Hydroksipropyylimetyyliselluloosa (HPMC), joka tunnetaan myös nimellä hypromelloosi, on monipuolinen polymeeri, jota käytetään useilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien lääketeollisuus, ruoka ja rakentaminen.Se on selluloosajohdannainen, joka on modifioitu kemiallisella reaktiolla sen ominaisuuksien parantamiseksi.Tälle polymeerille on tunnusomaista vesiliukoisuus, biologinen yhteensopivuus ja kalvonmuodostuskyky.
Hydroksipropyylimetyyliselluloosan (HPMC) kemiallinen rakenne:
Hydroksipropyylimetyyliselluloosa on peräisin selluloosasta, luonnollisesta polysakkaridista, jota löytyy kasvien soluseinistä.HPMC:n kemialliselle rakenteelle on tunnusomaista hydroksipropyyli- ja metyyliryhmien läsnäolo selluloosan rungossa.
Selluloosa runko:
Selluloosa on lineaarinen polysakkaridi, joka koostuu glukoosiyksiköistä, jotka on kytketty toisiinsa β-1,4-glykosidisilla sidoksilla.Toistuvat yksiköt muodostavat pitkiä, jäykkiä ketjuja, jotka muodostavat HPMC:n rakenteellisen perustan.
metyyli:
Metyyliryhmät (CH3) viedään selluloosan runkoon kemiallisen reaktion kautta metanolin kanssa.Tämä substituutio parantaa polymeerin hydrofobisuutta vaikuttaen sen liukoisuuteen ja kalvonmuodostusominaisuuksiin.
Hydroksipropyyli:
Hydroksipropyyliryhmät (C3H6O) kiinnittyvät selluloosan runkoon reaktiolla propyleenioksidin kanssa.Nämä hydroksipropyyliryhmät edistävät HPMC:n vesiliukoisuutta ja vaikuttavat sen viskositeettiin.
Metyyli- ja hydroksipropyyliryhmien substituutioaste (DS) voi vaihdella, mikä vaikuttaa HPMC:n yleiseen suorituskykyyn.DS viittaa keskimääräiseen substituenttien lukumäärään glukoosiyksikköä kohti selluloosaketjussa.
Hydroksipropyylimetyyliselluloosan (HPMC) synteesi:
HPMC:n synteesi sisältää useita kemiallisia vaiheita, jotka tuovat metyyli- ja hydroksipropyyliryhmiä selluloosan runkoon.Keskeisiä reaktioita ovat eetteröinti metyylikloridilla ja hydroksipropylointi propyleenioksidilla.Tässä on yksinkertaistettu yleiskatsaus:
Selluloosan aktivointi:
Prosessi alkaa aktivoimalla selluloosa emäksellä, tavallisesti natriumhydroksidilla.Tämä vaihe lisää selluloosan hydroksyyliryhmien reaktiivisuutta myöhempiä reaktioita varten.
Metylointi:
Metyylikloridia käytetään metyyliryhmien lisäämiseen.Selluloosa reagoi metyylikloridin kanssa emäksen läsnä ollessa, jolloin hydroksyyliryhmät korvataan metyyliryhmillä.
reaktio:
Selluloosa-OH+CH3Cl→Selluloosa-OMe+Selluloosahydrokloridi-OH+CH3Cl→Selluloosa-OMe+HCl
Hydroksipropylointi:
Hydroksipropyyliryhmät kiinnitetään selluloosarunkoon propyleenioksidin avulla.Reaktio tapahtuu tavallisesti alkalisessa väliaineessa ja hydroksipropylaatioastetta kontrolloidaan haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi.
reaktio:
Selluloosa-OH+C3H6-happi→Selluloosa-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2-happi Selluloosa-OH+C3H6O→Selluloosa-O-(CH2CH(OH)CH3)+H2-happi
Neutralointi ja puhdistus:
Saatu tuote neutraloidaan jäljellä olevien happamien tai emäksisten jäännösten poistamiseksi.Puhdistusvaiheet, kuten pesu ja suodatus, suoritetaan korkealaatuisten HPMC-tuotteiden saamiseksi.
Hydroksipropyylimetyyliselluloosan (HPMC) kemialliset ominaisuudet:
Liukoisuus:
HPMC liukenee helposti kylmään veteen, ja liukoisuutta voidaan säätää muuttamalla substituutioastetta.Korkeammat substituutiotasot johtavat yleensä lisääntyneeseen liukoisuuteen.
Filmin muodostus:
HPMC:llä on erinomaiset kalvonmuodostusominaisuudet, joten se soveltuu esimerkiksi lääkepinnoitteisiin ja elintarvikepakkauksiin.Tuloksena oleva kalvo on läpinäkyvä ja muodostaa kaasusulun.
Lämpögeeliytys:
Lämpögeeliytys on HPMC:n ainutlaatuinen ominaisuus.Geeli muodostuu kuumennettaessa, ja geelin vahvuus riippuu tekijöistä, kuten konsentraatiosta ja molekyylipainosta.
Viskositeetti:
HPMC-liuosten viskositeettiin vaikuttavat substituutio- ja konsentraatioaste.Sakeuttajana sitä käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla.
Pintatoiminta:
HPMC:llä on pinta-aktiivisen aineen kaltaisia ominaisuuksia, jotka edistävät sen emulgointi- ja stabilointikykyä formulaatioissa.
Biologinen yhteensopivuus:
HPMC:tä pidetään bioyhteensopivana, joten se soveltuu käytettäväksi lääkkeissä, mukaan lukien kontrolloidusti vapautuvat lääkevalmisteet.
Hydroksipropyylimetyyliselluloosan (HPMC) sovellukset:
huume:
HPMC:tä käytetään yleisesti sideaineina, kalvopäällysteinä ja kontrolloidusti vapauttavina matriiseina farmaseuttisissa formulaatioissa.
laita ylös:
Rakennusteollisuudessa HPMC:tä käytetään vettä pidättävänä aineena sementtipohjaisissa materiaaleissa, mikä parantaa työstettävyyttä ja vähentää veden erottumista.
Ruokateollisuus:
HPMC:tä käytetään elintarviketeollisuudessa sakeuttamis-, stabilointi- ja hyytelöimisaineena.Sitä käytetään usein tuotteissa, kuten kastikkeissa, keitoissa ja jäätelössä.
Henkilökohtaiset hygieniatuotteet:
Kosmetiikka ja hygieniateollisuus Käyttö HPMC:tä käytetään tuotteissa, kuten voiteissa ja emulsioissa, sen sakeuttamis- ja emulgointiominaisuuksien vuoksi.
Maalit ja pinnoitteet:
HPMC:tä lisätään maaleihin ja pinnoitteisiin viskositeetin, stabiilisuuden ja vedenpidätyskyvyn lisäämiseksi.
tiivistettynä:
Hydroksipropyylimetyyliselluloosa on monipuolinen polymeeri, jolla on laaja valikoima sovelluksia ainutlaatuisten kemiallisten ominaisuuksiensa ansiosta.HPMC:n synteesi sisältää metyyli- ja hydroksipropyyliryhmien lisäämisen selluloosarunkoon, mikä johtaa vesiliukoiseen ja bioyhteensopivaan polymeeriin.Sen monipuoliset sovellukset lääketeollisuudessa, rakentamisessa, elintarvikkeissa ja henkilökohtaisessa hygieniassa korostavat sen merkitystä eri teollisuudenaloilla.Tutkimuksen edetessä HPMC-teknologian lisämuutokset ja edistysaskeleet voivat laajentaa sen hyödyllisyyttä ja parantaa sen suorituskykyä olemassa olevissa ja uusissa sovelluksissa.
Postitusaika: 18.12.2023