ویژگی های محصول و روش سنتز هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

1. خصوصیات محصول

ساختار شیمیایی و ترکیبهیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)یک مشتق سلولز است که با اصلاح شیمیایی بدست می آید. این سلول از سلولز طبیعی از طریق واکنشهای اتریلاسیون ، متیلاسیون و هیدروکسی پروپیلاسیون ساخته شده است. در ساختار مولکولی خود ، اسکلت سلولز توسط واحدهای گلوکز β-D از طریق پیوندهای گلیکوزیدی β-1،4 متصل می شود ، و گروه های جانبی از متیل (-och3) و هیدروکسی پروپیل (-C3H7OH) تشکیل شده اند.

خصوصیات فیزیکی

حلالیت: Kimacell®HPMC در حلال های آب و آلی نامحلول است ، اما می تواند یک محلول شفاف کلوئیدی را در آب سرد تشکیل دهد. حلالیت آن متناسب با محتوای هیدروکسی پروپیل و متیل در مولکول است.

ویسکوزیته: محلول HPMC دارای ویسکوزیته خاصی است که معمولاً با افزایش وزن مولکولی افزایش می یابد. دامنه ویسکوزیته آن گسترده است و با توجه به تقاضا برای برآورده کردن نیازهای استفاده از زمینه های مختلف قابل تنظیم است.

پایداری حرارتی: HPMC از پایداری حرارتی بالایی برخوردار است ، می تواند در برابر محیط های درجه حرارت بالا مقاومت کند و تجزیه آن در هنگام گرمایش آسان نیست.

خصوصیات عملکردی

ویژگی شکل گیری فیلم: HPMC دارای خاصیت فیلم خوبی است و می تواند یک ساختار فیلم شفاف و یکنواخت را در محلول آبی تشکیل دهد ، بنابراین اغلب به عنوان یک ماده ماتریس در سیستم های انتشار کنترل شده با مواد مخدر استفاده می شود.

امولسیون و ثبات: به دلیل فعالیت سطح آن ، HPMC اغلب در امولسیون ، تعلیق ، ژل و فرمولاسیون دیگر برای بهبود ثبات فرمولاسیون استفاده می شود.

ضخیم شدن و احتباس آب: HPMC از خاصیت ضخیم کننده خوبی برخوردار است و می تواند ویسکوزیته محلول را در غلظت های کم افزایش دهد. علاوه بر این ، می تواند به طور موثری آب را حفظ کند ، در نتیجه ظرفیت احتباس آب محصول را بهبود بخشد و معمولاً در مواد شیمیایی و مواد شیمیایی روزانه یافت می شود.

غیر اداری: به عنوان یک سورفاکتانت غیر یونی ، HPMC می تواند در محلول های اسید ، قلیایی یا نمک پایدار بماند و سازگاری قوی داشته باشد.

مناطق کاربردی

صنعت داروسازی: به عنوان یک حامل دارویی ، از آن برای تهیه آماده سازی های کنترل شده ، رهاسازی پایدار و گسترده استفاده می شود. همچنین در تهیه قرص ها ، کپسول ها و پمادهای موضعی برای داروها استفاده می شود.

صنعت ساخت و ساز: به عنوان یک افزودنی ، عملکرد ساخت و ساز مصالح ساختمانی مانند ملات و پوشش را بهبود می بخشد و چسبندگی ، سیالیت و احتباس آب را بهبود می بخشد.

صنایع غذایی: به عنوان ضخیم کننده ، امولسیفایر و عامل ژل در چاشنی ، ژله ، بستنی و سایر محصولات استفاده می شود.

صنعت لوازم آرایشی: در لوسیون ها ، کرم های پوستی ، شامپو و سایر محصولات برای تأمین ویسکوزیته و ثبات استفاده می شود.

2. روش سنتز

استخراج سلولز فرآیند سنتز HPMC ابتدا نیاز به استخراج سلولز از الیاف گیاهی طبیعی (مانند چوب ، پنبه و غیره) دارد. به طور کلی ، ناخالصی ها و اجزای غیر سلولز مانند لیگنین در مواد اولیه با روشهای شیمیایی یا مکانیکی برداشته می شوند. فرآیند استخراج سلولز به طور عمده شامل خیساندن ، درمان قلیایی ، سفید کننده و سایر مراحل است.

واکنش اتریکاسیون سلولز سلولز استخراج شده تحت واکنش اتریکاسیون قرار می گیرد و جایگزین هایی مانند متیل و هیدروکسی پروپیل را اضافه می کند. واکنش اتریکاسیون معمولاً در محلول قلیایی انجام می شود ، و معمولاً از عوامل اتریک کننده استفاده می شود شامل متیل کلرید (CH3CL) ، اکسید پروپیلن (C3H6O) و غیره.

واکنش متیلاسیون: سلولز با یک ماده متیلاسیون (مانند متیل کلرید) واکنش نشان می دهد به طوری که برخی از گروه های هیدروکسیل (-OH) در مولکول های سلولز توسط گروه های متیل جایگزین می شوند (-och3).

واکنش هیدروکسی پروپیلاسیون: معرفی گروه های هیدروکسی پروپیل (-C3H7OH) به مولکول های سلولز ، معرف که معمولاً استفاده می شود پروپیلن اکسید است. در این واکنش ، برخی از گروه های هیدروکسیل در مولکول های سلولز توسط گروه های هیدروکسی پروپیل جایگزین می شوند.

کنترل وضعیت واکنش

دما و زمان: واکنش اتریکاسیون معمولاً در دمای 50-70 درجه سانتیگراد انجام می شود و زمان واکنش بین چند ساعت و بیش از ده ساعت است. دمای بیش از حد بالا ممکن است باعث تخریب سلولز شود و دمای بیش از حد کم باعث راندمان واکنش کم می شود.

کنترل مقدار pH: واکنش معمولاً در شرایط قلیایی انجام می شود ، که به بهبود کارآیی واکنش اتریکاسیون کمک می کند.

غلظت عامل اتریکاسیون: غلظت عامل اتریکاسیون تأثیر مهمی بر خواص محصول واکنش دارد. غلظت عامل اتریکاسیون بالاتر می تواند میزان هیدروکسی پروپیل یا متیلاسیون محصول را افزایش دهد و در نتیجه عملکرد Kimacell®HPMC را تنظیم کند.

تصفیه و خشک شدن پس از اتمام واکنش ، این محصول معمولاً باید با آب شسته شود یا با یک حلال استخراج شود تا معرفها و محصولات جانبی آن را از بین ببرد. HPMC خالص شده برای به دست آوردن یک محصول نهایی پودر یا دانه ای خشک می شود.

کنترل وزن مولکولی در طی فرآیند سنتز ، وزن مولکولی HPMC را می توان با تنظیم شرایط واکنش (مانند دما ، زمان و غلظت معرف) کنترل کرد. HPMC با وزن مولکولی مختلف در حلالیت ، ویسکوزیته ، اثر کاربرد و غیره متفاوت است ، بنابراین در کاربردهای عملی ، وزن مولکولی مناسب را می توان با توجه به نیاز انتخاب کرد.

به عنوان یک ماده پلیمری چند منظوره ،HPMCبه طور گسترده در پزشکی ، ساخت و ساز ، غذا و مواد آرایشی مورد استفاده قرار می گیرد. ضخیم سازی ، امولسیون سازی ، احتباس آب و خاصیت فیلم ساز آن را به یک ماده اولیه مهم صنعتی تبدیل می کند. روش سنتز HPMC عمدتا از طریق واکنش اتریکاسیون سلولز است. شرایط واکنش خاص (مانند دما ، مقدار pH ، غلظت معرف و غیره) برای به دست آوردن محصولاتی که نیازهای لازم را برآورده می کنند ، باید کاملاً کنترل شوند. در آینده ، توابع HPMC ممکن است در بسیاری از زمینه ها بیشتر گسترش یابد.