درجات مختلف HPMC چیست؟

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) یک پلیمر همه کاره است که در طیف وسیعی از صنایع از جمله داروسازی، ساخت و ساز، مواد غذایی و آرایشی استفاده می شود. این یک مشتق سلولزی است که بسته به درجه خاص خود طیف وسیعی از خواص را نشان می دهد. گریدهای مختلف HPMC در درجه اول با ویسکوزیته، درجه جایگزینی، اندازه ذرات و هدف کاربردی خاص آنها متمایز می شوند.

1. درجه ویسکوزیته
ویسکوزیته یک پارامتر کلیدی است که درجه HPMC را تعیین می کند. این به ضخامت یا مقاومت در برابر جریان محلول HPMC اشاره دارد. HPMC دارای دامنه ویسکوزیته از کم تا زیاد است و معمولاً هنگامی که در آب حل می شود بر حسب سانتی پویز (cP) اندازه گیری می شود. برخی از درجه های ویسکوزیته رایج عبارتند از:

گریدهای ویسکوزیته پایین (مثلاً 3 تا 50 cP): این گریدها در کاربردهایی که نیاز به محلول های ویسکوزیته پایین دارند، مانند در صنایع غذایی به عنوان تثبیت کننده، قوام دهنده یا امولسیفایر استفاده می شود.

درجه های ویسکوزیته متوسط ​​(مثلاً 100 تا 4000 cP): HPMC با ویسکوزیته متوسط ​​در فرمولاسیون های رهش کنترل شده داروها و به عنوان بایندر در تولید قرص استفاده می شود.

گریدهای ویسکوزیته بالا (مثلاً 10000 تا 100000 cP): نمرات با ویسکوزیته بالا اغلب در ساخت و ساز استفاده می شود، به ویژه ملات های پایه سیمانی، چسب ها و گچ ها، جایی که کارایی، حفظ آب و چسبندگی را بهبود می بخشند.

2. درجه تعویض (DS) و جانشینی مولار (MS)
درجه جانشینی به میانگین تعداد گروه های هیدروکسیل روی مولکول سلولز اشاره دارد که با گروه های متوکسی (-OCH3) یا هیدروکسی پروپیل (-OCH2CHOHCH3) جایگزین می شوند. درجه جانشینی بر حلالیت، دمای ژل شدن و ویسکوزیته HPMC تأثیر می گذارد. گریدهای HPMC بر اساس محتوای متوکسی و هیدروکسی پروپیل طبقه بندی می شوند:

محتوای متوکسی (28-30%): محتوای متوکسی بالاتر عموماً باعث کاهش دمای ژل شدن و ویسکوزیته بالاتر می شود.

محتوای هیدروکسی پروپیل (7-12%): افزایش محتوای هیدروکسی پروپیل به طور کلی حلالیت در آب سرد را بهبود می بخشد و انعطاف پذیری را افزایش می دهد.

3. توزیع اندازه ذرات
اندازه ذرات پودرهای HPMC می تواند بسیار متفاوت باشد و بر سرعت انحلال و عملکرد آنها در یک کاربرد خاص تأثیر بگذارد. هرچه ذرات ریزتر باشند، سریعتر حل می شوند و برای کاربردهایی که نیاز به هیدراتاسیون سریع دارند، مانند صنایع غذایی، مناسب تر می شوند. در ساخت و ساز بهتر است از گریدهای درشت تر برای پراکندگی بهتر در مخلوط های خشک استفاده شود.

4. نمرات کاربرد خاص
HPMC در گریدهای مختلف و متناسب با نیازهای صنعتی خاص موجود است:

درجه دارویی: به عنوان بایندر، تشکیل دهنده فیلم و عامل رهش کنترل شده در اشکال دوز جامد خوراکی استفاده می شود. استانداردهای خلوص دقیق را برآورده می کند و به طور معمول دارای خواص ویسکوزیته و جایگزینی خاصی است.

درجه ساختمانی: این گرید HPMC برای استفاده در محصولات مبتنی بر سیمان و گچ بهینه شده است. حفظ آب، کارایی و چسبندگی در گچ، ملات و چسب کاشی را بهبود می بخشد. معمولاً در این زمینه از گریدهای ویسکوزیته بالا استفاده می شود.

درجه غذایی: HPMC درجه غذایی برای استفاده به عنوان افزودنی غذایی (E464) تایید شده است و می تواند به عنوان غلیظ کننده، امولسیفایر و تثبیت کننده در انواع محصولات از جمله محصولات پخته شده و جایگزین های لبنی استفاده شود. باید با مقررات ایمنی مواد غذایی مطابقت داشته باشد و معمولاً ناخالصی کمی دارد.

درجه آرایشی: در محصولات مراقبت شخصی، HPMC به عنوان ضخیم کننده، امولسیفایر و تشکیل دهنده فیلم استفاده می شود. بافت نرمی را برای کرم ها، لوسیون ها و شامپوها ایجاد می کند.

5. نمرات اصلاح شده
برخی از کاربردها به گریدهای HPMC اصلاح شده نیاز دارند، که در آن پلیمر از نظر شیمیایی اصلاح می شود تا خواص خاص را افزایش دهد:

HPMC متقاطع: این اصلاح استحکام و پایداری ژل را در فرمولاسیون با رهش کنترل شده بهبود می بخشد.

HPMC اصلاح شده آبگریز: این نوع HPMC در فرمولاسیون هایی استفاده می شود که به مقاومت در برابر آب بیشتر نیاز دارند، مانند پوشش ها و رنگ ها.

6. درجه حرارت ژل
دمای ژل HPMC دمایی است که در آن محلول شروع به تشکیل ژل می کند. این بستگی به درجه جایگزینی و ویسکوزیته دارد. بسته به دمای ژل مورد نظر درجات مختلفی در دسترس است:

درجه حرارت پایین ژل: این گریدها در دماهای پایین تر ژل می شوند و آنها را برای آب و هوای گرم یا فرآیندهای صنعتی خاص که نیاز به تنظیمات دمای پایین دارند مناسب می کند.

درجه حرارت ژل بالا: در کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به تشکیل ژل در دماهای بالاتر دارند، مانند فرمولاسیون های دارویی خاص.

HPMC در انواع مختلفی برای رفع نیازهای خاص صنایع مختلف موجود است. انتخاب درجه HPMC به ویسکوزیته مورد نظر، درجه جایگزینی، اندازه ذرات و الزامات کاربردی خاص بستگی دارد. چه در صنایع دارویی، ساختمانی، غذایی یا آرایشی استفاده شود، درجه صحیح HPMC برای دستیابی به خواص و عملکرد مطلوب در محصول نهایی بسیار مهم است.