উচ্চ-সান্দ্রতা, কম-সান্দ্রতা এইচপিএমসি জেল তাপমাত্রার নীচেও থিক্সোট্রপি প্রদর্শন করে

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইলমিথাইলসেলুলোজ (HPMC) হল এমন একটি যৌগ যা এর বহুমুখী বৈশিষ্ট্যের কারণে অনেক শিল্পে একটি প্রধান কাঁচামাল হয়ে উঠেছে। এটি সাধারণত খাদ্য সংযোজন, প্রসাধনীতে ঘনকারী এবং এমনকি অনেক ওষুধে একটি চিকিৎসা উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। HPMC এর একটি অনন্য বৈশিষ্ট্য হল এর থিক্সোট্রপিক আচরণ, যা এটি নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে সান্দ্রতা এবং প্রবাহের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করতে দেয়। এছাড়াও, উচ্চ-সান্দ্রতা এবং কম-সান্দ্রতা HPMC উভয়েরই এই বৈশিষ্ট্য রয়েছে, জেল তাপমাত্রার নীচেও থিক্সোট্রপি প্রদর্শন করে।

HPMC-তে থিক্সোট্রপি ঘটে যখন চাপ প্রয়োগ বা নাড়াচাড়া করার সময় কোনও দ্রবণ শিয়ার-থিনিং হয়ে যায়, যার ফলে সান্দ্রতা হ্রাস পায়। এই আচরণটিও বিপরীত হতে পারে; যখন চাপ অপসারণ করা হয় এবং দ্রবণটিকে বিশ্রামে রাখা হয়, তখন সান্দ্রতা ধীরে ধীরে তার উচ্চতর অবস্থায় ফিরে আসে। এই অনন্য বৈশিষ্ট্যটি HPMC-কে অনেক শিল্পে একটি মূল্যবান উপাদান করে তোলে কারণ এটি মসৃণ প্রয়োগ এবং সহজ প্রক্রিয়াকরণের অনুমতি দেয়।

একটি নন-আয়োনিক হাইড্রোকলয়েড হিসেবে, HPMC পানিতে ফুলে ওঠে এবং জেল তৈরি করে। ফোলা এবং জেলিংয়ের মাত্রা পলিমারের আণবিক ওজন এবং ঘনত্ব, দ্রবণের pH এবং তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। উচ্চ সান্দ্রতা HPMC-এর সাধারণত উচ্চ আণবিক ওজন থাকে এবং উচ্চ সান্দ্রতা জেল তৈরি করে, অন্যদিকে কম সান্দ্রতা HPMC-এর কম আণবিক ওজন থাকে এবং কম সান্দ্র জেল তৈরি করে। যাইহোক, কর্মক্ষমতার এই পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও, উভয় ধরণের HPMC-ই আণবিক স্তরে ঘটে যাওয়া কাঠামোগত পরিবর্তনের কারণে থিক্সোট্রপি প্রদর্শন করে।

HPMC-এর থিক্সোট্রপিক আচরণ হল শিয়ার স্ট্রেসের কারণে পলিমার চেইনের সারিবদ্ধতার ফলাফল। যখন HPMC-তে শিয়ার স্ট্রেস প্রয়োগ করা হয়, তখন পলিমার চেইনগুলি প্রয়োগকৃত স্ট্রেসের দিকে সারিবদ্ধ হয়, যার ফলে স্ট্রেসের অনুপস্থিতিতে বিদ্যমান ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক কাঠামো ধ্বংস হয়ে যায়। নেটওয়ার্কের ব্যাঘাতের ফলে দ্রবণের সান্দ্রতা হ্রাস পায়। যখন স্ট্রেস অপসারণ করা হয়, তখন পলিমার চেইনগুলি তাদের মূল অভিমুখ অনুসারে পুনর্বিন্যাস করে, নেটওয়ার্ক পুনর্নির্মাণ করে এবং সান্দ্রতা পুনরুদ্ধার করে।

HPMC-তে জেলিং তাপমাত্রার নিচে থিক্সোট্রপিও দেখা যায়। জেল তাপমাত্রা হলো সেই তাপমাত্রা যেখানে পলিমার চেইনগুলি ক্রস-লিঙ্ক করে একটি ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক তৈরি করে, যা একটি জেল তৈরি করে। এটি পলিমারের দ্রবণের ঘনত্ব, আণবিক ওজন এবং pH-এর উপর নির্ভর করে। ফলে তৈরি জেলের সান্দ্রতা উচ্চ এবং চাপের অধীনে দ্রুত পরিবর্তিত হয় না। যাইহোক, জেলেশন তাপমাত্রার নীচে, HPMC দ্রবণটি তরল থেকে যায়, তবে আংশিকভাবে গঠিত নেটওয়ার্ক কাঠামোর উপস্থিতির কারণে থিক্সোট্রপিক আচরণ প্রদর্শন করে। এই অংশগুলি দ্বারা গঠিত নেটওয়ার্ক চাপের অধীনে ভেঙে যায়, যার ফলে সান্দ্রতা হ্রাস পায়। এই আচরণ অনেক ক্ষেত্রে উপকারী যেখানে দ্রবণগুলিকে নাড়াচাড়া করার সময় সহজে প্রবাহিত হতে হয়।

HPMC একটি বহুমুখী রাসায়নিক যার বেশ কয়েকটি অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যার মধ্যে একটি হল এর থিক্সোট্রপিক আচরণ। উচ্চ-সান্দ্রতা এবং নিম্ন-সান্দ্রতা উভয় HPMC-তেই এই বৈশিষ্ট্য রয়েছে, জেল তাপমাত্রার নীচেও থিক্সোট্রপি প্রদর্শন করে। এই বৈশিষ্ট্যটি HPMC-কে অনেক শিল্পে একটি মূল্যবান উপাদান করে তোলে যেখানে মসৃণ প্রয়োগ নিশ্চিত করার জন্য সহজ প্রবাহ পরিচালনা করে এমন সমাধানের প্রয়োজন হয়। উচ্চ-সান্দ্রতা এবং নিম্ন-সান্দ্রতা HPMC-এর মধ্যে বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও, আংশিকভাবে গঠিত নেটওয়ার্ক কাঠামোর সারিবদ্ধতা এবং ব্যাঘাতের কারণে তাদের থিক্সোট্রপিক আচরণ ঘটে। এর অনন্য বৈশিষ্ট্যের কারণে, গবেষকরা ক্রমাগত HPMC-এর বিভিন্ন প্রয়োগ অন্বেষণ করছেন, নতুন পণ্য তৈরি করার এবং বিশ্বজুড়ে গ্রাহকদের জন্য আরও ভাল সমাধান প্রদানের আশায়।