Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) הוא תרכובת אתר תאית חצי סינתטית חצי סינתטית, הנמצאת בשימוש נרחב ברפואה, חומרי בניין, מזון, ציפויים ותעשיות אחרות. ל- HPMC יש עיבוי טוב, תחליב, היצירת סרטים, לחות, ייצוב ותכונות אחרות, כך שיש לו ערך יישום חשוב בתחומים רבים. חומרי הגלם העיקריים לייצור HPMC כוללים תאית, נתרן הידרוקסיד, תחמוצת פרופילן, מתיל כלוריד ומים.
1. תאית
תאית היא חומר הגלם הבסיסי העיקרי של HPMC, שמקורו בדרך כלל מסיבי צמחים טבעיים כמו כותנה ועץ. תאית היא הפולימר האורגני הטבעי השופע ביותר בכדור הארץ. המבנה המולקולרי שלו הוא פוליסכריד ארוך שרשרת המורכב מיחידות גלוקוז המחוברות על ידי קשרים β-1,4-glycosidic. התאית עצמה אינה מסיסה במים ואין לה תגובתיות כימית טובה. לפיכך, נדרשים סדרה של תהליכי שינוי כימי כדי לשפר את המסיסות והפונקציונליות שלה להכנת מוצרי אתר תאית שונים.
2. נתרן הידרוקסיד (NAOH)
נתרן הידרוקסיד, הידוע גם בשם סודה קאוסטית, הוא תרכובת אלקליין חזקה הממלאת תפקיד חשוב כאלקלייזר בתהליך הייצור של HPMC. בשלב המוקדם של הייצור, תאית מגיבה עם תמיסת נתרן הידרוקסיד להפעלת קבוצות ההידרוקסיל בשרשרת המולקולרית התאית, ובכך מספקת אתרי תגובה לתגובת האתינה שלאחר מכן. שלב זה נקרא גם "תגובת אלקליזציה". התאית המוזמת עוברת שינויים מבניים מסוימים, מה שמקל על ההגיב עם ריאגנטים כימיים עוקבים (כמו תחמוצת פרופילן ומתיל כלוריד).
3. תחמוצת פרופילן (C3H6O)
תחמוצת פרופילן היא אחד מסוכני האתרים העיקריים בייצור HPMC, המשמש בעיקר להמרת קבוצות ההידרוקסיל בתאית לקבוצות הידרוקסיפרופיל. באופן ספציפי, התאית המונחת אלקלית מגיבה עם תחמוצת פרופילן בתנאי טמפרטורה ולחץ מסוימים, וקבוצות האפוקסי הפעילות בתחמוצת פרופילן מחוברות לשרשרת המולקולרית של התאית באמצעות תגובת תוספת פתיחת טבעת ליצירת תחליף הידרוקסיפרופיל. תהליך זה מעניק ל- HPMC מסיסות מים טובה ויכולת עיבוי.
4. מתיל כלוריד (CH3CL)
מתיל כלוריד הוא חומר אתר חשוב נוסף המשמש להמרת קבוצות ההידרוקסיל של התאית לקבוצות מטוקסיל. מתיל כלוריד מגיב עם קבוצות ההידרוקסיל בשרשרת המולקולרית התאית באמצעות תגובת החלפה נוקלאופילית לייצור מתיל תאית. באמצעות תגובת מתילציה זו, HPMC רוכש הידרופוביות טובה, במיוחד מראה מסיסות מצוינת בכמה ממסים אורגניים. בנוסף, הצגת קבוצות Methoxy משפרת עוד יותר את המאפיין היוצר הסרט ואת היציבות הכימית של HPMC.
5. מים
מים, כממיס ומדיום תגובה, עוברים את כל תהליך הייצור של HPMC. בתגובות האלקליזציה וההתרחשות, מים לא רק עוזרים להמיס נתרן הידרוקסיד ולהתאים את מצב ההידרציה של התאית, אלא גם משתתפים בוויסות חום התגובה כדי להבטיח בקרת טמפרטורה לאורך כל תהליך התגובה. לטוהר המים השפעה חשובה על איכות HPMC, ובדרך כלל נדרשת מים מיובשים או מים מזוקקים.
6. ממסים אורגניים
בתהליך הייצור של HPMC, כמה שלבי תהליכים עשויים גם לדרוש שימוש בממסים אורגניים מסוימים, כמו מתנול או אתנול. ממיסים אלה משמשים לעיתים להתאמת הצמיגות של מערכת התגובה, להפחית את היווצרות תוצרי הלוואי של התגובה או לקדם תגובות כימיות ספציפיות. יש לקבוע את הבחירה בממס אורגני בהתאם לצרכים של תהליך הייצור ויישום המוצר הסופי.
7. חומרים עזר אחרים
בנוסף לחומרי הגלם העיקריים לעיל, בתהליך הייצור בפועל, ניתן להשתמש בחומרים עזר ותוספים, כמו זרזים, מייצבים וכו ', כדי לשפר את יעילות התגובה, לשלוט בקצב התגובה או לשפר את התכונות הפיזיקליות והכימיות של המוצר הסופי.
8. השלבים העיקריים בתהליך הייצור
ניתן לחלק את שלבי התהליך העיקריים לייצור HPMC לשלושה חלקים: אלקלזציה, אתריזציה וטיפול בנטרול. ראשית, תאית מגיבה עם נתרן הידרוקסיד כדי לאלקה ליצירת תאית אלקלית. לאחר מכן, אתריזציה מתרחשת בתגובה של תאית אלקלית עם תחמוצת פרופילן ומתיל כלוריד ליצירת אתרים הידרוקסיפרופיל ומטוקסי החליפו אתרים תאית. לבסוף, באמצעות טיפול בנטרול, שטיפה, ייבוש ותהליכים אחרים, מוצרי HPMC עם מסיסות ספציפית, צמיגות ומאפיינים אחרים מתקבלים.
9. השפעת איכות חומר הגלם על הביצועים של מוצרי HPMC
מקורות וטהרה שונים של חומרי גלם משפיעים משמעותית על האיכות והביצועים של ה- HPMC הסופי. לדוגמה, טוהר וחלוקת המשקל המולקולרי של חומרי הגלם התאית ישפיעו על הצמיגות והמסיסות של HPMC; תנאי המינון והתגובה של תחמוצת פרופילן ומתיל כלוריד יקבעו את מידת החלפת ההידרוקסיפרופיל והמתוקסי, ובכך ישפיעו על אפקט העיבוי ותכונותיו של יצירת הסרטים של המוצר. לכן הבחירה והבקרת האיכות של חומרי הגלם הם מכריעים במהלך תהליך הייצור.
חומרי הגלם העיקריים של Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) כוללים תאית, נתרן הידרוקסיד, תחמוצת פרופילן, מתיל כלוריד ומים. באמצעות סדרה של תגובות כימיות מורכבות, חומרי גלם אלה מומרים לחומר פונקציונלי עם ערך יישום רחב. מגוון היישומים של HPMC מכסה תחומים רבים כמו רפואה, חומרי בניין ומזון. תכונותיו הפיזיקליות והכימיות הטובות הופכות אותו לכיוון בענפים רבים.
זמן הודעה: ספטמבר 30-2024