Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC) медицинада, құрылыс материалдарында, тамақ, жабын жасау және басқа салаларда кеңінен қолданылатын маңызды жартылай синтетикалық целлюлоза эфир қосылысы болып табылады. HPMC жақсы қалыңдататын, эмульгирленген, қабық түзетін, ылғалдандыратын, тұрақтандырушы және басқа да қасиеттерге ие, сондықтан ол көптеген салаларда маңызды қолдану мәніне ие. HPMC өндіруге арналған негізгі шикізатқа целлюлоза, натрий гидроксиді, пропилен оксиді, метилхлорид және су жатады.
1. Целлюлоза
Целлюлоза HPMC негізгі негізгі шикізаты болып табылады, әдетте мақта және ағаш сияқты табиғи өсімдік талшықтарынан алынған. Целлюлоза - жер бетіндегі ең көп таралған табиғи органикалық полимер. Оның молекулалық құрылымы β-1,4-гликозидтік байланыстармен байланысқан глюкоза бірліктерінен тұратын ұзын тізбекті полисахарид. Целлюлозаның өзі суда ерімейді және жақсы химиялық реакцияға ие емес. Сондықтан әртүрлі целлюлоза эфир өнімдерін дайындау үшін оның ерігіштігі мен функционалдығын арттыру үшін бірқатар химиялық модификация процестері қажет.
2. Натрий гидроксиді (NaOH)
Натрий гидроксиді, сонымен қатар каустикалық сода ретінде белгілі, HPMC өндіру процесінде сілтілеуші ретінде маңызды рөл атқаратын күшті сілтілі қосылыс. Өндірістің бастапқы кезеңінде целлюлоза натрий гидроксиді ерітіндісімен целлюлозаның молекулалық тізбегіндегі гидроксил топтарын белсендіру үшін әрекеттеседі, осылайша келесі эфирлеу реакциясы үшін реакция алаңдарын қамтамасыз етеді. Бұл қадам «сілтілену реакциясы» деп те аталады. Сілтіленген целлюлоза белгілі бір құрылымдық өзгерістерге ұшырайды, бұл келесі химиялық реагенттермен (мысалы, пропилен оксиді және метилхлорид) әрекеттесуді жеңілдетеді.
3. Пропилен оксиді (C3H6O)
Пропилен оксиді HPMC өндірісіндегі негізгі эфирлеуші агенттердің бірі болып табылады, негізінен целлюлозадағы гидроксил топтарын гидроксипропил топтарына айналдыру үшін қолданылады. Атап айтқанда, сілтіленген целлюлоза белгілі бір температура мен қысым жағдайында пропилен оксидімен әрекеттеседі, ал пропилен оксидіндегі белсенді эпоксидті топтар гидроксипропил алмастырғышты қалыптастыру үшін сақина ашу реакциясы арқылы целлюлозаның молекулалық тізбегіне қосылады. Бұл процесс HPMC суда жақсы ерігіштігін және қоюлану қабілетін береді.
4. Метилхлорид (CH3Cl)
Метилхлорид - целлюлозаның гидроксил топтарын метоксил топтарына айналдыру үшін қолданылатын тағы бір маңызды эфирлеуші агент. Метилхлорид целлюлозаның молекулалық тізбегіндегі гидроксил топтарымен нуклеофильді орын басу реакциясы арқылы метилцеллюлоза түзеді. Осы метилдеу реакциясы арқылы HPMC жақсы гидрофобтылыққа ие болады, әсіресе кейбір органикалық еріткіштерде тамаша ерігіштігін көрсетеді. Сонымен қатар, метокси топтарын енгізу HPMC-тің пленка түзуші қасиетін және химиялық тұрақтылығын одан әрі жақсартады.
5. Су
Су еріткіш және реакция ортасы ретінде бүкіл HPMC өндіріс процесінен өтеді. Сілтілеу және эфирлену реакцияларында су натрий гидроксидін ерітуге және целлюлозаның гидратация күйін реттеуге көмектесіп қана қоймайды, сонымен қатар бүкіл реакция процесінде температураны бақылауды қамтамасыз ету үшін реакция жылуын реттеуге қатысады. Судың тазалығы HPMC сапасына маңызды әсер етеді және әдетте жоғары тазалықтағы ионсыздандырылған су немесе тазартылған су қажет.
6. Органикалық еріткіштер
HPMC өндіріс процесінде кейбір процесс қадамдары метанол немесе этанол сияқты кейбір органикалық еріткіштерді пайдалануды қажет етуі мүмкін. Бұл еріткіштер кейде реакция жүйесінің тұтқырлығын реттеу, реакцияның жанама өнімдерінің түзілуін азайту немесе нақты химиялық реакцияларды ынталандыру үшін қолданылады. Органикалық еріткішті таңдауды өндірістік процестің қажеттіліктеріне және соңғы өнімді қолдануға сәйкес анықтау қажет.
7. Басқа көмекші материалдар
Жоғарыда аталған негізгі шикізаттан басқа, нақты өндіріс процесінде реакция тиімділігін арттыру, реакция жылдамдығын бақылау немесе физикалық және химиялық қасиеттерін жақсарту үшін кейбір қосалқы материалдар мен қоспалар, мысалы, катализаторлар, тұрақтандырғыштар және т.б. соңғы өнімнен.
8. Өндіріс процесінің негізгі кезеңдері
HPMC өндірудің негізгі технологиялық қадамдарын үш бөлікке бөлуге болады: сілтілеу, эфирлеу және бейтараптандыру өңдеу. Біріншіден, целлюлоза натрий гидроксидімен әрекеттесіп, сілтілі целлюлозаны түзеді. Содан кейін этерификация сілтілі целлюлозаның пропилен оксидімен және метилхлоридпен реакциясында гидроксипропил және метокси алмастырылған целлюлоза эфирлерін түзеді. Ақырында, бейтараптандыру өңдеу, жуу, кептіру және басқа процестер арқылы ерекше ерігіштігі, тұтқырлығы және басқа сипаттамалары бар HPMC өнімдері алынады.
9. Шикізат сапасының HPMC өнімдерінің өнімділігіне әсері
Әртүрлі шикізат көздері мен тазалық соңғы HPMC сапасы мен өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Мысалы, целлюлоза шикізатының тазалығы мен молекулалық салмағының таралуы HPMC тұтқырлығы мен ерігіштігіне әсер етеді; пропилен оксиді мен метилхлоридтің дозалану және реакция шарттары гидроксипропил мен метоксиді алмастыру дәрежесін анықтайды, осылайша өнімнің қалыңдатқыш әсері мен қабық түзу қасиеттеріне әсер етеді. Сондықтан шикізатты таңдау және оның сапасын бақылау өндіріс процесінде шешуші мәнге ие.
Гидроксипропилметилцеллюлозаның (ГПМК) негізгі шикізатына целлюлоза, натрий гидроксиді, пропилен оксиді, метилхлорид және су жатады. Бірқатар күрделі химиялық реакциялар арқылы бұл шикізат кең қолдану мәні бар функционалды материалға айналады. HPMC қолданбасының ауқымы медицина, құрылыс материалдары және тамақ сияқты көптеген салаларды қамтиды. Оның жақсы физикалық және химиялық қасиеттері оны көптеген салаларда таптырмас етеді.
Жіберу уақыты: 30 қыркүйек 2024 ж