Хидроксипропилметилцелулозата (HPMC) е универсално съединение, използвано в различни индустрии, включително фармацевтична, хранителна, строителна и козметична.Разбирането на неговия състав, структура, свойства и приложения изисква задълбочено изучаване на неговия химичен състав и процеса на синтез.
състав и структура
Целулозен гръбнак: HPMC се извлича от целулоза, естествен полимер, намиращ се в стените на растителните клетки.Целулозата се състои от дълги вериги от глюкозни единици, свързани помежду си с β-1,4 гликозидни връзки.
Метилиране: Метилцелулозата е прекурсор на НРМС и се получава чрез третиране на целулоза с алкали и метил хлорид.Процесът включва заместване на хидроксилни (-OH) групи на целулозния скелет с метилови (-CH3) групи.
Хидроксипропилиране: След метилиране настъпва хидроксипропилиране.В този етап пропиленовият оксид реагира с метилирана целулоза, въвеждайки хидроксипропилови (-OCH2CHOHCH3) групи върху целулозния скелет.
Степен на заместване (DS): Степента на заместване се отнася до средния брой хидроксипропилови и метилови групи на глюкозна единица в целулозната верига.Този параметър влияе върху свойствата на HPMC, включително неговата разтворимост, вискозитет и термично поведение.
синтез
Алкална обработка: Целулозните влакна първо се третират с алкален разтвор, обикновено натриев хидроксид (NaOH), за да се разрушат междумолекулните водородни връзки и да се увеличи достъпността на целулозните хидроксилни групи.
Метилиране: Целулозата, обработена с алкали, реагира с метил хлорид (CH3Cl) при контролирани условия, което води до заместване на хидроксилните групи с метилови групи.
Хидроксипропилиране: Метилираната целулоза допълнително реагира с пропилей оксид (C3H6O) в присъствието на катализатор като натриев хидроксид.Тази реакция въвежда хидроксипропилови групи в целулозния скелет.
Неутрализиране и пречистване: Неутрализирайте реакционната смес, за да отстраните излишната основа.Полученият продукт преминава през етапи на пречистване, като филтриране, промиване и сушене, за да се получи крайният HPMC продукт.
Характеристика
Разтворимост: HPMC е разтворим във вода и образува бистър, вискозен разтвор.Разтворимостта зависи от фактори като степен на заместване, молекулно тегло и температура.
Вискозитет: HPMC разтворите проявяват псевдопластично поведение, което означава, че техният вискозитет намалява с увеличаване на скоростта на срязване.Вискозитетът може да се контролира чрез регулиране на параметри като DS, молекулно тегло и концентрация.
Образуване на филм: HPMC образува гъвкави и прозрачни филми, когато се отлива от неговия воден разтвор.Тези филми намират приложение в покрития, опаковки и фармацевтични продукти.
Термична стабилност: HPMC е термично стабилен при определена температура, над която настъпва разграждане.Термичната стабилност зависи от фактори като DS, съдържание на влага и наличие на добавки.
Области на приложение
Фармацевтични продукти: HPMC се използва широко във фармацевтични състави като сгъстители, свързващи вещества, филмообразуващи агенти и матрици с продължително освобождаване.Подобрява разпадането, разтварянето и бионаличността на таблетките.
Храна: В хранително-вкусовата промишленост HPMC се използва като сгъстител, стабилизатор, емулгатор и пълнител в продукти като сосове, дресинги, печива и млечни продукти.
Конструкция: HPMC се добавя към разтвори на циментова основа, мазилка и лепила за плочки за подобряване на обработваемостта, задържането на вода и адхезията.Той подобрява работата на тези строителни материали при различни условия.
Козметика: HPMC се използва като сгъстител, емулгатор и стабилизатор в козметични състави като кремове, лосиони и гелове.Придава желани реологични свойства и подобрява стабилността на продукта.
Хидроксипропил метилцелулозата (НРМС) е многофункционално съединение, синтезирано от целулоза чрез процеси на метилиране и хидроксипропилиране.Неговата химическа структура, свойства и приложения го правят ценна съставка в разнообразни индустрии като фармацевтичната, хранителната, строителната и козметичната.По-нататъшните изследвания и разработки на HPMC технологията продължават да разширяват нейните потенциални приложения и да подобряват ефективността й в различни формулировки.
Време на публикуване: 20 февруари 2024 г