Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ) з'яўляецца важным паўсінтэтычным злучэннем эфіру цэлюлозы, якое шырока выкарыстоўваецца ў медыцыне, будаўнічых матэрыялах, харчовай прамысловасці, пакрыццях і іншых галінах прамысловасці. HPMC валодае добрымі ўласцівасцямі згушчэння, эмульгирования, пленкообразования, ўвільгатнення, стабілізацыі і іншымі ўласцівасцямі, таму мае важнае прымяненне ў многіх галінах. Асноўная сыравіна для вытворчасці HPMC ўключае цэлюлозу, гідраксід натрыю, аксід прапілену, хларыд метыла і ваду.
1. Цэлюлоза
Цэлюлоза з'яўляецца асноўнай асноўнай сыравінай HPMC, звычайна атрыманай з натуральных раслінных валокнаў, такіх як бавоўна і дрэва. Цэлюлоза - самы распаўсюджаны прыродны арганічны палімер на зямлі. Яго малекулярная структура ўяўляе сабой поліцукрыд з доўгай ланцугом, які складаецца з адзінак глюкозы, злучаных β-1,4-гліказіднымі сувязямі. Сама цэлюлоза не раствараецца ў вадзе і не валодае добрай хімічнай рэакцыйнай здольнасцю. Такім чынам, неабходны шэраг працэсаў хімічнай мадыфікацыі для павышэння яго растваральнасці і функцыянальнасці для атрымання розных эфірных прадуктаў цэлюлозы.
2. Гідраксід натрыю (NaOH)
Гідраксід натрыю, таксама вядомы як каўстычная сода, з'яўляецца моцным шчолачным злучэннем, якое гуляе важную ролю ў якасці подщелачивателя ў працэсе вытворчасці HPMC. На ранняй стадыі вытворчасці цэлюлоза ўступае ў рэакцыю з растворам гідраксіду натрыю, каб актываваць гідраксільныя групы ў малекулярным ланцугу цэлюлозы, тым самым забяспечваючы рэакцыйныя месцы для наступнай рэакцыі этэрыфікацыі. Гэты этап таксама называецца «рэакцыя подщелачивания». Подщелаченная цэлюлоза падвяргаецца пэўным структурным зменам, што палягчае рэакцыю з наступнымі хімічнымі рэагентамі (такімі як аксід прапілену і хларыд метыла).
3. Аксід прапілену (C3H6O)
Аксід прапілену з'яўляецца адным з ключавых этэрыфікуючых агентаў у вытворчасці HPMC, які ў асноўным выкарыстоўваецца для пераўтварэння гідраксільных груп у цэлюлозе ў гидроксипропильные групы. У прыватнасці, подщелаченная цэлюлоза рэагуе з аксідам прапілену пры пэўных умовах тэмпературы і ціску, і актыўныя эпаксідныя групы ў аксідзе прапілену злучаюцца з малекулярным ланцугом цэлюлозы праз рэакцыю далучэння з адкрыццём кольцы з адукацыяй гидроксипропильного замяшчальніка. Гэты працэс дае HPMC добрую растваральнасць у вадзе і здольнасць да згушчэння.
4. Метылхларыд (CH3Cl)
Метылхларыд - яшчэ адзін важны этэрыфікуючы агент, які выкарыстоўваецца для пераўтварэння гідраксільных груп цэлюлозы ў метоксильные групы. Метылхларыд рэагуе з гідраксільнымі групамі ў малекулярным ланцугу цэлюлозы праз рэакцыю нуклеафільнага замяшчэння з адукацыяй метылацэлюлозы. Дзякуючы гэтай рэакцыі метилирования, HPMC набывае добрую гідрафобнасць, асабліва дэманструючы выдатную растваральнасць у некаторых арганічных растваральніках. Акрамя таго, увядзенне метоксигрупп яшчэ больш паляпшае пленкообразующие ўласцівасці і хімічную стабільнасць HPMC.
5. Вада
Вада, як растваральнік і рэакцыйнае асяроддзе, праходзіць праз увесь працэс вытворчасці HPMC. У рэакцыях подщелачивания і этерификации вада не толькі дапамагае раствараць гідраксід натрыю і рэгуляваць стан гідратацыі цэлюлозы, але таксама ўдзельнічае ў рэгуляванні цяпла рэакцыі, каб забяспечыць кантроль тэмпературы на працягу ўсяго працэсу рэакцыі. Чысціня вады мае важны ўплыў на якасць HPMC, і звычайна патрабуецца дэіянізаваная вада высокай чысціні або дыстыляваная вада.
6. Арганічныя растваральнікі
У працэсе вытворчасці HPMC некаторыя этапы працэсу могуць таксама запатрабаваць выкарыстання некаторых арганічных растваральнікаў, такіх як метанол або этанол. Гэтыя растваральнікі часам выкарыстоўваюцца для рэгулявання глейкасці рэакцыйнай сістэмы, памяншэння адукацыі пабочных прадуктаў рэакцыі або стымулявання пэўных хімічных рэакцый. Выбар арганічнага растваральніка павінен быць вызначаны ў адпаведнасці з патрэбамі вытворчага працэсу і прымянення канчатковага прадукту.
7. Іншыя дапаможныя матэрыялы
У дадатак да вышэйзгаданай асноўнай сыравіны, у рэальным працэсе вытворчасці, некаторыя дапаможныя матэрыялы і дабаўкі, такія як каталізатары, стабілізатары і г.д., могуць быць выкарыстаны для павышэння эфектыўнасці рэакцыі, кантролю хуткасці рэакцыі або паляпшэння фізічных і хімічных уласцівасцяў канчатковага прадукту.
8. Асноўныя этапы вытворчага працэсу
Асноўныя этапы працэсу вытворчасці HPMC можна падзяліць на тры часткі: подщелачивание, этерификация і нейтралізацыя. Спачатку цэлюлоза ўступае ў рэакцыю з гідраксідам натрыю для подщелачивания з адукацыяй шчолачнай цэлюлозы. Затым этэрыфікацыя адбываецца ў выніку рэакцыі шчолачнай цэлюлозы з аксідам прапілену і хларыдам метыла з адукацыяй гидроксипропилового і метоксизамещенного эфіраў цэлюлозы. Нарэшце, шляхам нейтралізацыйнай апрацоўкі, прамывання, сушкі і іншых працэсаў атрымліваюцца прадукты HPMC з пэўнай растваральнасцю, глейкасцю і іншымі характарыстыкамі.
9. Уплыў якасці сыравіны на прадукцыйнасць прадукцыі HPMC
Розныя крыніцы сыравіны і чысціня аказваюць значны ўплыў на якасць і прадукцыйнасць канчатковага HPMC. Напрыклад, чысціня і размеркаванне малекулярнай масы цэлюлознай сыравіны будуць уплываць на глейкасць і растваральнасць HPMC; дазоўка і ўмовы рэакцыі аксіду прапілену і хларыду метыла будуць вызначаць ступень замяшчэння гидроксипропила і метокси, такім чынам уплываючы на эфект згушчэння і пленкообразующие ўласцівасці прадукту. Такім чынам, выбар і кантроль якасці сыравіны маюць вырашальнае значэнне ў працэсе вытворчасці.
Асноўная сыравіна гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) уключае цэлюлозу, гідраксід натрыю, аксід прапілену, хларыд метыла і ваду. Дзякуючы серыі складаных хімічных рэакцый гэтыя сыравінныя матэрыялы ператвараюцца ў функцыянальны матэрыял з шырокім прымяненнем. Дыяпазон прымянення HPMC ахоплівае многія вобласці, такія як медыцына, будаўнічыя матэрыялы і прадукты харчавання. Яго добрыя фізічныя і хімічныя ўласцівасці робяць яго незаменным у многіх галінах прамысловасці.
Час публікацыі: 30 верасня 2024 г