Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je všestranná sloučenina používaná v různých průmyslových odvětvích včetně farmaceutického, potravinářského, stavebního a kosmetického průmyslu.Pochopení jeho složení, struktury, vlastností a aplikací vyžaduje hloubkové studium jeho chemického složení a procesu syntézy.
složení a struktura
Celulózová kostra: HPMC se získává z celulózy, přírodního polymeru, který se nachází ve stěnách rostlinných buněk.Celulóza se skládá z dlouhých řetězců glukózových jednotek spojených dohromady β-1,4 glykosidickými vazbami.
Methylace: Methylcelulóza je prekurzorem HPMC a vyrábí se zpracováním celulózy alkálií a methylchloridem.Proces zahrnuje nahrazení hydroxylových (-OH) skupin na celulózovém hlavním řetězci methylovými (-CH3) skupinami.
Hydroxypropylace: Po methylaci dochází k hydroxypropylaci.V tomto kroku propylenoxid reaguje s methylovanou celulózou a zavádí hydroxypropylové (-OCH2CHOHCH3) skupiny na celulózovou kostru.
Stupeň substituce (DS): Stupeň substituce se týká průměrného počtu hydroxypropylových a methylových skupin na jednotku glukózy v celulózovém řetězci.Tento parametr ovlivňuje vlastnosti HPMC, včetně její rozpustnosti, viskozity a tepelného chování.
syntéza
Alkalická úprava: Celulózová vlákna se nejprve ošetří alkalickým roztokem, obvykle hydroxidem sodným (NaOH), aby se rozbily mezimolekulární vodíkové vazby a zvýšila se dostupnost hydroxylových skupin celulózy.
Methylace: Celulóza upravená alkálií reaguje s methylchloridem (CH3Cl) za kontrolovaných podmínek, což vede k nahrazení hydroxylových skupin methylovými skupinami.
Hydroxypropylace: Methylovaná celulóza dále reaguje s propylenoxidem (C3H6O) v přítomnosti katalyzátoru, jako je hydroxid sodný.Tato reakce zavádí hydroxypropylové skupiny do celulózového hlavního řetězce.
Neutralizace a čištění: Neutralizujte reakční směs, abyste odstranili veškerý přebytek báze.Získaný produkt prochází purifikačními kroky, jako je filtrace, promývání a sušení, aby se získal konečný produkt HPMC.
charakteristický
Rozpustnost: HPMC je rozpustná ve vodě a tvoří čirý viskózní roztok.Rozpustnost závisí na faktorech, jako je stupeň substituce, molekulová hmotnost a teplota.
Viskozita: Roztoky HPMC vykazují pseudoplastické chování, což znamená, že jejich viskozita klesá s rostoucí rychlostí smyku.Viskozita může být řízena nastavením parametrů, jako je DS, molekulová hmotnost a koncentrace.
Tvorba filmu: HPMC tvoří flexibilní a průhledné filmy, když se odlévá z vodného roztoku.Tyto fólie nacházejí uplatnění v nátěrech, balení a léčivech.
Tepelná stabilita: HPMC je tepelně stabilní při určité teplotě, nad kterou dochází k degradaci.Tepelná stabilita závisí na faktorech, jako je DS, obsah vlhkosti a přítomnost přísad.
Oblasti použití
Léčiva: HPMC se široce používá ve farmaceutických formulacích jako zahušťovadla, pojiva, filmotvorná činidla a matrice s prodlouženým uvolňováním.Zlepšuje rozpad, rozpouštění a biologickou dostupnost tablet.
Potraviny: V potravinářském průmyslu se HPMC používá jako zahušťovadlo, stabilizátor, emulgátor a plnivo ve výrobcích, jako jsou omáčky, dresinky, pečivo a mléčné výrobky.
Konstrukce: HPMC se přidává do cementových malt, štuku a lepidel na dlaždice pro zlepšení zpracovatelnosti, zadržování vody a přilnavosti.Zlepšuje výkon těchto stavebních materiálů v různých podmínkách.
Kosmetika: HPMC se používá jako zahušťovadlo, emulgátor a stabilizátor v kosmetických přípravcích, jako jsou krémy, pleťové vody a gely.Dodává žádoucí reologické vlastnosti a zvyšuje stabilitu produktu.
Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je multifunkční sloučenina syntetizovaná z celulózy pomocí procesů methylace a hydroxypropylace.Jeho chemická struktura, vlastnosti a aplikace z něj činí cennou složku v tak rozmanitých průmyslových odvětvích, jako je farmaceutický, potravinářský, stavební a kosmetický průmysl.Další výzkum a vývoj technologie HPMC pokračuje v rozšiřování jejích potenciálních aplikací a zlepšování její výkonnosti v různých formulacích.
Čas odeslání: 20. února 2024