خصائص المنتج وطريقة توليف هيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز

1. خصائص المنتج

التركيب الكيميائي والتكوينهيدروكسي بروبيل ميثيل سيلولوز (HPMC)هو مشتق السليلوز الذي تم الحصول عليه عن طريق التعديل الكيميائي. وهي مصنوعة من السليلوز الطبيعي من خلال ردود الفعل الإيثيل ، والميثيل ، وتفاعلات الهيدروكسي بروبيل. في بنيته الجزيئية ، يتم توصيل الهيكل العظمي السليلوز بواسطة وحدات gl-d-d-glucose من خلال روابط glycosidic β-1،4 ، وتتكون المجموعات الجانبية من الميثيل (-och3) و hydroxypropyl (-C3H7OH).

الخصائص الفيزيائية

الذوبان: Kimacell®HPMC غير قابل للذوبان في الماء والمذيبات العضوية ، ولكنه يمكن أن يشكل محلول غروي شفاف في الماء البارد. قابلية ذوبانها تتناسب مع محتوى الهيدروكسيبروبيل والميثيل في الجزيء.

اللزوجة: يكون محلول HPMC لزوجة معينة ، والتي تزداد عادة مع زيادة الوزن الجزيئي. نطاق اللزوجة الخاص به واسع ويمكن تعديله وفقًا للطلب لتلبية متطلبات استخدام الحقول المختلفة.

الاستقرار الحراري: HPMC لديه استقرار حراري عالي ، يمكن أن يقاوم بيئات درجات الحرارة العالية ، وليس من السهل أن تتحلل أثناء التدفئة.

الخصائص الوظيفية

خاصية تكوين الأفلام: HPMC لديها خاصية جيدة لتشكيل الأفلام ويمكن أن تشكل بنية فيلم شفافة وموحدة في محلول مائي ، لذلك غالبًا ما يتم استخدامه كمواد مصفوفة في أنظمة الإصدار المخدرات.

المستحلب والاستقرار: نظرًا لنشاطه السطحي ، غالبًا ما يتم استخدام HPMC في المستحلبات والتعليق والمواد الهلامية والتركيبات الأخرى لتحسين استقرار الصيغة.

السماكة والاحتفاظ بالماء: HPMC لها خصائص جيدة سماكة ويمكن أن تزيد من لزوجة المحلول بتركيزات منخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحتفظ بفعالية المياه ، وبالتالي تحسين قدرة الاحتفاظ بالمياه للمنتج ، ويوجد عادة في مستحضرات التجميل والمواد الكيميائية اليومية.

غير مؤثر: بصفته سطحي غير أيوني ، يمكن أن تظل HPMC مستقرة في حلول الحمض أو القلوية أو الملح ولديها قدرة قوية على التكيف.

مجالات التطبيق

صناعة الأدوية: كحامل أدوية ، يتم استخدامه لإعداد الإفراج الخاضع للرقابة والإصدار المستمر والاستعدادات الممتدة ؛ كما أنه يستخدم في إعداد الأجهزة اللوحية والكبسولات والمراهم الموضعية للعقاقير.

صناعة البناء: كمضاف ، فإنه يحسن أداء بناء مواد البناء مثل الهاون والطلاء ، ويحسن التصاق والسيولة والاحتفاظ بالماء.

صناعة المواد الغذائية: تستخدم كوكيل مثخن ، مستحلب ووكيل التلقائي في التوابل والهلام والآيس كريم وغيرها من المنتجات.

صناعة مستحضرات التجميل: تستخدم في المستحضرات ، وكريمات الجلد ، والشامبو وغيرها من المنتجات لتوفير اللزوجة والاستقرار.

2. طريقة التوليف

استخراج السليلوز ، تحتاج عملية توليف HPMC أولاً إلى استخراج السليلوز من الألياف النباتية الطبيعية (مثل الخشب ، القطن ، إلخ). بشكل عام ، تتم إزالة الشوائب والمكونات غير السليولوز مثل اللجنين في المواد الخام بالطرق الكيميائية أو الميكانيكية. تشمل عملية استخراج السليلوز بشكل أساسي النقع والعلاج القلوي والتبييض وغيرها من الخطوات.

تفاعل الأثير من السليلوز السليلوز المستخرج يخضع تفاعل الأثير ويضيف بدائل مثل الميثيل والهيدروكسي بروبيل. عادةً ما يتم تفاعل الأثير في محلول القلوية ، وتشمل عوامل الأثير الشائعة الاستخدام كلوريد الميثيل (CH3CL) ، وأكسيد البروبيلين (C3H6O) ، إلخ.

تفاعل الميثيل: يتم تفاعل السليلوز مع عامل ميثيل (مثل كلوريد الميثيل) بحيث يتم استبدال بعض مجموعات الهيدروكسيل (-OH) في جزيئات السليلوز بمجموعات الميثيل (-OCH3).

تفاعل هيدروكسي بروبيل: إدخال مجموعات هيدروكسي بروبيل (-C3H7OH) في جزيئات السليلوز ، والكاشف الشائع هو أكسيد البروبيلين. في هذا التفاعل ، يتم استبدال بعض مجموعات الهيدروكسيل في جزيئات السليلوز بمجموعات هيدروكسي بروبيل.

التحكم في حالة التفاعل

درجة الحرارة والوقت: عادة ما يتم تفاعل الأثير عند درجة حرارة 50-70 درجة مئوية ، ويتكون وقت التفاعل بين بضع ساعات وأكثر من عشر ساعات. ارتفاع درجة الحرارة قد تسبب تدهور السليلوز ، وسوف تؤدي درجة الحرارة المنخفضة للغاية إلى انخفاض كفاءة التفاعل.

التحكم في قيمة الرقم الهيدروجيني: يتم إجراء التفاعل عادة في ظل الظروف القلوية ، مما يساعد على تحسين كفاءة تفاعل الأثير.

تركيز عامل الأثير: تركيز عامل الأثير له تأثير مهم على خصائص منتج التفاعل. يمكن أن يزيد تركيز عامل الإثيرات العالي من درجة الهيدروكسي بروبيل أو مثيلة المنتج ، وبالتالي ضبط أداء Kimacell®HPMC.

التنقية والتجفيف بعد الانتهاء من التفاعل ، عادة ما يجب غسل المنتج بالماء أو استخلاصه مع مذيب لإزالة الكواشف غير المتفاعلة والمنتجات الثانوية. يتم تجفيف HPMC المنقى للحصول على مسحوق أو منتج نهائي محبب.

التحكم في الوزن الجزيئي أثناء عملية التوليف ، يمكن التحكم في الوزن الجزيئي لـ HPMC عن طريق ضبط ظروف التفاعل (مثل درجة الحرارة والوقت وتركيز الكاشف). تختلف HPMC ذات الأوزان الجزيئية المختلفة في القابلية للذوبان ، اللزوجة ، تأثير التطبيق ، وما إلى ذلك ، لذلك في التطبيقات العملية ، يمكن اختيار الوزن الجزيئي المناسب وفقًا للاحتياجات.

كمواد بوليمر متعددة الوظائف ،HPMCيستخدم على نطاق واسع في الطب والبناء والطعام ومستحضرات التجميل. سماكةها الممتازة ، والاستحلاب ، والاحتفاظ بالماء ، وخصائص تكوين الأفلام تجعلها مادة خام صناعية مهمة. طريقة التوليف من HPMC هي أساسا من خلال تفاعل الأثير من السليلوز. يجب التحكم في ظروف التفاعل المحددة (مثل درجة الحرارة ، وقيمة الرقم الهيدروجيني ، وتركيز الكاشف ، وما إلى ذلك). في المستقبل ، قد يتم توسيع وظائف HPMC في العديد من المجالات.