Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) adalah senyawa serbaguna yang digunakan di berbagai industri termasuk farmasi, makanan, konstruksi dan kosmetik.Memahami komposisi, struktur, sifat dan aplikasinya memerlukan studi mendalam tentang komposisi kimia dan proses sintesisnya.
komposisi dan struktur
Tulang Punggung Selulosa: HPMC berasal dari selulosa, polimer alami yang ditemukan di dinding sel tumbuhan.Selulosa terdiri dari rantai panjang unit glukosa yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4 glikosidik.
Metilasi: Metilselulosa adalah prekursor HPMC dan diproduksi dengan mengolah selulosa dengan alkali dan metil klorida.Prosesnya melibatkan penggantian gugus hidroksil (-OH) pada tulang punggung selulosa dengan gugus metil (-CH3).
Hidroksipropilasi: Setelah metilasi, terjadi hidroksipropilasi.Pada langkah ini, propilen oksida bereaksi dengan selulosa termetilasi, memasukkan gugus hidroksipropil (-OCH2CHOHCH3) ke tulang punggung selulosa.
Derajat Substitusi (DS): Derajat substitusi mengacu pada jumlah rata-rata gugus hidroksipropil dan metil per unit glukosa dalam rantai selulosa.Parameter ini mempengaruhi sifat HPMC, termasuk kelarutan, viskositas, dan perilaku termal.
perpaduan
Perlakuan basa: Serat selulosa pertama-tama diolah dengan larutan basa, biasanya natrium hidroksida (NaOH), untuk memutus ikatan hidrogen antarmolekul dan meningkatkan aksesibilitas gugus hidroksil selulosa.
Metilasi: Selulosa yang diolah dengan alkali direaksikan dengan metil klorida (CH3Cl) dalam kondisi terkendali, menghasilkan penggantian gugus hidroksil dengan gugus metil.
Hidroksipropilasi: Selulosa termetilasi selanjutnya bereaksi dengan propilen oksida (C3H6O) dengan adanya katalis seperti natrium hidroksida.Reaksi ini memasukkan gugus hidroksipropil ke dalam tulang punggung selulosa.
Netralisasi dan Pemurnian: Netralkan campuran reaksi untuk menghilangkan kelebihan basa.Produk yang diperoleh mengalami tahap pemurnian seperti penyaringan, pencucian, dan pengeringan untuk mendapatkan produk akhir HPMC.
ciri
Kelarutan: HPMC larut dalam air dan membentuk larutan bening dan kental.Kelarutan bergantung pada faktor-faktor seperti derajat substitusi, berat molekul, dan suhu.
Viskositas: Larutan HPMC menunjukkan perilaku pseudoplastik, artinya viskositasnya menurun seiring dengan meningkatnya laju geser.Viskositas dapat dikontrol dengan menyesuaikan parameter seperti DS, berat molekul dan konsentrasi.
Pembentukan Film: HPMC membentuk film yang fleksibel dan transparan ketika dicetak dari larutan berairnya.Film-film ini dapat diaplikasikan dalam pelapisan, pengemasan dan obat-obatan.
Stabilitas Termal: HPMC stabil secara termal pada suhu tertentu, di atas suhu tersebut terjadi degradasi.Stabilitas termal bergantung pada faktor-faktor seperti DS, kadar air, dan keberadaan aditif.
Area aplikasi
Farmasi: HPMC banyak digunakan dalam formulasi farmasi sebagai pengental, pengikat, zat pembentuk film, dan matriks pelepasan berkelanjutan.Ini meningkatkan disintegrasi tablet, disolusi dan bioavailabilitas.
Makanan: Dalam industri makanan, HPMC digunakan sebagai pengental, penstabil, pengemulsi dan pengisi produk seperti saus, dressing, makanan panggang dan produk susu.
Konstruksi: HPMC ditambahkan ke mortar berbahan dasar semen, perekat semen dan ubin untuk meningkatkan kemampuan kerja, retensi air, dan daya rekat.Ini meningkatkan kinerja bahan bangunan ini dalam berbagai kondisi.
Kosmetik: HPMC digunakan sebagai pengental, pengemulsi dan penstabil dalam formulasi kosmetik seperti krim, lotion dan gel.Ini memberikan sifat reologi yang diinginkan dan meningkatkan stabilitas produk.
Hidroksipropil metilselulosa (HPMC) merupakan senyawa multifungsi yang disintesis dari selulosa melalui proses metilasi dan hidroksipropilasi.Struktur kimia, sifat dan aplikasinya menjadikannya bahan berharga dalam berbagai industri seperti farmasi, makanan, konstruksi dan kosmetik.Penelitian lebih lanjut dan pengembangan teknologi HPMC terus memperluas potensi penerapannya dan meningkatkan kinerjanya dalam berbagai formulasi.
Waktu posting: 20 Februari 2024