La hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) és un polímer multifuncional derivat de la cel·lulosa que s'utilitza àmpliament en diverses indústries a causa de les seves propietats úniques. El compost es sintetitza mitjançant una sèrie de modificacions químiques a la cel·lulosa, un polímer natural que es troba a les parets cel·lulars de les plantes.
matèria primera:
Font: la cel·lulosa és la principal matèria primera de HPMC, abundant a la natura i extreta de les plantes. La polpa de fusta i els linters de cotó són les fonts més comunes de cel·lulosa.
Aïllament: el procés d'extracció consisteix en trencar les parets cel·lulars vegetals i separar les fibres de cel·lulosa. Per a aquest propòsit es poden utilitzar diversos mètodes químics i mecànics.
Òxid de propilè:
Font: L'òxid de propilè és un compost orgànic derivat de fonts petroquímiques.
Funció: l'òxid de propilè s'utilitza per introduir grups hidroxipropil a les molècules de cel·lulosa durant el procés de síntesi, millorant la solubilitat en aigua i canviant les propietats físiques de la HPMC resultant.
Clorur de metil:
Font: El clorur de metil és un hidrocarbur clorat que es pot sintetitzar a partir del metanol.
Funció: el clorur de metil s'utilitza per introduir grups metil a les molècules de cel·lulosa, la qual cosa contribueix a la hidrofobicitat global de HPMC.
Hidròxid de sodi (NaOH):
Font: l'hidròxid de sodi, també conegut com a sosa càustica, és una base forta i està disponible comercialment.
Funció: NaOH s'utilitza per catalitzar la reacció i ajustar el valor de pH de la mescla de reacció durant el procés de síntesi.
Síntesi:
La síntesi de HPMC implica diversos passos, i l'esquema de reacció es pot resumir de la següent manera:
Alcalinitzant:
La cel·lulosa es tracta amb hidròxid de sodi per produir cel·lulosa alcalina.
Aleshores, la cel·lulosa alcalina es fa reaccionar amb l'òxid de propilè per introduir grups hidroxipropil.
Metilació:
La cel·lulosa hidroxipropilada es fa reaccionar encara més amb clorur de metil per introduir grups metil.
Aquest pas proporciona al polímer estabilitat i hidrofobicitat addicionals.
Neutralització i filtratge:
La mescla de reacció es va neutralitzar per eliminar l'excés de base.
Es va realitzar una filtració per aïllar la cel·lulosa modificada.
Rentat i assecat:
El producte separat es renta i després s'asseca per obtenir hidroxipropil metilcel·lulosa en pols o forma granular.
Solubilitat característica de HPMC:
HPMC és soluble en aigua i la seva solubilitat es pot ajustar segons el grau de substitució dels grups hidroxipropil i metil.
Capacitat de formació de pel·lícules:
HPMC forma pel·lícules flexibles i transparents adequades per a aplicacions a la indústria farmacèutica i alimentària.
Viscositat:
La viscositat de la solució HPMC es pot controlar i sovint s'utilitza com a espessidor i gelificant en diverses formulacions.
Gelació tèrmica:
Alguns graus d'HPMC presenten propietats termogelificants, formant un gel quan s'escalfen i tornant a una solució quan es refreden.
Activitat superficial:
L'HPMC es pot utilitzar com a tensioactiu i la seva activitat superficial es veu afectada pel grau de substitució.
Medicaments aplicats de HPMC:
HPMC s'utilitza àmpliament en formulacions farmacèutiques com a aglutinants, desintegrants i agents d'alliberament controlat en comprimits i càpsules.
Indústria de la construcció:
En el sector de la construcció, HPMC s'utilitza com a espessidor en productes a base de ciment com morters i adhesius de rajoles.
indústria alimentària:
HPMC s'utilitza a la indústria alimentària com a espessidor, emulsionant i estabilitzador en una varietat de productes, com ara salses, postres i gelats.
Productes de cura personal:
En cosmètica i productes de cura personal, HPMC s'utilitza en formulacions com cremes, locions i xampús per les seves propietats espessidores i estabilitzants.
Pintures i recobriments:
HPMC s'afegeix a les pintures i recobriments per controlar la viscositat, millorar les propietats d'aplicació i millorar les propietats de formació de pel·lícula.
Solucions oftàlmiques:
HPMC s'utilitza en gotes oculars i llàgrimes artificials a causa de la seva biocompatibilitat i propietats mucoadhesives.
en conclusió:
La hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC) és un polímer notable sintetitzat a partir del recurs renovable cel·lulosa. Les seves propietats multifuncionals i l'àmplia gamma d'aplicacions el converteixen en un ingredient clau en diverses indústries, des de la farmacèutica fins a la construcció i l'alimentació. Mitjançant una acurada selecció de matèries primeres i el control dels paràmetres de síntesi, es poden produir HPMC amb propietats personalitzades per satisfer les necessitats específiques de diferents aplicacions. A mesura que la tecnologia i les necessitats continuen evolucionant, és probable que HPMC segueixi sent un actor clau en la innovació i el desenvolupament de productes sostenibles en totes les indústries.
Hora de publicació: 18-12-2023