Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC)é un composto multifuncional de polímero soluble en auga moi usado nos campos de construción, medicina, cosméticos, alimentos e industria do petróleo. Baséase na celulosa das plantas naturais e obtense mediante reaccións de modificación química. Ten unha boa solubilidade de auga, engrosamento, propiedades de formación de películas e adhesión. A produción industrial de Kimacell®HPMC implica principalmente a reacción de modificación da celulosa. As reaccións comúns de modificación inclúen metilación e hidroxipropilación.
1. Materias primas e pretratamento de HPMC
Materias primas de celulosa: a produción de HPMC comeza coa celulosa natural. As fontes comúns inclúen fibras vexetais como polpa de madeira, algodón e cánabo. Para garantir o bo progreso das reaccións posteriores, a celulosa normalmente debe ser pretratada para eliminar as impurezas e aumentar a actividade de reacción.
Pasos de pretratamento: O pretratamento da celulosa inclúe xeralmente pasos como o lavado, o secado e o esmagamento para procesar a celulosa en forma granular ou en po para reaccións químicas posteriores.
2. Proceso de síntese de HPMC
O proceso de síntese de HPMC inclúe principalmente reaccións de metilación e hidroxipropilación, que se realizan en condicións alcalinas. O proceso de produción específico inclúe os seguintes pasos:
Activación da celulosa: Para facilitar a celulosa reaccionar químicamente, normalmente é necesario tratar a celulosa cunha solución alcalina como o hidróxido de sodio (NaOH) para obter unha matriz de celulosa inchada. Nesta fase, a cristalinidade da celulosa diminúe e a estrutura faise máis solta, o que é útil para a posterior modificación química.
Reacción de metilación: a reacción de metilación modifica a molécula de celulosa introducindo un grupo de metilo (-ch₃). Os axentes metilantes de uso común son o cloruro de metilo (CH₃CL) ou o cloroformo (CHCL₃). En presenza de hidróxido de sodio, o axente metilante reacciona coa celulosa para substituír algúns dos grupos hidroxilo (-OH) na molécula de celulosa con grupos metilo (-Ch₃), formando así a celulosa metilosa.
Reacción de hidroxipropilación: Despois de completar a metilación, o óxido de propileno (PO) adoita usarse como reactante para introducir un grupo hidroxipropilo (-ch₂ch (OH) ch₃). A reacción realízase en condicións alcalinas. A reacción de hidroxipropilación substitúe a algúns dos grupos metoxi da molécula de celulosa por grupos hidroxipropilo, formando así HPMC.
Control de reacción: durante todo o proceso de reacción, a temperatura, o tempo e a relación de reactivos deben ser controlados con precisión para asegurarse de que o peso molecular, o grao de hidroxipropilación e o grao de metilación de Kimacell®HPMC cumpran os requisitos do produto. En xeral, a temperatura de reacción é controlada entre 30 e 80 ° C e o tempo de reacción oscila entre varias horas e máis de dez horas.
Neutralización e purificación: Despois de completar a reacción, o produto debe ser neutralizado e purificado, normalmente engadindo ácido (como o ácido acético, o ácido clorhídrico, etc.) para neutralizar as substancias alcalinas en exceso. Os pasos de purificación inclúen lavado, filtrado, secado e outros procesos para eliminar materias primas non reaccionadas, disolventes e subprodutos.
3. Secado e envasado de produtos
Secado: o HPMC purificado normalmente existe en forma de po soluble en auga e a humidade debe ser eliminada mediante secado por pulverización, secado ao baleiro e outros métodos. O produto seco debe manter un baixo contido de humidade, normalmente controlado por baixo do 5%, para evitar que o produto se pegue e deliquescencia.
Envases: o HPMC seco está envasado en forma de po e o proceso de envasado require un tratamento a proba de humidade. Normalmente está envasado en bolsas de polietileno, bolsas de papel ou bolsas compostas para un fácil transporte e almacenamento.
4. Control de calidade e normas do produto
No proceso de produción de HPMC, o control estrito de calidade é esencial. A calidade do HPMC non depende só da calidade das materias primas, senón tamén de factores como as condicións de reacción e os procesos post-procesamento. Os fabricantes adoitan realizar inspeccións de calidade segundo as normas internacionais e rexionais. Os indicadores comúns de calidade inclúen:
Solubilidade: o HPMC debería ter unha boa solubilidade en auga e a taxa de solubilidade e a taxa de disolución necesitan cumprir os requisitos especificados.
Viscosidade: a viscosidade do HPMC afecta directamente ao seu efecto de aplicación e diferentes produtos teñen diferentes requisitos de viscosidade. Os métodos comúns de proba de viscosidade inclúen o método de viscosidade de Brookfield.
Pureza e impurezas: o contido de impureza nos produtos HPMC debe controlarse dentro do rango especificado para garantir a alta pureza do produto.
Tamaño de partículas: dependendo das necesidades de diferentes campos de aplicación, o tamaño de partícula de HPMC pode variar e os produtos finos ou granulares terán diferentes escenarios de aplicacións.
5. Campos de solicitude de HPMC
O HPMC é amplamente utilizado en moitas industrias e ten un importante valor comercial.
Industria da construción: o HPMC é amplamente utilizado como engrosamento e axente de retención de auga en materiais de construción como morteiro de cemento, morteiro seco e adhesivos de baldosas, que poden mellorar o rendemento da construción e a retención de auga de materiais.
Industria farmacéutica: HPMC ten importantes aplicacións no campo farmacéutico como cunchas de cápsulas, adhesivos de tabletas e portadores de drogas de liberación controlada.
Industria alimentaria: na comida, o HPMC úsase como espesante, estabilizador, emulsionante, etc., que pode mellorar a textura e o sabor dos alimentos.
Industria cosmética: o HPMC úsase como engrosamento e axente formador de películas en cosméticos e úsase na fabricación de produtos como locións e cremas.
Outros campos: Kimacell®HPMC tamén se usa amplamente en industrias como petróleo, téxtiles, papel e revestimentos.
A produción industrial deHPMCtransforma a celulosa natural nun composto de polímero soluble en auga con propiedades multifuncionais a través dunha serie de reaccións de modificación química. Ao controlar precisamente as condicións de reacción e os procesos de post-tratamento, pódense obter produtos HPMC que cumpran diferentes requisitos de aplicación. Coa aplicación xeneralizada de HPMC, cada vez máis investigacións e innovacións tecnolóxicas continuarán promovendo a mellora do seu proceso de produción e calidade do produto.
Tempo de publicación: xaneiro-27-2025