کی زنجیر ہے، جو زنجیر کے اندر پلاسٹکائز کرنے میں ایک خاص کردار ادا کرتی ہے۔ میتھوکسی ایک اینڈ کیپنگ گروپ ہے، جو رد عمل کے بعد اس ری ایکشن سائٹ کو غیر فعال کرنے کا باعث بنتا ہے۔ یہ گروپ ایک ہائیڈروفوبک گروپ ہے اور اس کی ساخت نسبتاً مختصر ہے [204, 205]۔ غیر رد عمل والے اور نئے متعارف کرائے گئے ہائیڈروکسیل گروپس کو تبدیل کیا جا سکتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک پیچیدہ حتمی کیمیائی ڈھانچہ ہوتا ہے، اور HPMC کی خصوصیات ایک مخصوص حد میں مختلف ہوتی ہیں۔ HPMC کے لیے، تھوڑی مقدار میں متبادل اس کی فزیکو کیمیکل خصوصیات کو کافی مختلف بنا سکتا ہے [206]، مثال کے طور پر، ہائی میتھوکسی اور کم ہائیڈروکسی پروپیل HPMC کی فزیکو کیمیکل خصوصیات MC کے قریب ہیں۔ HPMC کی کارکردگی HPC کے قریب ہے۔

1.2.2.3 ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھیل سیلولوز کی خصوصیات

(1) HPMC کی تھرموجیبلٹی

ہائیڈرو فوبک-میتھائل اور ہائیڈرو فیلک-ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپس کے تعارف کی وجہ سے HPMC چین میں ہائیڈریشن-ڈی ہائیڈریشن کی منفرد خصوصیات ہیں۔ گرم ہونے پر یہ آہستہ آہستہ جیلیشن کی تبدیلی سے گزرتا ہے، اور ٹھنڈا ہونے کے بعد حل کی حالت میں واپس آجاتا ہے۔ یعنی، اس میں تھرمل طور پر حوصلہ افزائی جیل کی خصوصیات ہیں، اور جیلیشن کا رجحان ایک الٹنے والا لیکن ایک جیسا عمل نہیں ہے۔

HPMC کے جیلیشن میکانزم کے بارے میں، یہ بڑے پیمانے پر قبول کیا جاتا ہے کہ کم درجہ حرارت پر (جیلیشن درجہ حرارت سے نیچے)، محلول میں HPMC اور قطبی پانی کے مالیکیول ہائیڈروجن بانڈز کے ذریعے ایک نام نہاد "برڈ کیج" کی طرح سپرمولیکولر ڈھانچہ بناتے ہیں۔ ہائیڈریٹڈ HPMC کی سالماتی زنجیروں کے درمیان کچھ آسان الجھنیں ہیں، اس کے علاوہ، کچھ اور تعاملات ہیں۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے، HPMC سب سے پہلے پانی کے مالیکیولز اور HPMC مالیکیولز کے درمیان بین سالماتی ہائیڈروجن بانڈز کو توڑنے کے لیے توانائی جذب کرتا ہے، پنجرے کی طرح مالیکیولر ڈھانچہ کو تباہ کر دیتا ہے، مالیکیولر چین پر بند پانی کو آہستہ آہستہ کھو دیتا ہے، اور ہائیڈروکسی پروپیل اور میتھوکسی گروپس کو بے نقاب کرتا ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا رہتا ہے (جیل کے درجہ حرارت تک پہنچنے کے لیے)، HPMC مالیکیول آہستہ آہستہ ہائیڈروفوبک ایسوسی ایشن کے ذریعے ایک سہ جہتی نیٹ ورک ڈھانچہ تشکیل دیتے ہیں، HPMC جیل بالآخر بنتے ہیں [160, 207, 208]۔

غیر نامیاتی نمکیات کے اضافے سے HPMC کے جیل کے درجہ حرارت پر کچھ اثر پڑتا ہے، کچھ نمکین ہونے کے رجحان کی وجہ سے جیل کے درجہ حرارت کو کم کرتے ہیں، اور دیگر نمک کی تحلیل کے رجحان کی وجہ سے جیل کے درجہ حرارت میں اضافہ کرتے ہیں [209]۔ NaCl جیسے نمکیات کے اضافے کے ساتھ، نمکین ہونے کا رجحان پایا جاتا ہے اور HPMC کا جیل درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے [210, 211]۔ HPMC میں نمکیات شامل ہونے کے بعد، پانی کے مالیکیولز نمک کے آئنوں کے ساتھ ملنے کی طرف زیادہ مائل ہوتے ہیں، تاکہ پانی کے مالیکیولز اور HPMC کے درمیان ہائیڈروجن بانڈ ختم ہو جائے، HPMC مالیکیولز کے ارد گرد پانی کی تہہ استعمال ہو جائے، اور HPMC مالیکیولز کو تیزی سے خارج کیا جا سکے۔ ہائیڈرو فوبیکیٹی ایسوسی ایشن، جیل کی تشکیل کا درجہ حرارت آہستہ آہستہ کم ہوتا ہے. اس کے برعکس، جب NaSCN جیسے نمکیات کو شامل کیا جاتا ہے، نمک کی تحلیل کا رجحان ہوتا ہے اور HPMC کے جیل درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے [212]۔ جیل کے درجہ حرارت پر anions کے کم ہونے والے اثر کی ترتیب یہ ہے: SO42− > S2O32− > H2PO4− > F− > Cl− > Br− > NO3− > I− > ClO4− > SCN−، کیشنز کی ترتیب جیل درجہ حرارت میں اضافہ ہے: Li+ > Na+ > K+ > Mg2+ > Ca2+ > Ba2+ [213]۔

جب کچھ نامیاتی چھوٹے مالیکیولز جیسے مونوہائیڈرک الکوحل پر مشتمل ہائیڈروکسیل گروپس کو شامل کیا جاتا ہے، جیل کا درجہ حرارت اضافی مقدار میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے، زیادہ سے زیادہ قدر ظاہر کرتا ہے اور پھر اس وقت تک کم ہوجاتا ہے جب تک کہ مرحلہ علیحدگی نہ ہو [214, 215]۔ یہ بنیادی طور پر اس کے چھوٹے سالماتی وزن کی وجہ سے ہے، جو کہ مقدار کے لحاظ سے پانی کے مالیکیولز کے مقابلے میں ہے، اور مرکب کرنے کے بعد سالماتی سطح کی غلط فہمی حاصل کر سکتا ہے۔

(2) HPMC کی حل پذیری

HPMC میں MC کی طرح گرم پانی میں اگھلنشیل اور ٹھنڈے پانی میں گھلنشیل خصوصیات ہیں، لیکن پانی کی مختلف حل پذیری [203] کے مطابق سرد بازی کی قسم اور گرم بازی کی قسم میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ٹھنڈے سے منتشر HPMC ٹھنڈے پانی میں پانی میں تیزی سے منتشر ہوسکتا ہے، اور اس کی چپکنے والی مدت ایک مدت کے بعد بڑھ جاتی ہے، اور یہ واقعی پانی میں گھل جاتی ہے۔ گرمی سے منتشر HPMC، اس کے برعکس، کم درجہ حرارت پر پانی شامل کرتے وقت جمعیت کو ظاہر کرتا ہے، لیکن اسے شامل کرنا زیادہ مشکل ہے۔ اعلی درجہ حرارت والے پانی میں، HPMC کو تیزی سے منتشر کیا جا سکتا ہے، اور درجہ حرارت میں کمی کے بعد viscosity بڑھ جاتی ہے، جو ایک حقیقی HPMC آبی محلول بن جاتا ہے۔ پانی میں HPMC کی حل پذیری کا تعلق میتھوکسی گروپس کے مواد سے ہے، جو 85 ° C، 65 ° C اور 60 ° C سے اوپر کے گرم پانی میں اگھلنشیل ہوتے ہیں۔ عام طور پر، HPMC نامیاتی سالوینٹس جیسے کہ ایسیٹون اور کلوروفارم میں گھلنشیل ہے، لیکن ایتھنول کے آبی محلول اور مخلوط نامیاتی محلول میں گھلنشیل ہے۔

(3) HPMC کی نمک رواداری

HPMC کی غیر آئنک نوعیت اسے پانی میں آئنائز کرنے کے قابل نہیں بناتی ہے، لہذا یہ دھاتی آئنوں کے ساتھ تیز رفتاری کا رد عمل ظاہر نہیں کرے گا۔ تاہم، نمک کا اضافہ اس درجہ حرارت کو متاثر کرے گا جس پر HPMC جیل بنتا ہے۔ جب نمک کا ارتکاز بڑھتا ہے، HPMC کا جیل درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے۔ جب نمک کا ارتکاز فلوکولیشن پوائنٹ سے کم ہوتا ہے، تو HPMC محلول کی viscosity کو بڑھایا جا سکتا ہے، لہٰذا استعمال میں، مناسب مقدار میں نمک ڈال کر گاڑھا ہونے کا مقصد حاصل کیا جا سکتا ہے [210, 216]۔

(4) HPMC کی تیزاب اور الکلی مزاحمت

عام طور پر، HPMC مضبوط ایسڈ بیس استحکام رکھتا ہے اور pH 2-12 پر pH سے متاثر نہیں ہوتا ہے۔ HPMC ایک خاص حد تک پتلا تیزاب کے خلاف مزاحمت ظاہر کرتا ہے، لیکن مرتکز تیزاب کے لیے viscosity میں کمی کا رجحان ظاہر کرتا ہے۔ الکلیس کا اس پر بہت کم اثر ہوتا ہے، لیکن تھوڑا سا بڑھ سکتا ہے اور پھر آہستہ آہستہ محلول کی چپکتی کو کم کر سکتا ہے [217، 218]۔

(5) HPMC viscosity کا اثر عنصر

HPMC سیڈوپلاسٹک ہے، اس کا محلول کمرے کے درجہ حرارت پر مستحکم ہے، اور اس کی viscosity سالماتی وزن، ارتکاز اور درجہ حرارت سے متاثر ہوتی ہے۔ اسی ارتکاز میں، HPMC مالیکیولر وزن جتنا زیادہ ہوگا، اتنا ہی زیادہ واسکاسیٹی؛ اسی سالماتی وزن کی مصنوعات کے لیے، HPMC کا ارتکاز جتنا زیادہ ہوگا، اتنی ہی زیادہ واسکاسیٹی؛ HPMC پروڈکٹ کی viscosity درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کم ہوتی ہے، اور جیل کی تشکیل کے درجہ حرارت تک پہنچ جاتی ہے، جیلیشن کی وجہ سے viscosity میں اچانک اضافے کے ساتھ [9, 219, 220]۔

(6) HPMC کی دیگر خصوصیات

HPMC میں خامروں کے خلاف سخت مزاحمت ہے، اور انزائمز کے خلاف اس کی مزاحمت متبادل کی ڈگری کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ لہذا، دیگر چینی مصنوعات [189، ​​212] کے مقابلے میں ذخیرہ کے دوران مصنوعات کا معیار زیادہ مستحکم ہوتا ہے۔ HPMC میں کچھ ایملسیفائینگ خصوصیات ہیں۔ ہائیڈروفوبک میتھوکسی گروپوں کو ایملشن میں تیل کے مرحلے کی سطح پر جذب کیا جا سکتا ہے تاکہ ایک موٹی جذب کی تہہ بن سکے، جو ایک حفاظتی تہہ کے طور پر کام کر سکتی ہے۔ پانی میں گھلنشیل ہائیڈروکسیل گروپوں کو پانی کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے تاکہ مسلسل مرحلے کو بہتر بنایا جا سکے۔ Viscosity، منتشر مرحلے کے اتحاد کو روکتا ہے، سطح کے تناؤ کو کم کرتا ہے، اور ایملشن کو مستحکم کرتا ہے [221]۔ HPMC کو پانی میں گھلنشیل پولیمر جیسے جلیٹن، میتھائل سیلولوز، لوکسٹ بین گم، کیریجینن اور گم عربی کے ساتھ ملا کر ایک یکساں اور شفاف محلول بنایا جا سکتا ہے، اور اسے پلاسٹکائزرز جیسے گلیسرین اور پولیتھیلین گلائکول کے ساتھ بھی ملایا جا سکتا ہے۔ [200، 201، 214]۔

1.2.2.4 hydroxypropyl methylcellulose کے استعمال میں موجود مسائل

سب سے پہلے، اعلی قیمت HPMC کے وسیع اطلاق کو محدود کرتی ہے۔ اگرچہ HPMC فلم میں اچھی شفافیت، چکنائی کی رکاوٹ کی خصوصیات اور مکینیکل خصوصیات ہیں۔ تاہم، اس کی اعلیٰ قیمت (تقریباً 100,000/ٹن) اس کے وسیع اطلاق کو محدود کرتی ہے، حتیٰ کہ کیپسول جیسی اعلیٰ قیمت والی دواسازی کی ایپلی کیشنز میں بھی۔ HPMC کے اتنے مہنگے ہونے کی پہلی وجہ یہ ہے کہ HPMC کی تیاری کے لیے استعمال ہونے والا خام مال سیلولوز نسبتاً مہنگا ہے۔ اس کے علاوہ، دو متبادل گروپس، ہائیڈروکسی پروپیل گروپ اور میتھوکسی گروپ، ایک ہی وقت میں HPMC پر پیوند کیے جاتے ہیں، جو اس کی تیاری کے عمل کو بہت مشکل بنا دیتا ہے۔ پیچیدہ، لہذا HPMC مصنوعات زیادہ مہنگی ہیں.

دوسرا، کم درجہ حرارت پر HPMC کی کم چپکنے والی اور کم جیل طاقت کی خصوصیات مختلف ایپلی کیشنز میں اس کے عمل کو کم کرتی ہیں۔ ایچ پی ایم سی ایک تھرمل جیل ہے، جو کم درجہ حرارت پر انتہائی کم چپکنے والی محلول حالت میں موجود ہے، اور اعلی درجہ حرارت پر چپچپا ٹھوس جیل کی شکل اختیار کر سکتا ہے، اس لیے پروسیسنگ کے عمل جیسے کوٹنگ، اسپرے اور ڈپنگ کو اعلی درجہ حرارت پر انجام دیا جانا چاہیے۔ . بصورت دیگر، محلول آسانی سے نیچے بہہ جائے گا، جس کے نتیجے میں غیر یکساں فلمی مواد بن جائے گا، جو مصنوعات کے معیار اور کارکردگی کو متاثر کرے گا۔ اس طرح کے اعلی درجہ حرارت کے آپریشن سے آپریشن کی دشواری کے گتانک میں اضافہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں اعلی پیداواری توانائی کی کھپت اور اعلی پیداواری لاگت ہوتی ہے۔

1.2.3 ہائیڈروکسی پروپیل نشاستہ کولڈ جیل

نشاستہ ایک قدرتی پولیمر مرکب ہے جو قدرتی ماحول میں پودوں کے فوٹو سنتھیس کے ذریعے ترکیب کیا جاتا ہے۔ اس کے اجزاء پولی سیکرائڈز عام طور پر پودوں کے بیجوں اور tubers میں پروٹین، ریشے، تیل، شکر اور معدنیات کے ساتھ دانے داروں کی شکل میں محفوظ ہوتے ہیں۔ یا جڑ میں [222]۔ نشاستہ نہ صرف لوگوں کے لیے توانائی حاصل کرنے کا بنیادی ذریعہ ہے بلکہ ایک اہم صنعتی خام مال بھی ہے۔ اس کے وسیع ذریعہ، کم قیمت، سبز، قدرتی اور قابل تجدید ہونے کی وجہ سے، یہ خوراک اور ادویات، ابال، کاغذ سازی، ٹیکسٹائل اور پیٹرولیم کی صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے [223]۔

1.2.3.1 نشاستہ اور اس کے مشتقات

نشاستہ ایک قدرتی ہائی پولیمر ہے جس کی ساختی اکائی α-D-anhydroglucose یونٹ ہے۔ مختلف اکائیاں گلائکوسیڈک بانڈز کے ذریعے جڑی ہوئی ہیں، اور اس کا سالماتی فارمولا (C6H10O5) n ہے۔ نشاستے کے ذرات میں مالیکیولر چین کا ایک حصہ α-1,4 گلائکوسیڈک بانڈز سے جڑا ہوا ہے، جو کہ لکیری امائلوز ہے۔ سالماتی زنجیر کا ایک اور حصہ اس بنیاد پر α-1,6 گلائکوسیڈک بانڈز کے ذریعے جڑا ہوا ہے، جو کہ برانچڈ amylopectin [224] ہے۔ نشاستے کے دانے داروں میں، کرسٹل لائن والے علاقے ہوتے ہیں جن میں مالیکیول ایک منظم ترتیب سے ترتیب دیے جاتے ہیں اور بے ترتیب خطے ہوتے ہیں جن میں مالیکیول بے ترتیبی سے ترتیب پاتے ہیں۔ حصہ کی ساخت. کرسٹل خطہ اور بے ساختہ خطہ کے درمیان کوئی واضح حد نہیں ہے، اور امیلوپیکٹین کے مالیکیول ایک سے زیادہ کرسٹل خطوں اور بے ساختہ خطوں سے گزر سکتے ہیں۔ نشاستے کی ترکیب کی قدرتی نوعیت کی بنیاد پر، نشاستے میں پولی سیکرائیڈ کی ساخت پودوں کی انواع اور ماخذ کی جگہوں کے ساتھ مختلف ہوتی ہے [225]۔

اگرچہ نشاستہ اپنے وسیع ذریعہ اور قابل تجدید خصوصیات کی وجہ سے صنعتی پیداوار کے لیے ایک اہم خام مال بن گیا ہے، لیکن مقامی نشاستے میں عام طور پر نقصانات ہوتے ہیں جیسے پانی میں حل پذیری اور فلم بنانے کی خصوصیات، کم ایملسیفائینگ اور جیلنگ کی صلاحیتیں، اور ناکافی استحکام۔ اس کی درخواست کی حد کو بڑھانے کے لیے، نشاستے کو عام طور پر فزیکو کیمیکل طور پر تبدیل کیا جاتا ہے تاکہ اسے مختلف درخواست کی ضروریات کے مطابق ڈھال لیا جا سکے [38، 114]۔ نشاستے کے مالیکیولز میں ہر گلوکوز کی ساختی اکائی پر تین مفت ہائیڈروکسیل گروپ ہوتے ہیں۔ یہ ہائیڈروکسیل گروپس انتہائی فعال ہیں اور نشاستے کو پالیول جیسی خصوصیات کے ساتھ عطا کرتے ہیں، جو نشاستے کی کمی کے رد عمل کا امکان فراہم کرتے ہیں۔

ترمیم کے بعد، دیسی نشاستے کے استعمال کے نقائص پر قابو پاتے ہوئے، مقامی نشاستے کی کچھ خصوصیات کو کافی حد تک بہتر کیا گیا ہے، اس لیے تبدیل شدہ نشاستہ موجودہ صنعت میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے [226]۔ آکسائڈائزڈ نشاستہ نسبتاً پختہ ٹیکنالوجی کے ساتھ سب سے زیادہ استعمال ہونے والے ترمیم شدہ نشاستے میں سے ایک ہے۔ مقامی نشاستے کے مقابلے میں، آکسائڈائزڈ نشاستے کو جیلیٹنائز کرنا آسان ہے۔ اعلی آسنجن کے فوائد۔ ایسٹریفائیڈ نشاستہ ایک نشاستے سے ماخوذ ہے جو نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈروکسیل گروپس کے ایسٹریفیکیشن سے بنتا ہے۔ متبادل کی بہت کم ڈگری مقامی نشاستے کی خصوصیات کو نمایاں طور پر تبدیل کر سکتی ہے۔ نشاستہ پیسٹ کی شفافیت اور فلم بنانے کی خصوصیات واضح طور پر بہتر ہوتی ہیں۔ ایتھریفائیڈ نشاستہ پولی سٹارچ ایتھر پیدا کرنے کے لیے نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈروکسیل گروپوں کا ایتھریفیکیشن ری ایکشن ہے، اور اس کا پیچھے ہٹنا کمزور ہو جاتا ہے۔ مضبوط الکلین حالات کے تحت کہ آکسائڈائزڈ نشاستہ اور ایسٹریفائیڈ نشاستہ استعمال نہیں کیا جا سکتا، ایتھر بانڈ بھی نسبتاً مستحکم رہ سکتا ہے۔ hydrolysis کا شکار. تیزاب سے تبدیل شدہ نشاستہ، نشاستہ کو تیزاب کے ساتھ علاج کیا جاتا ہے تاکہ امائلوز کے مواد کو بڑھایا جا سکے، جس کے نتیجے میں ریٹروگریڈیشن اور نشاستے کا پیسٹ بڑھ جاتا ہے۔ یہ نسبتاً شفاف ہے اور ٹھنڈا ہونے پر ایک ٹھوس جیل بناتا ہے [114]۔

1.2.3.2 Hydroxypropyl نشاستے کی ساخت

Hydroxypropyl سٹارچ (HPS)، جس کی مالیکیولر ساخت کو اعداد و شمار 1-4 میں دکھایا گیا ہے، ایک غیر آئنک سٹارچ ایتھر ہے، جو الکلین حالات [223, 227, 228] میں نشاستے کے ساتھ پروپیلین آکسائیڈ کے ایتھریفیکیشن ری ایکشن سے تیار ہوتا ہے، اور اس کا کیمیائی رد عمل کی مساوات کو شکل 1-6 میں دکھایا گیا ہے۔

ایچ پی ایس کی ترکیب کے دوران، ہائیڈرو آکسی پروپیل نشاستہ پیدا کرنے کے لیے نشاستہ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے کے علاوہ، پروپیلین آکسائیڈ بھی ہائیڈرو آکسی پروپیل نشاستہ کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے پولی آکسی پروپیل سائیڈ چینز پیدا کر سکتا ہے۔ متبادل کی ڈگری. متبادل کی ڈگری (DS) سے مراد ہر گلوکوسائل گروپ کے متبادل ہائیڈروکسیل گروپس کی اوسط تعداد ہے۔ نشاستے کے زیادہ تر گلوکوزائل گروپس میں 3 ہائیڈروکسیل گروپ ہوتے ہیں جنہیں تبدیل کیا جا سکتا ہے، اس لیے زیادہ سے زیادہ DS 3 ہے۔ متبادل کی داڑھ ڈگری (MS) سے مراد گلوکوزائل گروپ [223, 229] کے فی مول متبادل کی اوسط مقدار ہے۔ ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن کے عمل کی شرائط، نشاستے کے دانے کی شکل، اور دیسی نشاستے میں امیلوز اور امیلوپیکٹین کا تناسب سبھی MS کے سائز کو متاثر کرتے ہیں۔

1.2.3.3 ہائیڈرو آکسی پروپیل نشاستہ کی خصوصیات

(1) HPS کا کولڈ جیلیشن

گرم HPS سٹارچ پیسٹ کے لیے، خاص طور پر اعلیٰ امائلوز مواد کے ساتھ نظام، کولنگ کے عمل کے دوران، نشاستے کے پیسٹ میں موجود امائلوز مالیکیولر چینز ایک دوسرے کے ساتھ الجھ کر تین جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ بناتے ہیں، اور واضح ٹھوس جیسا رویہ ظاہر کرتے ہیں۔ یہ ایک ایلسٹومر بن جاتا ہے، ایک جیل بناتا ہے، اور دوبارہ گرم کرنے کے بعد حل حالت میں واپس آ سکتا ہے، یعنی اس میں کولڈ جیل کی خصوصیات ہیں، اور اس جیل کے رجحان میں الٹ جانے والی خصوصیات ہیں [228]۔

جیلیٹنائزڈ امائلوز کو ایک سماکشیی واحد ہیلیکل ڈھانچہ بنانے کے لیے مسلسل جوڑ دیا جاتا ہے۔ ان واحد ہیلیکل ڈھانچے کے باہر ایک ہائیڈرو فیلک گروپ ہے، اور اندر ایک ہائیڈروفوبک گہا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر، HPS پانی کے محلول میں بے ترتیب کنڈلی کے طور پر موجود ہوتا ہے جس سے کچھ واحد ہیلیکل سیگمنٹس پھیلتے ہیں۔ جب درجہ حرارت کو کم کیا جاتا ہے، HPS اور پانی کے درمیان ہائیڈروجن بانڈ ٹوٹ جاتے ہیں، ساختی پانی کھو جاتا ہے، اور سالماتی زنجیروں کے درمیان ہائیڈروجن بانڈز مسلسل بنتے رہتے ہیں، آخر کار تین جہتی نیٹ ورک جیل کا ڈھانچہ بنتا ہے۔ نشاستے کے جیل نیٹ ورک میں بھرنے کا مرحلہ جیلیٹنائزیشن کے بعد بقایا نشاستے کے دانے یا ٹکڑے ہیں، اور کچھ امیلوپیکٹین کا آپس میں جڑنا بھی جیل [230-232] کی تشکیل میں معاون ہے۔

(2) ایچ پی ایس کی ہائیڈرو فیلیسیٹی

ہائیڈرو فیلک ہائیڈروکسی پروپیل گروپس کا تعارف نشاستے کے مالیکیولز کے درمیان ہائیڈروجن بانڈز کی مضبوطی کو کمزور کرتا ہے، نشاستے کے مالیکیولز یا حصوں کی نقل و حرکت کو فروغ دیتا ہے، اور نشاستے کے مائکرو کرسٹلز کے پگھلنے کے درجہ حرارت کو کم کرتا ہے۔ نشاستے کے دانے داروں کی ساخت بدل جاتی ہے، اور نشاستے کے دانے کی سطح کھردری ہوتی ہے جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، کچھ دراڑیں یا سوراخ نمودار ہوتے ہیں، تاکہ پانی کے مالیکیول نشاستے کے دانے کے اندرونی حصے میں آسانی سے داخل ہو سکیں، جس سے نشاستے کو پھولنا اور جلیٹنائز کرنا آسان ہو جاتا ہے، اس طرح نشاستے کا جیلیٹنائزیشن درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے۔ جیسے جیسے متبادل کی ڈگری بڑھ جاتی ہے، ہائیڈروکسائپروپل نشاستے کا جیلیٹنائزیشن درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے، اور آخر کار یہ ٹھنڈے پانی میں پھول سکتا ہے۔ ہائیڈروکسی پروپیلیشن کے بعد، نشاستہ پیسٹ کی بہاؤ، کم درجہ حرارت کی استحکام، شفافیت، حل پذیری، اور فلم بنانے کی خصوصیات کو بہتر بنایا گیا [233-235]۔

(3) HPS کا استحکام

HPS اعلی استحکام کے ساتھ ایک غیر آئنک نشاستہ ایتھر ہے۔ ہائیڈولیسس، آکسیڈیشن، اور کراس لنکنگ جیسے کیمیائی رد عمل کے دوران، ایتھر بانڈ نہیں ٹوٹے گا اور متبادل نہیں گریں گے۔ لہذا، ایچ پی ایس کی خصوصیات الیکٹرولائٹس اور پی ایچ سے نسبتاً کم متاثر ہوتی ہیں، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ اسے ایسڈ بیس پی ایچ [236-238] کی وسیع رینج میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔

1.2.3.4 خوراک اور ادویات کے میدان میں HPS کا اطلاق

HPS غیر زہریلا اور بے ذائقہ ہے، جس میں عمل انہضام کی اچھی کارکردگی اور نسبتاً کم ہائیڈرولائزیٹ واسکاسیٹی ہے۔ یہ اندرون اور بیرون ملک محفوظ خوردنی ترمیم شدہ نشاستے کے طور پر پہچانا جاتا ہے۔ 1950 کی دہائی کے اوائل میں، ریاستہائے متحدہ نے ہائیڈروکسائپروپل نشاستہ کو خوراک میں براہ راست استعمال کے لیے منظور کیا [223, 229, 238]۔ HPS ایک ترمیم شدہ نشاستہ ہے جو کھانے کے میدان میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، جو بنیادی طور پر گاڑھا کرنے والے ایجنٹ، معطل کرنے والے ایجنٹ اور سٹیبلائزر کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

اسے سہولت والے کھانوں اور منجمد کھانے جیسے مشروبات، آئس کریم اور جام میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ جزوی طور پر اعلی قیمت والے خوردنی مسوڑوں جیسے جیلیٹن کی جگہ لے سکتا ہے۔ اسے خوردنی فلموں میں بنایا جا سکتا ہے اور کھانے کی کوٹنگز اور پیکیجنگ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے [229، 236]۔

HPS عام طور پر طب کے میدان میں فلرز، دواؤں کی فصلوں کے لیے بائنڈر، گولیوں کے لیے ڈس انٹیگرنٹس، فارماسیوٹیکل نرم اور سخت کیپسول کے لیے مواد، دوائیوں کی کوٹنگز، مصنوعی سرخ خون کے خلیات اور پلازما گاڑھا کرنے والے ایجنٹوں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے [239]۔ .

1.3 پولیمر کمپاؤنڈنگ

پولیمر مواد زندگی کے تمام پہلوؤں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں اور ناگزیر اور اہم مواد ہیں۔ سائنس اور ٹکنالوجی کی مسلسل ترقی لوگوں کی ضروریات کو زیادہ سے زیادہ متنوع بناتی ہے، اور عام طور پر واحد جزو پولیمر مواد کے لیے انسانوں کی متنوع درخواست کی ضروریات کو پورا کرنا مشکل ہوتا ہے۔ کم قیمت، بہترین کارکردگی، آسان پروسیسنگ اور وسیع اطلاق کے ساتھ پولیمر مواد حاصل کرنے کے لیے دو یا دو سے زیادہ پولیمر کو ملانا سب سے زیادہ اقتصادی اور موثر طریقہ ہے، جس نے بہت سے محققین کی توجہ مبذول کرائی ہے اور اس پر زیادہ سے زیادہ توجہ دی گئی ہے [240-242] .

1.3.1 پولیمر کمپاؤنڈنگ کا مقصد اور طریقہ

پولیمر کمپاؤنڈنگ کا بنیادی مقصد: (l) مواد کی جامع خصوصیات کو بہتر بنانا۔ مختلف پولیمر مرکب ہوتے ہیں، تاکہ حتمی مرکب ایک واحد میکرومولکول کی بہترین خصوصیات کو برقرار رکھتا ہے، ایک دوسرے کی طاقتوں سے سیکھتا ہے اور اس کی کمزوریوں کو پورا کرتا ہے، اور پولیمر مواد کی جامع خصوصیات کو بہتر بناتا ہے۔ (2) مادی لاگت کو کم کریں۔ کچھ پولیمر مواد میں بہترین خصوصیات ہیں، لیکن وہ مہنگی ہیں. لہذا، استعمال کو متاثر کیے بغیر لاگت کو کم کرنے کے لیے انہیں دوسرے سستے پولیمر کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے۔ (3) مادی پروسیسنگ کی خصوصیات کو بہتر بنائیں۔ کچھ مواد میں بہترین خصوصیات ہیں لیکن ان پر عملدرآمد کرنا مشکل ہے، اور ان کی پروسیسنگ خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے مناسب دیگر پولیمر شامل کیے جا سکتے ہیں۔ (4) مواد کی ایک خاص خاصیت کو مضبوط کرنا۔ کسی خاص پہلو میں مواد کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، اس میں ترمیم کرنے کے لیے ایک اور پولیمر استعمال کیا جاتا ہے۔ (5) مواد کے نئے افعال تیار کریں۔

عام پولیمر مرکب طریقے: (l) پگھلنے والی مرکب۔ مرکب سازی کے سامان کی مونڈنے والی کارروائی کے تحت، مختلف پولیمر کو مرکب کرنے کے لیے چپکنے والے بہاؤ کے درجہ حرارت سے اوپر تک گرم کیا جاتا ہے، اور پھر مرکب کرنے کے بعد ٹھنڈا اور دانے دار بنایا جاتا ہے۔ (2) حل کی تشکیل نو۔ دو اجزاء کو ایک عام سالوینٹ کا استعمال کرتے ہوئے ہلایا اور ملایا جاتا ہے، یا تحلیل شدہ مختلف پولیمر محلول کو یکساں طور پر ہلایا جاتا ہے، اور پھر پولیمر کمپاؤنڈ حاصل کرنے کے لیے سالوینٹ کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ (3) ایملشن کمپاؤنڈنگ۔ ایک ہی ایملسیفائر قسم کے مختلف پولیمر ایمولشن کو ہلانے اور مکس کرنے کے بعد، پولیمر کمپاؤنڈ حاصل کرنے کے لیے پولیمر کو ہم آہنگ کرنے کے لیے ایک کوگولنٹ شامل کیا جاتا ہے۔ (4) کوپولیمرائزیشن اور کمپاؤنڈنگ۔ گرافٹ کوپولیمرائزیشن، بلاک کوپولیمرائزیشن اور ری ایکٹو کوپولیمرائزیشن سمیت، مرکب عمل کیمیائی رد عمل کے ساتھ ہوتا ہے۔ (5) انٹرپینیٹریٹنگ نیٹ ورک [10]۔

1.3.2 قدرتی پولی سیکرائڈز کا مرکب

قدرتی پولی سیکرائڈز فطرت میں پولیمر مواد کا ایک عام طبقہ ہے، جو عام طور پر کیمیائی طور پر تبدیل کیا جاتا ہے اور مختلف قسم کی بہترین خصوصیات کی نمائش کرتا ہے۔ تاہم، واحد پولی سیکرائڈ مواد میں اکثر کارکردگی کی کچھ حدود ہوتی ہیں، لہذا مختلف پولی سیکرائڈز کو اکثر مرکب کیا جاتا ہے تاکہ ہر جزو کی کارکردگی کے فوائد کو پورا کرنے اور اطلاق کے دائرہ کار کو بڑھایا جا سکے۔ 1980 کی دہائی کے اوائل میں، مختلف قدرتی پولی سیکرائڈز کے مرکب پر تحقیق میں کافی اضافہ ہوا ہے [243]۔ اندرون اور بیرون ملک قدرتی پولی سیکرائڈ کمپاؤنڈ سسٹم پر تحقیق زیادہ تر کرڈلان اور نان کرڈلان کے کمپاؤنڈ سسٹم اور دو قسم کے نان کرڈ پولی سیکرائڈ کے کمپاؤنڈ سسٹم پر مرکوز ہے۔

1.3.2.1 قدرتی پولی سیکرائیڈ ہائیڈروجلز کی درجہ بندی

قدرتی پولی سیکرائڈز کو جیل بنانے کی صلاحیت کے مطابق کرڈلان اور نان کرڈلان میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ کچھ پولی سیکرائڈز خود سے جیل بنا سکتے ہیں، اس لیے انہیں کرڈلان کہا جاتا ہے، جیسے کیریجینن وغیرہ۔ دوسروں میں خود جیلنگ کی کوئی خاصیت نہیں ہے، اور انہیں نان کرڈ پولی سیکرائڈز کہا جاتا ہے، جیسے زانتھن گم۔

آبی محلول میں قدرتی کرڈلان کو تحلیل کرکے ہائیڈروجلز حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ نتیجے میں بننے والے جیل کی تھرمورسیبلٹی اور اس کے ماڈیولس کے درجہ حرارت پر انحصار کی بنیاد پر، اسے مندرجہ ذیل چار مختلف اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے [244]:

(1) Cryogel، polysaccharide محلول صرف کم درجہ حرارت پر جیل حاصل کرسکتا ہے، جیسے carrageenan.

(2) تھرمل طور پر حوصلہ افزائی جیل، پولی سیکرائڈ حل صرف اعلی درجہ حرارت پر جیل حاصل کرسکتا ہے، جیسے گلوکومنان.

(3) پولی سیکرائڈ محلول نہ صرف کم درجہ حرارت پر جیل حاصل کرسکتا ہے، بلکہ اعلی درجہ حرارت پر جیل بھی حاصل کرسکتا ہے، لیکن درمیانی درجہ حرارت پر حل کی حالت پیش کرتا ہے۔

(4) حل صرف درمیان میں ایک خاص درجہ حرارت پر جیل حاصل کرسکتا ہے۔ مختلف قدرتی کرڈلان کی اپنی اہم (کم سے کم) حراستی ہوتی ہے، جس کے اوپر جیل حاصل کیا جا سکتا ہے۔ جیل کا اہم ارتکاز پولی سیکرائیڈ مالیکیولر چین کی مسلسل لمبائی سے متعلق ہے۔ جیل کی طاقت محلول کے ارتکاز اور مالیکیولر وزن سے بہت متاثر ہوتی ہے، اور عام طور پر، جیل کی طاقت بڑھ جاتی ہے کیونکہ ارتکاز میں اضافہ ہوتا ہے [245]۔

1.3.2.2 کرڈلان اور نان کرڈلان کا مرکب نظام

کرڈلان کے ساتھ نان کرڈلان کا مرکب عام طور پر پولی سیکرائڈز [246] کی جیل کی طاقت کو بہتر بناتا ہے۔ کونجیک گم اور کیریجینن کا مرکب مرکب جیل نیٹ ورک کی ساخت کے استحکام اور جیل لچک کو بڑھاتا ہے، اور اس کی جیل کی طاقت کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔ وی یو وغیرہ۔ مرکب carrageenan اور konjac گم، اور مرکب کرنے کے بعد جیل کی ساخت پر تبادلہ خیال کیا۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ کیریجینن اور کونجیک گم کو مرکب کرنے کے بعد، ایک ہم آہنگی کا اثر پیدا ہوا، اور کیریجینن پر غلبہ والا ایک نیٹ ورک ڈھانچہ تشکیل دیا گیا، کونجیک گم اس میں منتشر ہے، اور اس کا جیل نیٹ ورک خالص کیریجینن [247] سے زیادہ گھنا ہے۔ کوہیاما وغیرہ۔ کیریجینن/کونجیک گم کے کمپاؤنڈ سسٹم کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے معلوم ہوا کہ کونجیک گم کے مالیکیولر وزن میں مسلسل اضافے کے ساتھ، کمپوزٹ جیل کے ٹوٹنے کا دباؤ بڑھتا چلا گیا۔ مختلف سالماتی وزن کے ساتھ کونجیک گم نے اسی طرح کی جیل کی تشکیل ظاہر کی۔ درجہ حرارت اس کمپاؤنڈ سسٹم میں، جیل نیٹ ورک کی تشکیل کارجینن کے ذریعہ کی جاتی ہے، اور دو کرڈلان مالیکیولز کے درمیان تعامل کے نتیجے میں کمزور کراس سے منسلک خطوں کی تشکیل ہوتی ہے [248]۔ نیشیناری وغیرہ۔ gellan gum/konjac گم کمپاؤنڈ سسٹم کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے معلوم ہوا کہ کمپاؤنڈ جیل پر monovalent cations کا اثر زیادہ واضح تھا۔ یہ سسٹم ماڈیولس اور جیل کی تشکیل کے درجہ حرارت کو بڑھا سکتا ہے۔ Divalent cations ایک خاص حد تک جامع جیلوں کی تشکیل کو فروغ دے سکتے ہیں، لیکن ضرورت سے زیادہ مقدار مرحلے کی علیحدگی کا سبب بنے گی اور نظام کے ماڈیولس کو کم کرے گی [246]۔ برینر وغیرہ۔ کیریجینن، لوکسٹ بین گم اور کونجیک گم کے مرکبات کا مطالعہ کیا، اور پتہ چلا کہ کیریجینن، لوکسٹ بین گم اور کونجیک گم ہم آہنگی کے اثرات پیدا کر سکتے ہیں، اور بہترین تناسب Locust bean gum/carrageenan 1:5.5، konjac gum/carrageen gum:1 ، اور جب تینوں کو ایک ساتھ ملایا جاتا ہے تو، ہم آہنگی کا اثر کارجینن/کونجیک گم کے جیسا ہی ہوتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ تینوں کا کوئی خاص مرکب نہیں ہے۔ تعامل [249]۔

1.3.2.2 دو نان کرڈلان کمپاؤنڈ سسٹم

دو قدرتی پولی سیکرائڈز جن میں جیل کی خصوصیات نہیں ہیں وہ مرکب کے ذریعے جیل کی خصوصیات کو ظاہر کر سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں جیل کی مصنوعات [250] بنتی ہیں۔ لوکسٹ بین گم کو زانتھن گم کے ساتھ ملانا ایک ہم آہنگی کا اثر پیدا کرتا ہے جو نئے جیلوں کی تشکیل کو اکساتا ہے [251]۔ ایک نئی جیل پروڈکٹ کو کونجاک گلوکومنان میں زانتھن گم شامل کرکے بھی حاصل کیا جاسکتا ہے تاکہ مرکب [252] ہو۔ Wei Yanxia et al. لوکسٹ بین گم اور زانتھن گم کے کمپلیکس کی rheological خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ لوکسٹ بین گم اور زانتھن گم کا مرکب ہم آہنگی کا اثر پیدا کرتا ہے۔ جب مرکب حجم کا تناسب 4:6 ہوتا ہے تو سب سے مضبوط ہم آہنگی اثر [253]۔ Fitzsimons et al. کمرے کے درجہ حرارت پر اور حرارتی نظام پر زانتھن گم کے ساتھ مرکب کونجاک گلوکومنان۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ تمام مرکبات جیل کی خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں، دونوں کے درمیان ہم آہنگی اثر کی عکاسی کرتے ہیں. مرکب درجہ حرارت اور زانتھن گم کی ساختی حالت نے دونوں کے درمیان تعامل کو متاثر نہیں کیا [254]۔ Guo Shoujun اور دوسروں نے سور کے پاخانے کی بین گم اور xanthan گم کے اصل مرکب کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے معلوم ہوا کہ سور کے پاخانے کی بین گم اور xanthan گم کا ایک مضبوط ہم آہنگی اثر ہوتا ہے۔ پگ فیز بین گم اور زانتھن گم کمپاؤنڈ چپکنے والی کا بہترین مرکب تناسب 6/4 (w/w) ہے۔ یہ سویا بین گم کے واحد محلول سے 102 گنا زیادہ ہے، اور جیل اس وقت بنتا ہے جب کمپاؤنڈ گم کا ارتکاز 0.4% تک پہنچ جاتا ہے۔ کمپاؤنڈ چپکنے والی اعلی viscosity، اچھی استحکام اور rheological خصوصیات ہیں، اور یہ ایک بہترین خوراک ہے [255].

1.3.3 پولیمر کمپوزٹ کی مطابقت

مطابقت، تھرموڈینامک نقطہ نظر سے، سالماتی سطح کی مطابقت کو حاصل کرنے سے مراد ہے، جسے باہمی حل پذیری بھی کہا جاتا ہے۔ Flory-Huggins ماڈل تھیوری کے مطابق، کمپاؤنڈنگ کے عمل کے دوران پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کی مفت توانائی کی تبدیلی گِبس فری انرجی فارمولے کے مطابق ہوتی ہے:

△���=△���-T△S (1-1)

ان میں، △���پیچیدہ آزاد توانائی ہے، △���پیچیدہ حرارت ہے، پیچیدہ اینٹروپی ہے؛ مطلق درجہ حرارت ہے؛ پیچیدہ نظام صرف اس وقت مطابقت پذیر نظام ہے جب آزاد توانائی میں تبدیلی آتی ہے △���پیچیدہ عمل کے دوران [256]۔

غلطیت کا تصور اس حقیقت سے پیدا ہوتا ہے کہ بہت کم نظام تھرموڈینامک مطابقت حاصل کر سکتے ہیں۔ Miscibility سے مراد مختلف اجزاء کی یکساں کمپلیکس بنانے کی صلاحیت ہے، اور عام طور پر استعمال ہونے والا معیار یہ ہے کہ کمپلیکس ایک ہی شیشے کے منتقلی نقطہ کی نمائش کرتے ہیں۔

تھرموڈینامک مطابقت سے مختلف، عمومی مطابقت سے مراد کمپاؤنڈ سسٹم میں ہر ایک جزو کی ایک دوسرے کو ایڈجسٹ کرنے کی صلاحیت ہے، جو کہ ایک عملی نقطہ نظر سے تجویز کی گئی ہے [257]۔

عمومی مطابقت کی بنیاد پر، پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کو مکمل طور پر ہم آہنگ، جزوی طور پر ہم آہنگ اور مکمل طور پر غیر مطابقت پذیر نظاموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ایک مکمل طور پر ہم آہنگ نظام کا مطلب یہ ہے کہ کمپاؤنڈ سالماتی سطح پر تھرموڈینامیکل طور پر غلط ہے؛ جزوی طور پر ہم آہنگ نظام کا مطلب یہ ہے کہ مرکب ایک خاص درجہ حرارت یا ساخت کی حد کے اندر مطابقت رکھتا ہے۔ مکمل طور پر غیر مطابقت پذیر نظام کا مطلب یہ ہے کہ مرکب سالماتی سطح کی غلطیت کسی بھی درجہ حرارت یا مرکب پر حاصل نہیں کیا جا سکتا۔

بعض ساختی اختلافات اور مختلف پولیمر کے درمیان تعمیری اینٹروپی کی وجہ سے، زیادہ تر پولیمر کمپلیکس سسٹم جزوی طور پر ہم آہنگ یا غیر موافق ہوتے ہیں [11، 12]۔ مرکب نظام کے مرحلے کی علیحدگی اور اختلاط کی سطح پر منحصر ہے، جزوی طور پر مطابقت پذیر نظام کی مطابقت بھی بہت مختلف ہوگی [11]۔ پولیمر کمپوزائٹس کی میکروسکوپک خصوصیات کا ان کے اندرونی خوردبینی شکلیات اور ہر جزو کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات سے گہرا تعلق ہے۔ 240]، اس لیے کمپاؤنڈ سسٹم کی خوردبینی شکل اور مطابقت کا مطالعہ کرنا بہت اہمیت کا حامل ہے۔

بائنری مرکبات کی مطابقت کے لیے تحقیق اور خصوصیت کے طریقے:

(1) شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت T���موازنہ کا طریقہ. ٹی کا موازنہ���ٹی کے ساتھ کمپاؤنڈ کا���اس کے اجزاء میں سے، اگر صرف ایک ٹی���کمپاؤنڈ میں ظاہر ہوتا ہے، کمپاؤنڈ سسٹم ایک ہم آہنگ نظام ہے؛ اگر دو ٹی ہیں۔���، اور دو T���کمپاؤنڈ کی پوزیشنیں دو گروپوں میں ہیں پوائنٹس T کے درمیان���اشارہ کرتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم جزوی طور پر ہم آہنگ نظام ہے۔ اگر دو ٹی ہیں۔���، اور وہ دو اجزاء T کی پوزیشنوں پر واقع ہیں۔���، یہ اشارہ کرتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم ایک غیر مطابقت پذیر نظام ہے۔

T���موازنہ کے طریقہ کار میں اکثر استعمال ہونے والے ٹیسٹ کے آلات ڈائنامک تھرمو مکینیکل اینالائزر (DMA) اور ڈیفرینشل اسکیننگ کیلوری میٹر (DSC) ہیں۔ یہ طریقہ کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت کا فوری فیصلہ کر سکتا ہے، لیکن اگر ٹی���دونوں اجزاء میں سے ایک ہی T���مرکب کرنے کے بعد بھی ظاہر ہوگا، لہذا اس طریقہ کار میں کچھ خامیاں ہیں [10]۔

(2) مورفولوجیکل مشاہداتی طریقہ۔ سب سے پہلے، کمپاؤنڈ کی میکروسکوپک مورفولوجی کا مشاہدہ کریں۔ اگر کمپاؤنڈ میں واضح مرحلہ علیحدگی ہے، تو یہ ابتدائی طور پر اندازہ لگایا جا سکتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم ایک غیر مطابقت پذیر نظام ہے۔ دوم، خوردبینی شکل اور کمپاؤنڈ کے مرحلے کی ساخت کو خوردبین کے ذریعے دیکھا جاتا ہے۔ دو اجزاء جو مکمل طور پر مطابقت رکھتے ہیں ایک یکساں حالت بنائیں گے۔ لہذا، اچھی مطابقت کے ساتھ کمپاؤنڈ یکساں فیز ڈسٹری بیوشن اور چھوٹے منتشر فیز پارٹیکل سائز کا مشاہدہ کر سکتا ہے۔ اور دھندلا انٹرفیس۔

ٹپوگرافی مشاہدے کے طریقہ کار میں اکثر استعمال ہونے والے ٹیسٹ کے آلات آپٹیکل مائکروسکوپ اور اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ (SEM) ہیں۔ ٹپوگرافی مشاہدے کے طریقہ کار کو دیگر خصوصیات کے طریقوں کے ساتھ مل کر ایک معاون طریقہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

(3) شفافیت کا طریقہ۔ جزوی طور پر ہم آہنگ کمپاؤنڈ سسٹم میں، دو اجزاء ایک خاص درجہ حرارت اور ساخت کی حد کے اندر ہم آہنگ ہو سکتے ہیں، اور مرحلے کی علیحدگی اس حد سے باہر ہو گی۔ کمپاؤنڈ سسٹم کی یکساں نظام سے دو فیز سسٹم میں تبدیلی کے عمل میں، اس کی روشنی کی ترسیل میں تبدیلی آئے گی، اس لیے کمپاؤنڈ کی شفافیت کا مطالعہ کرکے اس کی مطابقت کا مطالعہ کیا جا سکتا ہے۔

یہ طریقہ صرف ایک معاون طریقہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، کیونکہ جب دو پولیمر کے اضطراری اشاریے ایک جیسے ہوتے ہیں، تو دو غیر مطابقت پذیر پولیمر کو مرکب کرنے سے حاصل ہونے والا مرکب بھی شفاف ہوتا ہے۔

(4) Rheological طریقہ۔ اس طریقہ کار میں، کمپاؤنڈ کے viscoelastic پیرامیٹرز کی اچانک تبدیلی کو مرحلے کی علیحدگی کی علامت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، viscosity-درجہ حرارت کے منحنی خطوط کی اچانک تبدیلی کو مرحلے کی علیحدگی کو نشان زد کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور ظاہر کی اچانک تبدیلی قینچ کا تناؤ-درجہ حرارت وکر مرحلے کی علیحدگی کی علامت کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ کمپاؤنڈنگ کے بعد فیز علیحدگی کے بغیر کمپاؤنڈنگ سسٹم اچھی مطابقت رکھتا ہے، اور جو فیز سیپریشن والے ہیں وہ غیر موافق یا جزوی طور پر ہم آہنگ نظام ہیں [258]۔

(5) ہان کا منحنی طریقہ۔ ہان کا وکر lg ہے۔���'(���) lg G”، اگر کمپاؤنڈ سسٹم کے ہان کے وکر کا درجہ حرارت پر کوئی انحصار نہیں ہے، اور مختلف درجہ حرارت پر ہان کا منحنی خطوط ایک اہم وکر بناتا ہے، کمپاؤنڈ سسٹم مطابقت رکھتا ہے۔ اگر کمپاؤنڈ سسٹم مطابقت رکھتا ہے تو ہان کا وکر درجہ حرارت پر منحصر ہے۔ اگر ہان کا منحنی خطوط مختلف درجہ حرارت پر ایک دوسرے سے الگ ہو جاتا ہے اور مرکزی منحنی خطوط نہیں بنا سکتا تو کمپاؤنڈ سسٹم غیر موافق یا جزوی طور پر مطابقت رکھتا ہے۔ لہٰذا، کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت کا اندازہ ہان کے وکر کی علیحدگی کے مطابق کیا جا سکتا ہے۔

(6) حل viscosity طریقہ. یہ طریقہ کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت کو نمایاں کرنے کے لیے حل کی viscosity کی تبدیلی کا استعمال کرتا ہے۔ مختلف حل کے ارتکاز کے تحت، کمپاؤنڈ کی viscosity کو مرکب کے خلاف پلاٹ کیا جاتا ہے۔ اگر یہ ایک لکیری تعلق ہے، تو اس کا مطلب ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم مکمل طور پر مطابقت رکھتا ہے۔ اگر یہ نان لائنر رشتہ ہے، تو اس کا مطلب ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم جزوی طور پر مطابقت رکھتا ہے۔ اگر یہ S کی شکل کا منحنی خطوط ہے، تو یہ ظاہر کرتا ہے کہ مرکب نظام مکمل طور پر مطابقت نہیں رکھتا ہے [10]۔

(7) انفراریڈ سپیکٹروسکوپی۔ دو پولیمر کے مرکب ہونے کے بعد، اگر مطابقت اچھی ہے، تو ہائیڈروجن بانڈز جیسے تعاملات ہوں گے، اور پولیمر چین پر ہر گروپ کے انفراریڈ سپیکٹرم پر خصوصیت والے گروپس کے بینڈ کی پوزیشنیں بدل جائیں گی۔ کمپلیکس اور ہر جزو کے خصوصیت والے گروپ بینڈ کا آفسیٹ پیچیدہ نظام کی مطابقت کا اندازہ لگا سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، کمپلیکس کی مطابقت کا مطالعہ تھرموگراومیٹرک تجزیہ کاروں، ایکس رے کے پھیلاؤ، چھوٹے زاویہ کے ایکس رے بکھرنے، روشنی کے بکھرنے، نیوٹران الیکٹران کے بکھرنے، نیوکلیئر مقناطیسی گونج اور الٹراسونک تکنیکوں کے ذریعے بھی کیا جا سکتا ہے [10]۔

1.3.4 hydroxypropyl methylcellulose/hydroxypropyl نشاستے کے مرکب کی تحقیقی پیشرفت

1.3.4.1 ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز اور دیگر مادوں کا مرکب

HPMC اور دیگر مادوں کے مرکبات بنیادی طور پر منشیات کے زیر کنٹرول ریلیز سسٹمز اور خوردنی یا ڈیگریڈیبل فلم پیکیجنگ مواد میں استعمال ہوتے ہیں۔ منشیات پر قابو پانے والی ریلیز کے اطلاق میں، اکثر HPMC کے ساتھ مرکب پولیمر میں مصنوعی پولیمر جیسے پولی وینیل الکحل (PVA)، لیکٹک ایسڈ-glycolic acid copolymer (PLGA) اور polycaprolactone (PCL) کے ساتھ ساتھ پروٹین، قدرتی پولیمر شامل ہوتے ہیں۔ پولی سیکرائڈز عبدالظاہر وغیرہ ساختی ساخت، تھرمل استحکام اور HPMC/PVA مرکبات کی کارکردگی کے ساتھ ان کے تعلق کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے معلوم ہوا کہ دو پولیمر کی موجودگی میں کچھ غلط فہمی ہے [259]۔ ذبیحی وغیرہ۔ HPMC/PLGA کمپلیکس کو انسولین کے کنٹرول اور مستقل رہائی کے لیے مائیکرو کیپسول تیار کرنے کے لیے استعمال کیا گیا، جو معدے اور آنت میں مستقل رہائی حاصل کر سکتا ہے [260]۔ جاوید وغیرہ۔ مرکب ہائیڈرو فیلک HPMC اور hydrophobic PCL اور HPMC/PCL کمپلیکس کو منشیات کے کنٹرول اور مستقل رہائی کے لیے مائکرو کیپسول مواد کے طور پر استعمال کیا، جو مرکب تناسب [261] کو ایڈجسٹ کرکے انسانی جسم کے مختلف حصوں میں جاری کیا جا سکتا ہے۔ ڈنگ وغیرہ۔ صنعتی ایپلی کیشنز [262] کے لیے نظریاتی رہنمائی فراہم کرتے ہوئے، کنٹرول شدہ دوائیوں کی رہائی کے میدان میں استعمال ہونے والے HPMC/کولیجن کمپلیکس کے viscosity، متحرک viscoelasticity، creep recovery، اور thixotropy جیسی rheological خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ ارتھاناری، کائی اور رائے وغیرہ۔ ایچ پی ایم سی اور پولی سیکرائڈز کے کمپلیکس جیسے کہ چائٹوسن، زانتھن گم، اور سوڈیم الجنیٹ کو ویکسین اور منشیات کی مستقل رہائی کے عمل میں لاگو کیا گیا تھا، اور نتائج نے منشیات کی رہائی کے قابل کنٹرول اثر ظاہر کیا [263-265]۔

خوردنی یا انحطاط پذیر فلم پیکیجنگ مواد کی نشوونما میں، پولیمر اکثر HPMC کے ساتھ ملتے ہیں بنیادی طور پر قدرتی پولیمر ہوتے ہیں جیسے لپڈ، پروٹین اور پولی سیکرائیڈ۔ Karaca، Fagundes اور Contreras-Oliva et al. HPMC/lipid کمپلیکس کے ساتھ کھانے کے قابل مرکب جھلیوں کو تیار کیا، اور بالترتیب بیر، چیری ٹماٹر اور لیموں کے تحفظ میں استعمال کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPMC/lipid پیچیدہ جھلیوں پر تازہ رکھنے کا اینٹی بیکٹیریل اثر اچھا ہے [266-268]۔ شیٹی، روبلر، اور ڈنگ وغیرہ۔ بالترتیب [269-271] HPMC، سلک پروٹین، وہی پروٹین الگ تھلگ، اور کولیجن سے تیار کردہ خوردنی جامع فلموں کے اجزاء کے درمیان مکینیکل خصوصیات، تھرمل استحکام، مائیکرو اسٹرکچر اور تعاملات کا مطالعہ کیا۔ ایسٹیگلال وغیرہ۔ جیلیٹن کے ساتھ HPMC تیار کیا تاکہ بائیو بیسڈ پیکیجنگ مواد میں استعمال کے لیے خوردنی فلمیں تیار کی جا سکیں [111]۔ پریا، کونڈاویتی، ساکاٹا اور اورٹیگا ٹورو وغیرہ۔ بالترتیب HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan، HPMC/ethyl سیلولوز اور HPMC/نشاستہ خوردنی جامع فلمیں تیار کیں، اور ان کے تھرمل استحکام، مکینیکل خصوصیات کی خصوصیات، مائیکرو اسٹرکچر اور اینٹی بیکٹیریل خصوصیات [139، 272-274] کا مطالعہ کیا۔ HPMC/PLA کمپاؤنڈ کو کھانے کی اشیاء کے لیے پیکیجنگ مواد کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، عام طور پر اخراج [275] کے ذریعے۔

خوردنی یا انحطاط پذیر فلم پیکیجنگ مواد کی نشوونما میں، پولیمر اکثر HPMC کے ساتھ ملتے ہیں بنیادی طور پر قدرتی پولیمر ہوتے ہیں جیسے لپڈ، پروٹین اور پولی سیکرائیڈ۔ Karaca، Fagundes اور Contreras-Oliva et al. HPMC/lipid کمپلیکس کے ساتھ کھانے کے قابل مرکب جھلیوں کو تیار کیا، اور بالترتیب بیر، چیری ٹماٹر اور لیموں کے تحفظ میں استعمال کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPMC/lipid پیچیدہ جھلیوں پر تازہ رکھنے کا اینٹی بیکٹیریل اثر اچھا ہے [266-268]۔ شیٹی، روبلر، اور ڈنگ وغیرہ۔ بالترتیب [269-271] HPMC، سلک پروٹین، وہی پروٹین الگ تھلگ، اور کولیجن سے تیار کردہ خوردنی جامع فلموں کے اجزاء کے درمیان مکینیکل خصوصیات، تھرمل استحکام، مائیکرو اسٹرکچر اور تعاملات کا مطالعہ کیا۔ ایسٹیگلال وغیرہ۔ جیلیٹن کے ساتھ HPMC تیار کیا تاکہ بائیو بیسڈ پیکیجنگ مواد میں استعمال کے لیے خوردنی فلمیں تیار کی جا سکیں [111]۔ پریا، کونڈاویتی، ساکاٹا اور اورٹیگا ٹورو وغیرہ۔ بالترتیب HPMC/chitosan HPMC/xyloglucan، HPMC/ethyl سیلولوز اور HPMC/نشاستہ خوردنی جامع فلمیں تیار کیں، اور ان کے تھرمل استحکام، مکینیکل خصوصیات کی خصوصیات، مائیکرو اسٹرکچر اور اینٹی بیکٹیریل خصوصیات [139، 272-274] کا مطالعہ کیا۔ HPMC/PLA کمپاؤنڈ کو کھانے کی اشیاء کے لیے پیکیجنگ مواد کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، عام طور پر اخراج [275] کے ذریعے۔

1.3.4.2 نشاستہ اور دیگر مادوں کا مرکب

نشاستے اور دیگر مادوں کے مرکب پر تحقیق ابتدائی طور پر مختلف ہائیڈرو فوبک الیفاٹک پولیسٹر مادوں پر مرکوز تھی، جن میں پولی لیکٹک ایسڈ (PLA)، پولی کیپرولیکٹون (PCL)، پولی بیوٹین سوکسینک ایسڈ (PBSA) وغیرہ شامل ہیں۔ 276]۔ مولر وغیرہ۔ نشاستے/PLA مرکبات کی ساخت اور خصوصیات اور دونوں کے درمیان تعامل کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے معلوم ہوا کہ دونوں کے درمیان تعامل کمزور تھا اور مرکبات کی مکینیکل خصوصیات ناقص تھیں [277]۔ Correa، Komur اور Diaz-Gomez et al. نشاستے/پی سی ایل کمپلیکس کے دو اجزاء کی میکانکی خصوصیات، rheological خصوصیات، جیل کی خصوصیات اور مطابقت کا مطالعہ کیا، جو بائیوڈیگریڈیبل میٹریلز، بائیو میڈیکل میٹریلز اور ٹشو انجینئرنگ اسکافولڈنگ میٹریلز [278-280] کی ترقی پر لاگو ہوتے ہیں۔ اوہکیکا وغیرہ۔ پتہ چلا کہ کارن اسٹارچ اور پی بی ایس اے کا مرکب بہت امید افزا ہے۔ جب نشاستہ کی مقدار 5-30% ہوتی ہے، تو نشاستے کے دانے کے مواد میں اضافہ ماڈیولس کو بڑھا سکتا ہے اور وقفے کے وقت تناؤ اور لمبا ہونے کو کم کر سکتا ہے [281,282]۔ Hydrophobic aliphatic polyester thermodynamically hydrophilic starch کے ساتھ مطابقت نہیں رکھتا ہے، اور سٹارچ اور پالئیےسٹر کے درمیان فیز انٹرفیس کو بہتر بنانے کے لیے عام طور پر مختلف compatibilizers اور additives کو شامل کیا جاتا ہے۔ Szadkowska، Ferri، اور Li et al. بالترتیب نشاستے/پی ایل اے کمپلیکس کی ساخت اور خصوصیات پر سلانول پر مبنی پلاسٹکائزرز، مالیک اینہائیڈرائڈ السی کے تیل، اور فعال سبزیوں کے تیل کے مشتق کے اثرات کا مطالعہ کیا، [283-285]۔ Ortega-Toro، Yu et al. مواد کی خصوصیات اور استحکام کو بہتر بنانے کے لیے بالترتیب نشاستہ/PCL کمپاؤنڈ اور نشاستہ/PBSA کمپاؤنڈ کو ہم آہنگ کرنے کے لیے سائٹرک ایسڈ اور ڈائیفینیل میتھین ڈائیسوسیانیٹ کا استعمال کیا [286، 287]۔

حالیہ برسوں میں، قدرتی پولیمر جیسے پروٹین، پولی سیکرائڈز اور لپڈس کے ساتھ نشاستے کے مرکب پر زیادہ سے زیادہ تحقیق کی گئی ہے۔ Teklehaimanot، Sahin-Nadeen اور Zhang et al نے بالترتیب نشاستہ/زین، نشاستے/چھینے پروٹین اور نشاستہ/جیلیٹن کمپلیکس کی فزیکو کیمیکل خصوصیات کا مطالعہ کیا، اور تمام نتائج نے اچھے نتائج حاصل کیے، جنہیں کھانے کے بائیو میٹریلز اور کیپسول پر لاگو کیا جا سکتا ہے [52، 288، 289]۔ Lozanno-Navarro، Talon اور Ren et al. روشنی کی ترسیل، مکینیکل خصوصیات، اینٹی بیکٹیریل خصوصیات اور بالترتیب نشاستہ/چائٹوسن جامع فلموں کی چائٹوسن ارتکاز کا مطالعہ کیا اور جامع فلم کے اینٹی بیکٹیریل اثر کو بہتر بنانے کے لیے قدرتی عرق، چائے پولیفینول اور دیگر قدرتی اینٹی بیکٹیریل ایجنٹوں کو شامل کیا۔ تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نشاستہ/چائٹوسن مرکب فلم خوراک اور ادویات کی فعال پیکنگ میں بہت زیادہ صلاحیت رکھتی ہے [290-292]۔ کوشک، غنبرزادہ، اروانیتویانیس، اور ژانگ وغیرہ۔ بالترتیب نشاستہ/سیلولوز نانوکریسٹلز، نشاستہ/کاربوکسی میتھیل سیلولوز، نشاستہ/میتھائل سیلولوز، اور نشاستہ/ہائیڈروکسائپروپیلمیتھیل سیلولوز جامع فلموں کی خصوصیات اور خوردنی/بائیوڈگریڈیبل پیکیجنگ مواد [293-295] میں اہم ایپلی کیشنز کا مطالعہ کیا۔ Dafe، Jumaidin اور Lascombes et al. سٹارچ/فوڈ گم مرکبات جیسے کہ سٹارچ/پیکٹین، سٹارچ/اگر اور سٹارچ/کیریجینن کا مطالعہ کیا، جو بنیادی طور پر خوراک اور کھانے کی پیکیجنگ کے شعبے میں استعمال ہوتے ہیں [296-298]۔ ٹیپیوکا نشاستہ/مکئی کے تیل، نشاستے/لیپڈ کمپلیکس کی فزیکو کیمیکل خصوصیات کا مطالعہ پیریز، ڈی ایٹ ال نے کیا، بنیادی طور پر باہر نکالے گئے کھانے کی پیداوار کے عمل کی رہنمائی کے لیے [299، 300]۔

1.3.4.3 ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز اور نشاستے کا مرکب

فی الحال، HPMC اور نشاستے کے کمپاؤنڈ سسٹم پر اندرون اور بیرون ملک بہت سے مطالعات نہیں ہیں، اور ان میں سے اکثر نشاستے کی عمر بڑھنے کے رجحان کو بہتر بنانے کے لیے سٹارچ میٹرکس میں HPMC کی تھوڑی مقدار شامل کر رہے ہیں۔ Jimenez et al. نشاستے کی جھلیوں کی پارگمیتا کو بہتر بنانے کے لیے مقامی نشاستے کی عمر کو کم کرنے کے لیے HPMC کا استعمال کیا۔ نتائج سے معلوم ہوا کہ HPMC کے اضافے سے نشاستے کی عمر کم ہوئی اور مرکب جھلی کی لچک میں اضافہ ہوا۔ جامع جھلی کی آکسیجن پارگمیتا میں نمایاں اضافہ ہوا تھا، لیکن واٹر پروف کارکردگی میں اضافہ نہیں ہوا۔ کتنا بدل گیا ہے [301]۔ Villacres، Basch et al. HPMC/سٹارچ کمپوزٹ فلم پیکیجنگ مواد تیار کرنے کے لیے HPMC اور tapioca سٹارچ کو ملایا، اور جامع فلم پر گلیسرین کے پلاسٹکائزنگ اثر اور جامع فلم کی اینٹی بیکٹیریل خصوصیات پر پوٹاشیم سوربیٹ اور nisin کے اثرات کا مطالعہ کیا۔ نتائج یہ ظاہر کرتا ہے کہ HPMC مواد میں اضافے کے ساتھ، جامع فلم کی لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت میں اضافہ ہوتا ہے، وقفے کے وقت لمبائی میں کمی واقع ہوتی ہے، اور پانی کے بخارات کی پارگمیتا پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ پوٹاشیم سوربیٹ اور نسین دونوں مرکب فلم کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ دو اینٹی بیکٹیریل ایجنٹوں کا اینٹی بیکٹیریل اثر بہتر ہوتا ہے جب ایک ساتھ استعمال کیا جاتا ہے [112، 302]۔ Ortega-Toro et al. HPMC/نشاستہ گرم دبانے والی جامع جھلیوں کی خصوصیات کا مطالعہ کیا، اور جامع جھلیوں کی خصوصیات پر سائٹرک ایسڈ کے اثر کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPMC نشاستے کے مسلسل مرحلے میں منتشر ہو گیا تھا، اور سائٹرک ایسڈ اور HPMC دونوں کا نشاستے کی عمر بڑھنے پر اثر پڑتا ہے۔ ایک خاص حد تک روکنا [139]۔ آیوریندے وغیرہ۔ زبانی املوڈپائن کی کوٹنگ کے لیے HPMC/نشاستہ کی جامع فلم کا استعمال کیا، اور نتائج سے معلوم ہوا کہ مرکب فلم کے ٹوٹنے کا وقت اور ریلیز کی شرح بہت اچھی تھی [303]۔

زاؤ منگ وغیرہ۔ HPMC فلموں کے پانی کی برقراری کی شرح پر نشاستے کے اثرات کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نشاستے اور HPMC کا ایک خاص ہم آہنگی اثر تھا، جس کے نتیجے میں پانی کی برقراری کی شرح میں مجموعی طور پر اضافہ ہوا [304]۔ Zhang et al. HPMC/HPS کمپاؤنڈ کی فلمی خصوصیات اور محلول کی rheological خصوصیات کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک خاص مطابقت ہے، کمپاؤنڈ جھلی کی کارکردگی اچھی ہے، اور HPS سے HPMC کی rheological خصوصیات میں ایک اچھا توازن اثر ہے [305, 306]۔ ایچ پی ایم سی/اسٹارچ کمپاؤنڈ سسٹم پر ایچ پی ایم سی کے اعلی مواد کے ساتھ کچھ مطالعات ہیں، اور ان میں سے زیادہ تر کم کارکردگی کی تحقیق میں ہیں، اور کمپاؤنڈ سسٹم پر نظریاتی تحقیق نسبتاً کم ہے، خاص طور پر ایچ پی ایم سی/ایچ پی ایس کا جیل کولڈ ہیٹ ریورسڈ - فیز کمپوزٹ جیل۔ میکانکی مطالعہ اب بھی خالی حالت میں ہیں۔

1.4 پولیمر کمپلیکس کی ریولوجی

پولیمر مواد کی پروسیسنگ کے عمل میں، بہاؤ اور اخترتی لامحالہ واقع ہوتی ہے، اور rheology وہ سائنس ہے جو مواد کے بہاؤ اور اخترتی کے قوانین کا مطالعہ کرتی ہے [307]۔ بہاؤ مائع مواد کی ایک خاصیت ہے، جبکہ اخترتی ٹھوس (کرسٹل لائن) مواد کی خاصیت ہے۔ مائع بہاؤ اور ٹھوس اخترتی کا عمومی موازنہ حسب ذیل ہے:

پولیمر مواد کے عملی صنعتی استعمال میں، ان کی viscosity اور viscoelasticity ان کی پروسیسنگ کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔ پروسیسنگ اور مولڈنگ کے عمل میں، قینچ کی شرح میں تبدیلی کے ساتھ، پولیمر مواد کی viscosity کی شدت کے کئی آرڈرز کی ایک بڑی شدت ہو سکتی ہے۔ تبدیلی [308]۔ ریولوجیکل خصوصیات جیسے viscosity اور shear thinning پولیمر مواد کی پروسیسنگ کے دوران پمپنگ، پرفیوژن، بازی اور چھڑکاؤ کے کنٹرول کو براہ راست متاثر کرتی ہیں، اور یہ پولیمر مواد کی سب سے اہم خصوصیات ہیں۔

1.4.1 پولیمر کی Viscoelasticity

بیرونی قوت کے تحت، پولیمر مائع نہ صرف بہہ سکتا ہے، بلکہ اخترتی بھی دکھا سکتا ہے، جو ایک قسم کی "viscoelasticity" کارکردگی دکھاتا ہے، اور اس کا جوہر "ٹھوس مائع دو مرحلے" [309] کا بقائے باہمی ہے۔ تاہم، یہ viscoelasticity چھوٹی اخترتیوں پر لکیری viscoelasticity نہیں ہے، بلکہ nonlinear viscoelasticity ہے جہاں مواد بڑی خرابی اور طویل تناؤ کو ظاہر کرتا ہے [310]۔

قدرتی پولی سیکرائڈ آبی محلول کو ہائیڈروسول بھی کہا جاتا ہے۔ پتلے محلول میں، پولی سیکرائیڈ میکرو مالیکیولز ایک دوسرے سے الگ ہونے والی کنڈلی کی شکل میں ہوتے ہیں۔ جب ارتکاز ایک خاص قدر تک بڑھ جاتا ہے، تو میکرو مالیکولر کنڈلی ایک دوسرے میں داخل ہو جاتی ہیں اور ایک دوسرے کو اوورلیپ کرتی ہیں۔ قدر کو تنقیدی ارتکاز کہا جاتا ہے [311]۔ اہم ارتکاز کے نیچے، محلول کی viscosity نسبتاً کم ہے، اور یہ قینچ کی شرح سے متاثر نہیں ہوتا، جو نیوٹنین سیال رویے کو ظاہر کرتا ہے۔ جب اہم ارتکاز تک پہنچ جاتا ہے تو، میکرو مالیکیول جو اصل میں تنہائی میں حرکت کرتے ہیں ایک دوسرے کے ساتھ الجھنا شروع ہو جاتے ہیں، اور محلول کی چپکنے والی نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے۔ اضافہ [312]؛ جب کہ جب ارتکاز اہم ارتکاز سے بڑھ جاتا ہے تو، قینچ پتلا ہونے کا مشاہدہ کیا جاتا ہے اور محلول غیر نیوٹنین سیال رویے کو ظاہر کرتا ہے [245]۔

کچھ ہائیڈروسول کچھ خاص حالات میں جیل بنا سکتے ہیں، اور ان کی ویزکوئلاسٹک خصوصیات عام طور پر اسٹوریج ماڈیولس G'، نقصان کے ماڈیولس G" اور ان کی فریکوئنسی انحصار سے ہوتی ہیں۔ سٹوریج ماڈیولس نظام کی لچک کے مساوی ہے، جبکہ نقصان کا ماڈیولس نظام کی چپچپا پن سے مساوی ہے [311]۔ پتلے محلولوں میں، مالیکیولز کے درمیان کوئی الجھن نہیں ہوتی، اس لیے فریکوئنسی کی ایک وسیع رینج پر، G′ G″ سے بہت چھوٹا ہوتا ہے، اور مضبوط تعدد انحصار ظاہر کرتا ہے۔ چونکہ G′ اور G″ تعدد ω اور اس کے چوکور کے متناسب ہیں، جب تعدد زیادہ ہو، G′ > G″۔ جب ارتکاز اہم ارتکاز سے زیادہ ہوتا ہے، تو G′ اور G″ میں اب بھی تعدد کا انحصار ہوتا ہے۔ جب فریکوئنسی کم ہوتی ہے، G′ <G″، اور فریکوئنسی بتدریج بڑھ جاتی ہے، تو دونوں کراس ہو جائیں گے، اور ہائی فریکوئنسی والے علاقے G" میں G′> پر پلٹ جائیں گے۔

وہ اہم نقطہ جس پر قدرتی پولی سیکرائیڈ ہائیڈروسول جیل میں تبدیل ہوتا ہے اسے جیل پوائنٹ کہا جاتا ہے۔ جیل پوائنٹ کی بہت سی تعریفیں ہیں، اور سب سے زیادہ استعمال ہونے والی rheology میں متحرک viscoelasticity کی تعریف ہے۔ جب سسٹم کا اسٹوریج ماڈیولس G′ نقصان کے ماڈیولس G″ کے برابر ہوتا ہے، تو یہ جیل پوائنٹ ہوتا ہے، اور G′> G″ جیل کی تشکیل [312, 313]۔

کچھ قدرتی پولی سیکرائیڈ مالیکیولز کمزور انجمنیں بناتے ہیں، اور ان کی جیل کی ساخت آسانی سے تباہ ہو جاتی ہے، اور G' G سے قدرے بڑا ہوتا ہے"، کم تعدد انحصار ظاہر کرتا ہے۔ جب کہ کچھ قدرتی پولی سیکرائیڈ مالیکیولز مستحکم کراس لنکنگ ریجنز تشکیل دے سکتے ہیں، جن کی جیل کی ساخت مضبوط ہے، G′ G″ سے بہت بڑا ہے، اور اس کا تعدد پر انحصار نہیں ہے [311]۔

1.4.2 پولیمر کمپلیکس کا ریولوجیکل رویہ

مکمل طور پر ہم آہنگ پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، کمپاؤنڈ ایک یکساں نظام ہے، اور اس کی viscoelasticity عام طور پر ایک پولیمر کی خصوصیات کا مجموعہ ہے، اور اس کی viscoelasticity کو سادہ تجرباتی اصولوں سے بیان کیا جا سکتا ہے [314]۔ مشق نے ثابت کیا ہے کہ یکساں نظام اپنی میکانکی خصوصیات کی بہتری کے لیے سازگار نہیں ہے۔ اس کے برعکس، مرحلے سے الگ ڈھانچے والے کچھ پیچیدہ نظاموں کی کارکردگی بہترین ہوتی ہے [315]۔

جزوی طور پر ہم آہنگ کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت اس طرح کے عوامل سے متاثر ہوگی جیسے سسٹم کمپاؤنڈ تناسب، قینچ کی شرح، درجہ حرارت اور اجزاء کی ساخت، مطابقت یا مرحلے کی علیحدگی کو ظاہر کرنا، اور مطابقت سے مرحلے کی علیحدگی کی طرف منتقلی ناگزیر ہے۔ نظام کی viscoelasticity میں اہم تبدیلیوں کا باعث بنتی ہے [316، 317]۔ حالیہ برسوں میں، جزوی طور پر ہم آہنگ پولیمر کمپلیکس سسٹمز کے viscoelastic رویے پر متعدد مطالعات ہوئے ہیں۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ کمپیٹیبلٹی زون میں کمپاؤنڈ سسٹم کا ریولوجیکل رویہ یکساں نظام کی خصوصیات کو پیش کرتا ہے۔ فیز سیپریشن زون میں، ریولوجیکل رویہ یکساں زون سے بالکل مختلف اور انتہائی پیچیدہ ہوتا ہے۔

پراسیسنگ ٹیکنالوجی کے درست انتخاب، فارمولوں کے عقلی ڈیزائن، مصنوعات کے معیار پر سخت کنٹرول، اور پیداوار میں مناسب کمی کے لیے مختلف ارتکاز، مرکب تناسب، قینچ کی شرح، درجہ حرارت وغیرہ کے تحت مرکب نظام کی rheological خصوصیات کو سمجھنا بہت اہمیت کا حامل ہے۔ توانائی کی کھپت. [309]۔ مثال کے طور پر، درجہ حرارت سے متعلق حساس مواد کے لیے، درجہ حرارت کو ایڈجسٹ کرکے مواد کی viscosity کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اور پروسیسنگ کی کارکردگی کو بہتر بنائیں؛ مواد کے قینچ پتلا کرنے والے زون کو سمجھیں، مواد کی پروسیسنگ کارکردگی کو کنٹرول کرنے کے لیے مناسب قینچ کی شرح کا انتخاب کریں، اور پیداوار کی کارکردگی کو بہتر بنائیں۔

1.4.3 مرکب کی rheological خصوصیات کو متاثر کرنے والے عوامل

1.4.3.1 ترکیب

کمپاؤنڈ سسٹم کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات اور اندرونی ساخت ہر جزو کی خصوصیات اور اجزاء کے درمیان تعامل کی مشترکہ شراکت کی جامع عکاسی ہے۔ لہذا، ہر جزو کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات خود مرکب نظام میں فیصلہ کن کردار ادا کرتی ہیں۔ مختلف پولیمر کے درمیان مطابقت کی ڈگری وسیع پیمانے پر مختلف ہوتی ہے، کچھ بہت مطابقت رکھتے ہیں، اور کچھ تقریبا مکمل طور پر غیر مطابقت پذیر ہیں۔

1.4.3.2 کمپاؤنڈ سسٹم کا تناسب

کمپاؤنڈ تناسب کی تبدیلی کے ساتھ پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کی viscoelasticity اور مکینیکل خصوصیات نمایاں طور پر تبدیل ہو جائیں گی۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ مرکب تناسب کمپاؤنڈ سسٹم میں ہر جزو کی شراکت کا تعین کرتا ہے، اور ہر جزو کو بھی متاثر کرتا ہے۔ تعامل اور مرحلے کی تقسیم۔ Xie Yajie et al. chitosan/hydroxypropyl cellulose کا مطالعہ کیا اور پتہ چلا کہ hydroxypropyl cellulose مواد [318] میں اضافے کے ساتھ کمپاؤنڈ کی viscosity میں نمایاں اضافہ ہوا ہے۔ Zhang Yayuan et al. زانتھن گم اور کارن سٹارچ کے کمپلیکس کا مطالعہ کیا اور پتہ چلا کہ جب زانتھن گم کا تناسب 10% تھا تو کمپلیکس سسٹم کے مستقل مزاجی، پیداواری تناؤ اور سیال انڈیکس میں نمایاں اضافہ ہوا۔ ظاہر ہے [319]۔

1.4.3.3 قینچ کی شرح

زیادہ تر پولیمر مائعات سیڈوپلاسٹک سیال ہوتے ہیں، جو نیوٹن کے بہاؤ کے قانون کے مطابق نہیں ہوتے ہیں۔ اہم خصوصیت یہ ہے کہ کم قینچ کے تحت viscosity بنیادی طور پر کوئی تبدیلی نہیں کی جاتی ہے، اور قینچ کی شرح [308, 320] میں اضافے کے ساتھ viscosity تیزی سے کم ہوتی ہے۔ پولیمر مائع کے بہاؤ کی وکر کو تقریباً تین خطوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: کم قینچ والا نیوٹونین علاقہ، قینچ پتلا کرنے والا علاقہ اور اعلی قینچی استحکام والا علاقہ۔ جب قینچ کی شرح صفر ہو جاتی ہے، تو تناؤ اور تناؤ لکیری ہو جاتا ہے، اور مائع کا بہاؤ رویہ نیوٹنین سیال جیسا ہوتا ہے۔ اس وقت، viscosity ایک خاص قدر کی طرف مائل ہوتی ہے، جسے zero-shear viscosity η0 کہا جاتا ہے۔ η0 مواد کے زیادہ سے زیادہ آرام کے وقت کی عکاسی کرتا ہے اور پولیمر مواد کا ایک اہم پیرامیٹر ہے، جس کا تعلق پولیمر کے اوسط مالیکیولر وزن اور چپچپا بہاؤ کی ایکٹیویشن انرجی سے ہے۔ قینچ کے پتلا ہونے والے زون میں، قینچ کی شرح میں اضافے کے ساتھ دھیرے دھیرے viscosity کم ہوتی جاتی ہے، اور "Shear Thinning" کا رجحان پایا جاتا ہے۔ یہ زون پولیمر مواد کی پروسیسنگ میں ایک عام بہاؤ زون ہے۔ اعلی قینچ کے استحکام والے خطے میں، جیسا کہ قینچ کی شرح میں مسلسل اضافہ ہوتا رہتا ہے، چپکنے والی ایک اور مستقل، لامحدود قینچ کی viscosity η∞ کی طرف مائل ہوتی ہے، لیکن اس خطے تک پہنچنا عام طور پر مشکل ہوتا ہے۔

1.4.3.4 درجہ حرارت

درجہ حرارت براہ راست مالیکیولز کی بے ترتیب تھرمل حرکت کی شدت کو متاثر کرتا ہے، جو بین سالمی تعاملات جیسے کہ بازی، مالیکیولر چین اورینٹیشن، اور الجھن کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے۔ عام طور پر، پولیمر مواد کے بہاؤ کے دوران، سالماتی زنجیروں کی نقل و حرکت حصوں میں کی جاتی ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، آزاد حجم میں اضافہ ہوتا ہے، اور حصوں کی بہاؤ کی مزاحمت کم ہوتی جاتی ہے، لہٰذا viscosity کم ہو جاتی ہے۔ تاہم، کچھ پولیمر کے لیے، جیسے جیسے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے، زنجیروں کے درمیان ہائیڈروفوبک ایسوسی ایشن ہوتی ہے، اس لیے اس کی بجائے viscosity بڑھ جاتی ہے۔

مختلف پولیمر میں درجہ حرارت کی حساسیت کی مختلف ڈگری ہوتی ہے، اور ایک ہی اعلی پولیمر مختلف درجہ حرارت کی حدود میں اپنے میکانزم کی کارکردگی پر مختلف اثرات مرتب کرتا ہے۔

1.5 تحقیق کی اہمیت، تحقیق کا مقصد اور اس موضوع کا تحقیقی مواد

1.5.1 تحقیق کی اہمیت

اگرچہ HPMC ایک محفوظ اور خوردنی مواد ہے جو خوراک اور ادویات کے میدان میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، لیکن اس میں اچھی فلم بنانے، منتشر کرنے، گاڑھا کرنے اور مستحکم کرنے کی خصوصیات ہیں۔ HPMC فلم میں بھی اچھی شفافیت، تیل کی رکاوٹ کی خصوصیات، اور مکینیکل خصوصیات ہیں۔ تاہم، اس کی اعلیٰ قیمت (تقریباً 100,000/ٹن) اس کے وسیع اطلاق کو محدود کرتی ہے، حتیٰ کہ کیپسول جیسی اعلیٰ قیمت والی دواسازی کی ایپلی کیشنز میں بھی۔ اس کے علاوہ، HPMC ایک تھرمل طور پر حوصلہ افزائی کرنے والا جیل ہے، جو کم درجہ حرارت پر کم وسکوسیٹی کے ساتھ حل کی حالت میں موجود ہوتا ہے، اور اعلی درجہ حرارت پر چپچپا ٹھوس جیسا جیل بنا سکتا ہے، اس لیے کوٹنگ، اسپرے اور ڈپنگ جیسے پروسیسنگ کے عمل کو لازمی طور پر انجام دیا جاتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر باہر، اعلی پیداوار توانائی کی کھپت اور اعلی پیداوار کی لاگت کے نتیجے میں. کم درجہ حرارت پر HPMC کی کم واسکاسیٹی اور جیل کی طاقت جیسی خصوصیات بہت سے ایپلی کیشنز میں HPMC کی عمل کاری کو کم کرتی ہیں۔

اس کے برعکس، HPS ایک سستا (تقریباً 20,000/ٹن) خوردنی مواد ہے جو خوراک اور ادویات کے میدان میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ HPMC کے اتنے مہنگے ہونے کی وجہ یہ ہے کہ HPMC کی تیاری کے لیے استعمال ہونے والا خام مال سیلولوز HPS کی تیاری کے لیے استعمال ہونے والے خام مال کے نشاستے سے زیادہ مہنگا ہے۔ اس کے علاوہ، HPMC کو دو متبادل، ہائیڈروکسائپروپل اور میتھوکسی کے ساتھ پیوند کیا جاتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، تیاری کا عمل بہت پیچیدہ ہے، لہذا HPMC کی قیمت HPS کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے۔ اس پروجیکٹ سے امید ہے کہ کچھ مہنگی HPMCs کو کم قیمت والے HPS سے بدل دیا جائے گا، اور اسی طرح کے افعال کو برقرار رکھنے کی بنیاد پر پروڈکٹ کی قیمت کو کم کیا جائے گا۔

اس کے علاوہ، HPS ایک کولڈ جیل ہے، جو کم درجہ حرارت پر viscoelastic جیل کی حالت میں موجود ہے اور اعلی درجہ حرارت پر بہتے ہوئے محلول کی تشکیل کرتا ہے۔ لہذا، HPS کو HPMC میں شامل کرنے سے HPMC کے جیل درجہ حرارت کو کم کیا جا سکتا ہے اور کم درجہ حرارت پر اس کی viscosity میں اضافہ ہو سکتا ہے۔ اور جیل کی طاقت، کم درجہ حرارت پر اس کے عمل کو بہتر بناتا ہے۔ مزید یہ کہ HPS خوردنی فلم میں آکسیجن رکاوٹ کی اچھی خصوصیات ہیں، لہذا HPS کو HPMC میں شامل کرنے سے خوردنی فلم کی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

خلاصہ یہ کہ HPMC اور HPS کا امتزاج: سب سے پہلے، اس کی اہم نظریاتی اہمیت ہے۔ HPMC ایک گرم جیل ہے، اور HPS ایک سرد جیل ہے۔ دونوں کو ملانے سے، نظریاتی طور پر گرم اور ٹھنڈے جیلوں کے درمیان ایک منتقلی نقطہ ہے۔ HPMC/HPS کولڈ اینڈ ہاٹ جیل کمپاؤنڈ سسٹم کا قیام اور اس کے طریقہ کار کی تحقیق اس قسم کے سرد اور گرم ریورسڈ فیز جیل کمپاؤنڈ سسٹم کی تحقیق کے لیے ایک نیا راستہ فراہم کر سکتی ہے، نظریاتی رہنمائی قائم کی گئی ہے۔ دوم، یہ پیداواری لاگت کو کم کر سکتا ہے اور مصنوعات کے منافع کو بہتر بنا سکتا ہے۔ HPS اور HPMC کے امتزاج کے ذریعے، خام مال اور پیداواری توانائی کی کھپت کے لحاظ سے پیداواری لاگت کو کم کیا جا سکتا ہے، اور مصنوعات کے منافع کو بہت بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ تیسرا، یہ پروسیسنگ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے اور درخواست کو بڑھا سکتا ہے۔ HPS کا اضافہ کم درجہ حرارت پر HPMC کی حراستی اور جیل کی طاقت کو بڑھا سکتا ہے، اور کم درجہ حرارت پر اس کی پروسیسنگ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، مصنوعات کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے. HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلم تیار کرنے کے لیے HPS کو شامل کرکے، خوردنی فلم کی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت براہ راست مائکروسکوپک مورفولوجی اور کمپاؤنڈ کی جامع خصوصیات خاص طور پر مکینیکل خصوصیات کا تعین کر سکتی ہے۔ لہذا، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت کا مطالعہ کرنا بہت ضروری ہے۔ HPMC اور HPS دونوں ہائیڈرو فیلک پولی سیکرائڈز ہیں جو ایک ہی ساختی یونٹ-گلوکوز کے ساتھ ہیں اور ایک ہی فنکشنل گروپ ہائیڈروکسی پروپیل کے ذریعہ ترمیم شدہ ہیں، جو HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت کو بہت بہتر بناتا ہے۔ تاہم، HPMC ایک کولڈ جیل ہے اور HPS ایک گرم جیل ہے، اور دونوں کا الٹا جیل برتاؤ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے فیز علیحدگی کے رجحان کی طرف لے جاتا ہے۔ خلاصہ یہ کہ HPMC/HPS کولڈ ہاٹ جیل کمپوزٹ سسٹم کی فیز مورفولوجی اور فیز ٹرانزیشن کافی پیچیدہ ہے، اس لیے اس سسٹم کی مطابقت اور فیز علیحدگی بہت دلچسپ ہوگی۔

پولیمر کمپلیکس سسٹمز کا مورفولوجیکل ڈھانچہ اور ریولوجیکل رویہ آپس میں جڑے ہوئے ہیں۔ ایک طرف، پروسیسنگ کے دوران rheological رویے کا نظام کے مورفولوجیکل ڈھانچے پر بڑا اثر پڑے گا؛ دوسری طرف، نظام کا rheological رویہ نظام کے مورفولوجیکل ڈھانچے میں ہونے والی تبدیلیوں کی درست عکاسی کر سکتا ہے۔ لہذا، پیداوار، پروسیسنگ اور کوالٹی کنٹرول کی رہنمائی کے لیے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات کا مطالعہ کرنا بہت اہمیت کا حامل ہے۔

میکروسکوپک خصوصیات جیسے HPMC/HPS کولڈ اور ہاٹ جیل کمپاؤنڈ سسٹم کی مورفولوجیکل ڈھانچہ، مطابقت اور ریولوجی متحرک ہیں، اور یہ کئی عوامل جیسے حل کی حراستی، مرکب تناسب، قینچ کی شرح اور درجہ حرارت سے متاثر ہوتی ہیں۔ مائکروسکوپک مورفولوجیکل ڈھانچے اور جامع نظام کی میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق کو جامع نظام کی شکلیاتی ساخت اور مطابقت کو کنٹرول کرکے منظم کیا جاسکتا ہے۔

1.5.2 تحقیق کا مقصد

HPMC/HPS کولڈ اینڈ ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپاؤنڈ سسٹم بنایا گیا تھا، اس کی rheological خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا تھا، اور اجزاء کی جسمانی اور کیمیائی ساخت کے اثرات، مرکب تناسب اور نظام کی rheological خصوصیات پر پروسیسنگ کے حالات کو دریافت کیا گیا تھا۔ HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلم تیار کی گئی تھی، اور میکروسکوپک خصوصیات جیسے میکانیکل خصوصیات، ہوا کی پارگمیتا اور فلم کی نظری خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا تھا، اور اثر انداز کرنے والے عوامل اور قوانین کی کھوج کی گئی تھی۔ HPMC/HPS کولڈ اور ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپلیکس سسٹم کے فیز ٹرانزیشن، مطابقت اور فیز علیحدگی کا منظم طریقے سے مطالعہ کریں، اس کے متاثر کن عوامل اور میکانزم کو دریافت کریں، اور مائکروسکوپک مورفولوجیکل ڈھانچے اور میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کریں۔ جامع نظام کی مورفولوجیکل ساخت اور مطابقت کو جامع مواد کی خصوصیات کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

1.5.3 تحقیقی مواد

متوقع تحقیقی مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، یہ مقالہ درج ذیل تحقیق کرے گا:

(1) HPMC/HPS کولڈ اینڈ ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپاؤنڈ سسٹم بنائیں، اور کمپاؤنڈ سلوشن کی ریہولوجیکل خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے ریومیٹر کا استعمال کریں، خاص طور پر ارتکاز، مرکب تناسب اور قینچ کی شرح کے viscosity اور بہاؤ انڈیکس پر اثرات۔ مرکب نظام. thixotropy اور thixotropy جیسی rheological خصوصیات کے اثر و رسوخ اور قانون کی چھان بین کی گئی، اور سرد اور گرم مرکب جیل کی تشکیل کے طریقہ کار کو ابتدائی طور پر دریافت کیا گیا۔

(2) HPMC/HPS خوردنی جامع فلم تیار کی گئی تھی، اور سکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ کا استعمال ہر جزو کی موروثی خصوصیات کے اثر و رسوخ اور جامع فلم کی خوردبینی شکل پر ساخت کے تناسب کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر کا استعمال ہر جزو کی موروثی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا، جامع فلم کی ساخت جامع فلم کی میکانکی خصوصیات پر تناسب اور ماحولیاتی رشتہ دار نمی کا اثر؛ آکسیجن ٹرانسمیشن ریٹ ٹیسٹر اور UV-Vis spectrophotometer کا استعمال اجزاء کی موروثی خصوصیات کے اثرات اور کمپوزٹ فلم کی آکسیجن اور لائٹ ٹرانسمیشن کی خصوصیات پر مرکب تناسب کا مطالعہ کرنے کے لیے HPMC/HPS سرد کی مطابقت اور مرحلے کی علیحدگی ہاٹ انورس جیل کمپوزٹ سسٹم کا مطالعہ الیکٹران مائکروسکوپی، تھرموگراومیٹرک تجزیہ اور متحرک تھرمو مکینیکل تجزیہ کے ذریعے کیا گیا۔

(3) مائکروسکوپک مورفولوجی اور HPMC/HPS سرد گرم الٹا جیل مرکب نظام کی مکینیکل خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا۔ HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلم تیار کی گئی تھی، اور نمونے کی فیز ڈسٹری بیوشن اور فیز ٹرانزیشن پر کمپاؤنڈ ارتکاز اور کمپاؤنڈ تناسب کے اثر و رسوخ کا مطالعہ آپٹیکل مائیکروسکوپ اور آئوڈین ڈائینگ طریقہ سے کیا گیا تھا۔ نمونوں کی مکینیکل خصوصیات اور روشنی کی ترسیل کی خصوصیات پر مرکب ارتکاز اور مرکب تناسب کا اثر اصول قائم کیا گیا تھا۔ HPMC/HPS کولڈ-ہاٹ الٹا جیل کمپوزٹ سسٹم کے مائکرو اسٹرکچر اور مکینیکل خصوصیات کے درمیان تعلق کی چھان بین کی گئی۔

(4) Rheological خصوصیات اور HPMC/HPS کولڈ ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپوزٹ سسٹم کی جیل خصوصیات پر HPS متبادل ڈگری کے اثرات۔ کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity اور دیگر rheological خصوصیات پر HPS متبادل ڈگری، قینچ کی شرح اور درجہ حرارت کے اثرات کے ساتھ ساتھ جیل ٹرانزیشن پوائنٹ، ماڈیولس فریکوئنسی انحصار اور جیل کی دیگر خصوصیات اور ان کے قوانین کا مطالعہ ریومیٹر کے ذریعے کیا گیا۔ نمونوں کی درجہ حرارت پر منحصر مرحلے کی تقسیم اور مرحلے کی منتقلی کا مطالعہ آئوڈین سٹیننگ کے ذریعے کیا گیا تھا، اور HPMC/HPS کولڈ-ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپلیکس سسٹم کا جیلیشن میکانزم بیان کیا گیا تھا۔

(5) میکروسکوپک خصوصیات پر HPS کی کیمیائی ساخت میں ترمیم کے اثرات اور HPMC/HPS کولڈ ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپوزٹ سسٹم کی مطابقت۔ HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلم تیار کی گئی تھی، اور کمپوزٹ فلم کے کرسٹل ڈھانچے اور مائیکرو ڈومین ڈھانچے پر HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اثر کا مطالعہ سنکروٹران ریڈی ایشن چھوٹے زاویہ ایکس رے سکیٹرنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے کیا گیا تھا۔ مرکب جھلی کی مکینیکل خصوصیات پر HPS ہائیڈروکسائپروپل متبادل ڈگری کے اثر و رسوخ کے قانون کا مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر کے ذریعہ مطالعہ کیا گیا تھا۔ آکسیجن پارگمیتا ٹیسٹر کے ذریعہ جامع جھلی کی آکسیجن پارگمیتا پر HPS متبادل ڈگری کے اثر و رسوخ کے قانون کا مطالعہ کیا گیا تھا۔ HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کے تھرمل استحکام پر گروپ متبادل ڈگری کا HPS ہائیڈروکسی پروپیل اثر۔

باب 2 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کا Rheological مطالعہ

قدرتی پولیمر پر مبنی خوردنی فلموں کو نسبتاً سادہ گیلے طریقے سے تیار کیا جا سکتا ہے [321]۔ سب سے پہلے، پولیمر کو مائع مرحلے میں تحلیل یا منتشر کیا جاتا ہے تاکہ ایک خوردنی فلم بنانے والا مائع یا فلم بنانے والا سسپنشن تیار کیا جا سکے، اور پھر سالوینٹ کو ہٹا کر مرتکز کیا جاتا ہے۔ یہاں، آپریشن عام طور پر تھوڑا زیادہ درجہ حرارت پر خشک کرکے کیا جاتا ہے۔ یہ عمل عام طور پر پہلے سے پیک شدہ کھانے کی فلمیں تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، یا ڈپنگ، برش یا اسپرے کرکے فلم بنانے والے محلول کے ساتھ مصنوعات کو براہ راست کوٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ خوردنی فلم پروسیسنگ کے ڈیزائن کے لیے فلم بنانے والے مائع کے درست ریولوجیکل ڈیٹا کے حصول کی ضرورت ہوتی ہے، جو کھانے کی پیکیجنگ فلموں اور کوٹنگز [322] کے پروڈکٹ کوالٹی کنٹرول کے لیے بہت اہمیت کا حامل ہے۔

HPMC ایک تھرمل چپکنے والا ہے، جو اعلی درجہ حرارت پر جیل بناتا ہے اور کم درجہ حرارت پر حل حالت میں ہوتا ہے۔ یہ تھرمل جیل کی خاصیت کم درجہ حرارت پر اس کی وسکوسیٹی کو بہت کم بناتی ہے، جو کہ ڈپنگ، برش اور ڈپنگ جیسے مخصوص پیداواری عمل کے لیے سازگار نہیں ہے۔ آپریشن، جس کے نتیجے میں کم درجہ حرارت پر عمل کی خرابی ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، HPS ایک کولڈ جیل ہے، کم درجہ حرارت پر ایک چپچپا جیل کی حالت، اور ایک اعلی درجہ حرارت۔ ایک کم viscosity حل ریاست. لہذا، دونوں کے امتزاج کے ذریعے، HPMC کی rheological خصوصیات جیسے کہ کم درجہ حرارت پر viscosity کو ایک خاص حد تک متوازن کیا جا سکتا ہے۔

یہ باب HPMC/HPS کولڈ-ہاٹ الٹا جیل کمپاؤنڈ سسٹم کے زیرو شیئر واسکاسیٹی، فلو انڈیکس اور thixotropy جیسی rheological خصوصیات پر محلول کے ارتکاز، مرکب تناسب اور درجہ حرارت کے اثرات پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔ اضافی اصول کا استعمال ابتدائی طور پر کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت پر بحث کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

2.2 تجرباتی طریقہ

2.2.1 HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل کی تیاری

پہلے HPMC اور HPS خشک پاؤڈر کا وزن کریں، اور 15% (w/w) ارتکاز اور 10:0، 7:3، 5:5، 3:7، 0:10 کے مختلف تناسب کے مطابق مکس کریں۔ پھر 70 ° C پانی میں شامل کریں، HPMC کو مکمل طور پر منتشر کرنے کے لیے 120 rpm/min پر 30 منٹ کے لیے تیزی سے ہلائیں۔ پھر محلول کو 95 ° C سے اوپر تک گرم کریں، HPS کو مکمل طور پر جیلیٹنائز کرنے کے لیے اسی رفتار سے 1 گھنٹے کے لیے تیزی سے ہلائیں۔ جیلیٹنائزیشن مکمل ہو گئی اس کے بعد، محلول کا درجہ حرارت تیزی سے 70 ° C تک کم ہو گیا، اور HPMC کو 40 منٹ تک 80 rpm/min کی سست رفتار سے ہلاتے ہوئے مکمل طور پر تحلیل کر دیا گیا۔ (اس مضمون میں تمام w/w یہ ہیں: نمونہ/کل حل ماس کا خشک بنیاد ماس)۔

2.2.2 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی Rheological خصوصیات

2.2.2.1 rheological تجزیہ کا اصول

گھومنے والا ریومیٹر اوپر اور نیچے متوازی کلیمپس کے جوڑے سے لیس ہوتا ہے، اور کلیمپس کے درمیان رشتہ دار حرکت کے ذریعے سادہ قینچ کے بہاؤ کو محسوس کیا جاسکتا ہے۔ ریومیٹر کو سٹیپ موڈ، فلو موڈ اور دولن موڈ میں ٹیسٹ کیا جا سکتا ہے: سٹیپ موڈ میں، ریومیٹر نمونے پر عارضی تناؤ کا اطلاق کر سکتا ہے، جو بنیادی طور پر نمونے کے عارضی خصوصیت کے ردعمل اور مستحکم حالت کے وقت کو جانچنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ تشخیص اور viscoelastic ردعمل جیسے کشیدگی میں نرمی، رینگنا اور بحالی؛ بہاؤ کے موڈ میں، ریومیٹر نمونے پر لکیری تناؤ کا اطلاق کر سکتا ہے، جو بنیادی طور پر قینچ کی شرح پر نمونے کی چپکنے والی اور درجہ حرارت اور تھیکسوٹروپی پر viscosity کے انحصار کو جانچنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ oscillation موڈ میں، rheometer sinusoidal alternating oscillating stress پیدا کر سکتا ہے، جو بنیادی طور پر لکیری viscoelastic خطے، تھرمل استحکام کی تشخیص اور نمونے کے جیلیشن درجہ حرارت کے تعین کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

2.2.2.2 فلو موڈ ٹیسٹ کا طریقہ

40 ملی میٹر کے قطر کے ساتھ ایک متوازی پلیٹ فکسچر استعمال کیا گیا تھا، اور پلیٹ کا وقفہ 0.5 ملی میٹر پر سیٹ کیا گیا تھا۔

1. وقت کے ساتھ viscosity میں تبدیلی آتی ہے۔ ٹیسٹ کا درجہ حرارت 25 ° C تھا، قینچ کی شرح 800 s-1 تھی، اور ٹیسٹ کا وقت 2500 s تھا۔

2. قینچ کی شرح کے ساتھ Viscosity مختلف ہوتی ہے۔ ٹیسٹ درجہ حرارت 25 °C، پری شیئر ریٹ 800 s-1، پری شیئر ٹائم 1000 s؛ قینچ کی شرح 10²-10³s۔

قینچ کا تناؤ (τ ) اور قینچ کی شرح (γ) Ostwald-de Waele پاور قانون کی پیروی کرتی ہے:

̇τ=K.γ n (2-1)

جہاں τ قینچ کا دباؤ ہے، Pa؛

γ قینچ کی شرح ہے، s-1؛

n لیکویڈیٹی انڈیکس ہے۔

K viscosity coefficient، Pa·sn ہے۔

viscosity کے درمیان تعلق (ŋپولیمر محلول کا ) اور قینچ کی شرح (γ) کو کیرن ماڈیولس کے ذریعے لگایا جا سکتا ہے:

ان میں،ŋ0قینچ viscosity, Pa s;

ŋ∞لامحدود قینچ viscosity ہے, Pa s;

λ آرام کا وقت ہے، s؛

n قینچ پتلا کرنے کا اشاریہ ہے；

3. تھری سٹیج thixotropy ٹیسٹ کا طریقہ۔ ٹیسٹ درجہ حرارت 25 °C ہے، a. اسٹیشنری مرحلہ، قینچ کی شرح 1 s-1 ہے، اور ٹیسٹ کا وقت 50 s ہے۔ ب قینچ کا مرحلہ، قینچ کی شرح 1000 s-1 ہے، اور ٹیسٹ کا وقت 20 s ہے۔ c ساخت کی بحالی کا عمل، قینچ کی شرح 1 s-1 ہے، اور ٹیسٹ کا وقت 250 s ہے۔

ساخت کی بحالی کے عمل میں، مختلف بحالی کے وقت کے بعد ساخت کی بحالی کی ڈگری کو viscosity کی بحالی کی شرح سے ظاہر کیا جاتا ہے:

DSR=ŋt ⁄ ŋ╳100%

ان میں،ŋt ساختی بحالی کے وقت viscosity ہے ts, Pa s;

hŋپہلے مرحلے کے آخر میں viscosity ہے، Pa s.

2.3 نتائج اور بحث

2.3.1 کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات پر قینچ کے وقت کا اثر

ایک مستقل قینچ کی شرح پر، قینچ کے وقت میں اضافہ کے ساتھ ظاہری viscosity مختلف رجحانات دکھا سکتی ہے۔ شکل 2-1 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں وقت کے مقابلے میں viscosity کا ایک عام وکر دکھاتا ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ مونڈنے کے وقت میں توسیع کے ساتھ، ظاہر viscosity مسلسل کم ہوتی ہے. جب مونڈنے کا وقت تقریباً 500 سیکنڈ تک پہنچ جاتا ہے، تو viscosity ایک مستحکم حالت تک پہنچ جاتی ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ تیز رفتار شیئرنگ کے تحت کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity کی ایک خاص قدر ہوتی ہے۔ وقت کا انحصار، یعنی thixotropy ایک مخصوص وقت کی حد کے اندر ظاہر ہوتا ہے۔

لہٰذا، جب قینچ کی شرح کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹم کی چپچپا پن کے تغیر کے قانون کا مطالعہ کیا جائے تو، حقیقی مستحکم ریاست کے سہیر ٹیسٹ سے پہلے، کمپاؤنڈ سسٹم پر تھیکسوٹراپی کے اثر کو ختم کرنے کے لیے تیز رفتار پری شیئرنگ کی ایک خاص مدت درکار ہوتی ہے۔ . اس طرح، ایک واحد عنصر کے طور پر قینچ کی شرح کے ساتھ viscosity کے تغیر کا قانون حاصل کیا جاتا ہے۔ اس تجربے میں، وقت کے ساتھ 800 1/s کی اونچی قینچ کی شرح پر تمام نمونوں کی viscosity 1000 s سے پہلے ایک مستحکم حالت تک پہنچ گئی، جسے یہاں نہیں بنایا گیا ہے۔ اس لیے، مستقبل کے تجرباتی ڈیزائن میں، تمام نمونوں کے تھیکسوٹروپی کے اثر کو ختم کرنے کے لیے 800 1/s کی اعلی قینچ کی شرح پر 1000 سیکنڈ کے لیے پری شیئرنگ کو اپنایا گیا۔

2.3.2 مرکب نظام کی rheological خصوصیات پر ارتکاز کا اثر

عام طور پر، پولیمر محلول کی viscosity محلول کی حراستی میں اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ شکل 2-2 HPMC/HPS فارمولیشنوں کی viscosity کی قینچ کی شرح پر انحصار پر ارتکاز کے اثر کو ظاہر کرتا ہے۔ اعداد و شمار سے، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ اسی قینچ کی شرح پر، محلول کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity میں بتدریج اضافہ ہوتا ہے۔ مختلف ارتکاز کے ساتھ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کی viscosity میں قینچ کی شرح میں اضافے کے ساتھ بتدریج کمی واقع ہوئی، جس سے قینچ کے پتلا ہونے کا واضح رجحان ظاہر ہوتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ مختلف ارتکاز والے کمپاؤنڈ سلوشنز کا تعلق سیڈوپلاسٹک سیالوں سے ہے۔ تاہم، viscosity کی قینچ کی شرح انحصار نے حل کے ارتکاز کی تبدیلی کے ساتھ ایک مختلف رجحان دکھایا۔ جب محلول کا ارتکاز کم ہوتا ہے، تو جامع محلول کا قینچ پتلا ہونے کا رجحان چھوٹا ہوتا ہے۔ محلول کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، جامع محلول کا قینچ پتلا ہونے کا رجحان زیادہ واضح ہوتا ہے۔

2.3.2.1 کمپاؤنڈ سسٹم کی زیرو شیئر واسکاسیٹی پر ارتکاز کا اثر

مختلف ارتکاز میں کمپاؤنڈ سسٹم کے viscosity-Shear ریٹ کے منحنی خطوط کارن ماڈل کے ذریعہ لگائے گئے تھے، اور کمپاؤنڈ محلول کی صفر قینچ کی viscosity کو ایکسٹراپولیٹ کیا گیا تھا (0.9960 <R₂< 0.9997)۔ زیرو شیئر واسکاسیٹی اور ارتکاز کے درمیان تعلق کا مطالعہ کر کے کمپاؤنڈ محلول کی viscosity پر ارتکاز کے اثر کا مزید مطالعہ کیا جا سکتا ہے۔ شکل 2-3 سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کمپاؤنڈ محلول کی صفر شیئر واسکاسیٹی اور ارتکاز کے درمیان تعلق طاقت کے قانون کی پیروی کرتا ہے:

جہاں k اور m مستقل ہیں۔

دوہرے لوگارتھمک کوآرڈینیٹ میں، ڈھلوان m کی شدت کے لحاظ سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ارتکاز پر انحصار دو مختلف رجحانات پیش کرتا ہے۔ Dio-Edwards تھیوری کے مطابق، کم ارتکاز پر، ڈھلوان زیادہ ہوتی ہے (m = 11.9، R2 = 0.9942)، جس کا تعلق پتلا محلول سے ہے؛ جبکہ زیادہ ارتکاز پر، ڈھلوان نسبتاً کم ہے (m = 2.8، R2 = 0.9822)، جو ذیلی مرتکز محلول سے تعلق رکھتی ہے۔ لہذا، کمپاؤنڈ سسٹم کی اہم حراستی C* کا تعین ان دو خطوں کے سنگم کے ذریعے 8% کیا جا سکتا ہے۔ مختلف حالتوں اور محلول میں پولیمر کے ارتکاز کے درمیان مشترکہ تعلق کے مطابق، کم درجہ حرارت کے محلول میں HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کا مالیکیولر سٹیٹ ماڈل تجویز کیا گیا ہے، جیسا کہ شکل 2-3 میں دکھایا گیا ہے۔

HPS ایک کولڈ جیل ہے، یہ کم درجہ حرارت پر جیل کی حالت ہے، اور یہ اعلی درجہ حرارت پر حل کی حالت ہے۔ ٹیسٹ درجہ حرارت (25 ° C) پر، HPS ایک جیل حالت ہے، جیسا کہ تصویر میں نیلے نیٹ ورک ایریا میں دکھایا گیا ہے۔ اس کے برعکس، HPMC ایک گرم جیل ہے، ٹیسٹ کے درجہ حرارت پر، یہ حل کی حالت میں ہے، جیسا کہ ریڈ لائن مالیکیول میں دکھایا گیا ہے۔

C <C* کے پتلے محلول میں، HPMC مالیکیولر چینز بنیادی طور پر آزاد زنجیر کے ڈھانچے کے طور پر موجود ہیں، اور خارج شدہ حجم زنجیروں کو ایک دوسرے سے الگ کرتا ہے۔ مزید یہ کہ، HPS جیل کا مرحلہ چند HPMC مالیکیولز کے ساتھ تعامل کرتا ہے تاکہ ایک مکمل شکل بن سکے۔

بڑھتی ہوئی ارتکاز کے ساتھ، آزاد مالیکیولر چینز اور فیز ریجنز کے درمیان فاصلہ بتدریج کم ہوتا گیا۔ جب اہم ارتکاز C* تک پہنچ جاتا ہے، HPS جیل مرحلے کے ساتھ تعامل کرنے والے HPMC مالیکیولز بتدریج بڑھتے ہیں، اور آزاد HPMC سالماتی زنجیریں ایک دوسرے سے جڑنا شروع کر دیتی ہیں، HPS مرحلے کو جیل سینٹر کے طور پر تشکیل دیتا ہے، اور HPMC سالماتی زنجیریں آپس میں جڑ جاتی ہیں۔ اور ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں۔ مائکروجیل کی حالت کو شکل 2-2b میں دکھایا گیا ہے۔

ارتکاز میں مزید اضافے کے ساتھ، C > C*، HPS جیل کے مراحل کے درمیان فاصلہ مزید کم ہو جاتا ہے، اور الجھے ہوئے HPMC پولیمر چینز اور HPS مرحلے کا علاقہ زیادہ پیچیدہ ہو جاتا ہے اور تعامل زیادہ شدید ہوتا ہے، اس لیے حل رویے کو ظاہر کرتا ہے۔ پولیمر پگھلنے کی طرح، جیسا کہ تصویر 2-2c میں دکھایا گیا ہے۔

2.3.2.2 کمپاؤنڈ سسٹم کے سیال رویے پر ارتکاز کا اثر

Ostwald-de Waele پاور قانون (فارمولہ دیکھیں (2-1)) مختلف ارتکاز کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹم کے قینچ کے دباؤ اور قینچ کی شرح کے منحنی خطوط (متن میں نہیں دکھایا گیا) کو فٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور فلو انڈیکس n اور viscosity coefcient K حاصل کیا جا سکتا ہے۔ ، موزوں نتیجہ جدول 2-1 میں دکھایا گیا ہے۔

جدول 2-1 HPS/HPMC محلول کا فلو رویہ انڈیکس (n) اور سیال مستقل مزاجی انڈیکس (K) 25 ° C پر مختلف ارتکاز کے ساتھ

نیوٹونین سیال کا بہاؤ ایکسپوننٹ n = 1 ہے، سیوڈو پلاسٹک سیال کا بہاؤ ایکسپوننٹ n < 1 ہے، اور جتنا زیادہ n 1 سے ہٹتا ہے، سیال کی سیوڈو پلاسٹکٹی اتنی ہی مضبوط ہوتی ہے، اور ڈیلاٹینٹ سیال کا بہاؤ ایکسپووننٹ n> 1 ہوتا ہے۔ یہ جدول 2-1 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ مختلف ارتکاز کے ساتھ کمپاؤنڈ سلوشنز کی n ویلیوز 1 سے کم ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ کمپاؤنڈ سلوشنز تمام سیوڈو پلاسٹک سیال ہیں۔ کم ارتکاز پر، دوبارہ تشکیل شدہ محلول کی n قدر 0 کے قریب ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ کم ارتکاز مرکب محلول نیوٹنین سیال کے قریب ہے، کیونکہ کم ارتکاز والے مرکب محلول میں، پولیمر چینز ایک دوسرے سے آزادانہ طور پر موجود ہیں۔ حل کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، مرکب نظام کی n قدر بتدریج کم ہوتی گئی، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ارتکاز میں اضافے نے مرکب محلول کے سیوڈو پلاسٹک رویے میں اضافہ کیا۔ تعاملات جیسے کہ الجھنا HPS مرحلے کے درمیان اور اس کے ساتھ ہوا، اور اس کے بہاؤ کا رویہ پولیمر پگھلنے کے قریب تھا۔

کم ارتکاز پر، کمپاؤنڈ سسٹم کا واسکاسیٹی گتانک K چھوٹا ہوتا ہے (C <8%, K <1 Pa·sn)، اور ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، کمپاؤنڈ سسٹم کی K قدر بتدریج بڑھ جاتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ viscosity کمپاؤنڈ سسٹم میں کمی واقع ہوئی، جو کہ زیرو شیئر واسکاسیٹی کے ارتکاز انحصار کے مطابق ہے۔

2.3.3 مرکب نظام کی rheological خصوصیات پر مرکب تناسب کا اثر

تصویر 2-4 25 ° C پر مختلف مرکب تناسب کے ساتھ HPMC/HPS محلول کی Viscosity بمقابلہ قینچ کی شرح

جدول 2-2 HPS/HPMC محلول کا فلو رویہ انڈیکس (n) اور فلو کنسٹینسی انڈیکس (K) مختلف مرکب تناسب کے ساتھ 25°

اعداد و شمار 2-4 HPMC/HPS کمپاؤنڈنگ سلوشن viscosity کے قینچ کی شرح کے انحصار پر مرکب تناسب کا اثر دکھاتے ہیں۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ کم HPS مواد (HPS <20%) کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity میں قینچ کی شرح میں اضافہ کے ساتھ خاطر خواہ تبدیلی نہیں آتی، بنیادی طور پر اس وجہ سے کہ کم HPS مواد والے کمپاؤنڈ سسٹم میں HPMC حل حالت میں کم درجہ حرارت پر مسلسل مرحلہ ہے؛ اعلی HPS مواد کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity قینچ کی شرح میں اضافے کے ساتھ آہستہ آہستہ کم ہوتی جاتی ہے، واضح قینچ کے پتلا ہونے کے رجحان کو ظاہر کرتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ مرکب محلول سیوڈو پلاسٹک سیال ہے۔ اسی قینچ کی شرح پر، HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ کمپاؤنڈ محلول کی viscosity بڑھ جاتی ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ HPS کم درجہ حرارت پر زیادہ چپچپا جیل حالت میں ہوتا ہے۔

Ostwald-de Waele پاور قانون کا استعمال کرتے ہوئے (فارمولہ (2-1) دیکھیں) مختلف مرکب تناسب کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹمز کے شیئر اسٹریس شیئر ریٹ منحنی خطوط (متن میں نہیں دکھایا گیا) کو فٹ کرنے کے لیے، بہاؤ ایکسپوننٹ n اور viscosity گتانک K، فٹنگ کے نتائج ٹیبل 2-2 میں دکھائے گئے ہیں۔ ٹیبل سے دیکھا جا سکتا ہے کہ 0.9869 <R2 <0.9999، فٹنگ کا نتیجہ بہتر ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم کا فلو انڈیکس n HPS کے مواد کے بڑھنے کے ساتھ بتدریج کم ہوتا ہے، جب کہ viscosity coefficient K HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ بتدریج بڑھتے ہوئے رجحان کو ظاہر کرتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPS کا اضافہ کمپاؤنڈ محلول کو زیادہ چپچپا اور بہنا مشکل بنا دیتا ہے۔ . یہ رجحان ژانگ کے تحقیقی نتائج سے مطابقت رکھتا ہے، لیکن اسی مرکب تناسب کے لیے، مرکب محلول کی n قدر ژانگ کے نتائج [305] سے زیادہ ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ اس تجربے میں تھیکسوٹروپی کے اثر کو ختم کرنے کے لیے پری شیئرنگ کی گئی تھی۔ ختم کیا جاتا ہے؛ ژانگ نتیجہ thixotropy اور قینچ کی شرح کے مشترکہ عمل کا نتیجہ ہے۔ ان دونوں طریقوں کی علیحدگی پر باب 5 میں تفصیل سے بات کی جائے گی۔

2.3.3.1 کمپاؤنڈنگ سسٹم کے زیرو شیئر واسکاسیٹی پر مرکب تناسب کا اثر

یکساں پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور نظام میں موجود اجزاء کی rheological خصوصیات کے درمیان تعلق logarithmic summation کے اصول کے مطابق ہے۔ دو اجزاء والے مرکب نظام کے لیے، مرکب نظام اور ہر جزو کے درمیان تعلق کو درج ذیل مساوات سے ظاہر کیا جا سکتا ہے:

ان میں، F پیچیدہ نظام کا rheological پراپرٹی پیرامیٹر ہے۔

F1، F2 بالترتیب جزو 1 اور جزو 2 کے rheological پیرامیٹرز ہیں۔

∅1 اور ∅2 جزو 1 اور جزو 2 کے بالترتیب اور ∅1 ∅2 کے بڑے حصے ہیں۔

لہٰذا، مختلف مرکب تناسب کے ساتھ مرکب کرنے کے بعد کمپاؤنڈ سسٹم کی زیرو شیئر واسکاسیٹی کا تخمینہ لاگاریتھمک سمیشن اصول کے مطابق لگایا جا سکتا ہے تاکہ متعلقہ پیش گوئی کی گئی قدر کا حساب لگایا جا سکے۔ مختلف مرکب تناسب کے ساتھ کمپاؤنڈ سلوشنز کی تجرباتی قدروں کو اب بھی viscosity-shear rate curve کی carren فٹنگ کے ذریعے ایکسٹرا پولیٹ کیا گیا تھا۔ مختلف مرکب تناسب کے ساتھ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے زیرو شیئر viscosity کی پیش گوئی شدہ قدر کا تجرباتی قدر سے موازنہ کیا جاتا ہے، جیسا کہ شکل 2-5 میں دکھایا گیا ہے۔

اعداد و شمار میں ڈاٹڈ لائن کا حصہ لاگاریتھمک رقم کے اصول کے ذریعہ حاصل کردہ کمپاؤنڈ حل کے زیرو شیئر واسکاسیٹی کی پیش گوئی کی گئی قدر ہے، اور ڈاٹڈ لائن گراف مختلف مرکب تناسب کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹم کی تجرباتی قدر ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ کمپاؤنڈ محلول کی تجرباتی قدر مرکب اصول کے نسبت ایک خاص مثبت-منفی-انحراف کو ظاہر کرتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ مرکب نظام تھرموڈینامک مطابقت حاصل نہیں کر سکتا، اور مرکب نظام ایک مسلسل مرحلہ بازی ہے۔ کم درجہ حرارت دو فیز سسٹم کی "سمندری جزیرے" کی ساخت؛ اور HPMC/HPS کمپاؤنڈنگ ریشو میں مسلسل کمی کے ساتھ، کمپاؤنڈنگ ریشو 4:6 ہونے کے بعد کمپاؤنڈنگ سسٹم کا مسلسل مرحلہ بدل گیا۔ باب میں تحقیق پر تفصیل سے بحث کی گئی ہے۔

اعداد و شمار سے یہ واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے کہ جب HPMC/HPS کمپاؤنڈ کا تناسب بڑا ہوتا ہے، تو کمپاؤنڈ سسٹم میں منفی انحراف ہوتا ہے، جس کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ اعلی viscosity HPS کو منتشر مرحلے کی حالت میں نچلے viscosity HPMC مسلسل مرحلے کے وسط میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ . HPS مواد میں اضافے کے ساتھ، کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک مثبت انحراف ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ اس وقت کمپاؤنڈ سسٹم میں مسلسل مرحلے کی منتقلی ہوتی ہے۔ اعلی viscosity کے ساتھ HPS کمپاؤنڈ سسٹم کا مسلسل مرحلہ بن جاتا ہے، جبکہ HPMC زیادہ یکساں حالت میں HPS کے مسلسل مرحلے میں منتشر ہوتا ہے۔

2.3.3.2 مرکب نظام کے سیال رویے پر مرکب تناسب کا اثر

اعداد و شمار 2-6 کمپاؤنڈڈ سسٹم کے فلو انڈیکس n کو HPS مواد کے فنکشن کے طور پر دکھاتے ہیں۔ چونکہ فلو انڈیکس n لاگ-لوگارتھمک کوآرڈینیٹ سے لگایا گیا ہے، n یہاں ایک لکیری رقم ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ، کمپاؤنڈ سسٹم کا فلو انڈیکس n بتدریج کم ہوتا جاتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPS کمپاؤنڈ محلول کی نیوٹنین سیال خصوصیات کو کم کرتا ہے اور اس کے سیوڈوپلاسٹک سیال رویے کو بہتر بناتا ہے۔ نچلا حصہ جیل کی حالت ہے جس میں زیادہ viscosity ہوتی ہے۔ اعداد و شمار سے یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم کے فلو انڈیکس اور HPS کے مواد کے درمیان تعلق ایک لکیری تعلق کے مطابق ہے (R2 0.98062 ہے)، یہ ظاہر کرتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم میں اچھی مطابقت ہے۔

2.3.3.3 کمپاؤنڈنگ سسٹم کے viscosity گتانک پر مرکب تناسب کا اثر

شکل 2-7 HPS مواد کے کام کے طور پر مرکب محلول کے viscosity coefficient K کو دکھاتا ہے۔ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPMC کی K ویلیو بہت چھوٹی ہے، جبکہ خالص HPS کی K ویلیو سب سے بڑی ہے، جو HPMC اور HPS کی جیل کی خصوصیات سے متعلق ہے، جو بالترتیب محلول اور جیل حالت میں ہیں۔ کم درجہ حرارت. جب کم viscosity جزو کا مواد زیادہ ہوتا ہے، یعنی جب HPS کا مواد کم ہوتا ہے، تو کمپاؤنڈ محلول کا viscosity coafficient کم viscosity component HPMC کے قریب ہوتا ہے۔ جب کہ جب ہائی واسکاسیٹی جزو کا مواد زیادہ ہوتا ہے تو، کمپاؤنڈ سلوشن کی K ویلیو HPS کے مواد میں نمایاں اضافہ کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPS نے کم درجہ حرارت پر HPMC کی viscosity میں اضافہ کیا۔ یہ بنیادی طور پر کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity میں مسلسل مرحلے کی viscosity کی شراکت کو ظاہر کرتا ہے۔ مختلف صورتوں میں جہاں کم viscosity جزو مسلسل مرحلہ ہے اور اعلی viscosity جزو مسلسل مرحلہ ہے، کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity میں مسلسل مرحلے کی viscosity کی شراکت واضح طور پر مختلف ہے۔ جب کم viscosity HPMC مسلسل مرحلہ ہے، کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity بنیادی طور پر مسلسل مرحلے کے viscosity کی شراکت کی عکاسی کرتی ہے؛ اور جب ہائی واسکاسیٹی ایچ پی ایس مسلسل مرحلہ ہوتا ہے تو ایچ پی ایم سی منتشر فیز کے طور پر ہائی واسکاسیٹی ایچ پی ایس کی چپچپا پن کو کم کردے گا۔ اثر

2.3.4 Thixotropy

Thixotropy کا استعمال مادوں یا ایک سے زیادہ نظاموں کے استحکام کا اندازہ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے، کیونکہ thixotropy اندرونی ڈھانچے اور مونڈنے والی قوت [323-325] کے تحت ہونے والے نقصان کی ڈگری کے بارے میں معلومات حاصل کر سکتی ہے۔ Thixotropy کو وقتی اثرات اور قینچ کی تاریخ کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے جس کی وجہ سے مائیکرو اسٹرکچرل تبدیلیاں ہوتی ہیں [324, 326]۔ کمپاؤنڈنگ سسٹم کی thixotropic خصوصیات پر مختلف مرکب تناسب کے اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے تین مراحل کا thixotropic طریقہ استعمال کیا گیا تھا۔ جیسا کہ اعداد و شمار 2-5 سے دیکھا جا سکتا ہے، تمام نمونوں نے تھیکسوٹروپی کی مختلف ڈگریوں کی نمائش کی۔ کم شیئر ریٹ پر، HPS مواد کے اضافے کے ساتھ کمپاؤنڈ سلوشن کی viscosity میں نمایاں اضافہ ہوا، جو HPS مواد کے ساتھ صفر قینچ کی viscosity کی تبدیلی کے مطابق تھا۔

مختلف ریکوری وقت پر جامع نمونوں کی ساختی بحالی کی ڈگری DSR کا حساب فارمولہ (2-3) کے ذریعے کیا جاتا ہے، جیسا کہ جدول 2-1 میں دکھایا گیا ہے۔ اگر DSR <1، نمونے میں کم کینچی مزاحمت ہے، اور نمونہ thixotropic ہے؛ اس کے برعکس، اگر DSR> 1، نمونے میں اینٹی تھیکسوٹروپی ہے۔ ٹیبل سے، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ خالص HPMC کی DSR ویلیو بہت زیادہ ہے، تقریباً 1، اس کی وجہ یہ ہے کہ HPMC مالیکیول ایک سخت زنجیر ہے، اور اس میں نرمی کا وقت کم ہے، اور ڈھانچہ ہائی شیئر فورس کے تحت تیزی سے بحال ہو جاتا ہے۔ HPS کی DSR قدر نسبتاً کم ہے، جو اس کی مضبوط تھیکسوٹروپک خصوصیات کی تصدیق کرتی ہے، بنیادی طور پر اس لیے کہ HPS ایک لچکدار سلسلہ ہے اور اس کا آرام کا وقت طویل ہے۔ ٹیسٹنگ ٹائم فریم کے اندر ڈھانچہ مکمل طور پر بحال نہیں ہوا۔

کمپاؤنڈ حل کے لیے، اسی ریکوری کے وقت میں، جب HPMC کا مواد 70% سے زیادہ ہوتا ہے، DSR تیزی سے HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ کم ہوتا ہے، کیونکہ HPS مالیکیولر چین ایک لچکدار زنجیر ہے، اور سخت مالیکیولر چینز کی تعداد کمپاؤنڈ سسٹم میں HPS کے اضافے کے ساتھ اضافہ ہوتا ہے۔ اگر اسے کم کیا جاتا ہے تو، کمپاؤنڈ سسٹم کے مجموعی مالیکیولر سیگمنٹ کا آرام کا وقت طویل ہو جاتا ہے، اور کمپاؤنڈ سسٹم کی تھیکسوٹراپی ہائی شیئر کے عمل کے تحت تیزی سے بازیافت نہیں ہو سکتی۔ جب HPMC کا مواد 70% سے کم ہوتا ہے، DSR HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم میں HPS اور HPMC کی مالیکیولر چینز کے درمیان تعامل ہے، جو مالیکیولر کی مجموعی سختی کو بہتر بناتا ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم میں سیگمنٹس اور کمپاؤنڈ سسٹم کے آرام کے وقت کو کم کر دیتا ہے، اور تھیکسوٹروپی کم ہو جاتی ہے۔

اس کے علاوہ، کمپاؤنڈڈ سسٹم کی DSR ویلیو خالص HPMC کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم تھی، جس نے اشارہ کیا کہ HPMC کی thixotropy کو کمپاؤنڈنگ کے ذریعے نمایاں طور پر بہتر کیا گیا ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم میں زیادہ تر نمونوں کی DSR قدریں خالص HPS سے زیادہ تھیں، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ HPS کے استحکام کو ایک خاص حد تک بہتر کیا گیا تھا۔

جدول سے یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ بحالی کے مختلف اوقات میں، DSR کی تمام قدریں سب سے کم پوائنٹ دکھاتی ہیں جب HPMC کا مواد 70% ہوتا ہے، اور جب نشاستہ کا مواد 60% سے زیادہ ہوتا ہے، کمپلیکس کی DSR قدر زیادہ ہوتی ہے۔ خالص HPS کا۔ تمام نمونوں میں سے 10 سیکنڈ کے اندر کی DSR قدریں حتمی DSR اقدار کے بہت قریب ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ جامع نظام کی ساخت نے بنیادی طور پر ساخت کی بحالی کے زیادہ تر کاموں کو 10 سیکنڈ کے اندر مکمل کر لیا ہے۔ یہ بات قابل غور ہے کہ اعلی HPS مواد والے جامع نمونوں میں پہلے بڑھنے اور پھر بحالی کے وقت کے طول کے ساتھ کم ہونے کا رجحان ظاہر ہوتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ جامع نمونوں نے کم قینچ کے عمل کے تحت ایک خاص ڈگری تھیکسوٹراپی بھی ظاہر کی، اور ان کی ساخت زیادہ غیر مستحکم ہے.

تین مراحل پر مشتمل تھیکسوٹروپی کا کوالٹیٹیو تجزیہ رپورٹ کردہ تھیکسوٹروپک رِنگ ٹیسٹ کے نتائج سے مطابقت رکھتا ہے، لیکن مقداری تجزیہ کے نتائج تھیکسوٹروپک رِنگ ٹیسٹ کے نتائج سے مطابقت نہیں رکھتے۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی thixotropy کو HPS مواد [305] میں اضافے کے ساتھ thixotropic رنگ کے طریقہ سے ماپا گیا۔ تنزلی پہلے کم ہوئی اور پھر بڑھ گئی۔ thixotropic رِنگ ٹیسٹ صرف thixotropic رجحان کی موجودگی کا اندازہ لگا سکتا ہے، لیکن اس کی تصدیق نہیں کر سکتا، کیونکہ thixotropic ring shear time اور shear rate [325-327] کے بیک وقت عمل کا نتیجہ ہے۔

2.4 اس باب کا خلاصہ

اس باب میں، تھرمل جیل HPMC اور کولڈ جیل HPS کو ٹھنڈے اور گرم جیل کے دو فیز مرکب نظام کی تعمیر کے لیے بنیادی خام مال کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ rheological خصوصیات کا اثر جیسے viscosity، بہاؤ پیٹرن اور thixotropy. مختلف ریاستوں اور محلول میں پولیمر کے ارتکاز کے درمیان مشترکہ تعلق کے مطابق، کم درجہ حرارت کے محلول میں HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کا مالیکیولر سٹیٹ ماڈل تجویز کیا گیا ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم میں مختلف اجزاء کی خصوصیات کے لوگاریتھمک سمیشن اصول کے مطابق، کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت کا مطالعہ کیا گیا۔ اہم نتائج درج ذیل ہیں:

1. مختلف ارتکاز کے ساتھ مرکب نمونے سبھی نے قینچ کے پتلا ہونے کی ایک خاص ڈگری کو ظاہر کیا، اور قینچ کے پتلا ہونے کی ڈگری ارتکاز میں اضافے کے ساتھ بڑھ گئی۔
2. ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، کمپاؤنڈ سسٹم کے فلو انڈیکس میں کمی واقع ہوئی، اور زیرو شیئر واسکاسیٹی اور واسکوسیٹی گتانک میں اضافہ ہوا، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم کے ٹھوس جیسا رویہ بڑھا ہے۔
3. HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک اہم ارتکاز (8%) ہے، اہم ارتکاز سے نیچے، HPMC مالیکیولر چینز اور HPS جیل فیز ریجن کمپاؤنڈ سلوشن میں ایک دوسرے سے الگ ہیں اور آزادانہ طور پر موجود ہیں۔ جب اہم ارتکاز تک پہنچ جاتا ہے، کمپاؤنڈ حل میں ایک مائکروجیل حالت HPS مرحلے کے ساتھ جیل سینٹر کے طور پر بنتی ہے، اور HPMC سالماتی زنجیریں آپس میں جڑی ہوتی ہیں اور ایک دوسرے سے جڑ جاتی ہیں۔ اہم ارتکاز کے اوپر، ہجوم HPMC میکرو مالیکولر چینز اور HPS مرحلے کے علاقے کے ساتھ ان کا آپس میں جڑنا زیادہ پیچیدہ ہے، اور تعامل زیادہ پیچیدہ ہے۔ زیادہ شدید، لہذا حل ایک پولیمر پگھل کی طرح برتاؤ کرتا ہے.
4. مرکب تناسب کا HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل کی rheological خصوصیات پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ، کمپاؤنڈ سسٹم کا قینچ پتلا ہونے کا رجحان زیادہ واضح ہوتا ہے، بہاؤ انڈیکس بتدریج کم ہوتا جاتا ہے، اور زیرو شیئر واسکاسیٹی اور ویسکوسیٹی گتانک میں بتدریج اضافہ ہوتا ہے۔ بڑھ جاتا ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ کمپلیکس کا ٹھوس جیسا رویہ نمایاں طور پر بہتر ہوا ہے۔
5. کمپاؤنڈ سسٹم کی زیرو شیئر واسکاسیٹی لوگاریتھمک سمیشن اصول کے نسبت ایک خاص مثبت-منفی-انحراف کو ظاہر کرتی ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم ایک دو فیز سسٹم ہے جس میں کم درجہ حرارت پر مسلسل فیز منتشر فیز "سمندر جزیرہ" کا ڈھانچہ ہوتا ہے، اور جیسا کہ HPMC/HPS کمپاؤنڈنگ ریشو 4:6 کے بعد کم ہوا، کمپاؤنڈنگ سسٹم کا مسلسل مرحلہ بدل گیا۔
6. فلو انڈیکس اور مرکب محلول کے مرکب تناسب کے درمیان مختلف مرکب تناسب کے درمیان ایک خطی تعلق ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ مرکب نظام اچھی مطابقت رکھتا ہے۔
7. HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، جب کم viscosity جزو مسلسل مرحلہ ہوتا ہے اور زیادہ واسکاسیٹی جزو مسلسل مرحلہ ہوتا ہے، تو کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity میں مسلسل فیز viscosity کا حصہ نمایاں طور پر مختلف ہوتا ہے۔ جب کم viscosity HPMC مسلسل مرحلہ ہے، کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity بنیادی طور پر مسلسل مرحلے کی viscosity کی شراکت کی عکاسی کرتی ہے؛ جب کہ جب ہائی واسکاسیٹی ایچ پی ایس لگاتار مرحلہ ہوتا ہے تو ایچ پی ایم سی ڈسپرس فیز کے طور پر ہائی واسکاسیٹی ایچ پی ایس کی چپکنے والی کو کم کردے گا۔ اثر
8. کمپاؤنڈڈ سسٹم کے تھیکسوٹروپی پر مرکب تناسب کے اثر کا مطالعہ کرنے کے لئے تین مرحلے کی تھیکسوٹروپی کا استعمال کیا گیا تھا۔ کمپاؤنڈڈ سسٹم کی thixotropy نے HPMC/HPS مرکب تناسب میں کمی کے ساتھ پہلے کمی اور پھر بڑھنے کا رجحان ظاہر کیا۔
9. مندرجہ بالا تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPMC اور HPS کی کمپاؤنڈنگ کے ذریعے، دو اجزاء کی rheological خصوصیات، جیسے viscosity، shear thinning phenomenon اور thixotropy، کو ایک خاص حد تک متوازن کیا گیا ہے۔

باب 3 HPMC/HPS خوردنی جامع فلموں کی تیاری اور خصوصیات

کثیر اجزاء کی کارکردگی کی تکمیل، بہترین کارکردگی کے ساتھ نئے مواد تیار کرنے، مصنوعات کی قیمتوں کو کم کرنے، اور مواد کی اطلاق کی حد کو بڑھانے کا پولیمر کمپاؤنڈنگ سب سے مؤثر طریقہ ہے [240-242، 328]۔ پھر، بعض مالیکیولر ساخت کے فرق اور مختلف پولیمر کے درمیان کنفرمیشنل اینٹروپی کی وجہ سے، زیادہ تر پولیمر کمپاؤنڈنگ سسٹم مطابقت نہیں رکھتے یا جزوی طور پر مطابقت نہیں رکھتے [11، 12]۔ پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کی مکینیکل خصوصیات اور دیگر میکروسکوپک خصوصیات کا ہر جزو کی فزیکو کیمیکل خصوصیات، ہر جزو کے مرکب تناسب، اجزاء کے درمیان مطابقت، اور اندرونی خوردبینی ساخت اور دیگر عوامل [240، 329] سے گہرا تعلق ہے۔

کیمیائی ساخت کے نقطہ نظر سے، HPMC اور HPS دونوں ہائیڈرو فیلک کرڈلان ہیں، ایک ہی ساختی اکائی ہیں - گلوکوز، اور ایک ہی فنکشنل گروپ - ہائیڈروکسائپروپل گروپ کے ذریعہ ترمیم کی جاتی ہے، لہذا HPMC اور HPS کا مرحلہ اچھا ہونا چاہئے۔ اہلیت تاہم، HPMC ایک تھرمل طور پر حوصلہ افزائی کرنے والا جیل ہے، جو کم درجہ حرارت پر بہت کم viscosity کے ساتھ حل کی حالت میں ہے، اور اعلی درجہ حرارت پر کولائیڈ بناتا ہے۔ HPS ایک سردی سے متاثرہ جیل ہے، جو کم درجہ حرارت کا جیل ہے اور اعلی درجہ حرارت پر حل کی حالت میں ہے۔ جیل کے حالات اور رویے بالکل مخالف ہیں۔ HPMC اور HPS کا مرکب اچھی مطابقت کے ساتھ یکساں نظام کی تشکیل کے لیے سازگار نہیں ہے۔ کیمیائی ڈھانچے اور تھرموڈینامکس دونوں کو مدنظر رکھتے ہوئے، ٹھنڈے گرم جیل کمپاؤنڈ سسٹم کو قائم کرنے کے لیے HPMC کو HPS کے ساتھ مرکب کرنا بہت زیادہ نظریاتی اہمیت اور عملی اہمیت کا حامل ہے۔

یہ باب HPMC/HPS سرد اور گرم جیل کمپاؤنڈ سسٹم میں اجزاء کی موروثی خصوصیات کے مطالعہ پر توجہ مرکوز کرتا ہے، مرکب تناسب اور مائکروسکوپک مورفولوجی پر ماحول کی نسبتہ نمی، مطابقت اور مرحلے کی علیحدگی، میکانی خصوصیات، نظری خصوصیات ، اور کمپاؤنڈ سسٹم کی تھرمل ڈراپ خصوصیات۔ اور میکروسکوپک خصوصیات جیسے آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات کا اثر و رسوخ۔

3.1 مواد اور سامان

3.1.1 اہم تجرباتی مواد

3.1.2 اہم آلات اور آلات

3.2 تجرباتی طریقہ

3.2.1 HPMC/HPS خوردنی جامع فلم کی تیاری

HPMC اور HPS کے 15% (w/w) خشک پاؤڈر کو 3% (w/w) کے ساتھ ملایا گیا تھا پولی تھیلین گلائکول پلاسٹکائزر کو ڈیونائزڈ پانی میں ملا کر کمپاؤنڈ فلم بنانے والا مائع حاصل کیا گیا تھا، اور HPMC/ کی خوردنی جامع فلم HPS کاسٹنگ طریقہ سے تیار کیا گیا تھا۔

تیاری کا طریقہ: سب سے پہلے HPMC اور HPS خشک پاؤڈر کا وزن کریں، اور انہیں مختلف تناسب کے مطابق مکس کریں۔ پھر 70 ° C پانی میں ڈالیں، اور HPMC کو مکمل طور پر منتشر کرنے کے لیے 30 منٹ تک 120 rpm/منٹ پر تیزی سے ہلائیں۔ پھر محلول کو 95 ° C سے اوپر گرم کریں، HPS کو مکمل طور پر جیلیٹنائز کرنے کے لیے اسی رفتار سے 1 گھنٹے تک ہلائیں۔ جیلیٹنائزیشن مکمل ہونے کے بعد، محلول کا درجہ حرارت تیزی سے 70 ° C تک کم ہو جاتا ہے، اور محلول کو 80 rpm/min کی سست رفتار سے 40 منٹ تک ہلایا جاتا ہے۔ HPMC کو مکمل طور پر تحلیل کریں۔ 20 گرام مخلوط فلم بنانے والے محلول کو پولی اسٹیرین پیٹری ڈش میں 15 سینٹی میٹر قطر کے ساتھ ڈالیں، اسے فلیٹ ڈالیں، اور اسے 37 ° C پر خشک کریں۔ خشک فلم کو کھانے کے قابل مرکب جھلی حاصل کرنے کے لیے ڈسک سے چھیل دیا جاتا ہے۔

خوردنی فلموں کو جانچ سے پہلے 3 دن سے زیادہ 57٪ نمی پر متوازن کیا گیا تھا، اور مکینیکل پراپرٹی کی جانچ کے لیے استعمال ہونے والے خوردنی فلم کے حصے کو 3 دن سے زیادہ کے لیے 75٪ نمی پر متوازن کیا گیا تھا۔

3.2.2 HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلم کی مائکرو مورفولوجی

3.2.2.1 الیکٹران مائکروسکوپ اسکین کرنے کا تجزیہ اصول

سکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی (SEM) کے اوپری حصے پر موجود الیکٹران گن زیادہ مقدار میں الیکٹران خارج کر سکتی ہے۔ کم ہونے اور توجہ مرکوز کرنے کے بعد، یہ ایک خاص توانائی اور شدت کے ساتھ ایک الیکٹران بیم بنا سکتا ہے۔ سکیننگ کنڈلی کے مقناطیسی میدان کے ذریعہ کارفرما، ایک خاص وقت اور جگہ کے حکم کے مطابق نمونے کے نقطہ کی سطح کو پوائنٹ کے لحاظ سے اسکین کریں۔ سطحی مائیکرو ایریا کی خصوصیات میں فرق کی وجہ سے، نمونے اور الیکٹران بیم کے درمیان تعامل مختلف شدتوں کے ساتھ ثانوی الیکٹران سگنلز پیدا کرے گا، جو ڈیٹیکٹر کے ذریعے جمع کیے جاتے ہیں اور الیکٹریکل سگنلز میں تبدیل ہوتے ہیں، جنہیں ویڈیو کے ذریعے بڑھایا جاتا ہے۔ اور پکچر ٹیوب کے گرڈ میں ان پٹ، پکچر ٹیوب کی چمک کو ایڈجسٹ کرنے کے بعد، ایک ثانوی الیکٹران امیج حاصل کی جا سکتی ہے جو نمونے کی سطح پر مائیکرو ریجن کی مورفولوجی اور خصوصیات کی عکاسی کر سکتی ہے۔ روایتی آپٹیکل مائیکروسکوپس کے مقابلے میں، SEM کی ریزولوشن نسبتاً زیادہ ہے، نمونے کی سطح کی تہہ کے تقریباً 3nm-6nm، جو مواد کی سطح پر مائیکرو ساختی خصوصیات کے مشاہدے کے لیے زیادہ موزوں ہے۔

3.2.2.2 ٹیسٹ کا طریقہ

خوردنی فلم کو خشک کرنے کے لیے ایک ڈیسیکیٹر میں رکھا گیا تھا، اور مناسب سائز کی خوردنی فلم کا انتخاب کیا گیا تھا، اسے SEM کے خصوصی نمونے کے اسٹیج پر کنڈکٹیو چپکنے والی کے ساتھ چسپاں کیا گیا تھا، اور پھر ویکیوم کوٹر کے ساتھ گولڈ چڑھایا گیا تھا۔ ٹیسٹ کے دوران، نمونہ کو SEM میں ڈالا گیا، اور 5 kV کے الیکٹران بیم ایکسلریشن وولٹیج کے تحت 300 گنا اور 1000 گنا میگنیفیکیشن پر نمونے کی خوردبینی شکل کا مشاہدہ اور تصویر کشی کی گئی۔

3.2.3 HPMC/HPS خوردنی جامع فلم کی ہلکی ترسیل

3.2.3.1 UV-Vis spectrophotometry کے تجزیہ کا اصول

UV-Vis spectrophotometer 200 ~ 800nm ​​کی طول موج کے ساتھ روشنی کو خارج کر سکتا ہے اور اسے آبجیکٹ پر روشن کر سکتا ہے۔ واقعے کی روشنی میں روشنی کی کچھ مخصوص طول موجیں مواد کے ذریعے جذب ہوتی ہیں، اور سالماتی کمپن توانائی کی سطح کی منتقلی اور الیکٹرانک توانائی کی سطح کی منتقلی ہوتی ہے۔ چونکہ ہر مادہ کے مختلف سالماتی، جوہری اور سالماتی مقامی ڈھانچے ہوتے ہیں، اس لیے ہر مادہ کا اپنا مخصوص جذب طیف ہوتا ہے، اور مادہ کے مواد کو جذب کرنے والے طول موج پر کچھ مخصوص طول موج پر جاذبیت کی سطح کے مطابق یا تعین کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، UV-Vis spectrophotometric تجزیہ مادوں کی ساخت، ساخت اور تعامل کا مطالعہ کرنے کا ایک مؤثر ذریعہ ہے۔

جب روشنی کا شہتیر کسی چیز سے ٹکراتا ہے، تو واقعے کی روشنی کا کچھ حصہ آبجیکٹ کے ذریعے جذب ہوجاتا ہے، اور واقعے کی روشنی کا دوسرا حصہ چیز کے ذریعے منتقل ہوتا ہے۔ منتقلی روشنی کی شدت کا واقعہ روشنی کی شدت کا تناسب ترسیل ہے۔

جذب اور ترسیل کے درمیان تعلق کا فارمولا یہ ہے:

ان میں، A جذب ہے؛

T ٹرانسمیٹینس ہے، %۔

حتمی جاذب کو یکساں طور پر جاذب × 0.25 ملی میٹر/موٹائی سے درست کیا گیا۔

3.2.3.2 ٹیسٹ کا طریقہ

5% HPMC اور HPS محلول تیار کریں، انہیں مختلف تناسب کے مطابق مکس کریں، 10 گرام فلم بنانے والے محلول کو پولی اسٹیرین پیٹری ڈش میں 15 سینٹی میٹر قطر کے ساتھ ڈالیں، اور فلم بنانے کے لیے انہیں 37 ° C پر خشک کریں۔ خوردنی فلم کو 1mm×3mm مستطیل پٹی میں کاٹیں، اسے کیویٹ میں ڈالیں، اور خوردنی فلم کو کیویٹ کی اندرونی دیوار کے قریب بنائیں۔ ایک WFZ UV-3802 UV-vis spectrophotometer کا استعمال نمونوں کو 200-800 nm کی مکمل طول موج پر اسکین کرنے کے لیے کیا گیا تھا، اور ہر نمونے کی 5 بار جانچ کی گئی۔

3.2.4 HPMC/HPS خوردنی جامع فلموں کی متحرک تھرمو مکینیکل خصوصیات

3.2.4.1 متحرک تھرمو مکینیکل تجزیہ کا اصول

ڈائنامک تھرمو مکینیکل اینالیسس (DMA) ایک ایسا آلہ ہے جو نمونے کے بڑے پیمانے پر اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق کو ایک خاص جھٹکے کے بوجھ اور پروگرام شدہ درجہ حرارت کے تحت ماپ سکتا ہے، اور متواتر باری باری کشیدگی اور وقت کے عمل کے تحت نمونے کی میکانکی خصوصیات کو جانچ سکتا ہے، درجہ حرارت اور درجہ حرارت. تعدد رشتہ

اعلی مالیکیولر پولیمر میں viscoelastic خصوصیات ہیں، جو ایک طرف ایلسٹومر کی طرح مکینیکل توانائی کو ذخیرہ کر سکتے ہیں، اور دوسری طرف بلغم کی طرح توانائی استعمال کر سکتے ہیں۔ جب متواتر متبادل قوت کا اطلاق ہوتا ہے، لچکدار حصہ توانائی کو ممکنہ توانائی میں تبدیل کرتا ہے اور اسے ذخیرہ کرتا ہے۔ جبکہ چپکنے والا حصہ توانائی کو حرارت کی توانائی میں تبدیل کرتا ہے اور اسے کھو دیتا ہے۔ پولیمر مواد عام طور پر کم درجہ حرارت شیشے کی حالت اور اعلی درجہ حرارت ربڑ کی حالت کی دو ریاستوں کی نمائش کرتے ہیں، اور دونوں ریاستوں کے درمیان منتقلی کا درجہ حرارت شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت ہے۔ شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت مواد کی ساخت اور خصوصیات کو براہ راست متاثر کرتا ہے، اور پولیمر کے سب سے اہم خصوصیت والے درجہ حرارت میں سے ایک ہے۔

پولیمر کی متحرک تھرمو مکینیکل خصوصیات کا تجزیہ کرکے، پولیمر کی viscoelasticity کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے، اور پولیمر کی کارکردگی کا تعین کرنے والے اہم پیرامیٹرز کو حاصل کیا جا سکتا ہے، تاکہ ان کا اصل استعمال کے ماحول پر بہتر اطلاق ہو سکے۔ اس کے علاوہ، متحرک تھرمو مکینیکل تجزیہ شیشے کی منتقلی، مرحلے کی علیحدگی، کراس لنکنگ، کرسٹلائزیشن اور مالیکیولر سیگمنٹس کی تمام سطحوں پر سالماتی حرکت کے لیے بہت حساس ہے، اور پولیمر کی ساخت اور خصوصیات کے بارے میں کافی معلومات حاصل کر سکتا ہے۔ یہ اکثر پولیمر کے مالیکیولز کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ تحریک کے رویے. ڈی ایم اے کے درجہ حرارت سویپ موڈ کا استعمال کرتے ہوئے، شیشے کی منتقلی جیسے مرحلے کی منتقلی کی موجودگی کی جانچ کی جا سکتی ہے. DSC کے مقابلے میں، DMA میں زیادہ حساسیت ہے اور یہ اصل استعمال کی نقل کرنے والے مواد کے تجزیہ کے لیے زیادہ موزوں ہے۔

3.2.4.2 ٹیسٹ کا طریقہ

صاف، یکساں، فلیٹ اور بغیر نقصان کے نمونے منتخب کریں، اور انہیں 10mm × 20mm مستطیل پٹیوں میں کاٹ دیں۔ پرکن ایلمر، USA سے Pydris Diamond متحرک تھرمو مکینیکل تجزیہ کار کا استعمال کرتے ہوئے نمونوں کو ٹینسائل موڈ میں جانچا گیا۔ ٹیسٹ درجہ حرارت کی حد 25 ~ 150 ° C تھی، حرارتی شرح 2 ° C/min تھی، فریکوئنسی 1 Hz تھی، اور ٹیسٹ کو ہر نمونے کے لیے دو بار دہرایا گیا تھا۔ تجربے کے دوران، نمونے کے سٹوریج ماڈیولس (E') اور نقصان کے ماڈیولس (E") کو ریکارڈ کیا گیا، اور نقصان کے ماڈیولس کے سٹوریج ماڈیولس، یعنی ٹینجنٹ اینگل tan δ کا تناسب بھی شمار کیا جا سکتا ہے۔

3.2.5 HPMC/HPS خوردنی جامع فلموں کا تھرمل استحکام

3.2.5.1 تھرموگراومیٹرک تجزیہ کا اصول

تھرمل گریوی میٹرک اینالائزر (TGA) کسی نمونے کے بڑے پیمانے پر تبدیلی کو درجہ حرارت یا وقت کے ساتھ پروگرام شدہ درجہ حرارت پر ناپ سکتا ہے، اور حرارتی عمل کے دوران مادوں کے ممکنہ بخارات، پگھلنے، سربلندی، پانی کی کمی، سڑنے اور آکسیڈیشن کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ . اور دیگر جسمانی اور کیمیائی مظاہر۔ نمونے کی جانچ کے بعد براہ راست حاصل ہونے والے مادے اور درجہ حرارت (یا وقت) کے درمیان تعلق کا وکر تھرموگراومیٹریک (TGA وکر) کہلاتا ہے۔ وزن میں کمی اور دیگر معلومات۔ مشتق Thermogravimetric curve (DTG curve) TGA منحنی کے پہلے آرڈر کے اخذ کرنے کے بعد حاصل کیا جا سکتا ہے، جو درجہ حرارت یا وقت کے ساتھ ٹیسٹ شدہ نمونے کے وزن میں کمی کی شرح کی تبدیلی کی عکاسی کرتا ہے، اور چوٹی کا نقطہ زیادہ سے زیادہ نقطہ ہے۔ شرح

3.2.5.2 ٹیسٹ کا طریقہ

یکساں موٹائی والی خوردنی فلم کو منتخب کریں، اسے تھرموگراومیٹرک اینالائزر ٹیسٹ ڈسک کے قطر کے دائرے میں کاٹیں، اور پھر اسے ٹیسٹ ڈسک پر فلیٹ رکھیں، اور اسے نائٹروجن ماحول میں 20 ملی لیٹر فی منٹ کے بہاؤ کے ساتھ ٹیسٹ کریں۔ . درجہ حرارت کی حد 30–700 °C تھی، حرارتی شرح 10 °C/منٹ تھی، اور ہر نمونے کا دو بار تجربہ کیا گیا۔

3.2.6.1 ٹینسائل پراپرٹی کے تجزیہ کا اصول

3.2.6 HPMC/HPS خوردنی جامع فلموں کی ٹینسائل خصوصیات

مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر مخصوص درجہ حرارت، نمی اور رفتار کے حالات کے تحت طولانی محور کے ساتھ ساتھ اسپلائن پر ایک جامد تناؤ کا بوجھ لگا سکتا ہے جب تک کہ اسپلائن ٹوٹ نہ جائے۔ ٹیسٹ کے دوران، اسپلائن پر لاگو ہونے والا بوجھ اور اس کی اخترتی کی مقدار کو مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر کے ذریعے ریکارڈ کیا گیا تھا، اور اسپلائن کی تناؤ کی خرابی کے دوران تناؤ کا وکر کھینچا گیا تھا۔ تناؤ کے تناؤ کے منحنی خطوط سے، تناؤ کی طاقت (ζt)، وقفے پر لمبائی (εb) اور لچکدار ماڈیولس (E) کا حساب فلم کی تناؤ کی خصوصیات کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔

مواد کے کشیدگی کے تعلقات کو عام طور پر دو حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: لچکدار اخترتی خطہ اور پلاسٹک اخترتی خطہ۔ لچکدار اخترتی زون میں، مواد کے تناؤ اور تناؤ کا ایک لکیری تعلق ہوتا ہے، اور اس وقت اخترتی کو مکمل طور پر بحال کیا جا سکتا ہے، جو کک کے قانون کے مطابق ہے۔ پلاسٹک ڈیفارمیشن زون میں، مواد کا تناؤ اور تناؤ اب لکیری نہیں ہے، اور اس وقت ہونے والی اخترتی ناقابل واپسی ہے، آخر کار مواد ٹوٹ جاتا ہے۔

تناؤ کی طاقت کا حساب کتاب فارمولہ:

کہاں: تناؤ کی طاقت ہے، MPa؛

p زیادہ سے زیادہ بوجھ یا بریکنگ لوڈ ہے، N؛

b نمونے کی چوڑائی ہے، ملی میٹر؛

d نمونے کی موٹائی ہے، ملی میٹر۔

وقفے میں لمبائی کا حساب لگانے کا فارمولا:

کہاں: εb وقفے پر بڑھاو ہے، %;

L نشان زد لائنوں کے درمیان فاصلہ ہے جب نمونہ ٹوٹ جاتا ہے، ملی میٹر؛

L0 نمونے کی اصل گیج کی لمبائی ہے، ملی میٹر۔

لچکدار ماڈیولس کیلکولیشن فارمولا:

ان میں سے: E لچکدار ماڈیولس، MPa؛

ζ تناؤ ہے، MPa؛

ε تناؤ ہے۔

3.2.6.2 ٹیسٹ کا طریقہ

صاف، یکساں، فلیٹ اور بغیر نقصان کے نمونے منتخب کریں، قومی معیار GB13022-91 کا حوالہ دیں، اور انہیں ڈمبل کی شکل کے اسپلائن میں کاٹ دیں جس کی کل لمبائی 120 ملی میٹر ہے، فکسچر کے درمیان ابتدائی فاصلہ 86 ملی میٹر، نشانات کے درمیان فاصلہ 40 ملی میٹر، اور 10 ملی میٹر کی چوڑائی۔ اسپلائنز کو 75% اور 57% (سیر شدہ سوڈیم کلورائد اور سوڈیم برومائیڈ محلول کی فضا میں) نمی پر رکھا گیا تھا، اور پیمائش کرنے سے پہلے 3 دن سے زیادہ کے لیے متوازن رکھا گیا تھا۔ اس تجربے میں، انسٹرون کارپوریشن آف یونائیٹڈ سٹیٹس کے ASTM D638، 5566 مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر اور اس کے 2712-003 نیومیٹک کلیمپ کو جانچ کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ تناؤ کی رفتار 10 ملی میٹر/منٹ تھی، اور نمونہ 7 بار دہرایا گیا، اور اوسط قدر کا حساب لگایا گیا۔

3.2.7 HPMC/HPS خوردنی جامع فلم کی آکسیجن پارگمیتا

3.2.7.1 آکسیجن پارگمیتا تجزیہ کا اصول

ٹیسٹ کے نمونے کے انسٹال ہونے کے بعد، ٹیسٹ گہا کو دو حصوں میں تقسیم کیا جاتا ہے، A اور B؛ ایک خاص بہاؤ کی شرح کے ساتھ ایک اعلی پاکیزگی آکسیجن کا بہاؤ A گہا میں جاتا ہے، اور ایک خاص بہاؤ کی شرح کے ساتھ ایک نائٹروجن کا بہاؤ B گہا میں جاتا ہے۔ ٹیسٹ کے عمل کے دوران، A کیوٹی آکسیجن نمونے کے ذریعے B گہا میں داخل ہوتی ہے، اور B گہا میں داخل ہونے والی آکسیجن نائٹروجن کے بہاؤ کے ذریعے لے جاتی ہے اور B گہا کو آکسیجن سینسر تک پہنچنے کے لیے چھوڑ دیتی ہے۔ آکسیجن سینسر نائٹروجن کے بہاؤ میں آکسیجن کے مواد کی پیمائش کرتا ہے اور اسی طرح کے برقی سگنل کو آؤٹ پٹ کرتا ہے، اس طرح نمونہ آکسیجن کا حساب لگاتا ہے۔ ترسیل

3.2.7.2 ٹیسٹ کا طریقہ

غیر نقصان دہ خوردنی جامع فلموں کو چنیں، انہیں 10.16 x 10.16 سینٹی میٹر ہیرے کی شکل کے نمونوں میں کاٹ لیں، کلیمپ کے کنارے کی سطحوں کو ویکیوم گریس سے کوٹ کریں، اور نمونوں کو ٹیسٹ بلاک میں کلیمپ کریں۔ ASTM D-3985 کے مطابق ٹیسٹ کیا گیا، ہر نمونے کا ٹیسٹ ایریا 50 cm2 ہے۔

3.3 نتائج اور بحث

3.3.1 خوردنی جامع فلموں کا مائکرو اسٹرکچر تجزیہ

فلم بنانے والے مائع کے اجزاء اور خشک ہونے والے حالات کے درمیان تعامل فلم کی حتمی ساخت کا تعین کرتا ہے اور فلم کی مختلف جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کو سنجیدگی سے متاثر کرتا ہے [330، 331]۔ ہر جزو کی موروثی جیل کی خصوصیات اور مرکب تناسب کمپاؤنڈ کی مورفولوجی کو متاثر کر سکتا ہے، جو مزید سطح کی ساخت اور جھلی کی حتمی خصوصیات کو متاثر کرتا ہے [301، 332]۔ لہذا، فلموں کا مائیکرو اسٹرکچرل تجزیہ ہر جزو کی مالیکیولر ری آرنجمنٹ پر متعلقہ معلومات فراہم کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں ہمیں فلموں کی رکاوٹ کی خصوصیات، میکانیکی خصوصیات اور نظری خصوصیات کو بہتر طور پر سمجھنے میں مدد مل سکتی ہے۔

HPS/HPMC خوردنی فلموں کے مختلف تناسب کے ساتھ سطح کی سکیننگ الیکٹران مائکروسکوپ مائیکرو گرافس کو شکل 3-1 میں دکھایا گیا ہے۔ جیسا کہ شکل 3-1 سے دیکھا جا سکتا ہے، کچھ نمونوں میں سطح پر مائیکرو کریکس دکھائی دیے، جو ٹیسٹ کے دوران نمونے میں نمی کی کمی، یا خوردبین کی گہا میں الیکٹران بیم کے حملے کی وجہ سے ہو سکتے ہیں [122۔ ، 139]۔ اعداد و شمار میں، خالص HPS جھلی اور خالص HPMC. جھلیوں نے نسبتاً ہموار خوردبینی سطحیں دکھائیں، اور خالص HPS جھلیوں کا مائیکرو اسٹرکچر خالص HPMC جھلیوں سے زیادہ یکساں اور ہموار تھا، جس کی بنیادی وجہ نشاستہ دار میکرو مالیکیولز (امیلوز مالیکیولز اور امیلوپیکٹین مالیکیولز) ہو سکتے ہیں جو کہ ٹھنڈک کے بہتر عمل کے دوران حاصل کرتے ہیں۔ پانی کے حل میں. بہت سے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ کولنگ کے عمل میں amylose-amylopectin-پانی کا نظام

جیل کی تشکیل اور مرحلے کی علیحدگی کے درمیان ایک مسابقتی طریقہ کار ہوسکتا ہے۔ اگر مرحلے کی علیحدگی کی شرح جیل کی تشکیل کی شرح سے کم ہے تو، نظام میں مرحلے کی علیحدگی نہیں ہوگی، دوسری صورت میں، مرحلے کی علیحدگی نظام میں واقع ہوگی [333، 334]. مزید برآں، جب امائلوز کا مواد 25 فیصد سے زیادہ ہو جاتا ہے تو، امیلوز کی جیلیٹنائزیشن اور مسلسل امائلوز نیٹ ورک کا ڈھانچہ نمایاں طور پر مرحلے کی علیحدگی کی ظاہری شکل کو روک سکتا ہے [334]۔ اس مقالے میں استعمال ہونے والے HPS کا امائلوز مواد 80% ہے، جو کہ 25% سے بہت زیادہ ہے، اس طرح اس رجحان کو بہتر انداز میں بیان کیا گیا ہے کہ خالص HPS جھلی خالص HPMC جھلیوں سے زیادہ یکساں اور ہموار ہیں۔

اعداد و شمار کے موازنے سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ تمام مرکب فلموں کی سطحیں نسبتاً کھردری ہیں، اور کچھ بے قاعدہ ٹکرانے بکھرے ہوئے ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ HPMC اور HPS کے درمیان ایک خاص حد تک عدم مطابقت ہے۔ مزید برآں، اعلی HPMC مواد والی جامع جھلیوں نے اعلی HPS مواد والی جھلیوں کی نسبت زیادہ یکساں ساخت کی نمائش کی۔ 37 ° C فلم بنانے کے درجہ حرارت پر HPS پر مبنی سنکشیشن

جیل کی خصوصیات کی بنیاد پر، HPS نے ایک چپچپا جیل حالت پیش کی۔ HPMC کی تھرمل جیل کی خصوصیات کی بنیاد پر، HPMC نے پانی کی طرح حل کی حالت پیش کی۔ اعلی HPS مواد (7:3 HPS/HPMC) والی جامع جھلی میں، چپکنے والا HPS مسلسل مرحلہ ہے، اور پانی کی طرح HPMC ہائی وسکوسیٹی HPS مسلسل مرحلے میں منتشر مرحلے کے طور پر منتشر ہوتا ہے، جو کہ سازگار نہیں ہے۔ منتشر مرحلے کی یکساں تقسیم کے لیے؛ اعلی HPMC مواد (3:7 HPS/HPMC) والی جامع فلم میں، کم چپکنے والی HPMC مسلسل مرحلے میں تبدیل ہو جاتی ہے، اور چپچپا HPS کم وسکوسیٹی HPMC مرحلے میں منتشر مرحلے کے طور پر منتشر ہو جاتا ہے، جو اس کے لیے سازگار ہے۔ ایک یکساں مرحلے کی تشکیل۔ مرکب نظام.

یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ اگرچہ تمام جامع فلمیں کھردری اور غیر ہم جنس سطح کے ڈھانچے کو دکھاتی ہیں، کوئی واضح مرحلہ انٹرفیس نہیں پایا جاتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC اور HPS اچھی مطابقت رکھتے ہیں۔ HPMC/سٹارچ کمپوزٹ فلمیں بغیر پلاسٹائزرز جیسے کہ PEG نے واضح فیز علیحدگی ظاہر کی [301]، اس طرح اس بات کی نشاندہی ہوتی ہے کہ نشاستہ اور PEG پلاسٹائزرز دونوں کی ہائیڈرو آکسی پروپیل ترمیم جامع نظام کی مطابقت کو بہتر بنا سکتی ہے۔

3.3.2 خوردنی جامع فلموں کی نظری خصوصیات کا تجزیہ

مختلف تناسب کے ساتھ HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلموں کی روشنی کی ترسیل کی خصوصیات کو UV-vis spectrophotometer کے ذریعے جانچا گیا، اور UV سپیکٹرا کو شکل 3-2 میں دکھایا گیا ہے۔ روشنی کی ترسیل کی قدر جتنی زیادہ ہوگی، فلم اتنی ہی زیادہ یکساں اور شفاف ہوگی۔ اس کے برعکس، روشنی کی ترسیل کی قدر جتنی کم ہوگی، فلم اتنی ہی زیادہ ناہموار اور مبہم ہوگی۔ یہ شکل 3-2(a) سے دیکھا جا سکتا ہے کہ تمام جامع فلمیں مکمل طول موج کی سکیننگ رینج میں سکیننگ طول موج میں اضافے کے ساتھ ایک جیسا رجحان دکھاتی ہیں، اور روشنی کی ترسیل طول موج کے بڑھنے کے ساتھ بتدریج بڑھ جاتی ہے۔ 350nm پر، منحنی خطوط سطح مرتفع کی طرف ہوتے ہیں۔

موازنہ کے لیے 500nm کی طول موج پر ترسیل کا انتخاب کریں، جیسا کہ شکل 3-2(b) میں دکھایا گیا ہے، خالص HPS فلم کی ترسیل خالص HPMC فلم سے کم ہے، اور HPMC مواد کے بڑھنے کے ساتھ، ترسیل پہلے کم ہوتی ہے، اور پھر کم از کم قیمت تک پہنچنے کے بعد اضافہ ہوا۔ جب HPMC کا مواد 70% تک بڑھ گیا، تو جامع فلم کی روشنی کی ترسیل خالص HPS سے زیادہ تھی۔ یہ بات مشہور ہے کہ یکساں نظام بہتر روشنی کی ترسیل کا مظاہرہ کرے گا، اور اس کی UV پیمائش شدہ ترسیلی قدر عام طور پر زیادہ ہوتی ہے۔ غیر ہم جنس مواد عام طور پر زیادہ مبہم ہوتے ہیں اور ان میں یووی ٹرانسمیٹینس کی قدریں کم ہوتی ہیں۔ کمپوزٹ فلموں کی ترسیلی قدریں (7:3، 5:5) خالص HPS اور HPMC فلموں کی نسبت کم تھیں، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPS اور HPMC کے دو اجزاء کے درمیان مرحلے کی علیحدگی کی ایک خاص ڈگری تھی۔

HPS/HPMC بلینڈ فلموں کے لیے تمام طول موج (a) اور 500 nm (b) پر تصویر 3-2 UV سپیکٹرا۔ بار اوسط ±معیاری انحراف کی نمائندگی کرتا ہے۔ ac: مختلف حروف مختلف مرکب تناسب (p <0.05) کے ساتھ نمایاں طور پر مختلف ہوتے ہیں، مکمل مقالہ میں لاگو ہوتے ہیں۔

3.3.3 خوردنی جامع فلموں کا متحرک تھرمو مکینیکل تجزیہ

شکل 3-3 مختلف فارمولیشنوں کے ساتھ HPMC/HPS کی خوردنی فلموں کی متحرک تھرمو مکینیکل خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے۔ یہ تصویر 3-3(a) سے دیکھا جا سکتا ہے کہ HPMC مواد میں اضافے کے ساتھ اسٹوریج ماڈیولس (E') کم ہو جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، تمام نمونوں کا ذخیرہ کرنے والا ماڈیولس بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بتدریج کم ہوا، سوائے اس کے کہ خالص HPS (10:0) فلم کا سٹوریج ماڈیولس درجہ حرارت 70 ° C تک بڑھنے کے بعد تھوڑا سا بڑھ گیا۔ اعلی درجہ حرارت پر، اعلی HPMC مواد والی جامع فلم کے لیے، کمپوزٹ فلم کے سٹوریج ماڈیولس میں درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ واضح کمی کا رجحان ہوتا ہے۔ جبکہ اعلی HPS مواد والے نمونے کے لیے، سٹوریج ماڈیولس درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ ہی تھوڑا سا کم ہوتا ہے۔

تصویر 3-3 HPS/HPMC بلینڈ فلموں کا سٹوریج ماڈیولس (E′) (a) اور نقصان ٹینجنٹ (tan δ) (b)

یہ شکل 3-3(b) سے دیکھا جا سکتا ہے کہ HPMC مواد والے نمونے 30% (5:5، 3:7، 0:10) سے زیادہ ہیں، سبھی شیشے کی منتقلی کی چوٹی کو ظاہر کرتے ہیں، اور HPMC مواد میں اضافے کے ساتھ، شیشے کی منتقلی منتقلی کا درجہ حرارت اعلی درجہ حرارت پر منتقل ہو گیا، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC پولیمر چین کی لچک میں کمی واقع ہوئی ہے۔ دوسری طرف، خالص HPS جھلی 67 ° C کے ارد گرد ایک بڑے لفافے کی چوٹی کی نمائش کرتی ہے، جبکہ 70% HPS مواد کے ساتھ جامع جھلی میں شیشے کی کوئی واضح منتقلی نہیں ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ HPMC اور HPS کے درمیان ایک خاص حد تک تعامل ہے، اس طرح HPMC اور HPS کے سالماتی حصوں کی نقل و حرکت کو محدود کر دیتا ہے۔

3.3.4 خوردنی جامع فلموں کے تھرمل استحکام کا تجزیہ

تصویر 3-4 TGA منحنی خطوط (a) اور ان کے مشتق (DTG) منحنی خطوط (b) HPS/HPMC مرکب فلموں کے

HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلم کے تھرمل استحکام کو تھرموگراومیٹریک تجزیہ کار کے ذریعے جانچا گیا۔ شکل 3-4 جامع فلم کے تھرموگراومیٹرک وکر (TGA) اور اس کے وزن میں کمی کی شرح وکر (DTG) کو دکھاتا ہے۔ شکل 3-4(a) میں TGA منحنی خطوط سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مختلف تناسب کے ساتھ جامع جھلی کے نمونے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ تھرموگراومیٹریک تبدیلی کے دو واضح مراحل دکھاتے ہیں۔ پولی سیکرائیڈ میکرومولیکول کے ذریعے جذب شدہ پانی کے اتار چڑھاؤ کے نتیجے میں اصل تھرمل انحطاط ہونے سے پہلے 30–180 °C پر وزن میں کمی کا ایک چھوٹا مرحلہ ہوتا ہے۔ اس کے بعد، 300 ~ 450 ° C پر وزن میں کمی کا ایک بڑا مرحلہ ہے، یہاں HPMC اور HPS کے تھرمل انحطاط کا مرحلہ ہے۔

شکل 3-4(b) میں DTG منحنی خطوط سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS اور خالص HPMC کا تھرمل انحطاط کا چوٹی درجہ حرارت بالترتیب 338 °C اور 400 °C ہے، اور خالص HPMC کا تھرمل انحطاط چوٹی درجہ حرارت ہے HPS سے زیادہ، HPMC HPS سے بہتر تھرمل استحکام کی نشاندہی کرتا ہے۔ جب HPMC کا مواد 30% (7:3) تھا، تو ایک ہی چوٹی 347 ° C پر نمودار ہوئی، جو HPS کی خصوصیت کی چوٹی کے مساوی ہے، لیکن درجہ حرارت HPS کی تھرمل ڈیگریڈیشن چوٹی سے زیادہ تھا۔ جب HPMC کا مواد 70% (3:7) تھا، HPMC کی صرف خصوصیت کی چوٹی 400 °C پر ظاہر ہوئی؛ جب HPMC کا مواد 50% تھا، تو DTG وکر پر دو تھرمل انحطاط کی چوٹیاں بالترتیب 345 °C اور 396 °C ظاہر ہوئیں۔ چوٹیاں بالترتیب HPS اور HPMC کی خصوصیت کی چوٹیوں کے مساوی ہیں، لیکن HPS کے مطابق تھرمل انحطاط کی چوٹی چھوٹی ہے، اور دونوں چوٹیوں میں ایک خاص تبدیلی ہوتی ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ زیادہ تر جامع جھلیوں میں صرف ایک خاص جزو کے مطابق ایک خصوصیت کی واحد چوٹی دکھائی دیتی ہے، اور وہ خالص جزو جھلی کے مقابلے میں آفسیٹ ہوتے ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ HPMC اور HPS اجزاء کے درمیان ایک خاص فرق ہے۔ مطابقت کی ڈگری. جامع جھلی کا تھرمل انحطاط چوٹی کا درجہ حرارت خالص HPS سے زیادہ تھا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC HPS جھلی کے تھرمل استحکام کو ایک خاص حد تک بہتر بنا سکتا ہے۔

3.3.5 خوردنی جامع فلم کی مکینیکل خصوصیات کا تجزیہ

مختلف تناسب کے ساتھ HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کی ٹینسائل خصوصیات کو مکینیکل پراپرٹی اینالائزر کے ذریعے 25 °C، رشتہ دار نمی 57% اور 75% پر ناپا گیا۔ شکل 3-5 مختلف رشتہ دار نمی کے تحت مختلف تناسب کے ساتھ HPMC/HPS جامع فلموں کی لچکدار ماڈیولس (a)، وقفے پر طول (b) اور تناؤ کی طاقت (c) کو دکھاتا ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ جب رشتہ دار نمی 57% ہے، تو خالص HPS فلم کی لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت سب سے بڑی ہے، اور خالص HPMC سب سے چھوٹی ہے۔ HPS مواد میں اضافے کے ساتھ، جامع فلموں کی لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت میں مسلسل اضافہ ہوا۔ خالص HPMC جھلی کے ٹوٹنے پر لمبائی خالص HPS جھلی کی نسبت بہت زیادہ ہے، اور دونوں جامع جھلی سے زیادہ ہیں۔

جب رشتہ دار نمی 57% رشتہ دار نمی کے مقابلے میں زیادہ (75%) تھی، تو تمام نمونوں کی لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت میں کمی واقع ہوئی، جب کہ وقفے کے وقت طول و عرض میں نمایاں اضافہ ہوا۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ پانی، ایک عام پلاسٹکائزر کے طور پر، HPMC اور HPS میٹرکس کو کمزور کر سکتا ہے، پولیمر چینز کے درمیان قوت کو کم کر سکتا ہے، اور پولیمر حصوں کی نقل و حرکت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ اعلی رشتہ دار نمی پر، خالص HPMC فلموں کی لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت خالص HPS فلموں سے زیادہ تھی، لیکن وقفے کے وقت لمبائی کم تھی، جس کا نتیجہ کم نمی کے نتائج سے بالکل مختلف تھا۔ یہ بات قابل غور ہے کہ 75% کی اعلی نمی پر اجزاء کے تناسب کے ساتھ مرکب فلموں کی مکینیکل خصوصیات کا فرق 57% کی نسبتہ نمی کے کیس کے مقابلے میں کم نمی پر اس کے بالکل برعکس ہے۔ زیادہ نمی کے تحت، فلم کی نمی کا مواد بڑھ جاتا ہے، اور پانی نہ صرف پولیمر میٹرکس پر ایک خاص پلاسٹکائزنگ اثر رکھتا ہے، بلکہ نشاستے کی دوبارہ تشکیل کو بھی فروغ دیتا ہے۔ HPMC کے مقابلے میں، HPS میں دوبارہ دوبارہ ترتیب دینے کا رجحان زیادہ ہے، لہذا HPS پر نسبتا نمی کا اثر HPMC کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے۔

تصویر 3-5 HPS/HPMC فلموں کی ٹینسائل خصوصیات مختلف HPS/HPMC تناسب کے ساتھ مختلف رشتہ دار عاجزی (RH) حالات میں متوازن ہیں۔ *: مختلف نمبر کے حروف مختلف RH کے ساتھ نمایاں طور پر مختلف ہوتے ہیں، مکمل مقالہ میں لاگو ہوتے ہیں۔

3.3.6 خوردنی جامع فلموں کی آکسیجن پارگمیتا کا تجزیہ

خوردنی جامع فلم کھانے کی شیلف لائف کو بڑھانے کے لیے فوڈ پیکیجنگ میٹریل کے طور پر استعمال ہوتی ہے، اور اس کی آکسیجن رکاوٹ کی کارکردگی اہم اشارے میں سے ایک ہے۔ لہذا، HPMC/HPS کے مختلف تناسب کے ساتھ خوردنی فلموں کی آکسیجن کی ترسیل کی شرح 23 ° C کے درجہ حرارت پر ناپی گئی، اور نتائج شکل 3-6 میں دکھائے گئے ہیں۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS جھلی کی آکسیجن پارگمیتا خالص HPMC جھلی کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPS جھلی میں HPMC جھلی سے بہتر آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات ہیں۔ کم viscosity اور بے ترتیب علاقوں کے وجود کی وجہ سے، HPMC فلم میں نسبتاً ڈھیلے کم کثافت والے نیٹ ورک کا ڈھانچہ بنانا آسان ہے۔ HPS کے مقابلے میں، اس میں دوبارہ دوبارہ تشکیل دینے کا رجحان زیادہ ہے، اور فلم میں گھنے ڈھانچے کی تشکیل کرنا آسان ہے۔ بہت سے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ نشاستے والی فلموں میں دوسرے پولیمر [139، 301، 335، 336] کے مقابلے میں اچھی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات ہوتی ہیں۔

تصویر 3-6 HPS/HPMC بلینڈ فلموں کی آکسیجن پارگمیتا

HPS کا اضافہ HPMC جھلیوں کی آکسیجن پارگمیتا کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے، اور HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ جامع جھلیوں کی آکسیجن پارگمیتا تیزی سے کم ہو جاتی ہے۔ آکسیجن ناقابل تسخیر HPS کا اضافہ جامع جھلی میں آکسیجن چینل کی tortuosity میں اضافہ کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں آکسیجن کے پارگمیشن کی شرح میں کمی واقع ہوتی ہے اور بالآخر آکسیجن کی پارگمیتا کم ہو جاتی ہے۔ اسی طرح کے نتائج دیگر مقامی نشاستے [139,301] کے لیے بھی رپورٹ کیے گئے ہیں۔

3.4 اس باب کا خلاصہ

اس باب میں، HPMC اور HPS کو بنیادی خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، اور پولی تھیلین گلائکول کو پلاسٹائزر کے طور پر شامل کرتے ہوئے، HPMC/HPS کی مختلف تناسب کے ساتھ کھانے کے قابل مرکب فلمیں کاسٹنگ کے طریقہ کار سے تیار کی گئیں۔ اجزاء کی موروثی خصوصیات کے اثر و رسوخ اور جامع جھلی کی خوردبینی شکل پر مرکب تناسب کا مطالعہ الیکٹران مائکروسکوپی کی اسکیننگ کے ذریعے کیا گیا تھا۔ مکینیکل پراپرٹیز ٹیسٹر کے ذریعہ جامع جھلی کی مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا۔ اجزاء کی موروثی خصوصیات کے اثر و رسوخ اور آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات پر مرکب تناسب اور جامع فلم کی روشنی کی ترسیل کا مطالعہ آکسیجن ٹرانسمیٹینس ٹیسٹر اور UV-vis spectrophotometer کے ذریعے کیا گیا۔ اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی، تھرموگراومیٹرک تجزیہ اور متحرک تھرمل تجزیہ استعمال کیا گیا۔ مکینیکل تجزیہ اور دیگر تجزیاتی طریقوں کو ٹھنڈے گرم جیل کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت اور مرحلے کی علیحدگی کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا گیا۔ اہم نتائج درج ذیل ہیں:

1. خالص HPMC کے مقابلے میں، خالص HPS ایک یکساں اور ہموار خوردبین سطح کی شکل بنانا آسان ہے۔ یہ بنیادی طور پر ٹھنڈک کے عمل کے دوران نشاستے کے پانی کے محلول میں نشاستہ کے میکرو مالیکیولز (امیلوز مالیکیولز اور امائیلوپیکٹین مالیکیولز) کی بہتر مالیکیولر ری رینجمنٹ کی وجہ سے ہے۔
2. اعلی HPMC مواد والے مرکبات میں یکساں جھلی کے ڈھانچے بنانے کا زیادہ امکان ہوتا ہے۔ یہ بنیادی طور پر HPMC اور HPS کی جیل کی خصوصیات پر مبنی ہے۔ فلم بنانے والے درجہ حرارت پر، HPMC اور HPS بالترتیب کم وسکوسیٹی سلوشن سٹیٹ اور ہائی واسکاسیٹی جیل سٹیٹ دکھاتے ہیں۔ اعلی viscosity منتشر مرحلہ کم viscosity مسلسل مرحلے میں منتشر ہے. ، یہ ایک یکساں نظام بنانے کے لئے آسان ہے.
3. نسبتہ نمی کا HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کی مکینیکل خصوصیات پر خاصا اثر پڑتا ہے، اور HPS مواد میں اضافے کے ساتھ اس کے اثر کی ڈگری بڑھ جاتی ہے۔ کم رشتہ دار نمی پر، HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ کمپوزٹ فلموں کے لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت دونوں میں اضافہ ہوا، اور کمپوزٹ فلموں کے وقفے پر طولانی خالص جزو فلموں کی نسبت نمایاں طور پر کم تھی۔ رشتہ دار نمی میں اضافے کے ساتھ، جامع فلم کے لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت میں کمی واقع ہوئی، اور وقفے کے وقت طول و عرض میں نمایاں اضافہ ہوا، اور مرکب فلم کی مکینیکل خصوصیات اور مرکب تناسب کے درمیان تعلق نے مختلف کے تحت مکمل طور پر مخالف تبدیلی کا نمونہ ظاہر کیا۔ رشتہ دار نمی مختلف مرکب تناسب کے ساتھ مرکب جھلیوں کی مکینیکل خصوصیات مختلف رشتہ دار نمی کے حالات کے تحت ایک تقطیع دکھاتی ہیں، جو مختلف اطلاق کی ضروریات کے مطابق مصنوعات کی کارکردگی کو بہتر بنانے کا امکان فراہم کرتی ہے۔
4. HPS کے اضافے سے جامع جھلی کی آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات میں نمایاں بہتری آئی۔ HPS مواد میں اضافے کے ساتھ جامع جھلی کی آکسیجن پارگمیتا میں تیزی سے کمی واقع ہوئی۔
5. HPMC/HPS کولڈ اور ہاٹ جیل کمپاؤنڈ سسٹم میں، دونوں اجزاء کے درمیان ایک خاص مطابقت پائی جاتی ہے۔ تمام جامع فلموں کی SEM امیجز میں کوئی واضح دو فیز انٹرفیس نہیں ملا، زیادہ تر کمپوزٹ فلموں میں DMA کے نتائج میں صرف ایک گلاس ٹرانزیشن پوائنٹ تھا، اور زیادہ تر کمپوزٹ کے DTG منحنی خطوط میں صرف ایک تھرمل انحطاط کی چوٹی نمودار ہوئی۔ فلمیں یہ ظاہر کرتا ہے کہ HPMC اور HPS کے درمیان ایک خاص وضاحت ہے۔

مندرجہ بالا تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPS اور HPMC کا مرکب نہ صرف HPMC خوردنی فلم کی پیداواری لاگت کو کم کر سکتا ہے بلکہ اس کی کارکردگی کو بھی بہتر بنا سکتا ہے۔ خوردنی جامع فلم کی مکینیکل خصوصیات، آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات اور نظری خصوصیات کو دو اجزاء کے مرکب تناسب اور بیرونی ماحول کی نسبتہ نمی کو ایڈجسٹ کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

باب 4 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے مائیکرومورفولوجی اور مکینیکل خصوصیات کے درمیان تعلق

دھاتی مرکب مرکب کے دوران اعلی مکسنگ اینٹروپی کے مقابلے میں، پولیمر کمپاؤنڈنگ کے دوران مکسنگ اینٹروپی عام طور پر بہت کم ہوتی ہے، اور مرکب سازی کے دوران مرکب کی حرارت عام طور پر مثبت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں پولیمر کمپاؤنڈنگ عمل ہوتا ہے۔ گبز کی مفت توانائی میں تبدیلی مثبت ہے (���لہذا، پولیمر فارمولیشنز فیز سے الگ کردہ دو فیز سسٹمز بناتے ہیں، اور مکمل طور پر ہم آہنگ پولیمر فارمولیشنز بہت کم ہیں [242]۔

متفرق مرکب نظام عام طور پر تھرموڈینامکس میں مالیکیولر لیول کی غلط صلاحیت حاصل کر سکتے ہیں اور یکساں مرکبات تشکیل دیتے ہیں، اس لیے زیادہ تر پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم ناقابل تسخیر ہوتے ہیں۔ تاہم، بہت سے پولیمر کمپاؤنڈ سسٹم کچھ شرائط کے تحت ایک ہم آہنگ حالت تک پہنچ سکتے ہیں اور کچھ مطابقت کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹم بن سکتے ہیں [257]۔

میکروسکوپک خصوصیات جیسے پولیمر کمپوزٹ سسٹم کی مکینیکل خصوصیات کا انحصار ان کے اجزاء کے تعامل اور فیز مورفولوجی پر ہوتا ہے، خاص طور پر اجزاء کے درمیان مطابقت اور مسلسل اور منتشر مراحل کی ساخت [301]۔ لہٰذا، جامع نظام کی خوردبینی شکلیات اور میکروسکوپک خصوصیات کا مطالعہ کرنا اور ان کے درمیان تعلق قائم کرنا بہت اہمیت کا حامل ہے، جو جامع نظام کے مرحلے کی ساخت اور مطابقت کو کنٹرول کرتے ہوئے مرکب مواد کی خصوصیات کو کنٹرول کرنے کے لیے بہت اہمیت کا حامل ہے۔

پیچیدہ نظام کے مورفولوجی اور فیز ڈایاگرام کا مطالعہ کرنے کے عمل میں، مختلف اجزاء کو الگ کرنے کے لیے مناسب ذرائع کا انتخاب کرنا بہت ضروری ہے۔ تاہم، HPMC اور HPS کے درمیان فرق کرنا کافی مشکل ہے، کیونکہ دونوں میں اچھی شفافیت اور یکساں ریفریکٹیو انڈیکس ہے، اس لیے آپٹیکل مائیکروسکوپی کے ذریعے دونوں اجزاء میں فرق کرنا مشکل ہے۔ اس کے علاوہ، کیونکہ دونوں نامیاتی کاربن پر مبنی مواد ہیں، لہذا دونوں میں ایک جیسی توانائی جذب ہوتی ہے، اس لیے الیکٹران مائیکروسکوپی کو اسکین کرنے کے لیے اجزاء کے جوڑے کو درست طریقے سے الگ کرنا بھی مشکل ہے۔ فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی پولی سیکرائیڈ بینڈ کے رقبہ کے تناسب سے 1180-953 سینٹی میٹر اور امائڈ بینڈ 1750-1483 سینٹی میٹر-1 [52 337]، لیکن یہ تکنیک بہت پیچیدہ ہے اور عام طور پر HPMC/HPS ہائبرڈ سسٹمز کے لیے کافی کنٹراسٹ پیدا کرنے کے لیے سنکروٹران ریڈی ایشن فوئیر ٹرانسفارم انفراریڈ تکنیک کی ضرورت ہوتی ہے۔ اجزاء کی اس علیحدگی کو حاصل کرنے کی تکنیکیں بھی موجود ہیں، جیسے ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی اور چھوٹے زاویہ والے ایکس رے بکھرنے، لیکن یہ تکنیکیں عام طور پر پیچیدہ ہوتی ہیں [338]۔ اس موضوع میں، سادہ آئیوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائکروسکوپ تجزیہ کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے، اور یہ اصول کہ امائلوز ہیلیکل ڈھانچے کا آخری گروپ آیوڈین کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے انکلوژن کمپلیکس تشکیل دے سکتا ہے، آئیوڈین ڈائینگ کے ذریعے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کو رنگنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، لہذا کہ HPS اجزاء کو HPMC اجزاء سے ان کے مختلف رنگوں سے ہلکے خوردبین کے نیچے ممتاز کیا گیا تھا۔ لہذا، آئوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائیکروسکوپ تجزیہ کا طریقہ نشاستے پر مبنی پیچیدہ نظاموں کے مورفولوجی اور فیز ڈایاگرام کے لیے ایک سادہ اور موثر تحقیقی طریقہ ہے۔

اس باب میں، مائکروسکوپک مورفولوجی، فیز ڈسٹری بیوشن، فیز ٹرانزیشن اور HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے دیگر مائیکرو اسٹرکچرز کا مطالعہ آیوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائیکروسکوپ تجزیہ کے ذریعے کیا گیا۔ اور میکانی خصوصیات اور دیگر میکروسکوپک خصوصیات؛ اور مختلف حل کے ارتکاز اور مرکب تناسب کے خوردبینی شکلوں اور میکروسکوپک خصوصیات کے ارتباط کے تجزیے کے ذریعے، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے مائکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا، تاکہ HPMC/HPS کو کنٹرول کیا جا سکے۔ جامع مواد کی خصوصیات کی بنیاد فراہم کریں۔

4.1 مواد اور سامان

4.1.1 اہم تجرباتی مواد

4.2 تجرباتی طریقہ

4.2.1 HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل کی تیاری

HPMC سلوشن اور HPS سلوشن کو 3%، 5%، 7% اور 9% ارتکاز پر تیار کریں، تیاری کے طریقہ کے لیے 2.2.1 دیکھیں۔ HPMC سلوشن اور HPS سلوشن کو 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 45:55, 40:60, 30:70, 20:80, 0: کے مطابق ملا دیں۔ 100 مختلف تناسب کو 250 rmp/min کی رفتار سے 21 °C پر 30 منٹ کے لیے ملایا گیا، اور مختلف ارتکاز اور مختلف تناسب کے ساتھ مخلوط حل حاصل کیے گئے۔

4.2.2 HPMC/HPS جامع جھلی کی تیاری

3.2.1 دیکھیں۔

4.2.3 HPMC/HPS جامع کیپسول کی تیاری

2.2.1 میں طریقہ کے ذریعہ تیار کردہ محلول کا حوالہ دیں، ڈپنگ کے لیے سٹینلیس سٹیل کا مولڈ استعمال کریں، اور اسے 37 °C پر خشک کریں۔ سوکھے کیپسول نکالیں، اضافی کاٹ دیں، اور ایک جوڑا بنانے کے لیے انہیں ایک ساتھ رکھیں۔

4.2.4 HPMC/HPS کمپوزٹ فلم آپٹیکل مائکروسکوپ

4.2.4.1 آپٹیکل مائکروسکوپی تجزیہ کے اصول

آپٹیکل مائیکروسکوپ محدب لینس کے ذریعے میگنفائنگ امیجنگ کے نظری اصول کا استعمال کرتی ہے، اور قریبی چھوٹے مادوں کے کھلنے والے زاویہ کو آنکھوں تک پھیلانے کے لیے دو کنورجنگ لینز کا استعمال کرتی ہے، اور ان ننھے مادوں کے سائز کو بڑا کرتی ہے جن کو انسانی آنکھ نہیں سمجھ سکتی۔ جب تک کہ انسانی آنکھ سے مادوں کا سائز معلوم نہیں ہو سکتا۔

4.2.4.2 ٹیسٹ کا طریقہ

مختلف ارتکاز اور مرکب تناسب کے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کو 21 ° C پر نکالا گیا، شیشے کی سلائیڈ پر گرا دیا گیا، ایک پتلی تہہ میں ڈالا گیا، اور اسی درجہ حرارت پر خشک کیا گیا۔ فلموں کو 1% آیوڈین محلول سے داغ دیا گیا تھا (1 جی آئیوڈین اور 10 جی پوٹاشیم آئوڈائڈ کو 100 ملی لیٹر والیومیٹرک فلاسک میں رکھا گیا تھا، اور ایتھنول میں تحلیل کیا گیا تھا)، مشاہدے کے لیے ہلکے خوردبین کے میدان میں رکھا گیا تھا اور تصویر کھینچی گئی تھی۔

4.2.5 HPMC/HPS کمپوزٹ فلم کی روشنی کی ترسیل

4.2.5.1 UV-vis spectrophotometry کے تجزیہ کا اصول

3.2.3.1 کی طرح۔

4.2.5.1 ٹیسٹ کا طریقہ

3.2.3.2 دیکھیں۔

4.2.6 HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کی ٹینسائل خصوصیات

4.2.6.1 ٹینسائل پراپرٹی کے تجزیہ کا اصول

3.2.3.1 کی طرح۔

4.2.6.1 ٹیسٹ کا طریقہ

نمونے 48 گھنٹے تک 73% نمی پر متوازن ہونے کے بعد جانچے گئے۔ ٹیسٹ کے طریقہ کار کے لیے 3.2.3.2 دیکھیں۔

4.3 نتائج اور بحث

4.3.1 مصنوعات کی شفافیت کا مشاہدہ

شکل 4-1 میں 70:30 مرکب تناسب میں HPMC اور HPS کو مرکب کرکے تیار کردہ خوردنی فلمیں اور کیپسول دکھائے گئے ہیں۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، مصنوعات میں اچھی شفافیت ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ HPMC اور HPS میں ایک جیسے اضطراری اشارے ہیں، اور دونوں کو مرکب کرنے کے بعد ایک یکساں مرکب حاصل کیا جا سکتا ہے۔

4.3.2 داغ لگنے سے پہلے اور بعد میں HPMC/HPS کمپلیکس کی آپٹیکل مائکروسکوپ تصاویر

شکل 4-2 HPMC/HPS کمپلیکس کو رنگنے سے پہلے اور بعد میں ایک نظری خوردبین کے تحت مشاہدہ کیے جانے والے مختلف مرکب تناسب کے ساتھ مخصوص مورفولوجی کو ظاہر کرتا ہے۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، غیر داغدار شکل میں HPMC مرحلے اور HPS مرحلے میں فرق کرنا مشکل ہے۔ رنگے ہوئے خالص HPMC اور خالص HPS اپنے منفرد رنگ دکھاتے ہیں، جس کی وجہ یہ ہے کہ HPS اور آیوڈین کے آئوڈین کے داغ کے ذریعے اس کا رنگ گہرا ہو جاتا ہے۔ لہذا، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں دو مراحل کو سادہ اور واضح طور پر ممتاز کیا گیا ہے، جو مزید ثابت کرتا ہے کہ HPMC اور HPS متفرق نہیں ہیں اور ایک یکساں مرکب نہیں بنا سکتے۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، جیسے جیسے HPS کا مواد بڑھتا ہے، اعداد و شمار میں ڈارک ایریا (HPS فیز) کا رقبہ توقع کے مطابق بڑھتا رہتا ہے، اس طرح اس بات کی تصدیق ہوتی ہے کہ اس عمل کے دوران دو فیز ری آرنجمنٹ واقع ہوتی ہے۔ جب HPMC کا مواد 40% سے زیادہ ہوتا ہے، HPMC مسلسل مرحلے کی حالت پیش کرتا ہے، اور HPS HPMC کے مسلسل مرحلے میں منتشر مرحلے کے طور پر منتشر ہوتا ہے۔ اس کے برعکس، جب HPMC کا مواد 40% سے کم ہوتا ہے، HPS مسلسل مرحلے کی حالت پیش کرتا ہے، اور HPMC HPS کے مسلسل مرحلے میں منتشر مرحلے کے طور پر منتشر ہوتا ہے۔ لہذا، 5% HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل میں، HPS کے بڑھتے ہوئے مواد کے ساتھ، اس کے برعکس ہوا جب مرکب تناسب HPMC/HPS 40:60 تھا۔ مسلسل مرحلہ ابتدائی HPMC مرحلے سے بعد کے HPS مرحلے میں تبدیل ہوتا ہے۔ مرحلے کی شکل کا مشاہدہ کرتے ہوئے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ HPS میٹرکس میں HPMC مرحلہ بازی کے بعد کروی ہے، جبکہ HPMC میٹرکس میں HPS مرحلے کی منتشر شکل زیادہ بے قاعدہ ہے۔

مزید برآں، رنگنے کے بعد HPMC/HPS کمپلیکس میں ہلکے رنگ کے علاقے (HPMC) اور گہرے رنگ کے علاقے (HPS) کے رقبے کے تناسب کا حساب لگاتے ہوئے (میسوفیس کی صورت حال پر غور کیے بغیر) پتہ چلا کہ رقبہ HPMC (ہلکا رنگ)/HPS (گہرا رنگ) اعداد و شمار میں تناسب ہمیشہ حقیقی HPMC/HPS مرکب تناسب سے زیادہ ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، 50:50 کے کمپاؤنڈ تناسب کے ساتھ HPMC/HPS کمپاؤنڈ کے سٹیننگ ڈایاگرام میں، انٹرفیس ایریا میں HPS کا رقبہ شمار نہیں کیا جاتا ہے، اور روشنی/تاریک علاقے کا تناسب 71/29 ہے۔ یہ نتیجہ HPMC/HPS جامع نظام میں میسوفیسس کی ایک بڑی تعداد کے وجود کی تصدیق کرتا ہے۔

یہ بات مشہور ہے کہ مکمل طور پر ہم آہنگ پولیمر کمپاؤنڈنگ سسٹم کافی نایاب ہیں کیونکہ پولیمر کمپاؤنڈنگ کے عمل کے دوران، کمپاؤنڈنگ کی حرارت عام طور پر مثبت ہوتی ہے اور کمپاؤنڈنگ کی اینٹروپی عام طور پر بہت کم تبدیل ہوتی ہے، اس طرح کمپاؤنڈنگ کے دوران آزاد توانائی مثبت قدر میں بدل جاتی ہے۔ تاہم، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں، HPMC اور HPS اب بھی زیادہ مطابقت ظاہر کرنے کا وعدہ کر رہے ہیں، کیونکہ HPMC اور HPS دونوں ہائیڈرو فیلک پولی سیکرائڈز ہیں، ایک ہی ساختی اکائی ہیں - گلوکوز، اور پاس ایک ہی فنکشنل گروپ کے ساتھ ترمیم کی جاتی ہے۔ hydroxypropyl. HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک سے زیادہ میسوفیسس کا رجحان بھی اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ کمپاؤنڈ میں HPMC اور HPS میں ایک خاص حد تک مطابقت ہے، اور اسی طرح کا رجحان سٹارچ-پولی وینیل الکحل مرکب نظام میں پلاسٹائزر کے ساتھ ہوتا ہے۔ بھی ظاہر ہوا [339]۔

4.3.3 مائکروسکوپک مورفولوجی اور کمپاؤنڈ سسٹم کی میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق

HPMC/HPS جامع نظام کی مورفولوجی، فیز علیحدگی کے رجحان، شفافیت اور مکینیکل خصوصیات کے درمیان تعلق کا تفصیل سے مطالعہ کیا گیا۔ شکل 4-3 میکروسکوپک خصوصیات پر HPS مواد کا اثر دکھاتا ہے جیسے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی شفافیت اور ٹینسائل ماڈیولس۔ اعداد و شمار سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPMC کی شفافیت خالص HPS سے زیادہ ہے، اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ نشاستے کی دوبارہ تشکیل سے HPS کی شفافیت کم ہو جاتی ہے، اور نشاستے کی ہائیڈروکسی پروپیل ترمیم بھی شفافیت میں کمی کی ایک اہم وجہ ہے۔ ایچ پی ایس [340، 341]۔ یہ اعداد و شمار سے پایا جا سکتا ہے کہ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی ترسیل HPS مواد کے فرق کے ساتھ کم از کم قدر ہوگی۔ کمپاؤنڈ سسٹم کی ترسیل، 70٪ سے کم HPS مواد کی حد میں، اس کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔iT HPS مواد کے بڑھنے کے ساتھ کم ہوتا ہے۔ جب HPS مواد 70% سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو یہ HPS مواد کے اضافے کے ساتھ بڑھ جاتا ہے۔ اس رجحان کا مطلب یہ ہے کہ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم ناقابل تسخیر ہے، کیونکہ نظام کے مرحلے سے علیحدگی کا رجحان روشنی کی ترسیل میں کمی کا باعث بنتا ہے۔ اس کے برعکس، کمپاؤنڈ سسٹم کا ینگز ماڈیولس بھی مختلف تناسب کے ساتھ ایک کم از کم پوائنٹ ظاہر ہوا، اور ینگز ماڈیولس HPS مواد میں اضافے کے ساتھ کم ہوتا چلا گیا، اور HPS کا مواد 60% ہونے پر کم ترین مقام پر پہنچ گیا۔ ماڈیولس میں اضافہ ہوتا رہا، اور ماڈیولس میں قدرے اضافہ ہوا۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے ینگز ماڈیولس نے کم از کم قدر ظاہر کی، جس نے یہ بھی اشارہ کیا کہ کمپاؤنڈ سسٹم ایک ناقابل تسخیر نظام تھا۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی روشنی کی ترسیل کا سب سے نچلا نقطہ HPMC مسلسل فیز سے منتشر فیز کے فیز ٹرانزیشن پوائنٹ اور شکل 4-2 میں ینگ کی ماڈیولس ویلیو کے سب سے نچلے پوائنٹ سے مطابقت رکھتا ہے۔

4.3.4 کمپاؤنڈ سسٹم کے خوردبینی شکل پر محلول کے ارتکاز کا اثر

شکل 4-4 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے مورفولوجی اور مرحلے کی منتقلی پر حل کے ارتکاز کے اثر کو ظاہر کرتا ہے۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، 3% HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی کم ارتکاز، HPMC/HPS کے کمپاؤنڈ تناسب میں 40:60 ہے، شریک مسلسل ساخت کی ظاہری شکل دیکھی جا سکتی ہے۔ جب کہ 7% محلول کی اعلی ارتکاز میں، یہ ہم آہنگ ڈھانچہ 50:50 کے مرکب تناسب کے ساتھ شکل میں دیکھا جاتا ہے۔ یہ نتیجہ ظاہر کرتا ہے کہ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے فیز ٹرانزیشن پوائنٹ میں ایک خاص ارتکاز انحصار ہوتا ہے، اور HPMC/HPS کمپاؤنڈ ریشو کمپاؤنڈ سلوشن کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے، اور HPS ایک مسلسل مرحلے کی تشکیل کرتا ہے۔ . . اس کے علاوہ، HPMC مسلسل مرحلے میں منتشر ہونے والے HPS ڈومینز نے ارتکاز کی تبدیلی کے ساتھ ایک جیسی شکلیں اور شکلیں ظاہر کیں۔ جبکہ HPMC منتشر مراحل HPS مسلسل مرحلے میں منتشر ہوتے ہیں مختلف ارتکاز میں مختلف اشکال اور شکلیں ظاہر کرتے ہیں۔ اور حل کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، HPMC کا پھیلاؤ کا علاقہ زیادہ سے زیادہ بے قاعدہ ہوتا گیا۔ اس رجحان کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ HPS محلول کی viscosity کمرے کے درجہ حرارت پر HPMC محلول کی نسبت بہت زیادہ ہے، اور HPMC مرحلے کا ایک صاف کروی حالت بنانے کا رجحان سطحی تناؤ کی وجہ سے دب جاتا ہے۔

4.3.5 کمپاؤنڈ سسٹم کی مکینیکل خصوصیات پر حل کے ارتکاز کا اثر

تصویر 4-4 کی شکلوں سے مطابقت رکھتے ہوئے، تصویر 4-5 مختلف ارتکاز کے حل کے تحت بننے والی جامع فلموں کی ٹینسائل خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ HPMC/HPS کمپوزٹ سسٹم کے ٹوٹنے پر ینگ کا ماڈیولس اور لمبا ہونا محلول کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ کم ہوتا ہے، جو HPMC کے مسلسل مرحلے سے منتشر مرحلے میں بتدریج تبدیلی کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ -4. مائکروسکوپک مورفولوجی مستقل ہے۔ چونکہ HPMC ہومو پولیمر کا ینگ کا ماڈیولس HPS سے زیادہ ہے، اس لیے یہ پیشین گوئی کی جاتی ہے کہ HPMC/HPS کمپوزٹ سسٹم کے ینگز ماڈیولس کو اس وقت بہتر کیا جائے گا جب HPMC مسلسل مرحلہ ہو گا۔

4.4 اس باب کا خلاصہ

اس باب میں، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز اور مختلف ارتکاز اور مرکب تناسب کے ساتھ خوردنی جامع فلمیں تیار کی گئیں، اور HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی مائکروسکوپک مورفولوجی اور فیز ٹرانزیشن کا مشاہدہ آئوڈین سٹیننگ کے آپٹیکل مائکروسکوپ تجزیہ کے ذریعے کیا گیا تاکہ نشاستے کے مراحل کو الگ کیا جا سکے۔ HPMC/HPS کی خوردنی جامع فلم کی روشنی کی ترسیل اور مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ UV-vis spectrophotometer اور مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر کے ذریعے کیا گیا، اور آپٹیکل خصوصیات اور مرکب نظام کی میکانیکی خصوصیات پر مختلف ارتکاز اور مرکب تناسب کے اثرات کا مطالعہ کیا گیا۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے مائیکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق جامع نظام کے مائیکرو اسٹرکچر، جیسے مائیکرو اسٹرکچر، فیز ٹرانزیشن اور فیز سیپریشن، اور میکروسکوپک خصوصیات جیسے نظری خصوصیات اور مکینیکل خصوصیات کو ملا کر قائم کیا گیا تھا۔ اہم نتائج درج ذیل ہیں:

1. آئوڈین سٹیننگ کے ذریعے نشاستے کے مراحل میں فرق کرنے کا آپٹیکل مائکروسکوپ تجزیہ کا طریقہ نشاستے پر مبنی کمپاؤنڈ سسٹمز کی مورفولوجی اور مرحلے کی منتقلی کا مطالعہ کرنے کا سب سے آسان، براہ راست اور موثر طریقہ ہے۔ آئوڈین کے داغ کے ساتھ، نشاستہ کا مرحلہ ہلکی مائکروسکوپی کے تحت گہرا اور گہرا ظاہر ہوتا ہے، جبکہ HPMC داغ نہیں ہوتا ہے اور اس وجہ سے ہلکا رنگ ظاہر ہوتا ہے۔
2. HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم غلط نہیں ہے، اور کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک فیز ٹرانزیشن پوائنٹ ہوتا ہے، اور اس فیز ٹرانزیشن پوائنٹ میں ایک خاص کمپاؤنڈ ریشو انحصار اور حل کے ارتکاز پر انحصار ہوتا ہے۔
3. HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں اچھی مطابقت ہے، اور کمپاؤنڈ سسٹم میں میسوفیسس کی ایک بڑی تعداد موجود ہے۔ درمیانی مرحلے میں، مسلسل مرحلہ منتشر مرحلے میں ذرات کی حالت میں منتشر ہوتا ہے۔
4. HPMC میٹرکس میں HPS کے منتشر مرحلے نے مختلف ارتکاز میں ایک جیسی کروی شکل دکھائی۔ HPMC نے HPS میٹرکس میں فاسد مورفولوجی کو دکھایا، اور مورفولوجی کی بے قاعدگی ارتکاز میں اضافے کے ساتھ بڑھ گئی۔
5. HPMC/HPS کمپوزٹ سسٹم کے مائیکرو اسٹرکچر، فیز ٹرانزیشن، شفافیت اور مکینیکل خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا۔ a کمپاؤنڈ سسٹم کی شفافیت کا سب سے کم نقطہ HPMC کے مسلسل مرحلے سے منتشر مرحلے تک منتقلی کے نقطہ اور ٹینسائل ماڈیولس کی کمی کے کم از کم نقطہ کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ ب حل کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ وقفے پر ینگ کا ماڈیولس اور لمبا ہونا کم ہو جاتا ہے، جس کا تعلق HPMC کی شکلیاتی تبدیلی سے مرکب نظام میں مسلسل مرحلے سے منتشر ہونے تک ہے۔

خلاصہ یہ کہ HPMC/HPS کمپوزٹ سسٹم کی میکروسکوپک خصوصیات کا اس کے خوردبینی مورفولوجیکل ڈھانچے، مرحلے کی منتقلی، مرحلے کی علیحدگی اور دیگر مظاہر سے گہرا تعلق ہے، اور کمپوزٹ کی خصوصیات کو فیز کی ساخت اور کمپوزٹ کی مطابقت کو کنٹرول کرکے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ نظام

باب 5 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی Rheological خصوصیات پر HPS Hydroxypropyl متبادل ڈگری کا اثر

یہ بات مشہور ہے کہ نشاستے کی کیمیائی ساخت میں چھوٹی تبدیلیاں اس کی rheological خصوصیات میں ڈرامائی تبدیلیوں کا باعث بن سکتی ہیں۔ لہذا، کیمیائی ترمیم نشاستے پر مبنی مصنوعات کی rheological خصوصیات کو بہتر بنانے اور کنٹرول کرنے کا امکان فراہم کرتی ہے [342]۔ بدلے میں، نشاستہ کی کیمیائی ساخت کے اثر کو اس کی rheological خصوصیات پر عبور کرنے سے نشاستے پر مبنی مصنوعات کی ساختی خصوصیات کو بہتر طور پر سمجھا جا سکتا ہے، اور بہتر نشاستے کی فعال خصوصیات کے ساتھ ترمیم شدہ نشاستے کے ڈیزائن کے لیے بنیاد فراہم کی جا سکتی ہے [235]۔ Hydroxypropyl نشاستہ ایک پیشہ ور ترمیم شدہ نشاستہ ہے جو خوراک اور ادویات کے میدان میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ عام طور پر الکلائن حالات میں پروپیلین آکسائیڈ کے ساتھ مقامی نشاستے کے ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے۔ Hydroxypropyl ایک ہائیڈرو فیلک گروپ ہے۔ نشاستے کی مالیکیولر چین میں ان گروپوں کا تعارف انٹرمولیکولر ہائیڈروجن بانڈز کو توڑ یا کمزور کر سکتا ہے جو نشاستے کے دانے کی ساخت کو برقرار رکھتے ہیں۔ لہذا، ہائیڈرو آکسی پروپیل سٹارچ کی فزیک کیمیکل خصوصیات اس کی مالیکیولر چین [233, 235, 343, 344] پر ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپس کے متبادل کی ڈگری سے متعلق ہیں۔

بہت سے مطالعات نے ہائیڈرو آکسی پروپیل نشاستہ کی فزیکو کیمیکل خصوصیات پر ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اثر کی تحقیقات کی ہیں۔ ہان وغیرہ۔ کورین چپچپا چاول کے کیک کی ساخت اور پیچھے ہٹنے والی خصوصیات پر ہائیڈرو آکسی پروپیل مومی سٹارچ اور ہائیڈرو آکسی پروپیل کارن سٹارچ کے اثرات کا مطالعہ کیا۔ اس تحقیق سے پتا چلا ہے کہ ہائیڈروکسی پروپیلیشن نشاستے کے جیلیٹنائزیشن درجہ حرارت کو کم کر سکتی ہے اور نشاستے کی پانی رکھنے کی صلاحیت کو بہتر بنا سکتی ہے۔ کارکردگی، اور کوریائی چپچپا چاول کے کیک میں نشاستے کی عمر بڑھنے کے رجحان کو نمایاں طور پر روکتا ہے [345]۔ کور وغیرہ۔ آلو کے نشاستے کی مختلف اقسام کی فزیکو کیمیکل خصوصیات پر ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کے اثرات کا مطالعہ کیا، اور معلوم ہوا کہ آلو کے نشاستے کے ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی ڈگری مختلف اقسام کے ساتھ مختلف ہوتی ہے، اور بڑے ذرہ سائز کے ساتھ نشاستے کی خصوصیات پر اس کا اثر زیادہ اہم ہے۔ hydroxypropylation رد عمل نشاستے کے دانے کی سطح پر بہت سے ٹکڑے اور نالیوں کا سبب بنتا ہے۔ ہائیڈروکسی پروپیل کا متبادل ڈائمتھائل سلفوکسائیڈ میں سوجن کی خصوصیات، پانی میں حل پذیری اور نشاستے کی حل پذیری کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے، اور نشاستہ پیسٹ کی شفافیت کو بہتر بنا سکتا ہے [346]۔ لاول وغیرہ۔ میٹھے آلو کے نشاستے کی خصوصیات پر ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کے اثر کا مطالعہ کیا۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ ہائیڈروکسی پروپیل میں ترمیم کے بعد، مفت سوجن کی صلاحیت اور نشاستے کی پانی میں حل پذیری میں بہتری آئی ہے۔ دیسی نشاستے کی دوبارہ تشکیل اور پسپائی کو روک دیا گیا تھا۔ ہاضمہ بہتر ہوتا ہے [347]۔ Schmitz et al. hydroxypropyl tapioca نشاستہ تیار کیا اور پایا کہ اس میں سوجن کی صلاحیت اور چپکنے والی زیادہ ہے، عمر بڑھنے کی شرح کم ہے، اور زیادہ منجمد پگھلنے کا استحکام ہے [344]۔

تاہم، ہائیڈرو آکسی پروپیل نشاستہ کی rheological خصوصیات کے بارے میں کچھ مطالعات ہیں، اور نشاستے پر مبنی مرکب نظاموں کی rheological خصوصیات اور جیل کی خصوصیات پر ہائیڈروکسی پروپیل ترمیم کے اثرات اب تک شاذ و نادر ہی رپورٹ ہوئے ہیں۔ چن وغیرہ۔ کم ارتکاز (5%) ہائیڈروکسی پروپیل چاول کے نشاستے کے محلول کی ریولوجی کا مطالعہ کیا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نشاستے کے محلول کی مستحکم حالت اور متحرک viscoelasticity پر ہائیڈرو آکسی پروپیل کی تبدیلی کا اثر متبادل کی ڈگری سے متعلق تھا، اور ہائیڈروکسی پروپیل پروپیل کے متبادل کی تھوڑی سی مقدار نشاستے کے محلول کی rheological خصوصیات کو نمایاں طور پر تبدیل کر سکتی ہے۔ نشاستے کے محلول کا viscosity coefficient متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہوتا ہے، اور ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ اس کی rheological خصوصیات کا درجہ حرارت کا انحصار بڑھ جاتا ہے۔ رقم متبادل کی بڑھتی ہوئی ڈگری کے ساتھ کم ہوتی ہے [342]۔ لی وغیرہ۔ میٹھے آلو کے نشاستے کی جسمانی خصوصیات اور rheological خصوصیات پر ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کے اثر کا مطالعہ کیا، اور نتائج سے معلوم ہوا کہ نشاستے کی سوجن کی صلاحیت اور پانی میں حل پذیری ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ بڑھ گئی ہے۔ hydroxypropyl متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ enthalpy کی قدر کم ہوتی ہے۔ viscosity گتانک، پیچیدہ viscosity، پیداوار کا تناؤ، پیچیدہ viscosity اور نشاستے کے محلول کا متحرک ماڈیولس ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری، سیال انڈیکس اور نقصان کے عنصر کے اضافے کے ساتھ کم ہو جاتا ہے، یہ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے ساتھ بڑھتا ہے۔ نشاستے کے گلو کی جیل کی طاقت کم ہو جاتی ہے، منجمد پگھلنے کا استحکام بڑھ جاتا ہے، اور مطابقت پذیری کا اثر کم ہوتا ہے [235]۔

اس باب میں، HPMC/HPS کولڈ اور ہاٹ جیل کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور جیل کی خصوصیات پر HPS ہائیڈرو آکسیپروپیل متبادل ڈگری کے اثر کا مطالعہ کیا گیا۔ ساخت کی تشکیل اور rheological خصوصیات کے درمیان تعلق کو گہرائی سے سمجھنے کے لیے منتقلی کی صورت حال بہت اہمیت کی حامل ہے۔ اس کے علاوہ، HPMC/HPS ریورس کولنگ کمپاؤنڈ سسٹم کے جیلیشن میکانزم پر ابتدائی طور پر تبادلہ خیال کیا گیا تھا، تاکہ دوسرے اسی طرح کے ریورس ہیٹ کولنگ جیل سسٹمز کے لیے کچھ نظریاتی رہنمائی فراہم کی جا سکے۔

5.1 مواد اور سامان

5.1.1 اہم تجرباتی مواد

5.1.2 اہم آلات اور آلات

5.2 تجرباتی طریقہ

5.2.1 مرکب حل کی تیاری

مختلف مرکب تناسب (100/0, 50/50, 0/100) کے ساتھ 15% HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل اور مختلف ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری (G80, A939, A1081) کے ساتھ HPS تیار کیے گئے تھے۔ A1081, A939, HPMC اور ان کے مرکب حل کی تیاری کے طریقے 2.2.1 میں دکھائے گئے ہیں۔ G80 اور HPMC کے ساتھ اس کے کمپاؤنڈ سلوشنز کو آٹوکلیو میں 1500psi اور 110°C کے حالات میں ہلا کر جیلیٹنائز کیا جاتا ہے، کیونکہ G80 مقامی نشاستہ زیادہ امائلوز (80%) ہوتا ہے، اور اس کا جیلیٹنائزیشن درجہ حرارت 100 °C سے زیادہ ہوتا ہے، جو نہیں ہو سکتا۔ پانی سے نہانے کے اصل جیلیٹنائزیشن طریقہ [348] کے ذریعے پہنچا۔

5.2.2 HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل کی Rheological خصوصیات HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ

5.2.2.1 rheological تجزیہ کا اصول

2.2.2.1 کی طرح

5.2.2.2 فلو موڈ ٹیسٹ کا طریقہ

60 ملی میٹر کے قطر کے ساتھ ایک متوازی پلیٹ کلیمپ استعمال کیا گیا تھا، اور پلیٹ کی وقفہ کاری 1 ملی میٹر پر رکھی گئی تھی۔

1. ایک پری شیئر فلو ٹیسٹ کا طریقہ اور تین مراحل کی تھیکسوٹروپی ہے۔ 2.2.2.2 کی طرح۔
2. پری شیئر اور thixotropic ring thixotropy کے بغیر فلو ٹیسٹ کا طریقہ۔ ٹیسٹ کا درجہ حرارت 25 °C ہے، a۔ بڑھتی ہوئی رفتار سے مونڈنا، قینچ کی شرح کی حد 0-1000 s-1، مونڈنے کا وقت 1 منٹ؛ ب مسلسل مونڈنا، مونڈنے کی شرح 1000 s-1، مونڈنے کا وقت 1 منٹ؛ c کم رفتار مونڈنا، قینچ کی شرح کی حد 1000-0s-1 ہے، اور مونڈنے کا وقت 1 منٹ ہے۔

5.2.2.3 Oscillation موڈ ٹیسٹ کا طریقہ

60 ملی میٹر کے قطر کے ساتھ ایک متوازی پلیٹ فکسچر استعمال کیا گیا تھا، اور پلیٹ کا وقفہ 1 ملی میٹر پر سیٹ کیا گیا تھا۔

1. اخترتی متغیر جھاڑو. ٹیسٹ درجہ حرارت 25 °C، تعدد 1 ہرٹج، اخترتی 0.01-100 %
2. درجہ حرارت اسکین۔ فریکوئنسی 1 ہرٹج، اخترتی 0.1 %، اے۔ حرارتی عمل، درجہ حرارت 5-85 ° C، حرارتی شرح 2 ° C/منٹ؛ ب کولنگ کا عمل، درجہ حرارت 85-5 °C، کولنگ ریٹ 2 °C/منٹ۔ جانچ کے دوران نمی کی کمی سے بچنے کے لیے نمونے کے ارد گرد سلیکون تیل کی مہر استعمال کی جاتی ہے۔
3. فریکوئنسی جھاڑو. تغیر %0.1، فریکوئنسی 1-100 rad/s۔ ٹیسٹ بالترتیب 5 ° C اور 85 ° C پر کئے گئے تھے، اور جانچ سے پہلے 5 منٹ تک ٹیسٹ کے درجہ حرارت پر متوازن تھے۔

پولیمر محلول کے سٹوریج ماڈیولس G′ اور نقصان ماڈیولس G″ اور کونیی فریکوئنسی ω کے درمیان تعلق طاقت کے قانون کی پیروی کرتا ہے:

جہاں n′ اور n″ بالترتیب لاگ G′-log ω اور log G″-log ω کی ڈھلوان ہیں؛

G0′ اور G0″ بالترتیب لاگ G′-log ω اور log G″-log ω کے وقفے ہیں۔

5.2.3 آپٹیکل مائکروسکوپ

5.2.3.1 آلہ کا اصول

4.2.3.1 کی طرح

5.2.3.2 ٹیسٹ کا طریقہ

3% 5:5 HPMC/HPS کمپاؤنڈ محلول کو 25 ° C، 45 ° C، اور 85 ° C کے مختلف درجہ حرارت پر نکالا گیا، اسی درجہ حرارت پر رکھی شیشے کی سلائیڈ پر گرا دیا گیا، اور ایک پتلی فلم میں ڈالا گیا۔ پرت حل اور ایک ہی درجہ حرارت پر خشک. فلموں کو 1٪ آیوڈین محلول کے ساتھ داغ دیا گیا تھا، مشاہدے کے لیے روشنی خوردبین کے میدان میں رکھا گیا تھا اور تصویر کھینچی گئی تھی۔

5.3 نتائج اور بحث

5.3.1 واسکاسیٹی اور فلو پیٹرن کا تجزیہ

5.3.1.1 پری شیئر اور تھیکسوٹروپک رِنگ تھیکسوٹروپی کے بغیر فلو ٹیسٹ کا طریقہ

پری شیئرنگ کے بغیر فلو ٹیسٹ کے طریقہ کار اور thixotropic ring thixotropic طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشن کی viscosity کا مختلف ڈگریوں کے ساتھ hydroxypropyl متبادل HPS کا مطالعہ کیا گیا۔ نتائج شکل 5-1 میں دکھائے گئے ہیں۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ تمام نمونوں کی viscosity قینچ کی قوت کے عمل کے تحت قینچ کی شرح میں اضافے کے ساتھ کم ہونے والے رجحان کو ظاہر کرتی ہے، جس میں قینچ کے پتلا ہونے کے رجحان کی ایک خاص ڈگری کو ظاہر کیا جاتا ہے۔ زیادہ تر زیادہ ارتکاز والے پولیمر سلوشنز یا پگھلنے والے قینچ کے نیچے مضبوط تناؤ اور مالیکیولر ری آرنجمنٹ سے گزرتے ہیں، اس طرح سیوڈو پلاسٹک سیال رویے کی نمائش ہوتی ہے [305, 349, 350]۔ تاہم، HPS کے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کی قینچ پتلی کرنے کی ڈگریاں مختلف ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ مختلف ہیں۔

تصویر 5-1 HPS/HPMC محلول کی Viscosities بمقابلہ قینچ کی شرح HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ (پری شیئرنگ کے بغیر، ٹھوس اور کھوکھلی علامتیں بالترتیب بڑھتی ہوئی شرح اور شرح میں کمی کے عمل کو پیش کرتی ہیں)

یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS نمونے کی viscosity اور shear thinning کی ڈگری HPMC/HPS کمپاؤنڈ کے نمونے سے زیادہ ہے، جبکہ HPMC محلول کی قینچ پتلی ہونے کی ڈگری سب سے کم ہے، بنیادی طور پر HPS کی چپکنے کی وجہ سے کم درجہ حرارت HPMC کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ہے۔ اس کے علاوہ، اسی مرکب تناسب کے ساتھ HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل کے لیے، viscosity HPS hydroxypropyl متبادل ڈگری کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپس کا اضافہ انٹرمولیکیولر ہائیڈروجن بانڈز کو توڑ دیتا ہے اور اس طرح نشاستے کے ذرات کے ٹوٹنے کا باعث بنتا ہے۔ ہائیڈروکسی پروپیلیشن نے نشاستے کے قینچ کے پتلا ہونے کے رجحان کو نمایاں طور پر کم کر دیا، اور مقامی نشاستے کے قینچ پتلا ہونے کا رجحان سب سے واضح تھا۔ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کے مسلسل اضافے کے ساتھ، HPS کی قینچ پتلی ہونے کی ڈگری بتدریج کم ہوتی گئی۔

تمام نمونوں میں شیئر اسٹریس شیئر ریٹ وکر پر تھیکسوٹروپک حلقے ہوتے ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ تمام نمونوں میں ایک خاص ڈگری تھیکسوٹروپی ہے۔ thixotropic طاقت کو thixotropic رنگ کے علاقے کے سائز سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ زیادہ thixotropic نمونہ ہے [351]. نمونے کے حل کے بہاؤ انڈیکس n اور viscosity coefficient K کا حساب Ostwald-de Waele power Law سے لگایا جا سکتا ہے (دیکھیں مساوات (2-1))۔

جدول 5-1 فلو رویہ انڈیکس (n) اور فلو کنسٹینسی انڈیکس (K) بڑھتی ہوئی شرح اور گھٹتی شرح کے عمل کے دوران اور HPS/HPMC محلول کا thixotropy لوپ ایریا 25 °C پر HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ

جدول 5-1 شیئرنگ کو بڑھانے اور کم کرنے کے عمل میں HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کے فلو انڈیکس n، viscosity coefficient K اور thixotropic ring کے علاقے کو دکھاتا ہے۔ یہ ٹیبل سے دیکھا جا سکتا ہے کہ تمام نمونوں کا فلو انڈیکس n 1 سے کم ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ تمام نمونے کے حل سیوڈو پلاسٹک سیال ہیں۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے اسی HPS hydroxypropyl متبادل ڈگری کے ساتھ، HPMC مواد میں اضافے کے ساتھ فلو انڈیکس n بڑھتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC کا اضافہ کمپاؤنڈ سلوشن کو مضبوط نیوٹنین سیال خصوصیات کی نمائش کرتا ہے۔ تاہم، HPMC مواد میں اضافے کے ساتھ، viscosity coefficient K میں مسلسل کمی واقع ہوئی، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC کے اضافے سے کمپاؤنڈ محلول کی viscosity میں کمی آئی، کیونکہ viscosity coefficient K viscosity کے متناسب تھا۔ بڑھتے ہوئے شیئر مرحلے میں مختلف ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ خالص HPS کی n ویلیو اور K ویلیو ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو گئی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن ترمیم نشاستے کی سیوڈو پلاسٹکٹی کو بہتر بنا سکتی ہے اور نشاستے کے محلول کی چپکتی کو کم کر سکتی ہے۔ اس کے برعکس، n کی قدر گھٹتی ہوئی قینچ کے مرحلے میں متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہائیڈروکسی پروپیلیشن تیز رفتار شیئرنگ کے بعد محلول کے نیوٹنین سیال رویے کو بہتر بناتا ہے۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی n ویلیو اور K ویلیو HPS ہائیڈروکسی پروپیلیشن اور HPMC دونوں سے متاثر ہوئی تھی، جو ان کی مشترکہ کارروائی کا نتیجہ تھے۔ بڑھتے ہوئے مونڈنے والے مرحلے کے مقابلے میں، کم ہوتے ہوئے مونڈنے والے مرحلے میں تمام نمونوں کی n قدریں بڑی ہو گئیں، جبکہ K کی قدریں چھوٹی ہو گئیں، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ تیز رفتار مونڈنے کے بعد کمپاؤنڈ محلول کی viscosity کم ہو گئی تھی، اور کمپاؤنڈ حل کے نیوٹنین سیال رویے کو بڑھایا گیا تھا۔ .

HPMC مواد میں اضافے کے ساتھ thixotropic رنگ کا رقبہ کم ہوا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC کے اضافے سے مرکب محلول کی thixotropy کم ہوئی اور اس کے استحکام میں بہتری آئی۔ اسی مرکب تناسب کے ساتھ HPMC/HPS کمپاؤنڈ حل کے لیے، thixotropic رنگ کا رقبہ HPS ہائیڈروکسائپروپل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو جاتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن HPS کے استحکام کو بہتر بناتا ہے۔

5.3.1.2 پری کٹنگ اور تھری سٹیج تھیکسوٹروپک طریقہ کے ساتھ مونڈنے کا طریقہ

قینچ کی شرح کے ساتھ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل HPS کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ HPMC/HPS کمپاؤنڈ محلول کی viscosity کی تبدیلی کا مطالعہ کرنے کے لیے پری شیئر کے ساتھ قینچ کا طریقہ استعمال کیا گیا تھا۔ نتائج شکل 5-2 میں دکھائے گئے ہیں۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ HPMC محلول تقریباً کوئی قینچ پتلا نہیں دکھاتا ہے، جب کہ دوسرے نمونے قینچ کی پتلی کو ظاہر کرتے ہیں۔ یہ پری شیئرنگ کے بغیر شیئرنگ کے طریقہ سے حاصل کردہ نتائج سے مطابقت رکھتا ہے۔ اعداد و شمار سے یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ کم قینچ کی شرح پر، انتہائی ہائیڈروکسی پروپیل کا متبادل نمونہ سطح مرتفع کے علاقے کو ظاہر کرتا ہے۔

تصویر 5-2 HPS/HPMC محلول کی Viscosities بمقابلہ قینچ کی شرح HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ (پری شیئرنگ کے ساتھ)

فٹنگ کے ذریعے حاصل کردہ صفر شیئر واسکاسیٹی (h0)، فلو انڈیکس (n) اور viscosity coefficient (K) کو جدول 5-2 میں دکھایا گیا ہے۔ جدول سے، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ خالص HPS نمونوں کے لیے، دونوں طریقوں سے حاصل کردہ n کی قدریں متبادل کی ڈگری کے ساتھ بڑھ جاتی ہیں، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ نشاستے کے محلول کا ٹھوس جیسا برتاؤ کم ہوتا ہے جیسا کہ متبادل کی ڈگری بڑھ جاتی ہے۔ HPMC مواد میں اضافے کے ساتھ، n کی تمام اقدار نے نیچے کی طرف رجحان ظاہر کیا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC نے حل کے ٹھوس طرز عمل کو کم کر دیا ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ دونوں طریقوں کے کوالٹیٹیو تجزیہ کے نتائج یکساں ہیں۔

مختلف جانچ کے طریقوں کے تحت ایک ہی نمونے کے لیے حاصل کیے گئے ڈیٹا کا موازنہ کرتے ہوئے، یہ معلوم ہوتا ہے کہ پری شیئرنگ کے بعد حاصل کیے گئے n کی قدر ہمیشہ بغیر پری شیئرنگ کے طریقہ سے حاصل کردہ اس سے زیادہ ہوتی ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ پہلے سے حاصل کردہ جامع نظام -شیئرنگ کا طریقہ ایک ٹھوس ہے جیسا کہ رویہ اس طریقہ سے کم ہے جو پری شیئرنگ کے بغیر ماپا جاتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ پری شیئر کے بغیر ٹیسٹ میں حاصل ہونے والا حتمی نتیجہ دراصل شیئر ریٹ اور شیئر ٹائم کے مشترکہ عمل کا نتیجہ ہے، جبکہ پری شیئر کے ساتھ ٹیسٹ کا طریقہ پہلے ہائی شیئر کے ذریعے تھکسوٹروپک اثر کو ایک خاص مدت تک ختم کرتا ہے۔ وقت لہذا، یہ طریقہ زیادہ درست طریقے سے قینچ پتلا ہونے کے رجحان اور کمپاؤنڈ سسٹم کے بہاؤ کی خصوصیات کا تعین کر سکتا ہے۔

جدول سے، ہم یہ بھی دیکھ سکتے ہیں کہ اسی مرکب تناسب (5:5) کے لیے، مرکب نظام کی n قدر 1 کے قریب ہے، اور پری شیئرڈ n ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے ساتھ بڑھتا ہے یہ ظاہر کرتا ہے کہ HPMC ہے کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک مسلسل مرحلہ، اور HPMC کا نشاستے کے نمونوں پر کم ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ زیادہ مضبوط اثر پڑتا ہے، جو اس نتیجے سے مطابقت رکھتا ہے کہ اس کے برعکس پری شیئرنگ کے بغیر متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ n کی قدر بڑھ جاتی ہے۔ دونوں طریقوں میں متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ کمپاؤنڈ سسٹمز کی K قدریں یکساں ہیں، اور کوئی خاص طور پر واضح رجحان نہیں ہے، جب کہ زیرو شیئر واسکاسیٹی نیچے کی طرف واضح رجحان کو ظاہر کرتی ہے، کیونکہ زیرو شیئر واسکاسیٹی قینچ سے آزاد ہے۔ شرح اندرونی viscosity خود مادہ کی خصوصیات کو درست طریقے سے ظاہر کر سکتی ہے۔

تصویر 5-3 HPS/HPMC بلینڈ سلوشن کی تین وقفہ تھیکسوٹروپی HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ

کمپاؤنڈ سسٹم کی thixotropic خصوصیات پر hydroxypropyl سٹارچ کے hydroxypropyl متبادل کی مختلف ڈگریوں کے اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے تین مراحل کا thixotropic طریقہ استعمال کیا گیا تھا۔ یہ شکل 5-3 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ کم قینچ والے مرحلے میں، HPMC مواد کے بڑھنے کے ساتھ حل کی viscosity کم ہوتی ہے، اور متبادل ڈگری کے بڑھنے کے ساتھ کم ہوتی ہے، جو کہ صفر قینچ کی viscosity کے قانون کے مطابق ہے۔

بحالی کے مرحلے میں مختلف وقت کے بعد ساختی بحالی کی ڈگری کا اظہار viscosity ریکوری ریٹ DSR سے ہوتا ہے، اور حساب کا طریقہ 2.3.2 میں دکھایا گیا ہے۔ جدول 5-2 سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ اسی بحالی کے وقت کے اندر، خالص HPS کا DSR خالص HPMC کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ HPMC مالیکیول ایک سخت سلسلہ ہے، اور اس کا آرام کا وقت کم ہے، اور ساخت ایک مختصر وقت میں بحال کیا جا سکتا ہے. وصولی جبکہ HPS ایک لچکدار سلسلہ ہے، اس کے آرام کا وقت طویل ہے، اور ساخت کی بحالی میں کافی وقت لگتا ہے۔ متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ، خالص HPS کا DSR متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو جاتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ ہائیڈرو آکسیپروپیلیشن سٹارچ مالیکیولر چین کی لچک کو بہتر بناتا ہے اور HPS کے آرام کے وقت کو طویل کرتا ہے۔ کمپاؤنڈ محلول کا DSR خالص HPS اور خالص HPMC نمونوں سے کم ہے، لیکن HPS ہائیڈرو آکسیپروپیل کے متبادل کی ڈگری میں اضافے کے ساتھ، کمپاؤنڈ کے نمونے کا DSR بڑھ جاتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم کی thixotropy بڑھ جاتی ہے۔ HPS hydroxypropyl متبادل میں اضافہ۔ یہ ریڈیکل متبادل کی بڑھتی ہوئی ڈگری کے ساتھ کم ہوتا ہے، جو بغیر کسی پری شیئرنگ کے نتائج کے مطابق ہوتا ہے۔

جدول 5-2 زیرو شیئر واسکاسیٹی (h0)، فلو رویہ انڈیکس (n)، فلوڈ کنسٹینسی انڈیکس (K) بڑھتی ہوئی شرح کے دوران اور مختلف ہائیڈرو پروپیل کے ساتھ HPS/HPMC حل کے لیے مخصوص وصولی کے وقت کے بعد ساخت کی بحالی (DSR) کی ڈگری 25 ° C پر HPS کی متبادل ڈگری

خلاصہ یہ ہے کہ پری شیئرنگ کے بغیر سٹیڈی سٹیٹ ٹیسٹ اور thixotropic ring thixotropy ٹیسٹ بڑے کارکردگی کے فرق کے ساتھ نمونوں کا گتاتمک تجزیہ کر سکتا ہے، لیکن چھوٹے کارکردگی کے فرق کے ساتھ مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری والے مرکبات کے تحقیقی نتائج اس کے برعکس ہیں۔ حقیقی نتائج، کیونکہ ماپا ڈیٹا قینچ کی شرح اور قینچ کے وقت کے اثر و رسوخ کے جامع نتائج ہیں، اور کسی ایک متغیر کے اثر کو صحیح معنوں میں ظاہر نہیں کر سکتا۔

5.3.2 لکیری viscoelastic خطہ

یہ بات مشہور ہے کہ ہائیڈروجلز کے لیے، اسٹوریج ماڈیولس G′ کا تعین مؤثر سالماتی زنجیروں کی سختی، طاقت اور تعداد سے ہوتا ہے، اور نقصان ماڈیولس G′ کا تعین چھوٹے مالیکیولز اور فنکشنل گروپس کی منتقلی، حرکت اور رگڑ سے ہوتا ہے۔ . اس کا تعین رگڑ توانائی کی کھپت جیسے کمپن اور گردش سے ہوتا ہے۔ سٹوریج ماڈیولس G′ اور نقصان ماڈیولس G″ (یعنی tan δ = 1) کے سنگم کی موجودگی کا نشان۔ حل سے جیل میں منتقلی کو جیل پوائنٹ کہا جاتا ہے۔ اسٹوریج ماڈیولس G′ اور نقصان کا ماڈیولس G″ اکثر جیلیشن رویے، تشکیل کی شرح اور جیل نیٹ ورک کی ساخت کی ساختی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے [352]۔ وہ جیل نیٹ ورک کے ڈھانچے کی تشکیل کے دوران اندرونی ساخت کی ترقی اور سالماتی ساخت کی بھی عکاسی کر سکتے ہیں۔ تعامل [353]۔

شکل 5-4 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کے سٹرین سویپ منحنی خطوط کو 1 Hz کی فریکوئنسی اور 0.01%-100% کی سٹرین رینج پر ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل HPS کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ دکھاتا ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ نچلے اخترتی والے علاقے (0.01–1%) میں، HPMC کے علاوہ تمام نمونے G′> G″ ہیں، جو جیل کی حالت کو ظاہر کرتے ہیں۔ HPMC کے لیے، G′ پوری شکل میں ہے متغیر کی حد ہمیشہ G سے کم ہوتی ہے، اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ HPMC حل حالت میں ہے۔ اس کے علاوہ، مختلف نمونوں کی viscoelasticity کی اخترتی انحصار مختلف ہے۔ G80 نمونے کے لیے، viscoelasticity کی فریکوئنسی انحصار زیادہ واضح ہے: جب اخترتی 0.3% سے زیادہ ہوتی ہے، تو یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ G' بتدریج کم ہوتا جاتا ہے، اس کے ساتھ G میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ اضافہ، نیز ٹین δ میں نمایاں اضافہ؛ اور جب اخترتی کی مقدار 1.7% ہو تو ایک دوسرے کو کاٹتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ اخترتی کی مقدار 1.7% سے تجاوز کرنے کے بعد G80 کے جیل نیٹ ورک کی ساخت کو شدید نقصان پہنچا ہے، اور یہ حل حالت میں ہے۔

تصویر 5-4 سٹوریج ماڈیولس (G′) اور نقصان کا ماڈیولس (G″) بمقابلہ HPS/HPMC کے لیے تناؤ HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ مل جاتا ہے (ٹھوس اور کھوکھلی علامتیں بالترتیب G′ اور G″ موجود ہیں)

تصویر 5-5 ٹین δ بمقابلہ تناؤ HPMC/HPS مرکب حل کے لئے HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ

یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS کا لکیری viscoelastic خطہ واضح طور پر hydroxypropyl متبادل ڈگری کی کمی کے ساتھ تنگ ہو گیا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، جیسا کہ HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل کی تبدیلی کی ڈگری میں اضافہ ہوتا ہے، ٹین δ وکر میں نمایاں تبدیلیاں زیادہ اخترتی مقدار کی حد میں ظاہر ہوتی ہیں۔ خاص طور پر، G80 کا لکیری viscoelastic خطہ تمام نمونوں میں سب سے تنگ ہے۔ لہذا، G80 کے لکیری viscoelastic خطے کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

ٹیسٹوں کی درج ذیل سیریز میں اخترتی متغیر کی قدر کا تعین کرنے کا معیار۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے ایک ہی مرکب تناسب کے ساتھ، لکیری viscoelastic خطہ بھی HPS کی ہائیڈروکسائپروپل متبادل ڈگری کی کمی کے ساتھ تنگ ہو جاتا ہے، لیکن لکیری viscoelastic خطے پر hydroxypropyl متبادل ڈگری کا سکڑتا ہوا اثر اتنا واضح نہیں ہے۔

5.3.3 حرارتی اور ٹھنڈک کے دوران Viscoelastic خصوصیات

HPS کے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کی ڈائنامک viscoelastic خصوصیات ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ تصویر 5-6 میں دکھائی گئی ہیں۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، HPMC حرارتی عمل کے دوران چار مراحل کی نمائش کرتا ہے: ایک ابتدائی سطح مرتفع خطہ، ساخت کی تشکیل کے دو مراحل، اور آخری سطح مرتفع خطہ۔ ابتدائی سطح مرتفع کے مرحلے میں، G′ <G″، G′ اور G″ کی قدریں چھوٹی ہیں، اور درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ قدرے کم ہوتی ہیں، جو عام مائع viscoelastic رویے کو ظاہر کرتی ہیں۔ HPMC کے تھرمل جیلیشن میں ساخت کی تشکیل کے دو الگ الگ مراحل ہوتے ہیں جو G′ اور G″ (یعنی سلوشن-جیل ٹرانزیشن پوائنٹ، تقریباً 49 °C) سے جڑے ہوتے ہیں، جو پچھلی رپورٹس سے مطابقت رکھتے ہیں۔ مسلسل [160، 354]. اعلی درجہ حرارت پر، ہائیڈروفوبک ایسوسی ایشن اور ہائیڈرو فیلک ایسوسی ایشن کی وجہ سے، HPMC آہستہ آہستہ ایک کراس نیٹ ورک ڈھانچہ بناتا ہے [344, 355, 356]۔ دم کے سطح مرتفع علاقے میں، G′ اور G″ کی قدریں زیادہ ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ HPMC جیل نیٹ ورک کا ڈھانچہ مکمل طور پر تشکیل پا چکا ہے۔

درجہ حرارت میں کمی کے ساتھ ہی HPMC کے یہ چار مراحل معکوس ترتیب میں ترتیب وار ظاہر ہوتے ہیں۔ ٹھنڈک کے مرحلے کے دوران G′ اور G″ کا ملاپ تقریباً 32 °C پر کم درجہ حرارت والے علاقے میں منتقل ہو جاتا ہے، جس کی وجہ ہسٹریسس [208] یا کم درجہ حرارت [355] پر زنجیر کی گاڑھا ہونے کا اثر ہو سکتا ہے۔ HPMC کی طرح، حرارتی عمل کے دوران دیگر نمونوں میں بھی چار مراحل ہوتے ہیں، اور ٹھنڈک کے عمل کے دوران الٹ جانے والا رجحان پایا جاتا ہے۔ تاہم، یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ G80 اور A939 ایک آسان عمل دکھاتے ہیں جس میں G' اور G" کے درمیان کوئی تقاطع نہیں ہوتا ہے، اور G80 کا وکر بھی ظاہر نہیں ہوتا ہے۔ عقب میں پلیٹ فارم کا علاقہ۔

خالص HPS کے لیے، ہائیڈرو آکسی پروپیل کے متبادل کی اعلیٰ ڈگری جیل کی تشکیل کے ابتدائی اور آخری درجہ حرارت، خاص طور پر ابتدائی درجہ حرارت، جو بالترتیب G80، A939، اور A1081 کے لیے 61 °C ہے۔ ، 62 °C اور 54 °C۔ اس کے علاوہ، HPMC/HPS نمونوں کے لیے ایک ہی مرکب تناسب کے ساتھ، جیسا کہ متبادل کی ڈگری بڑھتی ہے، G′ اور G″ دونوں کی قدریں کم ہوتی ہیں، جو کہ پچھلے مطالعات کے نتائج سے مطابقت رکھتی ہیں [357, 358]۔ جیسے جیسے متبادل کی ڈگری بڑھتی ہے، جیل کی ساخت نرم ہو جاتی ہے۔ لہذا، ہائیڈروکسی پروپیلیشن مقامی نشاستے کی ترتیب شدہ ساخت کو توڑتا ہے اور اس کی ہائیڈرو فیلیکٹی کو بہتر بناتا ہے [343]۔

HPMC/HPS کمپاؤنڈ کے نمونوں کے لیے، G′ اور G″ دونوں میں HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کمی واقع ہوئی، جو خالص HPS کے نتائج کے مطابق تھی۔ مزید برآں، HPMC کے اضافے کے ساتھ، متبادل ڈگری کا G′ پر ایک اہم اثر پڑا ہے G کے ساتھ اثر کم واضح ہو جاتا ہے۔

تمام HPMC/HPS جامع نمونوں کے viscoelastic منحنی خطوط نے ایک ہی رجحان دکھایا، جو کم درجہ حرارت پر HPS اور اعلی درجہ حرارت پر HPMC کے مساوی تھا۔ دوسرے لفظوں میں، کم درجہ حرارت پر، HPS مرکب نظام کی viscoelastic خصوصیات پر حاوی ہوتا ہے، جبکہ اعلی درجہ حرارت پر HPMC مرکب نظام کی viscoelastic خصوصیات کا تعین کرتا ہے۔ یہ نتیجہ بنیادی طور پر HPMC سے منسوب ہے۔ خاص طور پر، HPS ایک کولڈ جیل ہے، جو گرم ہونے پر جیل کی حالت سے حل حالت میں بدل جاتا ہے۔ اس کے برعکس، HPMC ایک گرم جیل ہے، جو بتدریج بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے نیٹ ورک کی ساخت کے ساتھ ایک جیل بناتا ہے۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، کم درجہ حرارت پر، کمپاؤنڈ سسٹم کی جیل کی خصوصیات بنیادی طور پر HPS کولڈ جیل کی طرف سے معاون ہوتی ہیں، اور زیادہ درجہ حرارت پر، گرم درجہ حرارت پر، HPMC کی جیلیشن کمپاؤنڈ سسٹم میں غالب رہتی ہے۔

تصویر 5-6 اسٹوریج ماڈیولس (G′)، نقصان کا ماڈیولس (G″) اور ٹین δ بمقابلہ HPS/HPMC مرکب حل کے لیے HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ درجہ حرارت

HPMC/HPS جامع نظام کا ماڈیولس، جیسا کہ توقع ہے، خالص HPMC اور خالص HPS کے ماڈیولی کے درمیان ہے۔ مزید برآں، پیچیدہ نظام G′> G″ کو پورے درجہ حرارت کی اسکیننگ رینج میں ظاہر کرتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ HPMC اور HPS دونوں بالترتیب پانی کے مالیکیولز کے ساتھ بین سالماتی ہائیڈروجن بانڈ بنا سکتے ہیں، اور ایک دوسرے کے ساتھ بین سالماتی ہائیڈروجن بانڈ بھی بنا سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، نقصان کے عنصر کے منحنی خطوط پر، تمام پیچیدہ نظاموں میں تقریباً 45 °C پر ٹین δ چوٹی ہوتی ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ پیچیدہ نظام میں مسلسل مرحلے کی منتقلی واقع ہوئی ہے۔ اس مرحلے کی منتقلی پر اگلے 5.3.6 میں تبادلہ خیال کیا جائے گا۔ بحث جاری رکھیں.

5.3.4 کمپاؤنڈ viscosity پر درجہ حرارت کا اثر

مواد کی rheological خصوصیات پر درجہ حرارت کے اثر کو سمجھنا ضروری ہے کیونکہ درجہ حرارت کی وسیع رینج جو پروسیسنگ اور اسٹوریج کے دوران ہو سکتی ہے [359, 360]۔ 5 °C - 85 °C کی رینج میں، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کے مختلف ڈگریوں کے ساتھ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل HPS کے پیچیدہ چپکنے پر درجہ حرارت کا اثر تصویر 5-7 میں دکھایا گیا ہے۔ شکل 5-7(a) سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS کی پیچیدہ viscosity درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے۔ خالص HPMC کی viscosity درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ ابتدائی سے 45 ° C تک کم ہو جاتی ہے۔ بہتر کریں

تمام مرکب نمونوں کے viscosity کے منحنی خطوط درجہ حرارت کے ساتھ ملتے جلتے رجحانات کو ظاہر کرتے ہیں، پہلے بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتے ہیں اور پھر بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتے ہیں۔ اس کے علاوہ، کمپاؤنڈڈ نمونوں کی viscosity کم درجہ حرارت پر HPS کے قریب اور زیادہ درجہ حرارت پر HPMC کے قریب ہے۔ یہ نتیجہ HPMC اور HPS دونوں کے عجیب جیلیشن رویے سے بھی متعلق ہے۔ مرکب نمونے کے viscosity وکر نے 45 ° C پر تیزی سے منتقلی ظاہر کی، شاید HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک مرحلے کی منتقلی کی وجہ سے۔ تاہم، یہ بات قابل غور ہے کہ اعلی درجہ حرارت پر G80/HPMC 5:5 کمپاؤنڈ نمونے کی viscosity خالص HPMC سے زیادہ ہے، جس کی بنیادی وجہ اعلی درجہ حرارت [361] پر G80 کی زیادہ اندرونی چپکنے والی ہے۔ اسی مرکب تناسب کے تحت، کمپاؤنڈنگ سسٹم کی کمپاؤنڈ viscosity HPS hydroxypropyl متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو جاتی ہے۔ لہذا، نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپس کا تعارف نشاستے کے مالیکیولز میں انٹرمولیکولر ہائیڈروجن بانڈز کے ٹوٹنے کا باعث بن سکتا ہے۔

تصویر 5-7 HPS/HPMC کے لیے کمپلیکس viscosity بمقابلہ درجہ حرارت HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ مل جاتا ہے۔

HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے پیچیدہ viscosity پر درجہ حرارت کا اثر ایک مخصوص درجہ حرارت کی حد کے اندر Arrhenius تعلق کے مطابق ہوتا ہے، اور پیچیدہ viscosity کا درجہ حرارت کے ساتھ ایک کفایتی تعلق ہوتا ہے۔ Arrhenius مساوات مندرجہ ذیل ہے:

ان میں، η* پیچیدہ viscosity ہے، Pa s;

A ایک مستقل ہے، Pa s؛

T مطلق درجہ حرارت ہے، K؛

R گیس کا مستقل ہے، 8.3144 J·mol–1·K-1;

E ایکٹیویشن انرجی ہے، J·mol-1۔

فارمولے (5-3) کے مطابق نصب، کمپاؤنڈ سسٹم کے viscosity-درجہ حرارت کی وکر کو 45 ° C پر tan δ چوٹی کے مطابق دو حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم 5 °C - 45 °C اور 45 °C - 85 ° C کی رینج میں فٹ ہونے سے حاصل کردہ ایکٹیویشن انرجی E اور مستقل A کی قدریں جدول 5-3 میں دکھائی گئی ہیں۔ ایکٹیویشن انرجی E کی حسابی قدریں −174 kJ·mol−1 اور 124 kJ·mol−1 کے درمیان ہیں، اور مستقل A کی قدریں 6.24×10−11 Pa·s اور 1.99×1028 Pa·s کے درمیان ہیں۔ فٹنگ رینج کے اندر، G80/HPMC نمونے کے علاوہ، نصب شدہ ارتباط کے گتانک زیادہ تھے (R2 = 0.9071 –0.9892)۔ G80/HPMC نمونے میں 45 °C - 85 °C کے درجہ حرارت کی حد میں کم ارتباطی گتانک (R2= 0.4435) ہے، جو کہ G80 کی فطری طور پر زیادہ سختی اور دیگر HPS کرسٹلائزیشن کی شرح کے مقابلے اس کے تیز وزن کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔ 362]۔ G80 کی یہ خاصیت HPMC کے ساتھ مرکب ہونے پر غیر یکساں مرکبات بننے کا زیادہ امکان بناتی ہے۔

5 °C - 45 °C کے درجہ حرارت کی حد میں، HPMC/HPS جامع نمونے کی E قدر خالص HPS سے تھوڑی کم ہے، جو HPS اور HPMC کے درمیان تعامل کی وجہ سے ہو سکتی ہے۔ viscosity کے درجہ حرارت پر انحصار کو کم کریں. خالص HPMC کی E ویلیو دیگر نمونوں سے زیادہ ہے۔ تمام نشاستہ پر مشتمل نمونوں کے لیے ایکٹیویشن کی توانائیاں کم مثبت قدریں تھیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ کم درجہ حرارت پر، درجہ حرارت کے ساتھ چپکنے والی کمی کم واضح تھی اور فارمولیشنز نشاستے کی طرح کی ساخت کی نمائش کرتی ہیں۔

ٹیبل 5-3 آرہینیئس مساوات کے پیرامیٹرز (E: ایکٹیویشن انرجی؛ A: مستقل؛ R 2: تعین گتانک) Eq.(1) سے HPS/HPMC کے HPS کے ہائیڈروکسی پروپیلیشن کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ ملاوٹ کے لیے

تاہم، 45 °C - 85 °C کی اعلی درجہ حرارت کی حد میں، E قدر خالص HPS اور HPMC/HPS کے جامع نمونوں کے درمیان قابلیت سے بدل گئی، اور خالص HPSs کی E قدر 45.6 kJ·mol−1 تھی - 124 kJ·mol−1، کمپلیکس کی E قدریں -3.77 kJ·mol−1– -72.2 kJ·mol−1 کی حد میں ہیں۔ یہ تبدیلی پیچیدہ نظام کی ایکٹیویشن انرجی پر HPMC کے مضبوط اثر کو ظاہر کرتی ہے، کیونکہ خالص HPMC کی E ویلیو -174 kJ mol−1 ہے۔ خالص HPMC اور کمپاؤنڈڈ سسٹم کی E قدریں منفی ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ زیادہ درجہ حرارت پر، بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ viscosity بڑھ جاتی ہے، اور کمپاؤنڈ HPMC جیسے رویے کی ساخت کو ظاہر کرتا ہے۔

HPMC اور HPS کے اعلی درجہ حرارت اور کم درجہ حرارت پر HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی پیچیدہ چپکنے والی پر اثرات زیر بحث viscoelastic خصوصیات کے مطابق ہیں۔

5.3.5 متحرک مکینیکل خصوصیات

اعداد و شمار 5-8 HPS کے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کے 5 °C پر فریکوئنسی سویپ منحنی خطوط کو ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ دکھاتے ہیں۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS عام ٹھوس طرز عمل (G′ > G″) کی نمائش کرتا ہے، جبکہ HPMC مائع جیسا رویہ (G′ <G″) ہے۔ تمام HPMC/HPS فارمولیشنز نے ٹھوس جیسا رویہ دکھایا۔ زیادہ تر نمونوں کے لیے، G′ اور G″ دونوں بڑھتی ہوئی تعدد کے ساتھ بڑھتے ہیں، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ مواد کا ٹھوس جیسا برتاؤ مضبوط ہے۔

خالص HPMCs ایک واضح تعدد انحصار کی نمائش کرتے ہیں جو خالص HPS نمونوں میں دیکھنا مشکل ہے۔ جیسا کہ توقع کی گئی ہے، HPMC/HPS کمپلیکس سسٹم نے تعدد پر انحصار کی ایک خاص ڈگری کی نمائش کی۔ HPS پر مشتمل تمام نمونوں کے لیے، n′ ہمیشہ n″ سے کم ہوتا ہے، اور G″ G′ سے زیادہ فریکوئنسی انحصار کو ظاہر کرتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ یہ نمونے چپچپا [352, 359, 363] سے زیادہ لچکدار ہیں۔ لہذا، کمپاؤنڈڈ نمونوں کی کارکردگی بنیادی طور پر HPS کے ذریعہ طے کی جاتی ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ HPMC کم درجہ حرارت پر کم وسکوسیٹی سلوشن کی حالت پیش کرتا ہے۔

جدول 5-4 n′, n″, G0′ اور G0″ HPS/HPMC کے لیے HPS کے مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ 5 °C پر جیسا کہ Eqs سے طے کیا گیا ہے۔ (5-1) اور (5-2)

تصویر 5-8 سٹوریج ماڈیولس (G′) اور نقصان کا ماڈیولس (G″) بمقابلہ HPS/HPMC کے لیے فریکوئنسی 5 °C پر HPS کے مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ مل جاتی ہے۔

خالص HPMCs ایک واضح تعدد انحصار کی نمائش کرتے ہیں جو خالص HPS نمونوں میں دیکھنا مشکل ہے۔ جیسا کہ HPMC/HPS کمپلیکس کے لیے توقع کی جاتی ہے، لیگینڈ سسٹم نے تعدد پر انحصار کی ایک خاص ڈگری کی نمائش کی۔ HPS پر مشتمل تمام نمونوں کے لیے، n′ ہمیشہ n″ سے کم ہوتا ہے، اور G″ G′ سے زیادہ فریکوئنسی انحصار کو ظاہر کرتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ یہ نمونے چپچپا [352, 359, 363] سے زیادہ لچکدار ہیں۔ لہذا، کمپاؤنڈڈ نمونوں کی کارکردگی بنیادی طور پر HPS کے ذریعہ طے کی جاتی ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ HPMC کم درجہ حرارت پر کم وسکوسیٹی سلوشن کی حالت پیش کرتا ہے۔

اعداد و شمار 5-9 HPS کے HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کے فریکوئنسی سویپ کروز کو 85°C پر ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ دکھاتے ہیں۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، A1081 کے علاوہ دیگر تمام HPS نمونوں میں ٹھوس جیسا رویہ دکھایا گیا ہے۔ A1081 کے لیے، G' اور G" کی قدریں بہت قریب ہیں، اور G' G" سے تھوڑا چھوٹا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ A1081 ایک سیال کی طرح برتاؤ کرتا ہے۔

اس کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ A1081 ایک کولڈ جیل ہے اور اعلی درجہ حرارت پر جیل سے حل کی منتقلی سے گزرتا ہے۔ دوسری طرف، ایک ہی مرکب تناسب والے نمونوں کے لیے، n′، n″، G0′ اور G0″ (ٹیبل 5-5) کی تمام قدریں ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہوئیں، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن نے ٹھوس- جیسے اعلی درجہ حرارت (85 ° C) پر نشاستہ کا برتاؤ۔ خاص طور پر، G80 کے n′ اور n″ 0 کے قریب ہیں، جو مضبوط ٹھوس جیسا رویہ دکھاتے ہیں۔ اس کے برعکس، A1081 کی n′ اور n″ قدریں 1 کے قریب ہیں، جو مضبوط سیال رویے کو ظاہر کرتی ہیں۔ یہ n' اور n" قدریں G' اور G" کے ڈیٹا کے ساتھ مطابقت رکھتی ہیں۔ اس کے علاوہ، جیسا کہ اعداد و شمار 5-9 سے دیکھا جا سکتا ہے، ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی ڈگری اعلی درجہ حرارت پر HPS کی فریکوئنسی انحصار کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتی ہے۔

تصویر 5-9 سٹوریج ماڈیولس (G′) اور نقصان کا ماڈیولس (G″) بمقابلہ HPS/HPMC کے لیے فریکوئنسی 85 °C پر HPS کی مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ مل جاتی ہے۔

اعداد و شمار 5-9 سے پتہ چلتا ہے کہ HPMC 85 ° C پر ٹھوس جیسا رویہ (G′ > G″) ظاہر کرتا ہے، جو بنیادی طور پر اس کی تھرموجیل خصوصیات سے منسوب ہے۔ مزید برآں، HPMC کے G′ اور G″ تعدد کے ساتھ مختلف ہوتے ہیں اضافہ زیادہ تبدیل نہیں ہوا، یہ ظاہر کرتا ہے کہ اس میں واضح تعدد انحصار نہیں ہے۔

HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، n′ اور n″ دونوں کی قدریں 0 کے قریب ہیں، اور G0′ G0 (ٹیبل″ 5-5) سے نمایاں طور پر زیادہ ہے، جو اس کے ٹھوس طرز عمل کی تصدیق کرتا ہے۔ دوسری طرف، ہائیڈرو آکسی پروپیل کا اعلی متبادل HPS کو ٹھوس سے مائع کی طرح کے رویے میں بدل سکتا ہے، ایسا رجحان جو مرکب محلول میں نہیں ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، HPMC کے ساتھ شامل کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، تعدد میں اضافے کے ساتھ، G' اور G" دونوں نسبتاً مستحکم رہے، اور n' اور n" کی قدریں HPMC کے قریب تھیں۔ یہ تمام نتائج بتاتے ہیں کہ HPMC 85 ° C کے اعلی درجہ حرارت پر کمپاؤنڈڈ سسٹم کی viscoelasticity پر حاوی ہے۔

جدول 5-5 n′, n″, G0′ اور G0″ HPS/HPMC کے لیے HPS کے مختلف ہائیڈرو پروپیل متبادل کے ساتھ 85 °C پر جیسا کہ Eqs سے طے کیا گیا ہے۔ (5-1) اور (5-2)

5.3.6 HPMC/HPS کمپوزٹ سسٹم کی مورفولوجی

ایچ پی ایم سی/ ایچ پی ایس کمپاؤنڈ سسٹم کی فیز ٹرانزیشن کا مطالعہ آئوڈین سٹیننگ آپٹیکل مائکروسکوپ کے ذریعے کیا گیا۔ 5:5 کے کمپاؤنڈ تناسب کے ساتھ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کا 25 ° C، 45 ° C اور 85 ° C پر تجربہ کیا گیا۔ ذیل میں داغدار روشنی خوردبین کی تصاویر کو اعداد و شمار 5-10 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ آیوڈین سے رنگنے کے بعد، HPS مرحلے کو گہرے رنگ میں رنگ دیا جاتا ہے، اور HPMC مرحلہ ہلکا رنگ دکھاتا ہے کیونکہ اسے آیوڈین سے رنگا نہیں جا سکتا۔ لہذا، HPMC/HPS کے دو مراحل کو واضح طور پر ممتاز کیا جا سکتا ہے۔ زیادہ درجہ حرارت پر، تاریک علاقوں کا رقبہ (HPS مرحلہ) بڑھ جاتا ہے اور روشن علاقوں کا رقبہ (HPMC مرحلہ) کم ہو جاتا ہے۔ خاص طور پر، 25 °C پر، HPMC (روشن رنگ) HPMC/HPS جامع نظام میں مسلسل مرحلہ ہے، اور HPMC مسلسل مرحلے میں چھوٹا کروی HPS مرحلہ (سیاہ رنگ) منتشر ہوتا ہے۔ اس کے برعکس، 85 ° C پر، HPMC ایک بہت چھوٹا اور بے قاعدہ شکل کا منتشر مرحلہ بن گیا جو HPS مسلسل مرحلے میں منتشر ہوا۔

تصویر 5-8 رنگے ہوئے 1:1 HPMC/HPS کی شکلیں 25 ° C، 45 ° C اور 85 ° C پر مل جاتی ہیں

درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں HPMC سے HPS تک مسلسل مرحلے کے فیز مورفولوجی کا ایک ٹرانزیشن پوائنٹ ہونا چاہیے۔ نظریہ میں، یہ اس وقت ہونا چاہیے جب HPMC اور HPS کی viscosity ایک جیسی یا بہت ملتی جلتی ہو۔ جیسا کہ اعداد و شمار 5-10 میں 45 ° C کے مائیکرو گراف سے دیکھا جا سکتا ہے، عام "سمندر جزیرے" مرحلے کا خاکہ ظاہر نہیں ہوتا ہے، لیکن ایک مسلسل مرحلے کا مشاہدہ کیا جاتا ہے۔ یہ مشاہدہ اس حقیقت کی بھی تصدیق کرتا ہے کہ 5.3.3 میں زیر بحث ڈسپیپشن فیکٹر-درجہ حرارت کے منحنی خطوط میں tan δ چوٹی پر مسلسل مرحلے کی منتقلی واقع ہو سکتی ہے۔

اعداد و شمار سے یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ کم درجہ حرارت (25 ° C) پر، گہرے HPS کے منتشر مرحلے کے کچھ حصے ایک خاص حد تک روشن رنگ دکھاتے ہیں، جس کی وجہ یہ ہو سکتی ہے کہ HPMC مرحلے کا کچھ حصہ HPS مرحلے میں موجود ہے۔ منتشر مرحلے کی شکل۔ درمیانی اتفاق سے، اعلی درجہ حرارت (85 ° C) پر، کچھ چھوٹے سیاہ ذرات روشن رنگ کے HPMC منتشر مرحلے میں تقسیم ہوتے ہیں، اور یہ چھوٹے سیاہ ذرات مسلسل مرحلے HPS ہوتے ہیں۔ یہ مشاہدات بتاتے ہیں کہ HPMC-HPS کمپاؤنڈ سسٹم میں میسوفیس کی ایک خاص ڈگری موجود ہے، اس طرح یہ بھی ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC HPS کے ساتھ ایک خاص مطابقت رکھتا ہے۔

5.3.7 HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے مرحلے کی منتقلی کا اسکیمیٹک خاکہ

پولیمر سلوشنز اور کمپوزٹ جیل پوائنٹس [216، 232] کے کلاسیکی ریولوجیکل رویے کی بنیاد پر اور مقالے میں زیر بحث کمپلیکس کے ساتھ موازنہ کی بنیاد پر، HPMC/HPS کمپلیکس کی ساختی تبدیلی کا درجہ حرارت کے ساتھ ایک اصولی ماڈل تجویز کیا گیا ہے، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 5-11۔

تصویر 5-11 HPMC (a) کی سول-جیل منتقلی کے اسکیمیٹک ڈھانچے؛ HPS (b)؛ اور HPMC/HPS (c)

HPMC کے جیل سلوک اور اس سے متعلقہ حل-جیل منتقلی کے طریقہ کار کا بہت مطالعہ کیا گیا ہے [159، 160، 207، 208]۔ وسیع پیمانے پر قبول شدہ میں سے ایک یہ ہے کہ HPMC زنجیریں مجموعی بنڈلوں کی شکل میں حل میں موجود ہیں۔ یہ جھرمٹ کچھ غیر متبادل یا تھوڑا سا گھلنشیل سیلولوز ڈھانچے کو لپیٹ کر ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں، اور میتھائل گروپس اور ہائیڈروکسیل گروپس کے ہائیڈروفوبک ایگریگیشن کے ذریعے گھنے متبادل علاقوں سے جڑے ہوئے ہیں۔ کم درجہ حرارت پر، پانی کے مالیکیولز میتھائل ہائیڈرو فوبک گروپس کے باہر کیج نما ڈھانچہ بناتے ہیں اور ہائیڈرو فیلک گروپس جیسے ہائیڈروکسیل گروپس کے باہر پانی کے خول کے ڈھانچے بناتے ہیں، جو HPMC کو کم درجہ حرارت پر انٹرچین ہائیڈروجن بانڈز بنانے سے روکتے ہیں۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، HPMC توانائی جذب کر لیتا ہے اور یہ پانی کے پنجرے اور پانی کے خول کے ڈھانچے ٹوٹ جاتے ہیں، جو کہ سلوشن-جیل کی منتقلی کی حرکیات ہے۔ پانی کے پنجرے اور پانی کے خول کے پھٹنے سے میتھائل اور ہائیڈروکسی پروپیل گروپوں کو پانی کے ماحول میں آ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں آزاد حجم میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ زیادہ درجہ حرارت پر، ہائیڈرو فوبک گروپس کی ہائیڈروفوبک ایسوسی ایشن اور ہائیڈرو فیلک گروپس کی ہائیڈرو فیلک ایسوسی ایشن کی وجہ سے، جیل کا سہ جہتی نیٹ ورک ڈھانچہ آخر کار بنتا ہے، جیسا کہ شکل 5-11(a) میں دکھایا گیا ہے۔

نشاستہ جلیٹنائزیشن کے بعد، امائلوز نشاستے کے دانے سے گھل کر ایک کھوکھلی واحد ہیلیکل ڈھانچہ بناتا ہے، جو مسلسل زخم رہتا ہے اور آخر کار بے ترتیب کنڈلی کی حالت پیش کرتا ہے۔ یہ واحد ہیلکس ڈھانچہ اندر سے ایک ہائیڈروفوبک گہا اور باہر کی طرف ایک ہائیڈرو فیلک سطح بناتا ہے۔ نشاستے کی یہ گھنی ساخت اسے بہتر استحکام [230-232] سے نوازتی ہے۔ لہذا، ایچ پی ایس متغیر بے ترتیب کنڈلیوں کی شکل میں موجود ہے جس میں اعلی درجہ حرارت پر پانی کے محلول میں کچھ پھیلے ہوئے ہیلیکل سیگمنٹس ہوتے ہیں۔ جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہوتا ہے، HPS اور پانی کے مالیکیولز کے درمیان ہائیڈروجن بانڈ ٹوٹ جاتے ہیں اور پابند پانی ختم ہو جاتا ہے۔ آخر میں، سالماتی زنجیروں کے درمیان ہائیڈروجن بانڈز کی تشکیل کی وجہ سے ایک تین جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ بنتا ہے، اور ایک جیل بنتا ہے، جیسا کہ شکل 5-11(b) میں دکھایا گیا ہے۔

عام طور پر، جب بہت مختلف viscosity والے دو اجزاء کو ملایا جاتا ہے، تو اعلی viscosity کا جزو ایک منتشر مرحلہ بناتا ہے اور کم viscosity والے جزو کے مسلسل مرحلے میں منتشر ہوتا ہے۔ کم درجہ حرارت پر، HPMC کی viscosity HPS کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہوتی ہے۔ لہذا، HPMC اعلی وسکوسیٹی HPS جیل مرحلے کے ارد گرد ایک مسلسل مرحلہ بناتا ہے۔ دو مرحلوں کے کناروں پر، HPMC زنجیروں پر موجود ہائیڈروکسیل گروپ پابند پانی کا کچھ حصہ کھو دیتے ہیں اور HPS مالیکیولر چینز کے ساتھ بین سالماتی ہائیڈروجن بانڈز بناتے ہیں۔ حرارتی عمل کے دوران، HPS مالیکیولر چینز کافی توانائی جذب کرنے کی وجہ سے حرکت میں آئیں اور پانی کے مالیکیولز کے ساتھ ہائیڈروجن بانڈز بنائے، جس کے نتیجے میں جیل کا ڈھانچہ ٹوٹ گیا۔ ایک ہی وقت میں، HPMC چین پر پانی کے پنجرے کا ڈھانچہ اور واٹر شیل کا ڈھانچہ تباہ ہو گیا اور آہستہ آہستہ ہائیڈرو فیلک گروپس اور ہائیڈروفوبک کلسٹرز کو بے نقاب کرنے کے لیے پھٹ گیا۔ اعلی درجہ حرارت پر، HPMC بین مالیکیولر ہائیڈروجن بانڈز اور ہائیڈرو فوبک ایسوسی ایشن کی وجہ سے جیل نیٹ ورک کا ڈھانچہ بناتا ہے، اور اس طرح بے ترتیب کنڈلیوں کے HPS مسلسل مرحلے میں منتشر ایک ہائی وسکوسیٹی منتشر مرحلہ بن جاتا ہے، جیسا کہ شکل 5-11(c) میں دکھایا گیا ہے۔ لہذا، HPS اور HPMC نے بالترتیب کم اور اعلی درجہ حرارت پر rheological خصوصیات، جیل کی خصوصیات اور جامع جیلوں کی فیز مورفولوجی پر غلبہ حاصل کیا۔

نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپس کا داخل ہونا اس کے اندرونی ترتیب شدہ انٹرا مالیکیولر ہائیڈروجن بانڈ کی ساخت کو توڑ دیتا ہے، جس سے جیلیٹنائزڈ امائلوز کے مالیکیول سوجن اور پھیلی ہوئی حالت میں ہوتے ہیں، جو مالیکیولز کی مؤثر ہائیڈریشن والیوم کو بڑھاتا ہے اور نشاستہ دار مولیکیولز کے رجحان کو روکتا ہے۔ پانی کے محلول میں [362]۔ لہٰذا، ہائیڈرو آکسی پروپیل کی بڑی اور ہائیڈرو فیلک خصوصیات امائلوز مالیکیولر چینز کے دوبارہ امتزاج اور آپس میں جڑنے والے خطوں کی تشکیل کو مشکل بناتی ہیں [233]۔ لہذا، مقامی نشاستے کے مقابلے درجہ حرارت میں کمی کے ساتھ، HPS ایک ڈھیلا اور نرم جیل نیٹ ورک ڈھانچہ تشکیل دیتا ہے۔

ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ، HPS محلول میں زیادہ پھیلے ہوئے ہیلیکل ٹکڑے ہوتے ہیں، جو HPMC مالیکیولر چین کے ساتھ دو مرحلوں کی حد میں زیادہ انٹرمولیکولر ہائیڈروجن بانڈ بنا سکتے ہیں، اس طرح ایک زیادہ یکساں ڈھانچہ بنتا ہے۔ اس کے علاوہ، hydroxypropylation نشاستے کی viscosity کو کم کرتا ہے، جو HPMC اور HPS کے درمیان فارمولیشن میں viscosity کے فرق کو کم کرتا ہے۔ لہذا، HPMC/HPS کمپلیکس سسٹم میں فیز ٹرانزیشن پوائنٹ HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم درجہ حرارت پر منتقل ہو جاتا ہے۔ اس کی تصدیق 5.3.4 میں دوبارہ تشکیل شدہ نمونوں کے درجہ حرارت کے ساتھ viscosity میں اچانک تبدیلی سے کی جا سکتی ہے۔

5.4 باب کا خلاصہ

اس باب میں، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کے ساتھ مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریاں تیار کی گئیں، اور HPMC/HPS کولڈ اینڈ ہاٹ جیل کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور جیل کی خصوصیات پر HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اثر کی تحقیق ریومیٹر کے ذریعے کی گئی۔ HPMC/HPS کولڈ اور ہاٹ جیل کمپوزٹ سسٹم کی فیز ڈسٹری بیوشن کا مطالعہ آئوڈین سٹیننگ آپٹیکل مائکروسکوپ تجزیہ کے ذریعے کیا گیا۔ اہم نتائج درج ذیل ہیں:

1. کمرے کے درجہ حرارت پر، HPMC/HPS کمپاؤنڈ محلول کی viscosity اور shear thinning HPS hydroxypropyl متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو گئی۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ نشاستے کے مالیکیول میں ہائیڈروکسی پروپیل گروپ کا داخل ہونا اس کے انٹرا مالیکیولر ہائیڈروجن بانڈ کی ساخت کو تباہ کر دیتا ہے اور نشاستے کی ہائیڈرو فیلیسیٹی کو بہتر بناتا ہے۔
2. کمرے کے درجہ حرارت پر، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سلوشنز کا صفر شیئر viscosity h0، فلو انڈیکس n، اور viscosity coefficient K دونوں HPMC اور hydroxypropylation سے متاثر ہوتے ہیں۔ HPMC مواد کے بڑھنے کے ساتھ، صفر شیئر viscosity h0 کم ہو جاتا ہے، فلو انڈیکس n بڑھتا ہے، اور viscosity coefficient K کم ہو جاتا ہے۔ خالص HPS کا صفر شیئر viscosity h0، فلو انڈیکس n اور viscosity coefficient K سبھی ہائیڈروکسیل کے ساتھ بڑھتے ہیں پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ، یہ چھوٹا ہو جاتا ہے۔ لیکن کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، متبادل کی ڈگری کے بڑھنے کے ساتھ زیرو شیئر viscosity h0 کم ہو جاتا ہے، جبکہ فلو انڈیکس n اور viscosity مستقل K میں متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ اضافہ ہوتا ہے۔
3. پری شیئرنگ کے ساتھ مونڈنے کا طریقہ اور تھری اسٹیج تھیکسو ٹراپی کمپاؤنڈ سلوشن کی viscosity، بہاؤ کی خصوصیات اور thixotropy کو زیادہ درست طریقے سے ظاہر کر سکتا ہے۔
4. HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کا لکیری viscoelastic خطہ HPS کی hydroxypropyl متبادل ڈگری میں کمی کے ساتھ تنگ ہو جاتا ہے۔
5. اس ٹھنڈے گرم جیل کمپاؤنڈ سسٹم میں، HPMC اور HPS بالترتیب کم اور زیادہ درجہ حرارت پر مسلسل مراحل بنا سکتے ہیں۔ اس مرحلے کی ساخت میں تبدیلی پیچیدہ viscosity، viscoelastic خصوصیات، تعدد انحصار اور پیچیدہ جیل کی جیل کی خصوصیات کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتی ہے۔
6. منتشر مراحل کے طور پر، HPMC اور HPS بالترتیب اعلی اور کم درجہ حرارت پر HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور جیل خصوصیات کا تعین کر سکتے ہیں۔ HPMC/HPS جامع نمونوں کے viscoelastic منحنی خطوط کم درجہ حرارت پر HPS اور اعلی درجہ حرارت پر HPMC کے مطابق تھے۔
7. نشاستے کی ساخت میں کیمیائی ترمیم کی مختلف ڈگری نے جیل کی خصوصیات پر بھی اہم اثر ڈالا۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے بڑھنے کے ساتھ پیچیدہ viscosity، سٹوریج ماڈیولس، اور نقصان کا ماڈیولس کم ہو جاتا ہے۔ لہذا، مقامی نشاستے کی ہائیڈروکسی پروپیلیشن اس کی ترتیب شدہ ساخت میں خلل ڈال سکتی ہے اور نشاستے کی ہائیڈرو فیلیکٹی کو بڑھا سکتی ہے، جس کے نتیجے میں نرم جیل کی ساخت بن جاتی ہے۔
8. ہائیڈروکسی پروپیلیشن کم درجہ حرارت پر نشاستے کے محلول کے ٹھوس جیسے رویے اور اعلی درجہ حرارت پر مائع جیسے رویے کو کم کر سکتا ہے۔ کم درجہ حرارت پر، n′ اور n″ کی قدریں HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ بڑی ہو گئیں۔ اعلی درجہ حرارت پر، n′ اور n″ کی قدریں HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ چھوٹی ہو گئیں۔
9. HPMC/HPS جامع نظام کے مائیکرو اسٹرکچر، rheological خصوصیات اور جیل کی خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا۔ کمپاؤنڈڈ سسٹم کے viscosity وکر میں اچانک تبدیلی اور نقصان کے عنصر کے وکر میں tan δ چوٹی 45 °C پر ظاہر ہوتی ہے، جو مائیکروگراف (45 °C پر) میں مشاہدہ کیے گئے شریک مسلسل مرحلے کے رجحان سے مطابقت رکھتی ہے۔

خلاصہ یہ کہ HPMC/HPS کولڈ-ہاٹ جیل کمپوزٹ سسٹم خاص درجہ حرارت پر قابو پانے والے فیز مورفولوجی اور خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ نشاستے اور سیلولوز کی مختلف کیمیائی تبدیلیوں کے ذریعے، HPMC/HPS کولڈ اور ہاٹ جیل کمپاؤنڈ سسٹم کو اعلیٰ قیمت والے سمارٹ مواد کی ترقی اور استعمال کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

باب 6 HPMC/HPS جامع جھلیوں کی خصوصیات اور نظام کی مطابقت پر HPS متبادل ڈگری کے اثرات

یہ باب 5 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ کمپاؤنڈ سسٹم میں اجزاء کی کیمیائی ساخت کی تبدیلی سے کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات، جیل کی خصوصیات اور دیگر پروسیسنگ خصوصیات میں فرق کا تعین ہوتا ہے۔ مجموعی کارکردگی ایک اہم اثر ہے.

یہ باب HPMC/HPS جامع جھلی کے مائکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات پر اجزاء کی کیمیائی ساخت کے اثر و رسوخ پر مرکوز ہے۔ جامع نظام کی rheological خصوصیات پر باب 5 کے اثر و رسوخ کے ساتھ مل کر، HPMC/HPS جامع نظام کی rheological خصوصیات قائم ہیں- فلم کی خصوصیات کے درمیان تعلق۔

6.1 مواد اور سامان

6.1.1 اہم تجرباتی مواد

6.1.2 اہم آلات اور آلات

6.2 تجرباتی طریقہ

6.2.1 HPMC/HPS کمپوزٹ جھلیوں کی مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ تیاری

مرکب محلول کا کل ارتکاز 8% (w/w) ہے، HPMC/HPS مرکب تناسب 10:0، 5:5، 0:10 ہے، پلاسٹائزر 2.4% (w/w) پولیتھیلین گلائکول ہے، کھانے کے قابل HPMC/HPS کی جامع فلم کاسٹنگ کے طریقہ سے تیار کی گئی تھی۔ تیاری کے مخصوص طریقہ کے لیے، 3.2.1 دیکھیں۔

6.2.2 HPMC/HPS جامع جھلیوں کا مائیکرو ڈومین ڈھانچہ مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ

6.2.2.1 سنکروٹران ریڈی ایشن چھوٹے زاویہ ایکس رے بکھرنے کے مائکرو اسٹرکچر تجزیہ کا اصول

سمال اینجل ایکس رے سکیٹرنگ (SAXS) سے مراد وہ بکھرنے والے رجحان سے ہے جو ایکس رے بیم کی وجہ سے ہوتا ہے جو ایکس رے بیم کے قریب ایک چھوٹے زاویے کے اندر ٹیسٹ کے تحت نمونے کو شعاع کرتا ہے۔ بکھرنے والے اور آس پاس کے درمیانے درجے کے درمیان نانوسکل الیکٹران کثافت کے فرق کی بنیاد پر، چھوٹے زاویہ والے ایکس رے بکھرنے کا استعمال عام طور پر نانوسکل رینج میں ٹھوس، کولائیڈل اور مائع پولیمر مواد کے مطالعہ میں کیا جاتا ہے۔ وائڈ اینگل ایکس رے ڈفریکشن ٹیکنالوجی کے مقابلے میں، SAXS بڑے پیمانے پر ساختی معلومات حاصل کر سکتا ہے، جس کا استعمال پولیمر مالیکیولر چینز، طویل مدتی ڈھانچے، اور پولیمر کمپلیکس سسٹمز کے مرحلے کی ساخت اور مرحلے کی تقسیم کا تجزیہ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ . سنکروٹرون ایکس رے لائٹ سورس ایک نئی قسم کا ہائی پرفارمنس لائٹ سورس ہے، جس میں اعلی پاکیزگی، ہائی پولرائزیشن، تنگ نبض، ہائی برائٹنس، اور ہائی کولیمیشن کے فوائد ہیں، لہذا یہ مواد کی نانوسکل ساختی معلومات کو زیادہ تیزی سے حاصل کر سکتا ہے۔ اور درست طریقے سے. ماپا مادہ کے SAXS سپیکٹرم کا تجزیہ کرنے سے الیکٹران کلاؤڈ کثافت کی یکسانیت، سنگل فیز الیکٹران کلاؤڈ ڈینسٹی کی یکسانیت (پوروڈ یا ڈیبی کے تھیوریم سے مثبت انحراف)، اور دو فیز انٹرفیس کی وضاحت (منفی ڈیویڈیوی) سے حاصل کی جا سکتی ہے۔ یا Debye کا نظریہ)۔ )، بکھرنے والا خود مماثلت (چاہے اس میں فریکٹل خصوصیات ہوں)، بکھرنے والے ڈسپرسیٹی (گنیئر کے ذریعے متعین monodispersity یا polydispersity) اور دیگر معلومات، اور scatterer fractal dimension، gyration radius، اور reputing units کی اوسط پرت کو بھی مقداری طور پر حاصل کیا جا سکتا ہے۔ موٹائی، اوسط سائز، بکھرنے والے حجم کا حصہ، مخصوص سطح کا رقبہ اور دیگر پیرامیٹرز۔

6.2.2.2 ٹیسٹ کا طریقہ

آسٹریلوی سنکروٹرون ریڈی ایشن سینٹر (کلیٹن، وکٹوریہ، آسٹریلیا) میں، دنیا کا جدید ترین تھرڈ جنریشن سنکروٹران ریڈی ایشن سورس (فلوکس 1013 فوٹون/s، طول موج 1.47 Å) کا استعمال مائیکرو ڈومین کی ساخت اور دیگر متعلقہ معلومات کا تعین کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ فلم ٹیسٹ کے نمونے کا دو جہتی بکھرنے والا پیٹرن Pilatus 1M ڈیٹیکٹر (169 × 172 μm رقبہ، 172 × 172 μm پکسل سائز) کے ذریعے جمع کیا گیا تھا، اور ماپا نمونہ 0.015 <q <0.15 Å−1 (کی حد میں تھا۔ q بکھرنے والا ویکٹر ہے) اندرونی ایک جہتی چھوٹا زاویہ ایکس رے بکھرنے والا وکر ScatterBrain سافٹ ویئر کے ذریعہ دو جہتی بکھرنے والے پیٹرن سے حاصل کیا جاتا ہے، اور بکھرنے والا ویکٹر q اور بکھرنے والا زاویہ 2 فارمولہ i/ , سے تبدیل ہوتا ہے۔ ایکس رے طول موج کہاں ہے؟ ڈیٹا کے تجزیہ سے پہلے تمام ڈیٹا کو پہلے سے معمول بنایا گیا تھا۔

6.2.3 HPMC/HPS کمپوزٹ جھلیوں کا تھرموگراومیٹریک تجزیہ HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ

6.2.3.1 تھرموگراومیٹرک تجزیہ کا اصول

3.2.5.1 کی طرح

6.2.3.2 ٹیسٹ کا طریقہ

3.2.5.2 دیکھیں

6.2.4 HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کی ٹینسائل خصوصیات HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ

6.2.4.1 ٹینسائل پراپرٹی کے تجزیہ کا اصول

3.2.6.1 کی طرح

6.2.4.2 ٹیسٹ کا طریقہ

3.2.6.2 دیکھیں

ISO37 معیار کا استعمال کرتے ہوئے، اسے ڈمبل کے سائز کے اسپلائنز میں کاٹا جاتا ہے، جس کی کل لمبائی 35 ملی میٹر، نشان زد لائنوں کے درمیان فاصلہ 12 ملی میٹر اور چوڑائی 2 ملی میٹر ہے۔ تمام ٹیسٹ کے نمونوں کو 75% نمی پر 3 دن سے زیادہ کے لیے متوازن کیا گیا تھا۔

6.2.5 HPMC/HPS کمپوزٹ جھلیوں کی آکسیجن پارگمیتا HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ

6.2.5.1 آکسیجن پارگمیتا تجزیہ کا اصول

3.2.7.1 کی طرح

6.2.5.2 ٹیسٹ کا طریقہ

3.2.7.2 دیکھیں

6.3 نتائج اور بحث

6.3.1 HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کے کرسٹل ڈھانچے کا تجزیہ جس میں HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریاں ہیں۔

شکل 6-1 HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کے چھوٹے زاویہ کے ایکس رے بکھرنے والے سپیکٹرا کو دکھاتا ہے جس میں HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگری ہوتی ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ q > 0.3 Å (2θ > 40) کی نسبتاً بڑے پیمانے پر رینج میں، تمام جھلی کے نمونوں میں واضح خصوصیت کی چوٹیاں نمودار ہوتی ہیں۔ خالص جزو فلم (تصویر 6-1a) کے ایکس رے بکھرنے والے پیٹرن سے، خالص HPMC میں 0.569 Å پر ایک مضبوط ایکس رے بکھرنے والی خصوصیت کی چوٹی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPMC وسیع زاویہ میں ایکس رے بکھرنے والی چوٹی ہے۔ 7.70 کا علاقہ (2θ > 50)۔ کرسٹل کی خصوصیت کی چوٹیاں، یہ بتاتی ہیں کہ HPMC یہاں ایک مخصوص کرسٹل لائن ڈھانچہ ہے۔ دونوں خالص A939 اور A1081 سٹارچ فلم کے نمونوں نے 0.397 Å پر ایک الگ ایکس رے بکھرنے والی چوٹی کی نمائش کی، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPS میں 5.30 کے وسیع زاویہ والے علاقے میں کرسٹل لائن کی خصوصیت کی چوٹی ہے، جو سٹارچ کی B قسم کی کرسٹل چوٹی کے مساوی ہے۔ یہ اعداد و شمار سے واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے کہ کم ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کے ساتھ A939 اعلی متبادل کے ساتھ A1081 سے زیادہ چوٹی کا رقبہ رکھتا ہے۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ نشاستے کے مالیکیولر چین میں ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپ کا داخل ہونے سے نشاستے کے مالیکیولز کی اصل ترتیب شدہ ساخت ٹوٹ جاتی ہے، نشاستے کی مالیکیولر چینز کے درمیان دوبارہ ترتیب دینے اور آپس میں جڑنے کی دشواری بڑھ جاتی ہے، اور نشاستے کی دوبارہ تشکیل کی ڈگری کو کم کر دیتا ہے۔ ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپ کے متبادل کی ڈگری میں اضافے کے ساتھ، نشاستے کی دوبارہ تشکیل پر ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپ کا روکنے والا اثر زیادہ واضح ہے۔

یہ جامع نمونوں (تصویر 6-1b) کے چھوٹے زاویہ والے ایکس رے بکھرنے والے سپیکٹرا سے دیکھا جا سکتا ہے کہ HPMC-HPS جامع فلموں نے 0.569 Å اور 0.397 Å پر واضح خصوصیت کی چوٹیوں کو دکھایا، جو کہ 7.70 HPMC کریٹ کے مطابق ہے۔ خصوصیت کی چوٹیوں، بالترتیب. HPMC/A939 کمپوزٹ فلم کے HPS کرسٹلائزیشن کا چوٹی کا رقبہ HPMC/A1081 کمپوزٹ فلم سے نمایاں طور پر بڑا ہے۔ دوبارہ ترتیب کو دبا دیا گیا ہے، جو خالص جزو فلموں میں ہائیڈروکسائپروپل متبادل کی ڈگری کے ساتھ HPS کرسٹلائزیشن چوٹی کے علاقے کے تغیر کے مطابق ہے۔ ایچ پی ایس ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں والی جامع جھلیوں کے لیے 7.70 پر HPMC کے مطابق کرسٹل لائن چوٹی کا علاقہ زیادہ تبدیل نہیں ہوا۔ خالص اجزاء کے نمونوں کے سپیکٹرم (تصویر 5-1a) کے مقابلے میں، HPMC کرسٹلائزیشن چوٹیوں کے علاقوں اور HPS کرسٹلائزیشن چوٹیوں کے کمپوزٹ نمونوں میں کمی واقع ہوئی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ دونوں کے امتزاج کے ذریعے، HPMC اور HPS دونوں مؤثر ہو سکتے ہیں۔ دوسرے گروپ. فلم علیحدگی کے مواد کی دوبارہ تشکیل دینے کا رجحان ایک خاص روک تھام کا کردار ادا کرتا ہے۔

تصویر 6-1 HPMC/HPS ملاوٹ والی فلموں کا SAXS سپیکٹرا جس میں HPS کی مختلف ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری ہے۔

آخر میں، HPS hydroxypropyl متبادل کی ڈگری میں اضافہ اور دو اجزاء کا مرکب ایک خاص حد تک HPMC/HPS کمپوزٹ میمبرین کے دوبارہ تشکیل دینے کے رجحان کو روک سکتا ہے۔ HPS کے ہائیڈروکسائپروپل متبادل ڈگری میں اضافہ بنیادی طور پر جامع جھلی میں HPS کی دوبارہ تشکیل کو روکتا ہے، جب کہ دو اجزاء والے مرکب نے HPS اور HPMC کی جامع جھلی میں دوبارہ تشکیل دینے میں ایک خاص روکنے والا کردار ادا کیا۔

6.3.2 HPMC/HPS جامع جھلیوں کا خود سے ملتا جلتا فریکٹل ڈھانچہ تجزیہ جس میں مختلف HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری

پولی سیکرائیڈ مالیکیولز جیسے نشاستہ کے مالیکیولز اور سیلولوز مالیکیولز کی اوسط چین کی لمبائی (R) 1000-1500 nm کی حد میں ہے، اور q 0.01-0.1 Å-1 کی حد میں ہے، qR >> 1 کے ساتھ۔ پوروڈ فارمولہ، پولی سیکرائڈ فلم کے نمونے دیکھے جا سکتے ہیں چھوٹے زاویہ ایکس رے بکھرنے کی شدت اور بکھرنے والے زاویہ کے درمیان تعلق ہے:

اس میں، I(q) چھوٹے زاویہ والے ایکس رے بکھرنے کی شدت ہوں؛

q بکھرنے والا زاویہ ہے۔

α پوروڈ ڈھلوان ہے۔

پوروڈ ڈھلوان α فریکٹل ڈھانچے سے متعلق ہے۔ اگر α <3، تو یہ اشارہ کرتا ہے کہ مادی ساخت نسبتاً ڈھیلی ہے، بکھرنے والے کی سطح ہموار ہے، اور یہ ایک بڑے پیمانے پر فریکٹل ہے، اور اس کا فریکٹل طول و عرض D = α؛ اگر 3 < α <4 ہے، تو یہ اشارہ کرتا ہے کہ مادی ساخت گھنے ہے اور بکھرنے والا ہے سطح کھردری ہے، جو کہ ایک سطح فریکٹل ہے، اور اس کا فریکٹل طول و عرض D = 6 – α ہے۔

شکل 6-2 HPMC/HPS جامع جھلیوں کے lnI(q)-lnq پلاٹوں کو دکھاتا ہے جس میں HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگری ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ تمام نمونے ایک مخصوص رینج کے اندر خود مماثل فریکٹل ڈھانچہ پیش کرتے ہیں، اور پوروڈ ڈھلوان α 3 سے کم ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ جامع فلم بڑے پیمانے پر فریکٹل کو پیش کرتی ہے، اور جامع فلم کی سطح نسبتاً زیادہ ہے۔ ہموار HPMC/HPS جامع جھلیوں کے بڑے پیمانے پر فریکٹل طول و عرض HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ جدول 6-1 میں دکھائے گئے ہیں۔

جدول 6-1 HPMC/HPS جامع جھلیوں کے فریکٹل جہت کو ظاہر کرتا ہے جس میں HPS ہائیڈروکسائپروپل متبادل کی مختلف ڈگری ہے۔ ٹیبل سے دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS نمونوں کے لیے، A939 کا فریکٹل طول و عرض کم ہائیڈروکسی پروپیل کے ساتھ بدلا ہوا A1081 کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے جو ہائی ہائیڈروکسی پروپیل کے ساتھ تبدیل کیا گیا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ ہائیڈروکسی پروپیل کے متبادل کی ڈگری میں اضافے کے ساتھ، جھلی میں خود سے ملتی جلتی ساخت کی کثافت نمایاں طور پر کم ہو گئی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ نشاستہ کی مالیکیولر چین پر ہائیڈرو آکسیپروپیل گروپس کا تعارف HPS سیگمنٹس کے باہمی تعلق کو نمایاں طور پر روکتا ہے، جس کے نتیجے میں فلم میں خود سے ملتی جلتی ساخت کی کثافت میں کمی واقع ہوتی ہے۔ Hydrophilic hydroxypropyl گروپس پانی کے مالیکیولز کے ساتھ بین سالمی ہائیڈروجن بانڈز بنا سکتے ہیں، سالماتی حصوں کے درمیان تعامل کو کم کرتے ہیں۔ ہائیڈرو آکسی پروپیل کے بڑے گروپ نشاستے کے مالیکیولر سیگمنٹس کے درمیان دوبارہ ملاپ اور کراس لنکنگ کو محدود کرتے ہیں، اس لیے ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی بڑھتی ہوئی ڈگری کے ساتھ، HPS ایک زیادہ ڈھیلا خود ساختہ بناتا ہے۔

HPMC/A939 کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، HPS کا فریکٹل طول و عرض HPMC سے زیادہ ہے، جس کی وجہ یہ ہے کہ نشاستہ دوبارہ تشکیل پاتا ہے، اور سالماتی زنجیروں کے درمیان ایک زیادہ ترتیب شدہ ڈھانچہ بنتا ہے، جو جھلی میں خود سے ملتی جلتی ساخت کی طرف لے جاتا ہے۔ . اعلی کثافت. مرکب نمونے کی فریکٹل جہت دو خالص اجزاء کے مقابلے میں کم ہے، کیونکہ مرکب سازی کے ذریعے، دونوں اجزاء کے مالیکیولر حصوں کی باہمی پابندی ایک دوسرے کی راہ میں رکاوٹ بنتی ہے، جس کے نتیجے میں خود سے ملتے جلتے ڈھانچے کی کثافت کم ہوتی ہے۔ اس کے برعکس، HPMC/A1081 کمپاؤنڈ سسٹم میں، HPS کا fractal dimension HPMC کے مقابلے میں بہت کم ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈروکسی پروپیل گروپس کا تعارف نشاستے کی دوبارہ تشکیل کو نمایاں طور پر روکتا ہے۔ لکڑی میں خود سے ملتی جلتی ساخت زیادہ ڈھیلی ہوتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، HPMC/A1081 کمپاؤنڈ نمونے کی فریکٹل جہت خالص HPS سے زیادہ ہے، جو HPMC/A939 کمپاؤنڈ سسٹم سے بھی نمایاں طور پر مختلف ہے۔ خود مماثل ڈھانچہ، زنجیر نما HPMC مالیکیول اس کے ڈھیلے ڈھانچے کے گہا میں داخل ہو سکتے ہیں، اس طرح HPS کی خود ساختہ ساخت کی کثافت کو بہتر بناتا ہے، جو یہ بھی ظاہر کرتا ہے کہ HPS ہائی ہائڈروکسائپروپل متبادل کے ساتھ کمپاؤنڈنگ کے بعد زیادہ یکساں کمپلیکس تشکیل دے سکتا ہے۔ HPMC کے ساتھ۔ اجزاء rheological خصوصیات کے اعداد و شمار سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ہائیڈروکسی پروپیلیشن نشاستے کی چپکنے والی کو کم کر سکتا ہے، لہذا مرکب سازی کے عمل کے دوران، مرکب نظام میں دو اجزاء کے درمیان چپکنے والے فرق کو کم کر دیا جاتا ہے، جو ایک ہم آہنگی کی تشکیل کے لئے زیادہ سازگار ہے. مرکب

تصویر 6-2 lnI(q)-lnq پیٹرن اور HPMC/HPS بلینڈ فلموں کے لیے اس کے موزوں منحنی خطوط HPS کی مختلف ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ

جدول 6-1 HPS/HPMC بلینڈ فلموں کے فریکٹل سٹرکچر پیرامیٹرز HPS کی مختلف ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ

ایک ہی مرکب تناسب والی جامع جھلیوں کے لیے، ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپ کی متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ فریکٹل جہت بھی کم ہو جاتی ہے۔ ایچ پی ایس مالیکیول میں ہائیڈرو آکسی پروپیل کا تعارف کمپاؤنڈ سسٹم میں پولیمر سیگمنٹس کے باہمی بانڈنگ کو کم کر سکتا ہے، اس طرح جامع جھلی کی کثافت کو کم کر سکتا ہے۔ ہائی ہائڈروکسی پروپیل متبادل کے ساتھ HPS HPMC کے ساتھ بہتر مطابقت رکھتا ہے، یکساں اور گھنے مرکب بنانے میں آسان ہے۔ لہذا، جامع جھلی میں خود سے ملتی جلتی ساخت کی کثافت HPS کی متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو جاتی ہے، جو HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل کی متبادل ڈگری کے مشترکہ اثر اور مرکب میں دو اجزاء کی مطابقت کا نتیجہ ہے۔ نظام

6.3.3 HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کے تھرمل استحکام کا تجزیہ مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ

تھرموگراومیٹرک تجزیہ کار HPMC/HPS خوردنی جامع فلموں کے تھرمل استحکام کو جانچنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا جس میں ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریاں تھیں۔ شکل 6-3 تھرموگراومیٹرک وکر (TGA) اور اس کے وزن میں کمی کی شرح وکر (DTG) کو مختلف ڈگریوں کے ساتھ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل HPS کے ساتھ جامع فلموں کو دکھاتا ہے۔ یہ شکل 6-3(a) میں TGA منحنی خطوط سے دیکھا جا سکتا ہے کہ مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ جامع جھلی کے نمونے۔ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ تھرموگراومیٹرک تبدیلی کے دو واضح مراحل ہیں۔ سب سے پہلے، 30 ~ 180 ° C پر وزن میں کمی کا ایک چھوٹا مرحلہ ہوتا ہے، جو بنیادی طور پر پولی سیکرائیڈ میکرومولکول کے ذریعے جذب شدہ پانی کے اتار چڑھاؤ کی وجہ سے ہوتا ہے۔ 300~450 °C پر وزن میں کمی کا ایک بڑا مرحلہ ہے، جو کہ اصل تھرمل انحطاط کا مرحلہ ہے، جو بنیادی طور پر HPMC اور HPS کے تھرمل انحطاط کی وجہ سے ہوتا ہے۔ اعداد و شمار سے یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ HPS کے وزن میں کمی کے منحنی خطوط ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ ملتے جلتے ہیں اور HPMC سے نمایاں طور پر مختلف ہیں۔ خالص HPMC اور خالص HPS نمونوں کے لیے دو قسم کے وزن میں کمی کے منحنی خطوط کے درمیان۔

شکل 6-3(b) میں DTG منحنی خطوط سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ خالص HPS کا تھرمل انحطاط کا درجہ حرارت مختلف ڈگریوں کے ساتھ ہائیڈروکسائپروپل متبادل کے بہت قریب ہے، اور A939 اور A081 نمونوں کے تھرمل انحطاط کی چوٹی کا درجہ حرارت 310 °C ہے۔ اور بالترتیب 305 °C، خالص HPMC نمونے کا تھرمل انحطاط کا چوٹی درجہ حرارت HPS کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ہے، اور اس کا چوٹی کا درجہ حرارت 365 °C ہے؛ HPMC/HPS کمپوزٹ فلم میں DTG وکر پر دو تھرمل انحطاط کی چوٹیاں ہیں، جو بالترتیب HPS اور HPMC کے تھرمل انحطاط کے مطابق ہیں۔ خصوصیت کی چوٹیاں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ جامع نظام میں 5:5 کے جامع تناسب کے ساتھ مرحلے کی علیحدگی کی ایک خاص ڈگری ہے، جو باب 3 میں 5:5 کے جامع تناسب کے ساتھ جامع فلم کے تھرمل انحطاط کے نتائج سے مطابقت رکھتی ہے۔ HPMC/A939 جامع فلم کے نمونوں کا تھرمل انحطاط کا چوٹی درجہ حرارت بالترتیب 302 ° C اور 363 ° C تھا۔ HPMC/A1081 جامع فلم کے نمونوں کا تھرمل انحطاط کا چوٹی درجہ حرارت بالترتیب 306 ° C اور 363 ° C تھا۔ جامع فلم کے نمونوں کا چوٹی کا درجہ حرارت خالص اجزاء کے نمونوں کے مقابلے کم درجہ حرارت پر منتقل کر دیا گیا، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ جامع نمونوں کی تھرمل استحکام کم ہو گیا ہے۔ ایک ہی مرکب تناسب والے نمونوں کے لیے، ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ تھرمل انحطاط کی چوٹی کا درجہ حرارت کم ہوا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کمپوزٹ فلم کی تھرمل استحکام میں کمی واقع ہوئی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپوں کا داخل ہونا سالماتی حصوں کے درمیان تعامل کو کم کرتا ہے اور مالیکیولز کی ترتیب سے دوبارہ ترتیب کو روکتا ہے۔ یہ نتائج سے مطابقت رکھتا ہے کہ ہائیڈروکسائپروپل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ خود سے ملتے جلتے ڈھانچے کی کثافت کم ہوتی ہے۔

تصویر 6-3 TGA منحنی خطوط (a) اور ان کے مشتق (DTG) منحنی خطوط (b) HPMC/HPS مرکب فلموں کے ساتھ HPS کی مختلف ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کے ساتھ

6.3.4 مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ HPMC/HPS جامع جھلیوں کا مکینیکل خصوصیات کا تجزیہ

تصویر 6-5 ایچ پی ایم سی/ایچ پی ایس فلموں کی ٹینسائل خصوصیات جس میں ایچ پی ایس کی مختلف ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری ہے۔

HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کی مختلف HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ ٹینسائل خصوصیات کو مکینیکل پراپرٹی اینالائزر کے ذریعے 25 °C اور 75% رشتہ دار نمی پر جانچا گیا۔ اعداد و شمار 6-5 HPS ہائیڈروکسائپروپل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ جامع فلموں کی لچکدار ماڈیولس (a)، وقفے پر لمبائی (b) اور تناؤ کی طاقت (c) دکھاتے ہیں۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ HPMC/A1081 کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، HPS مواد میں اضافے کے ساتھ، جامع فلم کی لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت میں بتدریج کمی واقع ہوئی، اور وقفے کے وقت طول و عرض میں نمایاں اضافہ ہوا، جو کہ 3.3 کے مطابق تھا۔ 5 درمیانی اور زیادہ نمی۔ مختلف مرکب تناسب کے ساتھ جامع جھلیوں کے نتائج یکساں تھے۔

خالص HPS جھلیوں کے لیے، HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری میں کمی کے ساتھ لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت دونوں میں اضافہ ہوا، یہ تجویز کرتا ہے کہ ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن جامع جھلی کی سختی کو کم کرتا ہے اور اس کی لچک کو بہتر بناتا ہے۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے بڑھنے کے ساتھ، HPS کی ہائیڈرو فیلیسیٹی بڑھ جاتی ہے، اور جھلی کا ڈھانچہ زیادہ ڈھیلا ہو جاتا ہے، جو اس نتیجے سے مطابقت رکھتا ہے کہ چھوٹے زاویہ X- میں متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ فریکٹل جہت کم ہو جاتی ہے۔ کرنوں کے بکھرنے کا ٹیسٹ۔ تاہم، HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپ کی متبادل ڈگری کی کمی کے ساتھ وقفے کے وقت لمبا ہونا کم ہو جاتا ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ نشاستے کے مالیکیول میں ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپ کا داخل ہونا نشاستے کی دوبارہ تشکیل کو روک سکتا ہے۔ نتائج اضافہ اور کمی کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔

HPMC/HPS جامع جھلی کے لیے اسی مرکب تناسب کے ساتھ، جھلی کے مواد کا لچکدار ماڈیولس HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کی کمی کے ساتھ بڑھتا ہے، اور وقفے پر تناؤ کی طاقت اور لمبا دونوں متبادل ڈگری کی کمی کے ساتھ کم ہو جاتے ہیں۔ یہ بات قابل غور ہے کہ مرکب جھلیوں کی مکینیکل خصوصیات HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ مرکب تناسب کے ساتھ مکمل طور پر مختلف ہوتی ہیں۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ جامع جھلی کی مکینیکل خصوصیات نہ صرف جھلی کی ساخت پر HPS متبادل ڈگری سے متاثر ہوتی ہیں بلکہ کمپاؤنڈ سسٹم میں اجزاء کے درمیان مطابقت سے بھی متاثر ہوتی ہیں۔ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ HPS کی viscosity کم ہو جاتی ہے، مرکب کے ذریعے یکساں مرکب بنانا زیادہ سازگار ہے۔

6.3.5 HPMC/HPS جامع جھلیوں کا مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے ساتھ آکسیجن پارگمیتا تجزیہ

آکسیجن کی وجہ سے آکسیڈیشن خوراک کو خراب کرنے کے بہت سے طریقوں سے ابتدائی مرحلہ ہے، لہذا آکسیجن رکاوٹ کی مخصوص خصوصیات کے ساتھ کھانے کی جامع فلمیں کھانے کے معیار کو بہتر بنا سکتی ہیں اور کھانے کی شیلف لائف کو طول دے سکتی ہیں [108, 364]۔ لہذا، HPMC/HPS جامع جھلیوں کی آکسیجن ٹرانسمیشن کی شرح مختلف HPS ہائیڈروکسائپروپل متبادل ڈگریوں کے ساتھ ماپا گیا، اور نتائج شکل 5-6 میں دکھائے گئے ہیں۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ تمام خالص HPS جھلیوں کی آکسیجن پارگمیتا خالص HPMC جھلیوں کے مقابلے میں بہت کم ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HPS جھلیوں میں HPMC جھلیوں سے بہتر آکسیجن رکاوٹ کی خصوصیات ہیں، جو پچھلے نتائج کے مطابق ہے۔ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ خالص HPS جھلیوں کے لیے، آکسیجن کی ترسیل کی شرح متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ جھلی کے مواد میں آکسیجن کا وہ حصہ بڑھتا ہے۔ یہ چھوٹے زاویہ کے ایکس رے بکھرنے کے مائیکرو اسٹرکچر تجزیہ سے مطابقت رکھتا ہے کہ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ جھلی کی ساخت ڈھیلی پڑ جاتی ہے، اس لیے جھلی میں آکسیجن کا پارمیشن چینل بڑا ہو جاتا ہے، اور جھلی میں آکسیجن جیسے جیسے رقبہ بڑھتا ہے، آکسیجن کی ترسیل کی شرح بھی بتدریج بڑھ جاتی ہے۔

تصویر 6-6 HPS/HPMC فلموں کی آکسیجن پارگمیتا جس میں HPS کی مختلف ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری ہے۔

مختلف HPS hydroxypropyl متبادل ڈگریوں کے ساتھ جامع جھلیوں کے لیے، آکسیجن کی ترسیل کی شرح ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو جاتی ہے۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ 5:5 مرکب نظام میں، HPS کم وسکوسیٹی HPMC مسلسل مرحلے میں منتشر مرحلے کی شکل میں موجود ہے، اور HPS کی viscosity hydroxypropyl متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہو جاتی ہے۔ ویسکوسیٹی کا فرق جتنا چھوٹا ہوگا، ایک یکساں مرکب کی تشکیل کے لیے اتنا ہی زیادہ سازگار ہوگا، جھلی کے مواد میں آکسیجن کے پارمیشن چینل اتنا ہی سخت، اور آکسیجن کی ترسیل کی شرح اتنی ہی کم ہوگی۔

6.4 باب کا خلاصہ

اس باب میں، HPMC/HPS خوردنی کمپوزٹ فلمیں HPS اور HPMC کو مختلف ڈگریوں کے ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کے ساتھ کاسٹ کرکے، اور پولی تھیلین گلائکول کو پلاسٹائزر کے طور پر شامل کرکے تیار کی گئیں۔ کرسٹل ڈھانچے اور مرکب جھلی کے مائیکرو ڈومین ڈھانچے پر مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے اثر کا مطالعہ سنکروٹران ریڈی ایشن چھوٹے زاویہ ایکس رے بکھرنے والی ٹیکنالوجی کے ذریعے کیا گیا۔ تھرمل استحکام، مکینیکل خصوصیات اور جامع جھلیوں کی آکسیجن پارگمیتا اور ان کے قوانین پر مختلف HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگریوں کے اثرات کا تھرموگراومیٹریک تجزیہ کار، مکینیکل پراپرٹی ٹیسٹر اور آکسیجن پارگمیتا ٹیسٹر کے ذریعے مطالعہ کیا گیا۔ اہم نتائج درج ذیل ہیں:

1. HPMC/HPS کمپوزٹ میمبرین کے لیے اسی مرکب تناسب کے ساتھ، ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ، 5.30 پر HPS کے مساوی کرسٹلائزیشن چوٹی کا رقبہ کم ہو جاتا ہے، جب کہ 7.70 پر HPMC کے مطابق کرسٹلائزیشن چوٹی کا رقبہ اس میں زیادہ تبدیلی نہیں کرتا، نشاستے کی ہائیڈروکسی پروپیلیشن جامع فلم میں نشاستے کی دوبارہ تشکیل کو روک سکتی ہے۔
2. HPMC اور HPS کی خالص جزو جھلیوں کے مقابلے میں، HPS (5.30) اور HPMC (7.70) مرکب جھلیوں کے کرسٹلائزیشن چوٹی کے علاقوں کو کم کر دیا گیا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ دونوں کے امتزاج کے ذریعے، HPMC اور HPS دونوں مؤثر ہو سکتے ہیں۔ جامع جھلیوں. دوسرے جزو کی دوبارہ تشکیل ایک خاص روک تھام کا کردار ادا کرتی ہے۔
3. تمام HPMC/HPS جامع جھلیوں نے خود سے مماثل ماس فریکٹل ڈھانچہ دکھایا۔ ایک ہی مرکب تناسب کے ساتھ جامع جھلیوں کے لیے، ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ جھلی کے مواد کی کثافت میں نمایاں کمی واقع ہوئی ہے۔ کم ایچ پی ایس ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل مرکب جھلی کے مواد کی کثافت دو خالص اجزاء والے مواد سے نمایاں طور پر کم ہے، جب کہ اعلی ایچ پی ایس ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے ساتھ جامع جھلی کے مواد کی کثافت خالص ایچ پی ایس جھلی سے زیادہ ہے، جو بنیادی طور پر اس وجہ سے کہ ایک ہی وقت میں جامع جھلی کے مواد کی کثافت متاثر ہوتی ہے۔ پولیمر سیگمنٹ بائنڈنگ کی کمی اور کمپاؤنڈ سسٹم کے دو اجزاء کے درمیان مطابقت پر HPS ہائیڈرو آکسیپروپیلیشن کا اثر۔
4. HPS کا ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کے تھرمل استحکام کو کم کر سکتا ہے، اور کمپوزٹ فلموں کا تھرمل انحطاط کا چوٹی درجہ حرارت ہائیڈروکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم درجہ حرارت والے علاقے میں منتقل ہو جاتا ہے، جس کی وجہ یہ ہے کہ نشاستے کے مالیکیولز میں ہائیڈرو آکسی پروپیل گروپ ہوتا ہے۔ تعارف سالماتی حصوں کے درمیان تعامل کو کم کرتا ہے اور مالیکیولز کی ترتیب سے دوبارہ ترتیب کو روکتا ہے۔
5. خالص HPS جھلی کی لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہوئی، جبکہ وقفے کے وقت لمبائی میں اضافہ ہوا۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ ہائیڈروکسی پروپیلیشن نشاستے کی دوبارہ تشکیل کو روکتا ہے اور مرکب فلم کو ایک ڈھیلا ڈھانچہ بناتا ہے۔
6. HPMC/HPS کمپوزٹ فلم کا لچکدار ماڈیولس HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ کم ہوا، لیکن وقفے کے وقت تناؤ کی طاقت اور لمبا اضافہ ہوا، کیونکہ کمپوزٹ فلم کی مکینیکل خصوصیات HPS ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل ڈگری سے متاثر نہیں ہوئی تھیں۔ کے اثر و رسوخ کے علاوہ، یہ کمپاؤنڈ سسٹم کے دو اجزاء کی مطابقت سے بھی متاثر ہوتا ہے۔
7. خالص HPS کی آکسیجن پارگمیتا ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، کیونکہ ہائیڈرو آکسی پروپیلیشن HPS کے امورفوس علاقے کی کثافت کو کم کرتا ہے اور جھلی میں آکسیجن کے پارگمیتا کے علاقے کو بڑھاتا ہے۔ HPMC/HPS جامع جھلی آکسیجن کی پارگمیتا ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے بڑھنے کے ساتھ کم ہوتی ہے، جس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ ہائپر ہائیڈروکسی پروپیلیٹڈ HPS کی HPMC کے ساتھ بہتر مطابقت ہے، جس کی وجہ سے جامع جھلی میں آکسیجن پارمیشن چینل کی ٹارٹوسٹی میں اضافہ ہوتا ہے۔ کم آکسیجن پارگمیتا.

مندرجہ بالا تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ میکروسکوپک خصوصیات جیسے میکانیکل خصوصیات، تھرمل استحکام اور HPMC/HPS جامع جھلیوں کی آکسیجن پارگمیتا کا ان کے اندرونی کرسٹل لائن ڈھانچے اور بے ساختہ خطے کے ڈھانچے سے گہرا تعلق ہے، جو نہ صرف HPS ہائیڈروکسی پروپیل متبادل سے متاثر ہوتے ہیں، بلکہ کمپلیکس کی طرف سے بھی. لیگنڈ سسٹم کی دو اجزاء کی مطابقت کا اثر۔

نتیجہ اور آؤٹ لک

1. نتیجہ

اس مقالے میں، تھرمل جیل HPMC اور کولڈ جیل HPS کو ملایا گیا ہے، اور HPMC/HPS کولڈ اینڈ ہاٹ ریورس جیل کمپاؤنڈ سسٹم بنایا گیا ہے۔ محلول کا ارتکاز، کمپاؤنڈنگ ریشو اور کمپاؤنڈ سسٹم پر مونڈنے والے اثر کا منظم طریقے سے rheological خصوصیات جیسے viscosity، فلو انڈیکس اور thixotropy کے اثر و رسوخ کا مطالعہ کیا جاتا ہے، جو میکانی خصوصیات، متحرک تھرمو مکینیکل خصوصیات، آکسیجن پارگمیتا، روشنی کی ترسیل کی خصوصیات اور تھرمل استحکام کے ساتھ مل کر کیا جاتا ہے۔ کاسٹنگ کے طریقہ کار سے تیار کردہ جامع فلمیں جامع خصوصیات، اور آئیوڈین وائن کو رنگنے والی مطابقت، مرحلے کی منتقلی اور جامع نظام کی فیز مورفولوجی کا آپٹیکل مائکروسکوپی کے ذریعے مطالعہ کیا گیا، اور HPMC/HPS کے مائیکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا۔ میکروسکوپک خصوصیات اور HPMC/HPS جامع نظام کے مائکرو مورفولوجیکل ڈھانچے کے درمیان تعلق کے مطابق HPMC/HPS جامع نظام کے مرحلے کی ساخت اور مطابقت کو کنٹرول کر کے کمپوزٹ کی خصوصیات کو کنٹرول کرنے کے لیے۔ rheological خصوصیات، جیل کی خصوصیات، مائکرو اسٹرکچر اور جھلیوں کی میکروسکوپک خصوصیات پر مختلف ڈگریوں کے ساتھ کیمیائی طور پر تبدیل شدہ HPS کے اثرات کا مطالعہ کرکے، HPMC/HPS سرد اور گرم الٹا جیل نظام کے مائکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق کی مزید تفتیش کی گئی۔ دونوں کے درمیان تعلق، اور ایک جسمانی ماڈل جیلیشن میکانزم اور اس کے متاثر کن عوامل اور کمپاؤنڈ سسٹم میں سرد اور گرم جیل کے قوانین کو واضح کرنے کے لیے قائم کیا گیا تھا۔ متعلقہ مطالعات نے مندرجہ ذیل نتائج اخذ کیے ہیں۔

1. HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے مرکب تناسب کو تبدیل کرنے سے کم درجہ حرارت پر HPMC کی واسکاسیٹی، روانی اور thixotropy جیسی rheological خصوصیات کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ rheological خصوصیات اور کمپاؤنڈ سسٹم کے مائکرو اسٹرکچر کے درمیان تعلق کا مزید مطالعہ کیا گیا۔ مخصوص نتائج درج ذیل ہیں:

(1) کم درجہ حرارت پر، کمپاؤنڈ سسٹم ایک مسلسل فیز منتشر فیز "سمندری جزیرے" کا ڈھانچہ ہے، اور HPMC/HPS کمپاؤنڈ تناسب کی کمی کے ساتھ مسلسل مرحلے کی منتقلی 4:6 پر ہوتی ہے۔ جب مرکب تناسب زیادہ ہوتا ہے (زیادہ HPMC مواد)، کم viscosity کے ساتھ HPMC مسلسل مرحلہ ہوتا ہے، اور HPS منتشر مرحلہ ہوتا ہے۔ HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے لیے، جب کم viscosity جزو مسلسل مرحلہ ہوتا ہے اور زیادہ واسکاسیٹی جزو مسلسل مرحلہ ہوتا ہے، تو کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity میں مسلسل فیز viscosity کا حصہ نمایاں طور پر مختلف ہوتا ہے۔ جب کم viscosity HPMC مسلسل مرحلہ ہے، کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity بنیادی طور پر مسلسل مرحلے کی viscosity کی شراکت کی عکاسی کرتی ہے؛ جب ہائی واسکاسیٹی ایچ پی ایس مسلسل مرحلہ ہوتا ہے تو ایچ پی ایم سی منتشر فیز کے طور پر ہائی واسکاسیٹی ایچ پی ایس کی واسکعثیٹی کو کم کردے گا۔ اثر کمپاؤنڈ سسٹم میں HPS کے مواد اور محلول کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ، کمپاؤنڈ سسٹم کی viscosity اور قینچ کے پتلا ہونے کے رجحان میں بتدریج اضافہ ہوا، روانی میں کمی واقع ہوئی، اور کمپاؤنڈ سسٹم کے ٹھوس جیسا رویہ بڑھایا گیا۔ HPMC کی viscosity اور thixotropy HPS کے ساتھ تشکیل کے ذریعہ متوازن ہے۔

(2) 5:5 مرکب نظام کے لیے، HPMC اور HPS بالترتیب کم اور زیادہ درجہ حرارت پر مسلسل مراحل تشکیل دے سکتے ہیں۔ اس مرحلے کی ساخت میں تبدیلی پیچیدہ viscosity، viscoelastic خصوصیات، تعدد انحصار اور پیچیدہ جیل کی جیل کی خصوصیات کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتی ہے۔ منتشر مراحل کے طور پر، HPMC اور HPS بالترتیب اعلی اور کم درجہ حرارت پر HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات اور جیل خصوصیات کا تعین کر سکتے ہیں۔ HPMC/HPS جامع نمونوں کے viscoelastic منحنی خطوط کم درجہ حرارت پر HPS اور اعلی درجہ حرارت پر HPMC کے مطابق تھے۔

(3) HPMC/HPS جامع نظام کے مائکرو اسٹرکچر، ریولوجیکل خصوصیات اور جیل کی خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا۔ کمپاؤنڈڈ سسٹم کے viscosity وکر میں اچانک تبدیلی اور نقصان کے عنصر کے منحنی خطوط میں ٹین ڈیلٹا چوٹی دونوں 45 °C پر ظاہر ہوتے ہیں، جو مائیکرو گراف (45 ° C پر) میں مشاہدہ کیے گئے شریک مسلسل مرحلے کے رجحان سے مطابقت رکھتا ہے۔

1. مائیکرو اسٹرکچر اور مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کرکے، متحرک تھرمو مکینیکل خصوصیات، روشنی کی ترسیل، آکسیجن پارگمیتا اور مختلف مرکب تناسب کے تحت تیار کی گئی جامع جھلیوں کی حرارتی استحکام اور حل کے ارتکاز، آیوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائیکروسکوپی ٹیکنالوجی کے ساتھ مل کر، تحقیق کے مرحلے کی شکل اور ساخت کی تشکیل۔ کمپلیکس کی چھان بین کی گئی، اور کمپلیکس کی مائکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا۔ مخصوص نتائج درج ذیل ہیں:

(1) مختلف مرکب تناسب کے ساتھ جامع فلموں کی SEM امیجز میں کوئی واضح دو فیز انٹرفیس نہیں ہے۔ زیادہ تر کمپوزٹ فلموں میں ڈی ایم اے کے نتائج میں صرف ایک شیشے کا ٹرانزیشن پوائنٹ ہوتا ہے، اور زیادہ تر کمپوزٹ فلموں میں ڈی ٹی جی وکر میں صرف ایک تھرمل انحطاط کی چوٹی ہوتی ہے۔ یہ مل کر اشارہ کرتے ہیں کہ HPMC HPS کے ساتھ ایک خاص مطابقت رکھتا ہے۔

(2) رشتہ دار نمی کا HPMC/HPS کمپوزٹ فلموں کی مکینیکل خصوصیات پر خاصا اثر پڑتا ہے، اور HPS مواد میں اضافے کے ساتھ اس کے اثر کی ڈگری بڑھ جاتی ہے۔ کم رشتہ دار نمی پر، HPS کے مواد میں اضافے کے ساتھ کمپوزٹ فلموں کے لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت دونوں میں اضافہ ہوا، اور کمپوزٹ فلموں کے وقفے پر طولانی خالص جزو فلموں کی نسبت نمایاں طور پر کم تھی۔ رشتہ دار نمی میں اضافے کے ساتھ، جامع فلم کے لچکدار ماڈیولس اور تناؤ کی طاقت میں کمی واقع ہوئی، اور وقفے کے وقت طول و عرض میں نمایاں اضافہ ہوا، اور مرکب فلم کی مکینیکل خصوصیات اور مرکب تناسب کے درمیان تعلق نے مختلف کے تحت مکمل طور پر مخالف تبدیلی کا نمونہ ظاہر کیا۔ رشتہ دار نمی مختلف مرکب تناسب کے ساتھ مرکب جھلیوں کی مکینیکل خصوصیات مختلف رشتہ دار نمی کے حالات کے تحت ایک تقطیع دکھاتی ہیں، جو مختلف اطلاق کی ضروریات کے مطابق مصنوعات کی کارکردگی کو بہتر بنانے کا امکان فراہم کرتی ہے۔

(3) HPMC/HPS کمپوزٹ سسٹم کے مائیکرو اسٹرکچر، فیز ٹرانزیشن، شفافیت اور مکینیکل خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا۔ a کمپاؤنڈ سسٹم کی شفافیت کا سب سے کم نقطہ HPMC کے مسلسل مرحلے سے منتشر مرحلے تک منتقلی کے نقطہ اور ٹینسائل ماڈیولس کی کمی کے کم از کم نقطہ کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ ب حل کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ وقفے پر ینگ کا ماڈیولس اور لمبا ہونا کم ہو جاتا ہے، جس کا تعلق HPMC کی شکلیاتی تبدیلی سے مرکب نظام میں مسلسل مرحلے سے منتشر ہونے تک ہے۔

(4) ایچ پی ایس کا اضافہ جامع جھلی میں آکسیجن پارمیشن چینل کی ٹارٹوسٹی کو بڑھاتا ہے، جھلی کی آکسیجن پارگمیتا کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے، اور ایچ پی ایم سی جھلی کی آکسیجن رکاوٹ کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔

1. HPS کیمیکل ترمیم کا اثر جامع نظام کی rheological خصوصیات پر اور جامع جھلی کی جامع خصوصیات جیسے کرسٹل ڈھانچہ، بے ساختہ خطے کی ساخت، میکانی خصوصیات، آکسیجن پارگمیتا اور تھرمل استحکام کا مطالعہ کیا گیا۔ مخصوص نتائج درج ذیل ہیں:

(1) ایچ پی ایس کا ہائیڈروکسائپولیشن کم درجہ حرارت پر کمپاؤنڈ سسٹم کی واسکاسیٹی کو کم کر سکتا ہے، کمپاؤنڈ محلول کی روانی کو بہتر بنا سکتا ہے، اور قینچ کے پتلا ہونے کے رجحان کو کم کر سکتا ہے۔ HPS کا ہائیڈروکسائپولیشن کمپاؤنڈ سسٹم کے لکیری ویسکوئلاسٹک خطے کو تنگ کر سکتا ہے، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کے فیز ٹرانزیشن درجہ حرارت کو کم کر سکتا ہے، اور کم درجہ حرارت پر کمپاؤنڈ سسٹم کے ٹھوس جیسا رویہ اور اعلی درجہ حرارت پر روانی کو بہتر بنا سکتا ہے۔

(2) HPS کی ہائیڈروکسائپولیشن اور دونوں اجزاء کی مطابقت میں بہتری جھلی میں نشاستے کی دوبارہ تشکیل کو نمایاں طور پر روک سکتی ہے، اور جامع جھلی میں خود ساختہ ڈھیلے ڈھانچے کی تشکیل کو فروغ دے سکتی ہے۔ نشاستے کی مالیکیولر چین پر بھاری ہائیڈرو آکسیپروپیل گروپس کا تعارف HPS مالیکیولر سیگمنٹس کی باہمی پابند اور ترتیب سے ترتیب کو محدود کرتا ہے، جس کے نتیجے میں HPS کی خود ساختہ زیادہ ڈھیلی شکل بنتی ہے۔ پیچیدہ نظام کے لیے، ہائیڈرو آکسی پروپیل متبادل کی ڈگری میں اضافہ زنجیر نما HPMC مالیکیولز کو HPS کے ڈھیلے گہا والے علاقے میں داخل ہونے کی اجازت دیتا ہے، جو پیچیدہ نظام کی مطابقت کو بہتر بناتا ہے اور HPS کی خود ساختہ ساخت کی کثافت کو بہتر بناتا ہے۔ کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت ہائیڈروکسی پروپیل گروپ کی متبادل ڈگری کے اضافے کے ساتھ بڑھتی ہے، جو کہ rheological خصوصیات کے نتائج سے مطابقت رکھتی ہے۔

(3) میکروسکوپک خصوصیات جیسے کہ مکینیکل خصوصیات، تھرمل استحکام اور HPMC/HPS جامع جھلی کی آکسیجن پارگمیتا کا اس کے اندرونی کرسٹل لائن ڈھانچے اور بے ساختہ خطے کی ساخت سے گہرا تعلق ہے۔ دو اجزاء کی مطابقت کے دو اثرات کا مشترکہ اثر۔

1. کمپاؤنڈ سسٹم کی rheological خصوصیات پر حل کی حراستی، درجہ حرارت اور HPS کی کیمیائی ترمیم کے اثرات کا مطالعہ کرتے ہوئے، HPMC/HPS کولڈ ہیٹ انورس جیل کمپاؤنڈ سسٹم کے جیلیشن میکانزم پر تبادلہ خیال کیا گیا۔ مخصوص نتائج درج ذیل ہیں:

(1) کمپاؤنڈ سسٹم میں ایک اہم ارتکاز (8%) ہے، اہم ارتکاز سے نیچے، HPMC اور HPS آزاد مالیکیولر چینز اور فیز ریجنز میں موجود ہیں۔ جب اہم ارتکاز تک پہنچ جاتا ہے، HPS مرحلہ حل میں کنڈینسیٹ کے طور پر بنتا ہے۔ جیل سینٹر ایک مائکروجیل ڈھانچہ ہے جو HPMC سالماتی زنجیروں کے آپس میں جڑا ہوا ہے۔ اہم ارتکاز کے اوپر، آپس میں جڑنا زیادہ پیچیدہ ہے اور تعامل زیادہ مضبوط ہے، اور حل پولیمر پگھلنے کی طرح کے رویے کو ظاہر کرتا ہے۔

(2) پیچیدہ نظام میں درجہ حرارت کی تبدیلی کے ساتھ مسلسل مرحلے کا ایک عبوری نقطہ ہے، جو پیچیدہ نظام میں HPMC اور HPS کے جیل رویے سے متعلق ہے۔ کم درجہ حرارت پر، HPMC کی viscosity HPS کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہوتی ہے، لہذا HPMC ایک مسلسل فیز بناتا ہے جس میں ہائی واسکاسیٹی HPS جیل فیز ہوتا ہے۔ دو مرحلوں کے کناروں پر، HPMC چین پر ہائیڈروکسیل گروپس اپنے بائنڈنگ پانی کا کچھ حصہ کھو دیتے ہیں اور HPS مالیکیولر چین کے ساتھ بین سالماتی ہائیڈروجن بانڈ بناتے ہیں۔ حرارتی عمل کے دوران، HPS مالیکیولر چینز کافی توانائی جذب کرنے کی وجہ سے حرکت میں آئیں اور پانی کے مالیکیولز کے ساتھ ہائیڈروجن بانڈز بنائے، جس کے نتیجے میں جیل کا ڈھانچہ ٹوٹ گیا۔ ایک ہی وقت میں، HPMC زنجیروں پر پانی کے پنجرے اور واٹر شیل کے ڈھانچے کو تباہ کر دیا گیا، اور آہستہ آہستہ ہائیڈرو فیلک گروپس اور ہائیڈروفوبک کلسٹرز کو بے نقاب کرنے کے لیے ٹوٹ گئے۔ اعلی درجہ حرارت پر، HPMC انٹرمولیکیولر ہائیڈروجن بانڈز اور ہائیڈروفوبک ایسوسی ایشن کی وجہ سے ایک جیل نیٹ ورک کا ڈھانچہ بناتا ہے، اور اس طرح بے ترتیب کنڈلیوں کے HPS مسلسل مرحلے میں منتشر ایک اعلی وسکوسیٹی منتشر مرحلہ بن جاتا ہے۔

(3) HPS کی ہائیڈروکسائپروپل متبادل ڈگری میں اضافے کے ساتھ، HPMC/HPS کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت بہتر ہوتی ہے، اور کمپاؤنڈ سسٹم میں فیز ٹرانزیشن کا درجہ حرارت کم درجہ حرارت پر چلا جاتا ہے۔ ہائیڈروکسی پروپیل متبادل کی ڈگری کے اضافے کے ساتھ، HPS محلول میں زیادہ پھیلے ہوئے ہیلیکل ٹکڑے ہوتے ہیں، جو HPMC مالیکیولر چین کے ساتھ دو مرحلوں کی حد میں زیادہ انٹرمولیکولر ہائیڈروجن بانڈ بنا سکتے ہیں، اس طرح ایک زیادہ یکساں ڈھانچہ بنتا ہے۔ Hydroxypropylation نشاستے کی viscosity کو کم کرتا ہے، تاکہ کمپاؤنڈ میں HPMC اور HPS کے درمیان viscosity کا فرق کم ہو جائے، جو کہ زیادہ یکساں مرکب کی تشکیل کے لیے سازگار ہے، اور دو اجزاء کے درمیان viscosity کے فرق کی کم از کم قدر کم ہو جاتی ہے۔ درجہ حرارت کا علاقہ

2. انوویشن پوائنٹس

1. HPMC/HPS کولڈ اینڈ ہاٹ ریورسڈ فیز جیل کمپاؤنڈ سسٹم کو ڈیزائن اور تعمیر کریں، اور اس سسٹم کی منفرد rheological خصوصیات کا منظم طریقے سے مطالعہ کریں، خاص طور پر مرکب محلول کا ارتکاز، مرکب تناسب، درجہ حرارت اور اجزاء کی کیمیائی ترمیم۔ rheological خصوصیات، جیل کی خصوصیات اور کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت کے اثرات کے قوانین کا مزید مطالعہ کیا گیا، اور مرکب نظام کی فیز مورفولوجی اور فیز ٹرانزیشن کا مزید مطالعہ آیوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائکروسکوپ کے مشاہدے کے ساتھ کیا گیا، اور مائکرو مورفولوجیکل کمپاؤنڈ سسٹم کا ڈھانچہ قائم کیا گیا تھا- Rheological پراپرٹیز-جیل پراپرٹیز کا تعلق۔ پہلی بار، Arrhenius ماڈل کو مختلف درجہ حرارت کی حدود میں سرد اور گرم ریورسڈ فیز کمپوزٹ جیلوں کے جیل کی تشکیل کے قانون کو فٹ کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔

2. فیز ڈسٹری بیوشن، فیز ٹرانزیشن اور HPMC/HPS کمپوزٹ سسٹم کی مطابقت کا مشاہدہ آیوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائیکروسکوپ تجزیہ ٹیکنالوجی کے ذریعے کیا گیا، اور کمپوزٹ فلموں کی آپٹیکل خصوصیات اور مکینیکل خصوصیات کو ملا کر شفافیت میکانی خصوصیات قائم کی گئیں۔ مائیکرو اسٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات جیسے کہ خصوصیات-فیز مورفولوجی اور ارتکاز-مکینیکل خصوصیات-فیز مورفولوجی کے درمیان تعلق۔ مرکب تناسب، درجہ حرارت اور ارتکاز کے ساتھ اس کمپاؤنڈ سسٹم کے فیز مورفولوجی کے تبدیلی کے قانون کا براہ راست مشاہدہ کرنے کا یہ پہلا موقع ہے، خاص طور پر فیز ٹرانزیشن کی شرائط اور کمپاؤنڈ سسٹم کی خصوصیات پر فیز ٹرانزیشن کے اثرات۔

3. مختلف HPS ہائیڈروکسائپروپل متبادل ڈگریوں کے ساتھ مرکب جھلیوں کی کرسٹل لائن کی ساخت اور بے شکل ساخت کا SAXS کے ذریعہ مطالعہ کیا گیا تھا، اور جیلیشن میکانزم اور کمپوزٹ جیلوں کے اثر و رسوخ پر rheological نتائج اور میکروسکوپک خصوصیات جیسے کہ آکسیجن میبرنیم کی کمپوزائٹ کی صلاحیت کے ساتھ تبادلہ خیال کیا گیا تھا۔ عوامل اور قوانین کے مطابق، یہ پہلی بار پایا گیا کہ جامع نظام کی viscosity کا تعلق جامع جھلی میں خود سے ملتی جلتی ساخت کی کثافت سے ہے، اور یہ براہ راست میکروسکوپک خصوصیات کا تعین کرتا ہے جیسے آکسیجن پارگمیتا اور مرکب کی مکینیکل خصوصیات جھلی، اور مادی خصوصیات کے درمیان rheological خصوصیات- microstructure-membrane کا رشتہ قائم کرتا ہے۔

3. آؤٹ لک

حالیہ برسوں میں، قابل تجدید قدرتی پولیمر کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے محفوظ اور خوردنی کھانے کی پیکیجنگ مواد کی ترقی فوڈ پیکیجنگ کے میدان میں ایک تحقیقی مرکز بن گئی ہے۔ اس مقالے میں قدرتی پولی سیکرائیڈ کو بنیادی خام مال کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ HPMC اور HPS کو مرکب کرنے سے، خام مال کی قیمت کم ہوتی ہے، HPMC کی کم درجہ حرارت پر پروسیسنگ کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے، اور جامع جھلی کی آکسیجن رکاوٹ کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔ ریولوجیکل تجزیہ، آئوڈین ڈائینگ آپٹیکل مائیکروسکوپ تجزیہ اور کمپوزٹ فلم مائیکرو اسٹرکچر اور جامع کارکردگی کے تجزیے کے امتزاج کے ذریعے، فیز مورفولوجی، فیز ٹرانزیشن، فیز علیحدگی اور سرد گرم ریورس فیز جیل کمپوزٹ سسٹم کی مطابقت کا مطالعہ کیا گیا۔ جامع نظام کے مائیکرو سٹرکچر اور میکروسکوپک خصوصیات کے درمیان تعلق قائم کیا گیا تھا۔ میکروسکوپک خصوصیات اور HPMC/HPS جامع نظام کے مائکرو مورفولوجیکل ڈھانچے کے درمیان تعلق کے مطابق، جامع مواد کو کنٹرول کرنے کے لیے جامع نظام کے مرحلے کی ساخت اور مطابقت کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ اس مقالے میں تحقیق اصل پیداواری عمل کے لیے اہم رہنمائی کی اہمیت رکھتی ہے۔ تشکیل کے طریقہ کار، اثر انداز کرنے والے عوامل اور سرد اور گرم الٹا مرکب جیلوں کے قوانین پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے، جو سرد اور گرم الٹا جیلوں کا ایک جیسا مرکب نظام ہے۔ اس مقالے کی تحقیق خاص درجہ حرارت پر قابو پانے والے سمارٹ مواد کی ترقی اور اطلاق کے لیے نظریاتی رہنمائی فراہم کرنے کے لیے ایک نظریاتی ماڈل فراہم کرتی ہے۔ اس مقالے کے تحقیقی نتائج کی اچھی نظریاتی قدر ہے۔ اس مقالے کی تحقیق میں خوراک، مواد، جیل اور مرکب سازی اور دیگر شعبوں کا تقطیع شامل ہے۔ وقت کی محدودیت اور تحقیقی طریقوں کی وجہ سے اس موضوع کی تحقیق میں اب بھی بہت سے نامکمل نکات باقی ہیں، جنہیں درج ذیل پہلوؤں سے مزید گہرا اور بہتر کیا جا سکتا ہے۔ پھیلائیں:

نظریاتی پہلو:

1. مختلف زنجیر شاخوں کے تناسب، مالیکیولر وزن اور HPS کی اقسام کے rheological خصوصیات، جھلیوں کی خصوصیات، فیز مورفولوجی، اور کمپاؤنڈ سسٹم کی مطابقت پر اثرات کو دریافت کرنے اور کمپاؤنڈ کے جیل کی تشکیل کے طریقہ کار پر اس کے اثر و رسوخ کے قانون کو دریافت کرنے کے لیے۔ نظام
2. HPMC hydroxypropyl متبادل ڈگری، میتھوکسیل متبادل ڈگری، مالیکیولر وزن اور rheological خصوصیات پر ماخذ، جیل کی خصوصیات، جھلی کی خصوصیات اور کمپاؤنڈ سسٹم کی نظام کی مطابقت کے اثرات کی تحقیقات کریں، اور کمپاؤنڈ کنڈینسیشن پر HPMC کیمیائی ترمیم کے اثر کا تجزیہ کریں۔ جیل کی تشکیل کے طریقہ کار پر اثر انداز۔
3. rheological خصوصیات، جیل کی خصوصیات، جھلی کی ساخت اور خصوصیات اور ان کے قوانین پر نمک، پی ایچ، پلاسٹکائزر، کراس لنکنگ ایجنٹ، اینٹی بیکٹیریل ایجنٹ اور دیگر مرکب نظام کے اثر و رسوخ کا مطالعہ کیا گیا تھا.

درخواست:

1. سیزننگ پیکٹوں، سبزیوں کے پیکٹوں اور ٹھوس سوپ کی پیکیجنگ ایپلی کیشن کے فارمولے کو بہتر بنائیں، اور اسٹوریج کی مدت کے دوران سیزننگ، سبزیوں اور سوپ کے تحفظ کے اثرات، مواد کی مکینیکل خصوصیات، اور بیرونی قوتوں کا نشانہ بننے پر مصنوعات کی کارکردگی میں تبدیلیوں کا مطالعہ کریں۔ ، اور پانی میں حل پذیری اور مواد کی حفظان صحت کا اشاریہ۔ اس کا اطلاق دانے دار کھانوں جیسے کافی اور دودھ کی چائے کے ساتھ ساتھ کیک، پنیر، میٹھے اور دیگر کھانوں کی خوردنی پیکیجنگ پر بھی کیا جا سکتا ہے۔
2. نباتاتی ادویاتی پودوں کے کیپسول کے اطلاق کے لیے فارمولے کے ڈیزائن کو بہتر بنائیں، پروسیسنگ کے حالات اور معاون ایجنٹوں کے بہترین انتخاب کا مزید مطالعہ کریں، اور کھوکھلی کیپسول کی مصنوعات تیار کریں۔ جسمانی اور کیمیائی اشارے جیسے کہ کمزوری، ٹوٹ پھوٹ کا وقت، ہیوی میٹل مواد، اور مائکروبیل مواد کا تجربہ کیا گیا۔
3. پھلوں اور سبزیوں، گوشت کی مصنوعات وغیرہ کو تازہ رکھنے کے لیے، چھڑکنے، ڈبونے اور پینٹ کرنے کے مختلف پروسیسنگ طریقوں کے مطابق، مناسب فارمولہ منتخب کریں، اور سڑے ہوئے پھلوں کی شرح، نمی کی کمی، غذائی اجزاء کی کھپت، سختی کا مطالعہ کریں۔ اسٹوریج کی مدت کے دوران پیکیجنگ کے بعد سبزیوں کی، چمک اور ذائقہ اور دیگر اشارے؛ پیکیجنگ کے بعد گوشت کی مصنوعات کے رنگ، پی ایچ، TVB-N ویلیو، تھیوباربیٹورک ایسڈ اور مائکروجنزموں کی تعداد۔