Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC)es un compuesto de polímero soluble en agua multifuncional ampliamente utilizado en los campos de construcción, medicina, cosméticos, alimentos y la industria del petróleo. Se basa en la celulosa de las plantas naturales y se obtiene a través de reacciones de modificación química. Tiene una buena solubilidad de agua, engrosamiento, formación de películas y propiedades de adhesión. La producción industrial de Kimacell®HPMC implica principalmente la reacción de modificación de la celulosa. Las reacciones de modificación comunes incluyen metilación e hidroxipropilación.
1. Materias primas y pretratamiento de HPMC
Materias primas de celulosa: la producción de HPMC comienza con celulosa natural. Las fuentes comunes incluyen fibras vegetales como pulpa de madera, algodón y cáñamo. Para garantizar el progreso suave de las reacciones posteriores, la celulosa generalmente necesita ser pretratada para eliminar las impurezas y aumentar la actividad de reacción.
Pasos de pretratamiento: el pretratamiento de la celulosa generalmente incluye pasos como lavado, secado y trituración para procesar la celulosa en forma granular o en polvo para reacciones químicas posteriores.
2. Proceso de síntesis de HPMC
El proceso de síntesis de HPMC incluye principalmente reacciones de metilación e hidroxipropilación, que se llevan a cabo en condiciones alcalinas. El proceso de producción específico incluye los siguientes pasos:
Activación de celulosa: para facilitar la celulosa de reaccionar químicamente, generalmente es necesario tratar la celulosa con una solución alcalina como el hidróxido de sodio (NaOH) para obtener una matriz de celulosa hinchada. En esta etapa, la cristalinidad de la celulosa disminuye y la estructura se vuelve más suelta, lo cual es útil para la modificación química posterior.
Reacción de metilación: la reacción de metilación modifica la molécula de celulosa al introducir un grupo metilo (-CH₃). Los agentes metilantes de uso común son el cloruro de metilo (CH₃CL) o el cloroformo (CHCL₃). En presencia de hidróxido de sodio, el agente metilador reacciona con celulosa para reemplazar algunos de los grupos hidroxilo (-OH) en la molécula de celulosa con grupos metilo (-CH₃), formando así metilicelulosa.
Reacción de hidroxipropilación: después de completar la metilación, el óxido de propileno (PO) generalmente se usa como reactivo para introducir un grupo hidroxipropilo (-Ch₂ch (OH) CH₃). La reacción se lleva a cabo en condiciones alcalinas. La reacción de hidroxipropilación reemplaza a algunos de los grupos metoxi en la molécula de celulosa con grupos hidroxipropilo, formando así HPMC.
Control de reacción: durante todo el proceso de reacción, la temperatura, el tiempo y la relación de los reactivos deben controlarse con precisión para garantizar que el peso molecular, el grado de hidroxipropilación y el grado de metilación de Kimacell®HPMC cumplan con los requisitos del producto. En términos generales, la temperatura de reacción se controla entre 30 y 80 ° C, y el tiempo de reacción varía de varias horas a más de diez horas.
Neutralización y purificación: después de completar la reacción, el producto debe neutralizarse y purificarse, generalmente agregando ácido (como ácido acético, ácido clorhídrico, etc.) para neutralizar el exceso de sustancias alcalinas. Los pasos de purificación incluyen lavado, filtrado, secado y otros procesos para eliminar materias primas, solventes y subproductos sin reaccionar.
3. Secado y embalaje de productos
Secado: el HPMC purificado generalmente existe en forma de polvo soluble en agua, y la humedad debe eliminarse mediante secado por pulverización, secado al vacío y otros métodos. El producto seco debe mantener un bajo contenido de humedad, generalmente controlado por debajo del 5%, para evitar que el producto se pegue y la delicuescencia.
Embalaje: el HPMC seco está empaquetado en forma de polvo, y el proceso de embalaje requiere un tratamiento a prueba de humedad. Por lo general, se empaqueta en bolsas de polietileno, bolsas de papel o bolsas compuestas para un fácil transporte y almacenamiento.
4. Control de calidad y estándares de productos
En el proceso de producción de HPMC, el control de calidad estricto es esencial. La calidad de HPMC depende no solo de la calidad de las materias primas, sino también de factores como las condiciones de reacción y los procesos de postprocesamiento. Los fabricantes generalmente realizan inspecciones de calidad de acuerdo con los estándares internacionales y regionales. Los indicadores de calidad comunes incluyen:
Solubilidad: HPMC debe tener una buena solubilidad en el agua, y la velocidad de solubilidad y disolución debe cumplir con los requisitos especificados.
Viscosidad: la viscosidad de HPMC afecta directamente su efecto de aplicación, y diferentes productos tienen diferentes requisitos de viscosidad. Los métodos de prueba de viscosidad comunes incluyen el método de viscosidad de Brookfield.
Pureza e impurezas: el contenido de impurezas en los productos HPMC debe controlarse dentro del rango especificado para garantizar la alta pureza del producto.
Tamaño de partícula: dependiendo de las necesidades de diferentes campos de aplicación, el tamaño de partícula de HPMC puede variar, y el polvo fino o los productos granulares tendrán diferentes escenarios de aplicación.
5. Campos de aplicación de HPMC
HPMC se usa ampliamente en muchas industrias y tiene un valor comercial importante.
Industria de la construcción: HPMC se usa ampliamente como espesante y agente que retiene el agua en materiales de construcción, como mortero de cemento, mortero seco y adhesivos de baldosas, que pueden mejorar el rendimiento de la construcción y la retención de materiales de agua.
Industria farmacéutica: HPMC tiene aplicaciones importantes en el campo farmacéutico como conchas de cápsulas, adhesivos de tabletas y portadores de medicamentos de liberación controlada.
Industria alimentaria: en alimentos, HPMC se usa como espesante, estabilizador, emulsionante, etc., que puede mejorar la textura y el sabor de los alimentos.
Industria cosmética: HPMC se usa como un espesante y agente de formación de películas en cosméticos, y se usa en la fabricación de productos como lociones y cremas.
Otros campos: Kimacell®HPMC también se usa ampliamente en industrias como petróleo, textiles, papel y recubrimientos.
La producción industrial deHPMCTransforma la celulosa natural en un compuesto de polímero soluble en agua con propiedades multifuncionales a través de una serie de reacciones de modificación química. Al controlar con precisión las condiciones de reacción y los procesos posteriores al tratamiento, se pueden obtener productos HPMC que cumplan con diferentes requisitos de aplicación. Con la aplicación generalizada de HPMC, cada vez más innovaciones tecnológicas continuarán promoviendo la mejora de su proceso de producción y su calidad del producto.
Tiempo de publicación: enero-27-2025