জল ধারণ এবং HPMC এর তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক

1. HPMC এর গঠন এবং জল ধারণ

এইচপিএমসি প্রাকৃতিক সেলুলোজের রাসায়নিক পরিবর্তনের মাধ্যমে তৈরি করা হয়, প্রধানত সেলুলোজ শৃঙ্খলে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল (-C3H7OH) এবং মিথাইল (-CH3) গ্রুপগুলির প্রবর্তনের মাধ্যমে, যা এটিকে ভাল দ্রবণীয়তা এবং নিয়ন্ত্রণ বৈশিষ্ট্য দেয়। এইচপিএমসি অণুতে হাইড্রোক্সিল গ্রুপ (-ওএইচ) জলের অণুর সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠন করতে পারে। অতএব, এইচপিএমসি জল শোষণ করতে পারে এবং জলের সাথে একত্রিত হতে পারে, জল ধারণ দেখায়।

 

জল ধারণ একটি পদার্থের জল ধরে রাখার ক্ষমতা বোঝায়। HPMC-এর জন্য, এটি প্রধানত হাইড্রেশনের মাধ্যমে সিস্টেমে জলের উপাদান বজায় রাখার ক্ষমতা দ্বারা উদ্ভাসিত হয়, বিশেষত উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ আর্দ্রতা পরিবেশে, যা কার্যকরভাবে জলের দ্রুত ক্ষতি রোধ করতে পারে এবং পদার্থের ভেজাতা বজায় রাখতে পারে। যেহেতু এইচপিএমসি অণুতে হাইড্রেশন তার আণবিক কাঠামোর মিথস্ক্রিয়ার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, তাই তাপমাত্রার পরিবর্তনগুলি সরাসরি এইচপিএমসির জল শোষণ ক্ষমতা এবং জল ধারণকে প্রভাবিত করবে।

 

2. HPMC এর জল ধরে রাখার উপর তাপমাত্রার প্রভাব

এইচপিএমসি এবং তাপমাত্রার জল ধরে রাখার মধ্যে সম্পর্ক দুটি দিক থেকে আলোচনা করা যেতে পারে: একটি হল এইচপিএমসির দ্রবণীয়তার উপর তাপমাত্রার প্রভাব, এবং অন্যটি হল এর আণবিক গঠন এবং হাইড্রেশনের উপর তাপমাত্রার প্রভাব।

 

2.1 HPMC এর দ্রবণীয়তার উপর তাপমাত্রার প্রভাব

পানিতে HPMC এর দ্রবণীয়তা তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত। সাধারণত, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে HPMC এর দ্রবণীয়তা বৃদ্ধি পায়। যখন তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, জলের অণুগুলি আরও তাপীয় শক্তি অর্জন করে, যার ফলে জলের অণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দুর্বল হয়ে পড়ে, যার ফলে জলের অণুগুলি দ্রবীভূত হয়। এইচপিএমসি. এইচপিএমসি-র জন্য, তাপমাত্রা বৃদ্ধি একটি কলয়েডাল দ্রবণ তৈরি করা সহজ করে তুলতে পারে, যার ফলে জলে এটির জল ধারণক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।

 

যাইহোক, খুব বেশি তাপমাত্রা এইচপিএমসি দ্রবণের সান্দ্রতা বাড়িয়ে তুলতে পারে, যা এর রিওলজিকাল বৈশিষ্ট্য এবং বিচ্ছুরণকে প্রভাবিত করে। যদিও এই প্রভাবটি দ্রবণীয়তার উন্নতির জন্য ইতিবাচক, তবে খুব বেশি তাপমাত্রা তার আণবিক গঠনের স্থায়িত্বকে পরিবর্তন করতে পারে এবং জল ধারণকে হ্রাস করতে পারে।

 

2.2 HPMC এর আণবিক কাঠামোর উপর তাপমাত্রার প্রভাব

এইচপিএমসির আণবিক কাঠামোতে, হাইড্রোজেন বন্ডগুলি প্রধানত হাইড্রোক্সিল গ্রুপের মাধ্যমে জলের অণুগুলির সাথে গঠিত হয় এবং এই হাইড্রোজেন বন্ধনটি এইচপিএমসির জল ধরে রাখার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে হাইড্রোজেন বন্ধনের শক্তি পরিবর্তিত হতে পারে, যার ফলে এইচপিএমসি অণু এবং জলের অণুর মধ্যে বাঁধাই শক্তি দুর্বল হয়ে যায়, যার ফলে এর জল ধারণকে প্রভাবিত করে। বিশেষত, তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে এইচপিএমসি অণুর হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি বিচ্ছিন্ন হয়ে যাবে, যার ফলে এর জল শোষণ এবং জল ধারণ ক্ষমতা হ্রাস পাবে।

 

উপরন্তু, HPMC এর তাপমাত্রা সংবেদনশীলতাও এর সমাধানের ফেজ আচরণে প্রতিফলিত হয়। বিভিন্ন আণবিক ওজন এবং বিভিন্ন বিকল্প গোষ্ঠীর HPMC এর বিভিন্ন তাপ সংবেদনশীলতা রয়েছে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, কম আণবিক ওজন এইচপিএমসি তাপমাত্রার প্রতি আরও সংবেদনশীল, যখন উচ্চ আণবিক ওজন এইচপিএমসি আরও স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে। অতএব, ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, কাজের তাপমাত্রায় এর জল ধরে রাখার জন্য নির্দিষ্ট তাপমাত্রার পরিসর অনুযায়ী উপযুক্ত HPMC প্রকার নির্বাচন করা প্রয়োজন।

 

2.3 জল বাষ্পীভবনের উপর তাপমাত্রার প্রভাব

উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে, এইচপিএমসি-র জল ধারণ তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণে ত্বরিত জল বাষ্পীভবনের দ্বারা প্রভাবিত হবে। যখন বাহ্যিক তাপমাত্রা খুব বেশি হয়, তখন HPMC সিস্টেমের জল বাষ্পীভূত হওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে। যদিও এইচপিএমসি তার আণবিক কাঠামোর মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে জল ধরে রাখতে পারে, অত্যধিক উচ্চ তাপমাত্রার কারণে সিস্টেমটি এইচপিএমসির জল ধারণ ক্ষমতার চেয়ে দ্রুত জল হারাতে পারে। এই ক্ষেত্রে, এইচপিএমসি-র জল ধরে রাখা বাধাগ্রস্ত হয়, বিশেষত উচ্চ তাপমাত্রা এবং শুষ্ক পরিবেশে।

 

এই সমস্যাটি দূর করার জন্য, কিছু গবেষণায় দেখা গেছে যে উপযুক্ত হিউমেক্ট্যান্ট যুক্ত করা বা সূত্রে অন্যান্য উপাদান সমন্বয় করা উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে HPMC এর জল ধরে রাখার প্রভাবকে উন্নত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সূত্রে সান্দ্রতা পরিবর্তনকারীকে সামঞ্জস্য করে বা একটি কম-উদ্বায়ী দ্রাবক নির্বাচন করে, HPMC এর জল ধারণ একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে উন্নত করা যেতে পারে, জল বাষ্পীভবনের উপর তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রভাবকে হ্রাস করে।