Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je polusintetski polimer topiv u vodi dobiven iz celuloze.Široko se koristi u raznim industrijama, uključujući farmaceutsku, prehrambenu, građevinsku i kozmetičku, zbog svojih jedinstvenih svojstava kao što su zgušnjavanje, vezivanje, stvaranje filma i stabilizacija.Međutim, važno je napomenuti da HPMC nema određeno talište jer ne prolazi pravi proces taljenja kao kristalni materijali.Umjesto toga, zagrijavanjem se podvrgava procesu toplinske razgradnje.
1. Svojstva HPMC-a:
HPMC je bijeli do gotovo bijeli prah bez mirisa, topiv u vodi i mnogim organskim otapalima.Njegova svojstva variraju ovisno o čimbenicima kao što su stupanj supstitucije (DS), molekularna težina i raspodjela veličine čestica.Općenito, pokazuje sljedeće karakteristike:
Neionska priroda: HPMC ne nosi nikakav električni naboj u otopini, što ga čini kompatibilnim sa širokim rasponom drugih materijala.
Stvaranje filma: HPMC može stvoriti prozirne, fleksibilne filmove kada se osuši, koji nalaze primjenu u premazima, filmovima i oblicima doziranja s kontroliranim otpuštanjem u farmaceutskim proizvodima.
Sredstvo za zgušnjavanje: daje viskoznost otopinama, što ga čini korisnim u prehrambenim proizvodima, kozmetici i lijekovima.
Hidrofilan: HPMC ima visok afinitet prema vodi, što doprinosi njegovoj topivosti i svojstvima stvaranja filma.
2. Sinteza HPMC:
HPMC se sintetizira nizom kemijskih reakcija koje uključuju celulozu, propilen oksid i metil klorid.Proces uključuje eterifikaciju celuloze s propilen oksidom nakon čega slijedi metilacija s metil kloridom.Stupanj supstitucije (DS) hidroksipropilnih i metoksi skupina može se kontrolirati kako bi se prilagodila svojstva dobivenog HPMC-a.
3. Primjene HPMC-a:
Farmaceutska industrija: HPMC se široko koristi kao pomoćna tvar u farmaceutskim formulacijama, uključujući tablete, kapsule, oftalmološke otopine i oblike doziranja s kontroliranim otpuštanjem.
Prehrambena industrija: Koristi se kao zgušnjivač, stabilizator i emulgator u prehrambenim proizvodima kao što su umaci, juhe, sladoledi i pekarski proizvodi.
Građevinska industrija: HPMC se dodaje proizvodima na bazi cementa za poboljšanje obradivosti, zadržavanja vode i prianjanja.Također se koristi u ljepilima za pločice, mortovima i žbukama.
Kozmetička industrija: HPMC se koristi u raznim kozmetičkim formulacijama kao što su kreme, losioni i šamponi zbog svojih svojstava zgušnjavanja i stabilizacije.
4. Toplinsko ponašanje HPMC-a:
Kao što je ranije spomenuto, HPMC nema određeno talište zbog svoje amorfne prirode.Umjesto toga, zagrijavanjem se podvrgava toplinskoj degradaciji.Proces razgradnje uključuje kidanje kemijskih veza unutar lanca polimera, što dovodi do stvaranja hlapljivih proizvoda razgradnje.
Temperatura razgradnje HPMC-a ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući molekularnu težinu, stupanj supstitucije i prisutnost aditiva.Tipično, toplinska degradacija HPMC-a počinje oko 200°C i napreduje s povećanjem temperature.Profil razgradnje može značajno varirati ovisno o specifičnom stupnju HPMC-a i brzini zagrijavanja.
Tijekom toplinske razgradnje, HPMC prolazi kroz nekoliko istodobnih procesa, uključujući dehidraciju, depolimerizaciju i razgradnju funkcionalnih skupina.Glavni produkti razgradnje uključuju vodu, ugljikov dioksid, ugljikov monoksid, metanol i razne ugljikovodike.
5. Tehnike toplinske analize za HPMC:
Toplinsko ponašanje HPMC-a može se proučavati pomoću različitih analitičkih tehnika, uključujući:
Termogravimetrijska analiza (TGA): TGA mjeri gubitak težine uzorka kao funkciju temperature, dajući informacije o njegovoj toplinskoj stabilnosti i kinetici razgradnje.
Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija (DSC): DSC mjeri protok topline u ili iz uzorka kao funkciju temperature, dopuštajući karakterizaciju faznih prijelaza i toplinskih događaja kao što su taljenje i degradacija.
Infracrvena spektroskopija s Fourierovom transformacijom (FTIR): FTIR se može koristiti za praćenje kemijskih promjena u HPMC tijekom toplinske razgradnje analizom promjena u funkcionalnim skupinama i molekularnoj strukturi.
6. Zaključak:
HPMC je svestrani polimer sa širokim rasponom primjene u farmaciji, hrani, građevinarstvu i kozmetici.Za razliku od kristalnih materijala, HPMC nema određeno talište, ali podliježe toplinskoj degradaciji kada se zagrijava.Temperatura razgradnje ovisi o različitim čimbenicima i obično počinje oko 200°C.Razumijevanje toplinskog ponašanja HPMC-a ključno je za njegovo pravilno rukovanje i obradu u različitim industrijama.
Vrijeme objave: 9. ožujka 2024