Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je všestranná zlúčenina používaná v rôznych priemyselných odvetviach vrátane farmaceutického, potravinárskeho, stavebného a kozmetického priemyslu.Pochopenie jeho zloženia, štruktúry, vlastností a aplikácií si vyžaduje hĺbkové štúdium jeho chemického zloženia a procesu syntézy.
zloženie a štruktúra
Celulózová kostra: HPMC je odvodená z celulózy, prírodného polyméru nachádzajúceho sa v stenách rastlinných buniek.Celulóza sa skladá z dlhých reťazcov glukózových jednotiek spojených β-1,4 glykozidickými väzbami.
Metylácia: Metylcelulóza je prekurzorom HPMC a vyrába sa spracovaním celulózy s alkáliou a metylchloridom.Proces zahŕňa nahradenie hydroxylových (-OH) skupín na celulózovom hlavnom reťazci metylovými (-CH3) skupinami.
Hydroxypropylácia: Po metylácii nastáva hydroxypropylácia.V tomto kroku propylénoxid reaguje s metylovanou celulózou, pričom sa na kostru celulózy zavádzajú hydroxypropylové (-OCH2CHOHCH3) skupiny.
Stupeň substitúcie (DS): Stupeň substitúcie sa týka priemerného počtu hydroxypropylových a metylových skupín na jednotku glukózy v celulózovom reťazci.Tento parameter ovplyvňuje vlastnosti HPMC vrátane jej rozpustnosti, viskozity a tepelného správania.
syntéza
Alkalická úprava: Celulózové vlákna sa najskôr ošetria alkalickým roztokom, zvyčajne hydroxidom sodným (NaOH), aby sa rozbili medzimolekulové vodíkové väzby a zvýšila sa dostupnosť hydroxylových skupín celulózy.
Metylácia: Celulóza upravená alkáliou reaguje s metylchloridom (CH3CI) za kontrolovaných podmienok, čo vedie k nahradeniu hydroxylových skupín metylovými skupinami.
Hydroxypropylácia: Metylovaná celulóza ďalej reaguje s propylénoxidom (C3H6O) v prítomnosti katalyzátora, ako je hydroxid sodný.Táto reakcia zavádza hydroxypropylové skupiny do hlavného reťazca celulózy.
Neutralizácia a čistenie: Neutralizujte reakčnú zmes, aby ste odstránili prebytočnú bázu.Získaný produkt sa podrobuje čistiacim krokom, ako je filtrácia, premývanie a sušenie, aby sa získal konečný produkt HPMC.
charakteristický
Rozpustnosť: HPMC je rozpustná vo vode a tvorí číry viskózny roztok.Rozpustnosť závisí od faktorov, ako je stupeň substitúcie, molekulová hmotnosť a teplota.
Viskozita: HPMC roztoky vykazujú pseudoplastické správanie, čo znamená, že ich viskozita klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou šmyku.Viskozita môže byť riadená nastavením parametrov, ako je DS, molekulová hmotnosť a koncentrácia.
Tvorba filmu: HPMC vytvára flexibilné a priehľadné filmy, keď sa odlieva z vodného roztoku.Tieto fólie nachádzajú uplatnenie v náteroch, obaloch a liečivách.
Tepelná stabilita: HPMC je tepelne stabilná pri určitej teplote, nad ktorou dochádza k degradácii.Tepelná stabilita závisí od faktorov, ako je DS, obsah vlhkosti a prítomnosť prísad.
Oblasti použitia
Farmaceutiká: HPMC sa široko používa vo farmaceutických formuláciách ako zahusťovadlá, spojivá, filmotvorné činidlá a matrice s predĺženým uvoľňovaním.Zlepšuje dezintegráciu, rozpúšťanie a biologickú dostupnosť tabliet.
Potraviny: V potravinárskom priemysle sa HPMC používa ako zahusťovadlo, stabilizátor, emulgátor a plnivo vo výrobkoch, ako sú omáčky, dresingy, pečivo a mliečne výrobky.
Konštrukcia: HPMC sa pridáva do mált na báze cementu, štuku a lepidiel na obklady, aby sa zlepšila spracovateľnosť, zadržiavanie vody a priľnavosť.Zlepšuje výkon týchto stavebných materiálov v rôznych podmienkach.
Kozmetika: HPMC sa používa ako zahusťovadlo, emulgátor a stabilizátor v kozmetických prípravkoch, ako sú krémy, mlieka a gély.Dodáva požadované reologické vlastnosti a zvyšuje stabilitu produktu.
Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je multifunkčná zlúčenina syntetizovaná z celulózy prostredníctvom procesov metylácie a hydroxypropylácie.Jeho chemická štruktúra, vlastnosti a aplikácie z neho robia cennú zložku v tak rôznorodých priemyselných odvetviach, ako je farmaceutický, potravinársky, stavebný a kozmetický priemysel.Ďalší výskum a vývoj technológie HPMC pokračuje v rozširovaní jej potenciálnych aplikácií a zlepšovaní jej výkonnosti v rôznych formuláciách.
Čas odoslania: 20. februára 2024