Hýdroxýprópýl metýlsellulósa (HPMC) er mikilvægt hálfgert sellulósa eter efnasamband, sem er mikið notað í læknisfræði, byggingarefni, matvælum, húðun og öðrum atvinnugreinum. HPMC hefur góða þykknun, fleyti, filmumyndandi, rakagefandi, stöðugleika og aðra eiginleika, svo það hefur mikilvægt notkunargildi á mörgum sviðum. Helstu hráefni til að framleiða HPMC eru sellulósa, natríumhýdroxíð, própýlenoxíð, metýlklóríð og vatn.
1. Sellulósi
Sellulósi er aðal grunnhráefnið í HPMC, venjulega unnið úr náttúrulegum plöntutrefjum eins og bómull og við. Sellulósi er algengasta náttúrulega lífræna fjölliðan á jörðinni. Sameindabygging þess er langkeðju fjölsykra sem samanstendur af glúkósaeiningum tengdum með β-1,4-glýkósíðtengi. Sellulósi sjálft er óleysanlegt í vatni og hefur ekki góða efnahvarfsemi. Þess vegna þarf röð efnabreytingarferla til að auka leysni þess og virkni til að undirbúa ýmsar sellulósa eterafurðir.
2. Natríumhýdroxíð (NaOH)
Natríumhýdroxíð, einnig þekkt sem ætandi gos, er sterkt basískt efnasamband sem gegnir mikilvægu hlutverki sem basaefni í framleiðsluferli HPMC. Á fyrstu stigum framleiðslunnar hvarfast sellulósa við natríumhýdroxíðlausn til að virkja hýdroxýlhópana á sellulósasameindakeðjunni og gefur þar með hvarfstaði fyrir síðari eterunarhvarf. Þetta skref er einnig kallað „alkalization viðbrögð“. Alkalíski sellulósinn verður fyrir ákveðnum byggingarbreytingum, sem gerir það auðveldara að bregðast við síðari efnafræðilega hvarfefni (eins og própýlenoxíð og metýlklóríð).
3. Própýlenoxíð (C3H6O)
Própýlenoxíð er eitt af helstu eterunarefnum í HPMC framleiðslu, aðallega notað til að umbreyta hýdroxýlhópum í sellulósa í hýdroxýprópýlhópa. Nánar tiltekið hvarfast basíski sellulósinn við própýlenoxíð við ákveðnar hita- og þrýstingsskilyrði og virku epoxýhóparnir í própýlenoxíði eru tengdir sameindakeðju sellulósa með hringopnunarviðbótaviðbrögðum til að mynda hýdroxýprópýlsetuhóp. Þetta ferli gefur HPMC góða vatnsleysni og þykknunargetu.
4. Metýlklóríð (CH3Cl)
Metýlklóríð er annað mikilvægt eterandi efni sem notað er til að breyta hýdroxýlhópum sellulósa í metoxýlhópa. Metýlklóríð hvarfast við hýdroxýlhópana á sellulósasameindakeðjunni í gegnum kjarnasækin skiptihvarf til að framleiða metýlsellulósa. Í gegnum þetta metýlerunarhvarf öðlast HPMC góða vatnsfælni, sem sýnir sérstaklega framúrskarandi leysni í sumum lífrænum leysum. Að auki bætir innleiðing metoxýhópa enn frekar filmumyndandi eiginleika og efnafræðilegan stöðugleika HPMC.
5. Vatn
Vatn, sem leysir og hvarfefni, rennur í gegnum allt HPMC framleiðsluferlið. Í basa- og eterunarhvörfunum hjálpar vatn ekki aðeins við að leysa upp natríumhýdroxíð og stilla vökvunarástand sellulósa, heldur tekur það einnig þátt í stjórnun hvarfhita til að tryggja hitastýringu í gegnum hvarfferlið. Hreinleiki vatns hefur mikilvæg áhrif á gæði HPMC og venjulega er krafist afjónaðs vatns með mikilli hreinleika eða eimaðs vatns.
6. Lífræn leysiefni
Í framleiðsluferli HPMC geta sum vinnsluþrep einnig krafist notkunar á sumum lífrænum leysum, svo sem metanóli eða etanóli. Þessir leysir eru stundum notaðir til að stilla seigju hvarfkerfisins, draga úr myndun aukaafurða hvarfsins eða stuðla að sérstökum efnahvörfum. Val á lífrænum leysi þarf að ákvarða í samræmi við þarfir framleiðsluferlisins og beitingu lokaafurðarinnar.
7. Önnur hjálparefni
Til viðbótar við ofangreind aðalhráefni, í raunverulegu framleiðsluferli, er hægt að nota sum hjálparefni og aukefni, svo sem hvata, sveiflujöfnunarefni osfrv., til að bæta viðbragðsskilvirkni, stjórna hvarfhraða eða bæta eðlis- og efnafræðilega eiginleika af lokaafurðinni.
8. Helstu skref framleiðsluferlisins
Helstu ferlisþrepum til að framleiða HPMC má skipta í þrjá hluta: basa, eteringu og hlutleysingarmeðferð. Í fyrsta lagi hvarfast sellulósa við natríumhýdroxíð til að basa til að mynda alkalísellulósa. Síðan á sér stað eterun í hvarfi alkalísellulósa við própýlenoxíð og metýlklóríð til að mynda hýdroxýprópýl og metoxý setna sellulósaeter. Að lokum, með hlutleysingarmeðferð, þvotti, þurrkun og öðrum ferlum, fást HPMC vörur með sérstakan leysni, seigju og aðra eiginleika.
9. Áhrif hráefnisgæða á frammistöðu HPMC vara
Mismunandi hráefnisuppsprettur og hreinleiki hafa veruleg áhrif á gæði og frammistöðu endanlegrar HPMC. Til dæmis mun hreinleiki og mólþyngdardreifing sellulósahráefna hafa áhrif á seigju og leysni HPMC; skammtastærðir og hvarfskilyrði própýlenoxíðs og metýlklóríðs munu ákvarða hversu hýdroxýprópýl og metoxý er skipt út og hafa þannig áhrif á þykknunaráhrif og filmumyndandi eiginleika vörunnar. Þess vegna skiptir val og gæðaeftirlit á hráefni sköpum í framleiðsluferlinu.
Helstu hráefni hýdroxýprópýlmetýlsellulósa (HPMC) eru sellulósa, natríumhýdroxíð, própýlenoxíð, metýlklóríð og vatn. Með röð flókinna efnahvarfa er þessum hráefnum breytt í hagnýtt efni með mikið notkunargildi. Notkunarsvið HPMC nær yfir mörg svið eins og lyf, byggingarefni og matvæli. Góðir eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar þess gera það ómissandi í mörgum atvinnugreinum.
Birtingartími: 30. september 2024