Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) є напівсинтетичним, водорозчинним полімером, отриманим з целюлози.Він широко використовується в різних галузях промисловості, включаючи фармацевтичну, харчову, будівельну та косметичну, завдяки своїм унікальним властивостям, таким як загущення, зв’язування, плівкоутворення та стабілізація.Однак важливо зазначити, що ГПМЦ не має певної точки плавлення, оскільки він не проходить справжній процес плавлення, як кристалічні матеріали.Замість цього він піддається процесу термічної деградації при нагріванні.
1. Властивості HPMC:
HPMC — це білий або майже білий порошок без запаху, розчинний у воді та багатьох органічних розчинниках.Його властивості змінюються залежно від таких факторів, як ступінь заміщення (DS), молекулярна маса та розподіл часток за розміром.Як правило, він демонструє такі характеристики:
Неіонна природа: HPMC не несе жодного електричного заряду в розчині, що робить його сумісним з широким спектром інших матеріалів.
Плівкоутворення: ГПМЦ може утворювати прозорі, гнучкі плівки після висихання, які знаходять застосування в покриттях, плівках і лікарських формах із контрольованим вивільненням у фармацевтиці.
Загущувач: надає розчинам в’язкість, що робить його корисним у харчових продуктах, косметиці та фармацевтиці.
Гідрофільний: HPMC має високу спорідненість з водою, що сприяє його розчинності та властивостям плівкоутворення.
2. Синтез ГПМЦ:
HPMC синтезується через серію хімічних реакцій за участю целюлози, пропіленоксиду та метилхлориду.Процес включає етерифікацію целюлози пропіленоксидом з подальшим метилюванням метилхлоридом.Ступінь заміщення (DS) гідроксипропілової та метоксигрупи можна контролювати для адаптації властивостей отриманої HPMC.
3. Застосування HPMC:
Фармацевтична промисловість: HPMC широко використовується як допоміжна речовина у фармацевтичних композиціях, включаючи таблетки, капсули, офтальмологічні розчини та лікарські форми з контрольованим вивільненням.
Харчова промисловість: використовується як загусник, стабілізатор і емульгатор у харчових продуктах, таких як соуси, супи, морозиво та хлібобулочні вироби.
Будівельна промисловість: HPMC додається до продуктів на основі цементу для покращення оброблюваності, водоутримання та адгезії.Він також використовується в плиткових клеях, будівельних розчинах і штукатурках.
Косметична промисловість: HPMC використовується в різних косметичних рецептах, таких як креми, лосьйони та шампуні, завдяки своїм загущуючим і стабілізуючим властивостям.
4. Теплова поведінка HPMC:
Як згадувалося раніше, HPMC не має певної точки плавлення через свою аморфну природу.Натомість він піддається термічній деградації при нагріванні.Процес деградації включає розрив хімічних зв’язків у полімерному ланцюзі, що призводить до утворення летких продуктів розкладання.
Температура розкладання HPMC залежить від кількох факторів, включаючи його молекулярну масу, ступінь заміщення та наявність добавок.Як правило, термічна деградація HPMC починається приблизно при 200 °C і прогресує з підвищенням температури.Профіль деградації може значно відрізнятися залежно від конкретного сорту HPMC та швидкості нагрівання.
Під час термічної деградації HPMC зазнає кількох одночасних процесів, включаючи дегідратацію, деполімеризацію та розкладання функціональних груп.Основними продуктами розкладання є вода, вуглекислий газ, чадний газ, метанол і різні вуглеводні.
5. Методи термічного аналізу для HPMC:
Теплову поведінку HPMC можна вивчати за допомогою різних аналітичних методів, зокрема:
Термогравіметричний аналіз (TGA): TGA вимірює втрату ваги зразка як функцію температури, надаючи інформацію про його термостабільність і кінетику розкладання.
Диференціальна скануюча калориметрія (DSC): DSC вимірює тепловий потік у зразок або з нього як функцію температури, що дозволяє характеризувати фазові переходи та термічні події, такі як плавлення та деградація.
Інфрачервона спектроскопія з перетворенням Фур’є (FTIR): FTIR можна використовувати для моніторингу хімічних змін у HPMC під час термічної деградації шляхом аналізу змін у функціональних групах і молекулярній структурі.
6. Висновок:
HPMC — це універсальний полімер із широким спектром застосування у фармацевтиці, харчовій промисловості, будівництві та косметиці.На відміну від кристалічних матеріалів, HPMC не має певної точки плавлення, але піддається термічній деградації при нагріванні.Температура розкладання залежить від різних факторів і зазвичай починається приблизно з 200°C.Розуміння термічної поведінки HPMC має важливе значення для належного використання та обробки в різних галузях промисловості.
Час публікації: 09 березня 2024 р