Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC)on multifunktsionaalne vees lahustuv polümeerühend, mida kasutatakse laialdaselt ehitus-, meditsiini-, kosmeetika-, toidu- ja naftatööstuses. See põhineb looduslikul taime tselluloosil ja saadakse keemiliste modifikatsioonireaktsioonide kaudu. Sellel on hea vee lahustuvus, paksenemine, kile moodustamise ja adhesiooniomadused. Kimacell®HPMC tööstuslik tootmine hõlmab peamiselt tselluloosi modifitseerimisreaktsiooni. Ühiste modifitseerimisreaktsioonide hulka kuuluvad metüülimine ja hüdroksüpropüülimine.
1. HPMC tooraine ja eeltöötlus
Tselluloos tooraine: HPMC tootmine algab loodusliku tselluloosiga. Tavaliste allikate hulka kuuluvad taimekiud nagu puitmassi paberimass, puuvill ja kanep. Järgnevate reaktsioonide sujuva arengu tagamiseks tuleb tselluloosi tavaliselt eeltöötleda, et eemaldada lisandid ja suurendada reaktsiooni aktiivsust.
Eeltöötlusetapid: tselluloosi eeltöötlus hõlmab tavaliselt selliseid etappe nagu pesemine, kuivatamine ja purustamine tselluloosi töötlemiseks graanuliks või pulbriliseks kujuks järgnevate keemiliste reaktsioonide jaoks.
2. HPMC sünteesiprotsess
HPMC sünteesiprotsess hõlmab peamiselt metüülimist ja hüdroksüpropüülimise reaktsioone, mis viiakse läbi aluselistes tingimustes. Konkreetne tootmisprotsess sisaldab järgmisi samme:
Tselluloosi aktiveerimine: tselluloosi keemiliseks reageerimiseks on tavaliselt vaja ravida tselluloosi aluselise lahusega, näiteks naatriumhüdroksiid (NAOH), et saada paistes tselluloosi maatriks. Selles etapis väheneb tselluloosi kristallilisus ja struktuur muutub lõdvemaks, mis on abiks järgneva keemilise modifikatsiooni jaoks.
Metüülimisreaktsioon: metüülimisreaktsioon muudab tselluloosi molekuli, tuues metüül (-ch₃) rühma. Tavaliselt kasutatavad metüleerivad ained on metüülkloriid (Ch₃cl) või kloroform (Chcl₃). Naatriumhüdroksiidi juuresolekul reageerib metüleeriv aine tselluloosiga, et asendada mõned tselluloosi molekuli hüdroksüülrühmad (-OH) metüülrühmadega (-CH₃), moodustades sellega metüül tselluloosi.
Hüdroksüpropüülimise reaktsioon: pärast metüülimise lõpuleviimist kasutatakse propüleenoksiidi (PO) tavaliselt reagendina hüdroksüpropüülrühma (-Ch₂ch (OH) ch₃) sissetoomiseks. Reaktsioon viiakse läbi aluselistes tingimustes. Hüdroksüpropüülimisreaktsioon asendab tselluloosi molekuli metoksürühmi hüdroksüpropüülrühmadega, moodustades sellega HPMC.
Reaktsiooni kontroll: kogu reaktsiooniprotsessi ajal tuleb täpselt kontrollida reageerijate temperatuuri, aja ja suhet, et tagada molekulmass, hüdroksüpropüülimise aste ja Kimacell®HPMC metüleerimise aste vastata toote nõuetele. Üldiselt kontrollitakse reaktsioonitemperatuuri vahemikus 30 kuni 80 ° C ja reaktsiooniaeg ulatub mitmest tunnist kuni kümne tunnini.
Neutraliseerimine ja puhastamine: Pärast reaktsiooni lõpuleviimist tuleb produkt neutraliseerida ja puhastada, tavaliselt lisades hapet (näiteks äädikhape, vesinikkloriidhape jne), et neutraliseerida liigseid aluselisi aineid. Puhastamise etapid hõlmavad pesemist, filtreerimist, kuivatamist ja muid protsesse reageerimata tooraine, lahustite ja kõrvalsaaduste eemaldamiseks.
3. toote kuivatamine ja pakendid
Kuivatamine: puhastatud HPMC eksisteerib tavaliselt vees lahustuva pulbri kujul ja niiskust tuleb eemaldada pihustus kuivatamise, vaakumi kuivatamise ja muude meetodite abil. Kuivatatud toode peaks säilitama madala niiskusesisalduse, mida tavaliselt juhitakse alla 5%, et vältida toote kleepumist ja delikaatset.
Pakend: kuivatatud HPMC on pakitud pulbri kujul ja pakendiprotsess nõuab niiskusekindlat töötlemist. Tavaliselt pakendatakse see polüetüleenist kottidesse, paberkottidesse või komposiitkottidesse hõlpsaks transportimiseks ja ladustamiseks.
4. kvaliteedikontroll ja tootestandardid
HPMC tootmisprotsessis on hädavajalik range kvaliteedikontroll. HPMC kvaliteet ei sõltu mitte ainult toorainete kvaliteedist, vaid ka sellistest teguritest nagu reaktsioonitingimused ja järeltöötlusprotsessid. Tootjad viivad tavaliselt läbi kvaliteetseid ülevaatusi vastavalt rahvusvahelistele ja piirkondlikele standarditele. Levinud kvaliteedinäitajad hõlmavad:
Lahustuvus: HPMC -l peaks olema hea vee lahustuvus ning lahustuvus ja lahustumiskiirus peab vastama määratletud nõuetele.
Viskoossus: HPMC viskoossus mõjutab otseselt selle rakenduse efekti ja erinevatel toodetel on erinevad viskoossuse nõuded. Tavaliste viskoossuse testimeetodid hõlmavad Brookfieldi viskoossuse meetodit.
Puhtus ja lisandid: toote kõrge puhtuse tagamiseks tuleks HPMC toodete lisandite sisu kontrollida määratud vahemikus.
Osakeste suurus: Sõltuvalt erinevate rakendusväljade vajadustest võib HPMC osakeste suurus varieeruda ja peene pulbri või graanulitoodete rakenduse stsenaariumid on erinevad.
5. HPMC rakendusväljad
HPMC -d kasutatakse laialdaselt paljudes tööstusharudes ja sellel on oluline kaubanduslik väärtus.
Ehitustööstus: HPMC-d kasutatakse laialdaselt paksendajana ja veega hoidva ainena ehitusmaterjalides nagu tsementmört, kuiv mört ja plaatide liimid, mis võivad parandada materjalide ehituse jõudlust ja veepeetust.
Farmaatsiatööstus: HPMC-l on olulised rakendused farmaatsiavaldkonnas kapsel kestadena, tableti liimide ja kontrollitavate ravimite kandjatena.
Toiduainetööstus: Toidus kasutatakse HPMC -d paksendajana, stabilisaatorina, emulgaatorit jne, mis võib parandada toidu tekstuuri ja maitset.
Kosmeetiline tööstus: HPMC-d kasutatakse kosmeetika paksendajana ja kile moodustava ainena ning seda kasutatakse selliste toodete nagu kreemide ja kreemide valmistamisel.
Muud väljad: Kimacell®HPMC kasutatakse laialdaselt ka sellistes tööstusharudes nagu nafta, tekstiili, paber ja katted.
Tööstuslik tootmineHpmcMuudab loodusliku tselluloosi vees lahustuvaks polümeerühendiks, millel on multifunktsionaalsed omadused, keemiliste modifikatsioonireaktsioonide seeria kaudu. Reaktsioonitingimuste ja ravijärgsete protsesside täpselt kontrollides võib saada erinevatele rakendusnõuetele vastavaid HPMC tooteid. HPMC laialdase rakendamise korral edendavad üha rohkem uuringuid ja tehnoloogilisi uuendusi oma tootmisprotsessi ja toote kvaliteedi parandamist.
Postiaeg: 27. jaanuar-20125