Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC) to wielofunkcyjny polimer otrzymywany z celulozy, który ze względu na swoje unikalne właściwości znajduje szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.Związek jest syntetyzowany poprzez szereg modyfikacji chemicznych celulozy, naturalnego polimeru występującego w ścianach komórkowych roślin.
surowiec:
Źródło: Celuloza jest głównym surowcem HPMC, który występuje powszechnie w przyrodzie i jest ekstrahowany z roślin.Najczęstszymi źródłami celulozy są celuloza drzewna i linters bawełniany.
Izolacja: Proces ekstrakcji polega na rozbiciu ścian komórkowych roślin i oddzieleniu włókien celulozowych.Można w tym celu stosować różne metody chemiczne i mechaniczne.
Tlenek propylenu:
Źródło: Tlenek propylenu jest związkiem organicznym pochodzącym ze źródeł petrochemicznych.
Funkcja: Tlenek propylenu służy do wprowadzania grup hydroksypropylowych do cząsteczek celulozy podczas procesu syntezy, zwiększając rozpuszczalność w wodzie i zmieniając właściwości fizyczne powstałego HPMC.
Chlorek metylu:
Źródło: Chlorek metylu to chlorowany węglowodór, który można syntetyzować z metanolu.
Funkcja: Chlorek metylu służy do wprowadzania grup metylowych do cząsteczek celulozy, co przyczynia się do ogólnej hydrofobowości HPMC.
Wodorotlenek sodu (NaOH):
Źródło: Wodorotlenek sodu, znany również jako soda kaustyczna, jest mocną zasadą i jest dostępny w handlu.
Funkcja: NaOH służy do katalizowania reakcji i regulacji wartości pH mieszaniny reakcyjnej podczas procesu syntezy.
Synteza:
Synteza HPMC obejmuje kilka etapów, a schemat reakcji można podsumować w następujący sposób:
Alkalizujący:
Celuloza jest poddawana działaniu wodorotlenku sodu w celu wytworzenia celulozy alkalicznej.
Następnie celulozę alkaliczną poddaje się reakcji z tlenkiem propylenu w celu wprowadzenia grup hydroksypropylowych.
Metylacja:
Hydroksypropylowaną celulozę poddaje się dalszej reakcji z chlorkiem metylu w celu wprowadzenia grup metylowych.
Ten etap zapewnia polimerowi dodatkową stabilność i hydrofobowość.
Neutralizacja i filtrowanie:
Mieszaninę reakcyjną zobojętniono w celu usunięcia nadmiaru zasady.
W celu wyizolowania modyfikowanej celulozy przeprowadzono filtrację.
Mycie i suszenie:
Wydzielony produkt przemywa się, a następnie suszy, w wyniku czego otrzymuje się hydroksypropylometylocelulozę w postaci proszku lub granulatu.
Charakterystyczna rozpuszczalność HPMC:
HPMC jest rozpuszczalny w wodzie i jego rozpuszczalność można regulować w zależności od stopnia podstawienia grup hydroksypropylowych i metylowych.
Zdolność tworzenia filmu:
HPMC tworzy elastyczne, przezroczyste folie odpowiednie do zastosowań w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym.
Lepkość:
Lepkość roztworu HPMC można kontrolować i często stosuje się go jako zagęszczacz i środek żelujący w różnych preparatach.
Żelowanie termiczne:
Niektóre gatunki HPMC wykazują właściwości termożelujące, tworząc żel po podgrzaniu i powracając do roztworu po ochłodzeniu.
Aktywność powierzchniowa:
HPMC można stosować jako środek powierzchniowo czynny, a na jego aktywność powierzchniową wpływa stopień podstawienia.
Stosowane leki HPMC:
HPMC jest szeroko stosowany w preparatach farmaceutycznych jako środki wiążące, środki rozsadzające i środki o kontrolowanym uwalnianiu w tabletkach i kapsułkach.
Przemysł budowlany:
W sektorze budowlanym HPMC stosuje się jako zagęszczacz w produktach na bazie cementu, takich jak zaprawy i kleje do płytek.
przemysł spożywczy:
HPMC jest stosowany w przemyśle spożywczym jako zagęszczacz, emulgator i stabilizator w różnorodnych produktach, w tym w sosach, deserach i lodach.
Produkty do pielęgnacji ciała:
W kosmetykach i produktach higieny osobistej HPMC jest stosowany w preparatach takich jak kremy, balsamy i szampony ze względu na jego właściwości zagęszczające i stabilizujące.
Farby i powłoki:
HPMC dodaje się do farb i powłok w celu kontrolowania lepkości, poprawy właściwości aplikacyjnych i poprawy właściwości błonotwórczych.
Rozwiązania okulistyczne:
HPMC stosuje się w kroplach do oczu i sztucznych łzach ze względu na jego biokompatybilność i właściwości mukoadhezyjne.
podsumowując:
Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC) to niezwykły polimer syntetyzowany z celulozy z surowców odnawialnych.Jego wielofunkcyjne właściwości i szerokie spektrum zastosowań sprawiają, że jest kluczowym składnikiem w różnych gałęziach przemysłu, od farmaceutycznego po budownictwo i żywność.Dzięki starannemu doborowi surowców i kontroli parametrów syntezy można wytwarzać HPMC o dostosowanych właściwościach, aby spełnić specyficzne potrzeby różnych zastosowań.Ponieważ technologia i potrzeby stale ewoluują, HPMC prawdopodobnie pozostanie kluczowym graczem w zakresie innowacji i zrównoważonego rozwoju produktów w różnych branżach.
Czas publikacji: 18 grudnia 2023 r