Hidroxipropilmetilceluloza (HPMC) este un compus versatil utilizat în diverse industrii, inclusiv farmaceutică, alimentară, construcții și cosmetice.Înțelegerea compoziției, structurii, proprietăților și aplicațiilor sale necesită un studiu aprofundat al compoziției sale chimice și al procesului de sinteză.
compoziție și structură
Coloana vertebrală a celulozei: HPMC este derivat din celuloză, un polimer natural găsit în pereții celulelor plantelor.Celuloza este compusă din lanțuri lungi de unități de glucoză legate între ele prin legături β-1,4 glicozidice.
Metilare: metilceluloza este un precursor al HPMC și este produsă prin tratarea celulozei cu alcalii și clorură de metil.Procesul implică înlocuirea grupărilor hidroxil (-OH) de pe coloana vertebrală a celulozei cu grupări metil (-CH3).
Hidroxipropilarea: După metilare, are loc hidroxipropilarea.În această etapă, propilenoxidul reacţionează cu celuloza metilată, introducând grupări hidroxipropil (-OCH2CHOHCH3) pe scheletul celulozei.
Gradul de substituție (DS): gradul de substituție se referă la numărul mediu de grupări hidroxipropil și metil per unitate de glucoză din lanțul celulozei.Acest parametru afectează proprietățile HPMC, inclusiv solubilitatea, vâscozitatea și comportamentul termic.
sinteză
Tratament alcalin: fibrele de celuloză sunt tratate mai întâi cu o soluție alcalină, de obicei hidroxid de sodiu (NaOH), pentru a rupe legăturile de hidrogen intermoleculare și pentru a crește accesibilitatea grupărilor hidroxil celulozice.
Metilare: Celuloza tratată cu alcali reacţionează cu clorură de metil (CH3Cl) în condiţii controlate, rezultând înlocuirea grupărilor hidroxil cu grupări metil.
Hidroxipropilarea: Celuloza metilată reacţionează în continuare cu oxidul de propilenă (C3H6O) în prezenţa unui catalizator cum ar fi hidroxidul de sodiu.Această reacție introduce grupări hidroxipropil în scheletul celulozei.
Neutralizare și purificare: Neutralizați amestecul de reacție pentru a îndepărta orice exces de bază.Produsul obţinut este supus unor etape de purificare cum ar fi filtrarea, spălarea şi uscarea pentru a obţine produsul final HPMC.
caracteristică
Solubilitate: HPMC este solubil în apă și formează o soluție limpede, vâscoasă.Solubilitatea depinde de factori precum gradul de substituție, greutatea moleculară și temperatura.
Vâscozitate: Soluțiile HPMC prezintă un comportament pseudoplastic, ceea ce înseamnă că vâscozitatea lor scade odată cu creșterea ratei de forfecare.Vâscozitatea poate fi controlată prin ajustarea parametrilor precum DS, greutatea moleculară și concentrația.
Formarea peliculei: HPMC formează pelicule flexibile și transparente atunci când sunt turnate din soluția sa apoasă.Aceste filme găsesc aplicații în acoperiri, ambalaje și produse farmaceutice.
Stabilitate termică: HPMC este stabilă termic la o anumită temperatură, peste care are loc degradarea.Stabilitatea termică depinde de factori precum DS, conținutul de umiditate și prezența aditivilor.
Domenii de aplicare
Produse farmaceutice: HPMC este utilizat pe scară largă în formulările farmaceutice ca agenți de îngroșare, lianți, agenți de formare a filmului și matrice cu eliberare susținută.Îmbunătățește dezintegrarea, dizolvarea și biodisponibilitatea tabletelor.
Alimente: În industria alimentară, HPMC este utilizat ca agent de îngroșare, stabilizator, emulgator și umplutură în produse precum sosuri, sosuri, produse de panificație și produse lactate.
Construcție: HPMC este adăugat la mortare pe bază de ciment, stuc și adezivi pentru plăci pentru a îmbunătăți lucrabilitatea, reținerea apei și aderența.Îmbunătățește performanța acestor materiale de construcție într-o varietate de condiții.
Cosmetice: HPMC este folosit ca agent de îngroșare, emulgator și stabilizator în formulări cosmetice precum creme, loțiuni și geluri.Oferă proprietăți reologice dorite și îmbunătățește stabilitatea produsului.
Hidroxipropilmetilceluloza (HPMC) este un compus multifuncțional sintetizat din celuloză prin procese de metilare și hidroxipropilare.Structura, proprietățile și aplicațiile sale chimice îl fac un ingredient valoros în industrii la fel de diverse precum cele farmaceutice, alimentare, construcții și cosmetice.Cercetarea și dezvoltarea ulterioară a tehnologiei HPMC continuă să-și extindă aplicațiile potențiale și să-și îmbunătățească performanța într-o varietate de formulări.
Ora postării: 20-feb-2024