Idrossipropil metilcellulosa (HPMC)è un composto polimerico solubile in acqua multifunzionale ampiamente utilizzato nei campi di costruzione, medicina, cosmetici, cibo e petrolio. Si basa sulla cellulosa vegetale naturale ed è ottenuto attraverso reazioni di modifica chimica. Ha una buona solubilità in acqua, ispessimento, formiche di film e adesione. La produzione industriale di KIMACELL®HPMC comporta principalmente la reazione di modifica della cellulosa. Le reazioni di modifica comuni includono metilazione e idrossipropilazione.
1. Materie prime e pretrattamento di HPMC
Materie prime della cellulosa: la produzione di HPMC inizia con cellulosa naturale. Fonti comuni includono fibre vegetali come polpa di legno, cotone e canapa. Al fine di garantire il progresso regolare delle reazioni successive, la cellulosa di solito deve essere pretrattata per rimuovere le impurità e aumentare l'attività di reazione.
Passi di pretrattamento: il pretrattamento della cellulosa include generalmente passaggi come lavaggio, asciugatura e schiacciamento per elaborare la cellulosa in forma granulare o in polvere per le successive reazioni chimiche.
2. Processo di sintesi di HPMC
Il processo di sintesi di HPMC include principalmente reazioni di metilazione e idrossipropilazione, che vengono eseguite in condizioni alcaline. Il processo di produzione specifico include i seguenti passaggi:
Attivazione della cellulosa: al fine di rendere la cellulosa più facile da reagire chimicamente, di solito è necessario trattare la cellulosa con una soluzione alcalina come idrossido di sodio (NaOH) per ottenere una matrice di cellulosa gonfia. In questa fase, la cristallinità della cellulosa diminuisce e la struttura diventa più libera, il che è utile per le successive modifiche chimiche.
Reazione di metilazione: la reazione di metilazione modifica la molecola di cellulosa introducendo un gruppo di metile (-ch₃). Gli agenti metilanti comunemente usati sono metil cloruro (CH₃Cl) o cloroformio (CHCL₃). In presenza di idrossido di sodio, l'agente metilante reagisce con la cellulosa per sostituire alcuni dei gruppi idrossilici (-OH) sulla molecola di cellulosa con gruppi metilici (-CH₃), formando così metil cellulosa.
Reazione di idrossipropilazione: dopo aver completato la metilazione, l'ossido di propilene (PO) viene generalmente usato come reagente per introdurre un gruppo idrossipropilico (-Ch₂ch (OH) CH₃). La reazione viene eseguita in condizioni alcaline. La reazione di idrossipropilazione sostituisce alcuni dei gruppi di metossi sulla molecola di cellulosa con gruppi idrossipropili, formando così HPMC.
Controllo della reazione: durante l'intero processo di reazione, la temperatura, il tempo e il rapporto dei reagenti devono essere controllati con precisione per garantire che il peso molecolare, il grado di idrossipropilazione e il grado di metilazione di Kimacell®HPMC soddisfino i requisiti del prodotto. In generale, la temperatura di reazione è controllata tra 30 e 80 ° C e il tempo di reazione varia da diverse ore a più di dieci ore.
Neutralizzazione e purificazione: dopo che la reazione è stata completata, il prodotto deve essere neutralizzato e purificato, di solito aggiungendo acido (come acido acetico, acido cloridrico, ecc.) Per neutralizzare le sostanze alcaline in eccesso. Le fasi di purificazione includono lavaggio, filtraggio, asciugatura e altri processi per rimuovere materie prime, solventi e sottoprodotti non reagiti.
3. Essiccazione e imballaggio del prodotto
Essiccazione: l'HPMC purificato di solito esiste sotto forma di polvere solubile in acqua e l'umidità deve essere rimossa mediante essiccazione a spruzzo, asciugatura a vuoto e altri metodi. Il prodotto essiccato dovrebbe mantenere un basso contenuto di umidità, generalmente controllato al di sotto del 5%, per impedire al prodotto di attaccare e deliquescenza.
Packaging: l'HPMC essiccato è confezionato in polvere e il processo di imballaggio richiede un trattamento a prova di umidità. Di solito è confezionato in sacchetti di polietilene, sacchetti di carta o sacchetti compositi per un facile trasporto e conservazione.
4. Controllo di qualità e standard di prodotto
Nel processo di produzione di HPMC, è essenziale un controllo di qualità rigoroso. La qualità di HPMC dipende non solo dalla qualità delle materie prime, ma anche da fattori come le condizioni di reazione e i processi di post-elaborazione. I produttori di solito conducono ispezioni di qualità secondo gli standard internazionali e regionali. Gli indicatori di qualità comuni includono:
Solubilità: HPMC dovrebbe avere una buona solubilità in acqua e il tasso di solubilità e dissoluzione deve soddisfare i requisiti specificati.
Viscosità: la viscosità di HPMC influisce direttamente sull'effetto dell'applicazione e diversi prodotti hanno requisiti di viscosità diversi. I metodi di test di viscosità comuni includono il metodo di viscosità di Brookfield.
Purività e impurità: il contenuto di impurità nei prodotti HPMC dovrebbe essere controllato nell'intervallo specificato per garantire l'elevata purezza del prodotto.
Dimensione delle particelle: a seconda delle esigenze di diversi campi di applicazione, la dimensione delle particelle di HPMC può variare e la polvere fine o i prodotti granulari avranno diversi scenari di applicazione.
5. Campi di applicazione di HPMC
HPMC è ampiamente utilizzato in molti settori e ha un importante valore commerciale.
Industria delle costruzioni: l'HPMC è ampiamente utilizzato come addensante e agente di ritenuta in acqua nei materiali di costruzione come mortaio di cemento, mortaio secco e adesivi di piastrelle, che possono migliorare le prestazioni di costruzione e la conservazione dell'acqua dei materiali.
Industria farmaceutica: HPMC ha importanti applicazioni in campo farmaceutico come conchiglie di capsule, adesivi di compresse e trasportatori di farmaci a rilascio controllato.
Industria alimentare: nel cibo, HPMC viene utilizzato come addensante, stabilizzatore, emulsionante, ecc., Che può migliorare la consistenza e il gusto del cibo.
Industria cosmetica: HPMC viene utilizzato come addensante e agente formante nei cosmetici e viene utilizzato nella produzione di prodotti come lozioni e creme.
Altri campi: KIMACELL®HPMC è anche ampiamente utilizzato in settori come petrolio, tessuti, carta e rivestimenti.
La produzione industriale diHPMCTrasforma la cellulosa naturale in un composto polimerico solubile in acqua con proprietà multifunzionali attraverso una serie di reazioni di modifica chimica. Controllando con precisione le condizioni di reazione e i processi post-trattamento, è possibile ottenere prodotti HPMC che soddisfano diversi requisiti di applicazione. Con l'applicazione diffusa di HPMC, sempre più innovazioni di ricerca e tecnologiche continueranno a promuovere il miglioramento del suo processo di produzione e della qualità del prodotto.
Tempo post: 27-2025 gennaio