Waaruit is hidroksipropylmetielsellulose gemaak

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) is 'n semisintetiese polimeer wat in 'n wye reeks nywerhede gebruik word, insluitend konstruksie, voedsel, farmaseutiese produkte en persoonlike sorgprodukte. Dit word gewaardeer vir sy vermoë om die reologiese eienskappe van formulerings te verbeter, sowel as sy verenigbaarheid met ander bestanddele en sy lae toksisiteit. Om te verstaan ​​hoe HPMC gemaak word, is dit belangrik om eers die struktuur en eienskappe van sellulose te verstaan.

Sellulose is 'n lang ketting van glukosemolekules wat in die selwande van plante aangetref word. Die glukosemolekules is aan mekaar gekoppel deur beta-1,4-glikosidiese bindings, wat 'n lineêre ketting vorm. Die kettings word dan deur waterstofbindings bymekaar gehou en Van der Waals kragte om sterk, veselagtige strukture te vorm. Sellulose is die volopste organiese verbinding op aarde, en dit word in 'n wye reeks toepassings gebruik, insluitend papier, tekstiele en boumateriaal.

Alhoewel sellulose baie nuttige eienskappe het, is dit dikwels te styf en onoplosbaar om in baie formulerings gebruik te word. Om hierdie beperkings te oorkom, het wetenskaplikes 'n aantal gemodifiseerde sellulose-derivate ontwikkel, insluitend HPMC. HPMC word gemaak deur natuurlike sellulose te verander deur 'n reeks chemiese reaksies.

Die eerste stap in die maak van HPMC is om die sellulose beginmateriaal te verkry. Dit kan gedoen word deur sellulose uit plantbronne soos houtpulp, katoen of bamboes te onttrek. Die sellulose word dan met 'n alkaliese oplossing, soos natriumhidroksied of kaliumhidroksied, behandel om onsuiwerhede te verwyder en die sellulosevesels in kleiner deeltjies af te breek. Hierdie proses staan ​​bekend as mercerisering, en dit maak die sellulose meer reaktief en makliker om te verander.

Na mercerisering word die sellulose gereageer met 'n mengsel van propileenoksied en metielchloried om hidroksipropiel- en metielgroepe op die sellulose-ruggraat in te voer. Die hidroksielgroepe word bygevoeg om die oplosbaarheid en waterretensie eienskappe van die sellulose te verbeter, terwyl die metielgroepe bygevoeg word om die stabiliteit te verhoog en die reaktiwiteit van die sellulose te verminder. Die reaksie word tipies uitgevoer in die teenwoordigheid van 'n katalisator, soos natriumhidroksied of kaliumhidroksied, en onder beheerde toestande van temperatuur, druk en reaksietyd.

Die graad van substitusie (DS) van HPMC verwys na die aantal hidroksipropiel- en metielgroepe wat op die sellulose-ruggraat ingebring word. Die DS kan wissel na gelang van die verlangde eienskappe van die HPMC en die spesifieke toepassing waarvoor dit gebruik word. Oor die algemeen lei hoër DS-waardes tot HPMC met laer viskositeit en vinniger oplostempo's, terwyl laer DS-waardes HPMC tot gevolg het met hoër viskositeit en stadiger oplostempo's.

Nadat die reaksie voltooi is, word die resulterende produk gesuiwer en gedroog om HPMC-poeier te skep. Die suiweringsproses behels die verwydering van enige ongereageerde chemikalieë, oorblywende oplosmiddels en ander onsuiwerhede uit die HPMC. Dit word tipies gedoen deur 'n kombinasie van was-, filtrasie- en droogstappe.

Die finale produk is 'n wit tot spierwit poeier wat reukloos en smaakloos is. HPMC is oplosbaar in water en baie organiese oplosmiddels, en dit kan gels, films en ander strukture vorm, afhangende van die gebruikstoestande. Dit is 'n nie-ioniese polimeer, wat beteken dat dit geen elektriese lading dra nie, en dit word algemeen beskou as nie-giftig en veilig vir gebruik in 'n wye reeks toepassings.

HPMC word gebruik in 'n wye reeks formulerings, insluitend verf, kleefmiddels, seëlmiddels, farmaseutiese produkte en voedselprodukte. In konstruksietoepassings word HPMC dikwels gebruik as 'n verdikkingsmiddel, bindmiddel en filmvormer in sement- en gipsgebaseerde produkte, soos mortels, grouts en voegverbindings.