Hidroksipropil metilselüloz nədən hazırlanır

Hidroksipropil metilselüloz (HPMC) tikinti, qida, əczaçılıq və şəxsi gigiyena məhsulları da daxil olmaqla geniş sənaye sahələrində istifadə olunan yarı sintetik polimerdir. O, formulaların reoloji xassələrini yaxşılaşdırmaq qabiliyyətinə, həmçinin digər inqrediyentlərlə uyğunluğuna və aşağı toksikliyinə görə qiymətləndirilir. HPMC-nin necə hazırlandığını başa düşmək üçün əvvəlcə sellülozun quruluşunu və xassələrini anlamaq lazımdır.

Sellüloza bitkilərin hüceyrə divarlarında olan uzun qlükoza molekulları zənciridir. Qlükoza molekulları beta-1,4-qlikozid bağları ilə bir-birinə bağlanaraq xətti zəncir əmələ gətirir. Daha sonra zəncirlər hidrogen bağları və Van der Waals qüvvələri ilə möhkəm, lifli strukturlar yaratmaq üçün bir yerdə tutulur. Sellüloza yer üzündə ən çox yayılmış üzvi birləşmədir və ondan kağız, tekstil və tikinti materialları da daxil olmaqla geniş tətbiqlərdə istifadə olunur.

Selülozun bir çox faydalı xassələri olsa da, çox vaxt bir çox formulada istifadə etmək üçün çox sərt və həll olunmur. Bu məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq üçün alimlər HPMC də daxil olmaqla bir sıra dəyişdirilmiş sellüloza törəmələri hazırlamışlar. HPMC bir sıra kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə təbii sellülozu dəyişdirərək hazırlanır.

HPMC-nin hazırlanmasında ilk addım sellüloza başlanğıc materialını əldə etməkdir. Bu, ağac sellülozu, pambıq və ya bambuk kimi bitki mənbələrindən sellülozun çıxarılması ilə edilə bilər. Daha sonra selüloz natrium hidroksid və ya kalium hidroksid kimi qələvi məhlul ilə işlənir, çirkləri çıxarır və sellüloz liflərini daha kiçik hissəciklərə parçalayır. Bu proses merserizasiya kimi tanınır və sellülozu daha reaktiv edir və dəyişdirilməsini asanlaşdırır.

Merserizasiyadan sonra sellüloza hidroksipropil və metil qruplarını selülozun onurğasına daxil etmək üçün propilen oksid və metilxlorid qarışığı ilə reaksiya verir. Sellülozanın həllolma qabiliyyətini və su tutma xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün hidroksipropil qrupları, selülozun sabitliyini artırmaq və reaktivliyini azaltmaq üçün isə metil qrupları əlavə edilir. Reaksiya adətən natrium hidroksid və ya kalium hidroksid kimi katalizatorun iştirakı ilə və nəzarət olunan temperatur, təzyiq və reaksiya müddəti şəraitində həyata keçirilir.

HPMC-nin əvəzetmə dərəcəsi (DS) sellüloza onurğasına daxil olan hidroksipropil və metil qruplarının sayına aiddir. DS HPMC-nin arzu olunan xassələrindən və istifadə olunduğu xüsusi proqramdan asılı olaraq dəyişə bilər. Ümumiyyətlə, daha yüksək DS dəyərləri aşağı özlülük və daha sürətli həll olunma dərəcələri ilə HPMC ilə nəticələnir, aşağı DS dəyərləri isə daha yüksək özlülük və daha yavaş həll olunma dərəcələri ilə HPMC ilə nəticələnir.

Reaksiya başa çatdıqdan sonra əldə edilən məhsul təmizlənir və HPMC tozunu yaratmaq üçün qurudulur. Təmizləmə prosesi hər hansı reaksiyaya girməyən kimyəvi maddələrin, qalıq həlledicilərin və digər çirklərin HPMC-dən çıxarılmasını əhatə edir. Bu, adətən yuyulma, filtrasiya və qurutma mərhələlərinin birləşməsi ilə həyata keçirilir.

Son məhsul qoxusuz və dadsız olan ağdan bənövşəyi tozdur. HPMC suda və bir çox üzvi həlledicilərdə həll olunur və istifadə şərtlərindən asılı olaraq gellər, filmlər və digər strukturlar əmələ gətirə bilər. Bu qeyri-ion polimerdir, yəni heç bir elektrik yükü daşımır və ümumiyyətlə toksik olmayan və geniş tətbiqlərdə istifadə üçün təhlükəsiz hesab olunur.

HPMC boyalar, yapışdırıcılar, mastiklər, əczaçılıq məhsulları və qida məhsulları daxil olmaqla geniş çeşiddə formulalarda istifadə olunur. Tikinti tətbiqlərində HPMC tez-tez harçlar, məhlullar və birləşmə birləşmələri kimi sement və gips əsaslı məhsullarda qatılaşdırıcı, bağlayıcı və film yaradan kimi istifadə olunur.