Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) ist ein Celluloseether, der in verschiedenen Branchen wie der Pharma-, Kosmetik-, Lebensmittel- und Bauindustrie weit verbreitet ist. Aufgrund seiner Vielseitigkeit und vorteilhaften Eigenschaften ist HPMC zu einem beliebten Bestandteil verschiedener Formulierungen geworden. Derzeit gibt es mehrere Arten von HPMCs auf dem Markt, jede mit einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen.
HPMC ist ein chemisch modifiziertes Cellulosepolymer, das durch Reaktion von Cellulose mit Methylchlorid und Propylenoxid gewonnen wird. Durch diese Reaktion werden Methyl- und Hydroxypropylgruppen in die Cellulosestruktur eingeführt, wodurch ein wasserlösliches, nichtionisches Hochleistungspolymer entsteht. Allerdings weisen verschiedene HPMC-Typen unterschiedliche Substitutionsgrade (DS) der Methyl- und Hydroxypropylgruppen auf, die ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften bestimmen.
Im Allgemeinen werden HPMC-Produkte nach Viskosität und DS-Wert klassifiziert. Die Viskosität ist eine wichtige Eigenschaft von HPMC, da sie die Löslichkeit, Filmbildungsfähigkeit und Verdickungsfähigkeit des Produkts beeinflusst. Andererseits bestimmt der DS-Wert den Grad der Polymersubstitution und damit den Grad der Hydrophobie des HPMC-Typs. Daher werden unterschiedliche HPMC-Typen durch Variationen ihrer Viskosität und DS-Werte abgeleitet. Nachfolgend sind die häufigsten HPMC-Typen und ihre Unterschiede aufgeführt.
1. HPMC normaler Qualität
HPMC gängiger Qualität hat einen Methyl-DS-Wert im Bereich von 0,8 bis 2,0 und einen Hydroxypropyl-DS-Wert im Bereich von 0,05 bis 0,3. Diese Art von HPMC ist in einer Vielzahl von Viskositätsklassen von 3 cps bis 200.000 cps erhältlich. HPMC in gewöhnlicher Qualität weist eine gute Wasserlöslichkeit auf und bildet klare Lösungen, wodurch es für verschiedene Anwendungen in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie geeignet ist. Solche HPMCs werden häufig als Filmbildner, Verdickungsmittel, Emulgatoren und Stabilisatoren in Lebensmitteln und Kosmetika eingesetzt.
2. HPMC mit geringer Substitution
Niedrig substituiertes HPMC weist einen geringeren Grad an Methyl- und Hydroxypropylsubstitution auf als HPMC normaler Qualität. Dieser besondere HPMC-Typ hat einen Methyl-DS-Wert im Bereich von 0,2 bis 1,5 und einen Hydroxypropyl-DS-Wert im Bereich von 0,01 bis 0,2. HPMC-Produkte mit geringer Substitution haben eine niedrigere Viskosität, normalerweise zwischen 3 und 400 cps, und sind äußerst beständig gegen Salz und Enzyme. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich HPMC mit geringer Substitution für Lebensmittelprodukte wie Milch-, Back- und Fleischprodukte. Darüber hinaus wird niedrig substituiertes HPMC auch als Bindemittel, Sprengmittel und Tablettenüberzugsmittel in der Pharmaindustrie eingesetzt.
3. Hochwertiger HPMC-Ersatz
HPMC mit hohem Substitutionsgrad weist einen höheren Grad an Methyl- und Hydroxypropylsubstitution auf als HPMC normaler Qualität. Dieser HPMC-Typ hat einen Methyl-DS-Wert im Bereich von 1,5 bis 2,5 und einen Hydroxypropyl-DS-Wert im Bereich von 0,1 bis 0,5. Hochsubstituierte HPMC-Produkte weisen eine höhere Viskosität im Bereich von 100.000 cps bis 200.000 cps und starke Wasserrückhalteeigenschaften auf. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich hochsubstituiertes HPMC ideal für den Einsatz im Bausektor, beispielsweise für zementbasierte Produkte, Beschichtungen und Klebstoffe. Hochsubstituiertes HPMC wird auch als Bindemittel, Verdickungsmittel und Trennmittel in der Pharmaindustrie eingesetzt.
4. Methoxy-Ethoxy HPMC
Methoxy-Ethoxy HPMC ist ein speziell entwickelter HPMC-Typ mit einem hohen Grad an Ethoxy-Substitution. Die Ethoxygruppen erhöhen die Hydrophobie von HPMC, wodurch es in Wasser weniger löslich ist als HPMC normaler Qualität. Mit einem Methyl-DS-Wert im Bereich von 1,5 bis 2,5 und einem Ethoxy-DS-Wert im Bereich von 0,4 bis 1,2 ist Methoxyethoxy-HPMC ideal für den Einsatz in ölbasierten Produkten wie Kosmetika, Farben und Beschichtungen. Diese Art von HPMC bildet einen stabilen und gleichmäßigen Film, der dem Endprodukt eine glatte, glänzende Oberfläche verleiht.
5. Granulat-HPMC
Granulat-HPMC ist eine HPMC-Art mit einer kleinen Partikelgröße, typischerweise zwischen 100 und 200 Mikrometern. Granulatförmiges HPMC wird in der pharmazeutischen Industrie als Tablettenbindemittel, Sprengmittel und Mittel zur verzögerten Freisetzung verwendet. Die geringe Partikelgröße der HPMC-Partikel ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Inhaltsstoffe, was zu einem konsistenten und zuverlässigen Produkt führt. Granulat-HPMC hat einen Methyl-DS-Wert im Bereich von 0,7 bis 1,6 und einen Hydroxypropyl-DS-Wert im Bereich von 0,1 bis 0,3.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) ist ein multifunktionales Polymer mit einem breiten Anwendungsspektrum in verschiedenen Branchen. HPMC-Typen werden nach Viskosität und DS-Wert klassifiziert, die ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften bestimmen. Normale HPMC, HPMC mit niedriger Substitution, HPMC mit hoher Substitution, Methoxyethoxy-HPMC und körniges HPMC sind die häufigsten HPMC-Typen. Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen Typen wird es Formulierern ermöglichen, das volle Potenzial von HPMCs auszuschöpfen, um hochwertige und wirksame Endprodukte herzustellen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.09.2023