De que se fai a hidroxipropil metilcelulosa

A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un polímero semisintético que se usa nunha ampla gama de industrias, incluíndo construción, alimentación, produtos farmacéuticos e produtos de coidado persoal. Valorase pola súa capacidade para mellorar as propiedades reolóxicas das formulacións, así como pola súa compatibilidade con outros ingredientes e a súa baixa toxicidade. Para comprender como se fabrica HPMC, é importante comprender primeiro a estrutura e as propiedades da celulosa.

A celulosa é unha longa cadea de moléculas de glicosa que se atopa nas paredes celulares das plantas. As moléculas de glicosa están unidas entre si por enlaces beta-1,4-glicosídicos, formando unha cadea lineal. As cadeas mantéñense unidas por enlaces de hidróxeno e as forzas de Van der Waals para formar estruturas fortes e fibrosas. A celulosa é o composto orgánico máis abundante na terra e úsase nunha ampla gama de aplicacións, incluíndo papel, téxtiles e materiais de construción.

Aínda que a celulosa ten moitas propiedades útiles, moitas veces é demasiado ríxida e insoluble para ser usada en moitas formulacións. Para superar estas limitacións, os científicos desenvolveron unha serie de derivados de celulosa modificados, incluíndo HPMC. A HPMC faise modificando a celulosa natural mediante unha serie de reaccións químicas.

O primeiro paso para facer HPMC é obter o material de partida de celulosa. Isto pódese facer extraendo celulosa de fontes vexetais como a pasta de madeira, o algodón ou o bambú. Despois, a celulosa trátase cunha solución alcalina, como hidróxido de sodio ou hidróxido de potasio, para eliminar as impurezas e romper as fibras de celulosa en partículas máis pequenas. Este proceso coñécese como mercerización e fai que a celulosa sexa máis reactiva e máis fácil de modificar.

Despois da mercerización, a celulosa faise reaccionar cunha mestura de óxido de propileno e cloruro de metilo para introducir grupos hidroxipropilo e metilo na columna vertebral da celulosa. Os grupos hidroxipropilo engádense para mellorar a solubilidade e as propiedades de retención de auga da celulosa, mentres que os grupos metilo engádense para aumentar a estabilidade e reducir a reactividade da celulosa. A reacción lévase a cabo normalmente en presenza dun catalizador, como hidróxido de sodio ou hidróxido de potasio, e en condicións controladas de temperatura, presión e tempo de reacción.

O grao de substitución (DS) de HPMC refírese ao número de grupos hidroxipropilo e metilo que se introducen na columna vertebral da celulosa. O DS pode variar dependendo das propiedades desexadas do HPMC e da aplicación específica para a que se está a utilizar. Xeralmente, valores de DS máis altos dan lugar a HPMC con menor viscosidade e velocidades de disolución máis rápidas, mentres que valores de DS máis baixos dan lugar a HPMC con maior viscosidade e taxas de disolución máis lentas.

Despois de completar a reacción, o produto resultante purifícase e sécase para crear po HPMC. O proceso de purificación implica a eliminación dos produtos químicos non reaccionados, disolventes residuais e outras impurezas do HPMC. Normalmente, isto faise mediante unha combinación de pasos de lavado, filtración e secado.

O produto final é un po branco a branco roto que é inodoro e insípido. A HPMC é soluble en auga e en moitos disolventes orgánicos, e pode formar xeles, películas e outras estruturas dependendo das condicións de uso. É un polímero non iónico, o que significa que non leva ningunha carga eléctrica, e xeralmente considérase non tóxico e seguro para o seu uso nunha ampla gama de aplicacións.

HPMC úsase nunha ampla gama de formulacións, incluíndo pinturas, adhesivos, selantes, produtos farmacéuticos e produtos alimenticios. En aplicacións de construción, HPMC úsase a miúdo como espesante, aglutinante e formador de película en produtos cementosos e a base de xeso, como morteiros, lechadas e compostos de xuntas.