A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un composto versátil usado en varias industrias, incluíndo farmacéutica, alimentaria, construción e cosmética.Comprender a súa composición, estrutura, propiedades e aplicacións require un estudo en profundidade da súa composición química e do proceso de síntese.
composición e estrutura
Espina dorsal de celulosa: HPMC deriva da celulosa, un polímero natural que se atopa nas paredes das células vexetais.A celulosa está composta de longas cadeas de unidades de glicosa unidas entre si por enlaces glicosídicos β-1,4.
Metilación: a metilcelulosa é un precursor da HPMC e prodúcese tratando a celulosa con álcali e cloruro de metilo.O proceso implica a substitución dos grupos hidroxilo (-OH) na columna vertebral da celulosa por grupos metilo (-CH3).
Hidroxipropilación: despois da metilación, prodúcese a hidroxipropilación.Neste paso, o óxido de propileno reacciona coa celulosa metilada, introducindo grupos hidroxipropilo (-OCH2CHOHCH3) na columna vertebral da celulosa.
Grao de substitución (DS): o grao de substitución refírese ao número medio de grupos hidroxipropilo e metilo por unidade de glicosa na cadea de celulosa.Este parámetro afecta ás propiedades do HPMC, incluíndo a súa solubilidade, viscosidade e comportamento térmico.
síntese
Tratamento alcalino: as fibras de celulosa trátanse primeiro cunha solución alcalina, xeralmente hidróxido de sodio (NaOH), para romper os enlaces de hidróxeno intermoleculares e aumentar a accesibilidade dos grupos hidroxilo de celulosa.
Metilación: a celulosa tratada con álcali fai reaccionar con cloruro de metilo (CH3Cl) en condicións controladas, dando lugar á substitución dos grupos hidroxilo por grupos metilo.
Hidroxipropilación: a celulosa metilada reacciona ademais co óxido de propileno (C3H6O) en presenza dun catalizador como o hidróxido de sodio.Esta reacción introduce grupos hidroxipropilo na columna vertebral de celulosa.
Neutralización e purificación: neutralice a mestura de reacción para eliminar o exceso de base.O produto obtido pasa por etapas de purificación como filtración, lavado e secado para obter o produto HPMC final.
característica
Solubilidade: HPMC é soluble en auga e forma unha solución clara e viscosa.A solubilidade depende de factores como o grao de substitución, o peso molecular e a temperatura.
Viscosidade: as solucións HPMC presentan un comportamento pseudoplástico, o que significa que a súa viscosidade diminúe co aumento da velocidade de cizallamento.A viscosidade pódese controlar axustando parámetros como DS, peso molecular e concentración.
Formación de película: HPMC forma películas flexibles e transparentes cando se funden a partir da súa solución acuosa.Estas películas atopan aplicacións en revestimentos, envases e produtos farmacéuticos.
Estabilidade térmica: HPMC é térmicamente estable a unha determinada temperatura, por riba da cal se produce a degradación.A estabilidade térmica depende de factores como DS, contido de humidade e presenza de aditivos.
Ámbitos de aplicación
Farmacéuticos: HPMC úsase amplamente en formulacións farmacéuticas como espesantes, aglutinantes, axentes formadores de película e matrices de liberación sostida.Mellora a desintegración, a disolución e a biodisponibilidade da tableta.
Alimentación: na industria alimentaria, o HPMC úsase como espesante, estabilizador, emulsionante e recheo en produtos como salsas, aderezos, produtos de panadería e produtos lácteos.
Construción: HPMC engádese aos morteiros a base de cemento, estucos e adhesivos para baldosas para mellorar a traballabilidade, a retención de auga e a adhesión.Mellora o rendemento destes materiais de construción nunha variedade de condicións.
Cosméticos: HPMC úsase como espesante, emulsionante e estabilizador en formulacións cosméticas como cremas, loções e xeles.Imparte propiedades reolóxicas desexables e mellora a estabilidade do produto.
A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un composto multifuncional sintetizado a partir de celulosa mediante procesos de metilación e hidroxipropilación.A súa estrutura química, propiedades e aplicacións fan que sexa un ingrediente valioso en industrias tan diversas como a farmacéutica, a alimentación, a construción e a cosmética.A investigación e o desenvolvemento da tecnoloxía HPMC seguen ampliando as súas aplicacións potenciais e mellorando o seu rendemento nunha variedade de formulacións.
Hora de publicación: 20-02-2024