HPMC এর জল ধারণ এবং তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক

১. HPMC এর গঠন এবং জল ধারণ

প্রাকৃতিক সেলুলোজের রাসায়নিক পরিবর্তনের মাধ্যমে HPMC তৈরি করা হয়, প্রধানত সেলুলোজ শৃঙ্খলে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল (-C3H7OH) এবং মিথাইল (-CH3) গ্রুপ প্রবেশ করানোর মাধ্যমে, যা এটিকে ভালো দ্রাব্যতা এবং নিয়ন্ত্রণ বৈশিষ্ট্য দেয়। HPMC অণুতে থাকা হাইড্রোক্সিল গ্রুপ (-OH) জলের অণুর সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করতে পারে। অতএব, HPMC জল শোষণ করতে পারে এবং জলের সাথে একত্রিত হতে পারে, যা জল ধারণকে দেখায়।

 

জল ধারণ বলতে কোনও পদার্থের জল ধরে রাখার ক্ষমতা বোঝায়। HPMC-এর ক্ষেত্রে, এটি মূলত জলবিদ্যুতের মাধ্যমে সিস্টেমে জলের পরিমাণ বজায় রাখার ক্ষমতার মাধ্যমে প্রকাশিত হয়, বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ আর্দ্রতা পরিবেশে, যা কার্যকরভাবে জলের দ্রুত ক্ষতি রোধ করতে পারে এবং পদার্থের আর্দ্রতা বজায় রাখতে পারে। যেহেতু HPMC অণুতে জলীয়তা তার আণবিক কাঠামোর মিথস্ক্রিয়ার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, তাই তাপমাত্রার পরিবর্তন সরাসরি HPMC-এর জল শোষণ ক্ষমতা এবং জল ধরে রাখার ক্ষমতাকে প্রভাবিত করবে।

 

২. HPMC-এর জল ধরে রাখার উপর তাপমাত্রার প্রভাব

HPMC এর জল ধারণ ক্ষমতা এবং তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক দুটি দিক থেকে আলোচনা করা যেতে পারে: একটি হল HPMC এর দ্রাব্যতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব, এবং অন্যটি হল এর আণবিক গঠন এবং হাইড্রেশনের উপর তাপমাত্রার প্রভাব।

 

২.১ HPMC এর দ্রাব্যতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব

পানিতে HPMC এর দ্রাব্যতা তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত। সাধারণত, ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে HPMC এর দ্রাব্যতা বৃদ্ধি পায়। যখন তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, তখন জলের অণুগুলি আরও তাপীয় শক্তি অর্জন করে, যার ফলে জলের অণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দুর্বল হয়ে পড়ে, যার ফলে দ্রবীভূত হয় এইচপিএমসি। HPMC-এর ক্ষেত্রে, তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে কলয়েডাল দ্রবণ তৈরি করা সহজ হতে পারে, যার ফলে পানিতে এর জল ধারণক্ষমতা বৃদ্ধি পায়।

 

তবে, খুব বেশি তাপমাত্রা HPMC দ্রবণের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করতে পারে, যা এর রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য এবং বিচ্ছুরণকে প্রভাবিত করে। যদিও এই প্রভাব দ্রাব্যতার উন্নতির জন্য ইতিবাচক, অত্যধিক তাপমাত্রা এর আণবিক কাঠামোর স্থায়িত্ব পরিবর্তন করতে পারে এবং জল ধারণ ক্ষমতা হ্রাস করতে পারে।

 

২.২ HPMC এর আণবিক গঠনের উপর তাপমাত্রার প্রভাব

HPMC এর আণবিক কাঠামোতে, হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি মূলত হাইড্রোক্সিল গ্রুপের মাধ্যমে জলের অণুগুলির সাথে গঠিত হয় এবং এই হাইড্রোজেন বন্ধন HPMC এর জল ধরে রাখার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে, হাইড্রোজেন বন্ধনের শক্তি পরিবর্তিত হতে পারে, যার ফলে HPMC অণু এবং জলের অণুর মধ্যে বন্ধন বল দুর্বল হয়ে পড়ে, যার ফলে এর জল ধরে রাখার ক্ষমতা প্রভাবিত হয়। বিশেষ করে, তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে HPMC অণুর হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি বিচ্ছিন্ন হয়ে যাবে, যার ফলে এর জল শোষণ এবং জল ধরে রাখার ক্ষমতা হ্রাস পাবে।

 

এছাড়াও, HPMC-এর তাপমাত্রা সংবেদনশীলতা তার দ্রবণের পর্যায় আচরণেও প্রতিফলিত হয়। বিভিন্ন আণবিক ওজন এবং বিভিন্ন বিকল্প গোষ্ঠী সহ HPMC-এর বিভিন্ন তাপীয় সংবেদনশীলতা থাকে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, কম আণবিক ওজনের HPMC তাপমাত্রার প্রতি বেশি সংবেদনশীল, অন্যদিকে উচ্চ আণবিক ওজনের HPMC আরও স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে। অতএব, ব্যবহারিক প্রয়োগে, নির্দিষ্ট তাপমাত্রার পরিসর অনুসারে উপযুক্ত HPMC প্রকার নির্বাচন করা প্রয়োজন যাতে কার্যকরী তাপমাত্রায় এর জল ধরে রাখা নিশ্চিত করা যায়।

 

২.৩ জলের বাষ্পীভবনের উপর তাপমাত্রার প্রভাব

উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে, তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে সৃষ্ট ত্বরিত জল বাষ্পীভবনের ফলে HPMC-এর জল ধারণক্ষমতা প্রভাবিত হবে। যখন বাহ্যিক তাপমাত্রা খুব বেশি থাকে, তখন HPMC সিস্টেমের জল বাষ্পীভূত হওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে। যদিও HPMC তার আণবিক কাঠামোর মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে জল ধরে রাখতে পারে, অত্যধিক উচ্চ তাপমাত্রার কারণে সিস্টেমটি HPMC-এর জল ধারণক্ষমতার চেয়ে দ্রুত জল হারাতে পারে। এই ক্ষেত্রে, HPMC-এর জল ধারণক্ষমতা বাধাগ্রস্ত হয়, বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রা এবং শুষ্ক পরিবেশে।

 

এই সমস্যা দূর করার জন্য, কিছু গবেষণায় দেখা গেছে যে সূত্রে উপযুক্ত হিউমেক্ট্যান্ট যোগ করা বা অন্যান্য উপাদান সমন্বয় করা উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে HPMC-এর জল ধারণ প্রভাব উন্নত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সূত্রে সান্দ্রতা সংশোধক সামঞ্জস্য করে বা একটি কম-উদ্বায়ী দ্রাবক নির্বাচন করে, HPMC-এর জল ধারণ কিছুটা উন্নত করা যেতে পারে, যা জল বাষ্পীভবনের উপর তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রভাব হ্রাস করে।