Iš ko gaminama hidroksipropilmetilceliuliozė

Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) yra pusiau sintetinis polimeras, naudojamas įvairiose pramonės šakose, įskaitant statybą, maistą, vaistus ir asmens priežiūros produktus. Jis vertinamas dėl gebėjimo pagerinti formulių reologines savybes, taip pat dėl ​​suderinamumo su kitais ingredientais ir mažo toksiškumo. Norint suprasti, kaip gaminamas HPMC, pirmiausia svarbu suprasti celiuliozės struktūrą ir savybes.

Celiuliozė yra ilga gliukozės molekulių grandinė, randama augalų ląstelių sienelėse. Gliukozės molekulės yra sujungtos beta-1,4-glikozidiniais ryšiais, sudarydamos linijinę grandinę. Tada grandinės laikomos kartu vandeniliniais ryšiais ir Van der Waalso jėgomis, kad susidarytų stiprios pluoštinės struktūros. Celiuliozė yra labiausiai paplitęs organinis junginys žemėje ir naudojamas įvairiems tikslams, įskaitant popierių, tekstilę ir statybines medžiagas.

Nors celiuliozė turi daug naudingų savybių, ji dažnai yra per kieta ir netirpi, kad būtų naudojama daugelyje formulių. Norėdami įveikti šiuos apribojimus, mokslininkai sukūrė daugybę modifikuotų celiuliozės darinių, įskaitant HPMC. HPMC gaminamas modifikuojant natūralią celiuliozę per kelias chemines reakcijas.

Pirmasis HPMC gamybos žingsnis yra celiuliozės pradinės medžiagos gavimas. Tai galima padaryti išgaunant celiuliozę iš augalinių šaltinių, tokių kaip medienos masė, medvilnė ar bambukas. Tada celiuliozė apdorojama šarminiu tirpalu, pvz., natrio hidroksidu arba kalio hidroksidu, kad būtų pašalintos priemaišos ir suskaidytų celiuliozės pluoštus į smulkesnes daleles. Šis procesas žinomas kaip merserizacija, todėl celiuliozė tampa reaktyvesnė ir lengviau modifikuojama.

Po merserizacijos celiuliozė reaguoja su propileno oksido ir metilo chlorido mišiniu, kad į celiuliozės pagrindą patektų hidroksipropilo ir metilo grupės. Hidroksipropilo grupės pridedamos siekiant pagerinti celiuliozės tirpumą ir vandens sulaikymo savybes, o metilo grupės pridedamos siekiant padidinti celiuliozės stabilumą ir sumažinti jos reaktyvumą. Reakcija paprastai atliekama dalyvaujant katalizatoriui, pavyzdžiui, natrio hidroksidui arba kalio hidroksidui, ir kontroliuojamomis temperatūros, slėgio ir reakcijos trukmės sąlygomis.

HPMC pakeitimo laipsnis (DS) reiškia hidroksipropilo ir metilo grupių, įvestų į celiuliozės pagrindą, skaičių. DS gali skirtis priklausomai nuo norimų HPMC savybių ir konkrečios programos, kuriai jis naudojamas. Paprastai didesnės DS reikšmės lemia mažesnį klampumą ir greitesnį tirpimo greitį HPMC, o mažesnės DS vertės lemia didesnį klampumą ir lėtesnį tirpimo greitį.

Pasibaigus reakcijai, gautas produktas išvalomas ir išdžiovinamas, kad susidarytų HPMC milteliai. Valymo procesas apima visų nesureagavusių cheminių medžiagų, tirpiklių likučių ir kitų priemaišų pašalinimą iš HPMC. Paprastai tai atliekama plovimo, filtravimo ir džiovinimo etapų deriniu.

Galutinis produktas yra balti arba beveik balti bekvapiai ir beskoniai milteliai. HPMC tirpsta vandenyje ir daugelyje organinių tirpiklių ir, priklausomai nuo naudojimo sąlygų, gali sudaryti gelius, plėveles ir kitas struktūras. Tai nejoninis polimeras, tai reiškia, kad jis neturi jokio elektros krūvio ir paprastai laikomas netoksišku ir saugiu naudoti įvairiose srityse.

HPMC naudojamas įvairiose kompozicijose, įskaitant dažus, klijus, sandariklius, vaistus ir maisto produktus. Statybose HPMC dažnai naudojamas kaip tirštiklis, rišiklis ir plėvelės formuotojas cementiniuose ir gipso pagrindu pagamintuose gaminiuose, tokiuose kaip skiediniai, skiediniai ir siūlių mišiniai.