Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) היא תרכובת רב-תכליתית המשמשת בתעשיות שונות כולל תרופות, מזון, בנייה וקוסמטיקה.הבנת הרכבו, המבנה, התכונות והיישומים שלו דורשת לימוד מעמיק של ההרכב הכימי ותהליך הסינתזה שלו.
הרכב ומבנה
עמוד השדרה של תאית: HPMC מופק מתאית, פולימר טבעי המצוי בדפנות תאי צמחים.תאית מורכבת משרשראות ארוכות של יחידות גלוקוז המקושרות ביניהן על ידי קשרים גליקוזידיים β-1,4.
מתילציה: מתילצלולוזה הוא מבשר ל- HPMC ומיוצר על ידי טיפול בתאית עם אלקלי ומתיל כלוריד.התהליך כולל החלפת קבוצות הידרוקסיל (-OH) על עמוד השדרה של התאית בקבוצות מתיל (-CH3).
הידרוקסיפרופילציה: לאחר מתילציה מתרחשת הידרוקסיפרופילציה.בשלב זה, תחמוצת פרופילן מגיבה עם תאית מתיל, ומכניסה קבוצות הידרוקסיפרופיל (-OCH2CHOHCH3) על עמוד השדרה של התאית.
דרגת החלפה (DS): מידת ההחלפה מתייחסת למספר הממוצע של קבוצות הידרוקסיפרופיל ומתיל ליחידת גלוקוז בשרשרת התאית.פרמטר זה משפיע על המאפיינים של HPMC, כולל מסיסותו, צמיגותו והתנהגותו התרמית.
סִינתֶזָה
טיפול אלקליין: סיבי תאית מטופלים תחילה בתמיסה בסיסית, בדרך כלל נתרן הידרוקסיד (NaOH), כדי לשבור קשרי מימן בין מולקולריים ולהגביר את הנגישות של קבוצות ההידרוקסיל התאית.
מתילציה: תאית המטופלת באלקלי מגיבה עם מתיל כלוריד (CH3Cl) בתנאים מבוקרים, וכתוצאה מכך החלפת קבוצות הידרוקסיל בקבוצות מתיל.
הידרוקסיפרופילציה: תאית מתילתית מגיבה עוד יותר עם תחמוצת פרופילן (C3H6O) בנוכחות זרז כגון נתרן הידרוקסיד.תגובה זו מכניסה קבוצות הידרוקסיפרופיל לשדרת התאית.
ניטרול וטיהור: נטרל את תערובת התגובה כדי להסיר כל עודפי בסיס.המוצר המתקבל עובר שלבי טיהור כגון סינון, כביסה וייבוש לקבלת המוצר הסופי של HPMC.
מאפיין
מסיסות: HPMC מסיס במים ויוצר תמיסה שקופה וצמיגה.המסיסות תלויה בגורמים כמו מידת ההחלפה, משקל מולקולרי וטמפרטורה.
צמיגות: פתרונות HPMC מפגינים התנהגות פסאודו-פלסטית, כלומר הצמיגות שלהם יורדת עם עלייה בקצב הגזירה.ניתן לשלוט בצמיגות על ידי התאמת פרמטרים כגון DS, משקל מולקולרי וריכוז.
היווצרות סרט: HPMC יוצר סרטים גמישים ושקופים בעת יציקה מהתמיסה המימית שלו.סרטים אלה מוצאים יישומים בציפויים, אריזות ותרופות.
יציבות תרמית: HPMC יציב תרמית בטמפרטורה מסוימת, שמעליה מתרחשת השפלה.יציבות תרמית תלויה בגורמים כגון DS, תכולת לחות ונוכחות של תוספים.
אזורי יישום
תרופות: HPMC נמצא בשימוש נרחב בתכשירים פרמצבטיים כחומרי עיבוי, קלסרים, חומרים יוצרי סרט ומטריצות לשחרור מושהה.זה משפר את התפוררות הטבליות, הפירוק והזמינות הביולוגית.
מזון: בתעשיית המזון, HPMC משמש כחומר מעבה, מייצב, מתחלב וכחומר מילוי במוצרים כמו רטבים, רטבים, מאפים ומוצרי חלב.
בנייה: HPMC מתווספת למרגמות על בסיס צמנט, דבקים טיח ואריחים כדי לשפר את יכולת העבודה, החזקת המים וההדבקה.זה משפר את הביצועים של חומרי בניין אלה במגוון תנאים.
קוסמטיקה: HPMC משמש כחומר מעבה, מתחלב ומייצב בתכשירים קוסמטיים כגון קרמים, קרמים וג'לים.הוא מקנה תכונות ראוולוגיות רצויות ומשפר את יציבות המוצר.
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) היא תרכובת רב תכליתית המסונתזת מתאית באמצעות תהליכי מתילציה והידרוקסיפרופילציה.המבנה הכימי שלו, התכונות והיישומים שלו הופכים אותו למרכיב בעל ערך בתעשיות מגוונות כמו תרופות, מזון, בנייה וקוסמטיקה.מחקר ופיתוח נוספים של טכנולוגיית HPMC ממשיכים להרחיב את היישומים הפוטנציאליים שלה ולשפר את הביצועים שלה במגוון ניסוחים.
זמן פרסום: 20-20-2024