Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir daudzpusīgs savienojums, ko izmanto dažādās nozarēs, tostarp farmācijā, pārtikā, celtniecībā un kosmētikā. Lai izprastu tā sastāvu, struktūru, īpašības un pielietojumu, ir nepieciešams padziļināti izpētīt tā ķīmisko sastāvu un sintēzes procesu.
sastāvs un struktūra
Celulozes mugurkauls: HPMC ir iegūts no celulozes, dabiska polimēra, kas atrodams augu šūnu sieniņās. Celuloze sastāv no garām glikozes vienību ķēdēm, kas savienotas ar β-1,4 glikozīdu saitēm.
Metilēšana: Metilceluloze ir HPMC prekursors, un to iegūst, apstrādājot celulozi ar sārmu un metilhlorīdu. Process ietver hidroksilgrupu (-OH) aizstāšanu uz celulozes mugurkaula ar metilgrupām (-CH3).
Hidroksipropilēšana: pēc metilēšanas notiek hidroksipropilēšana. Šajā posmā propilēna oksīds reaģē ar metilētu celulozi, ievadot hidroksipropilgrupas (-OCH2CHOHCH3) celulozes mugurkaulā.
Aizvietošanas pakāpe (DS): aizvietošanas pakāpe attiecas uz vidējo hidroksipropil- un metilgrupu skaitu vienā glikozes vienībā celulozes ķēdē. Šis parametrs ietekmē HPMC īpašības, tostarp tā šķīdību, viskozitāti un termisko izturēšanos.
sintēze
Apstrāde ar sārmu: celulozes šķiedras vispirms apstrādā ar sārma šķīdumu, parasti nātrija hidroksīdu (NaOH), lai pārtrauktu starpmolekulāras ūdeņraža saites un palielinātu celulozes hidroksilgrupu pieejamību.
Metilēšana: celuloze, kas apstrādāta ar sārmu, tiek reaģēta ar metilhlorīdu (CH3Cl) kontrolētos apstākļos, kā rezultātā hidroksilgrupas tiek aizstātas ar metilgrupām.
Hidroksipropilēšana: Metilēta celuloze tālāk reaģē ar propilēna oksīdu (C3H6O) katalizatora, piemēram, nātrija hidroksīda klātbūtnē. Šī reakcija ievada hidroksipropilgrupas celulozes mugurkaulā.
Neitralizācija un attīrīšana: neitralizē reakcijas maisījumu, lai noņemtu lieko bāzi. Iegūtais produkts tiek pakļauts attīrīšanas posmiem, piemēram, filtrēšanai, mazgāšanai un žāvēšanai, lai iegūtu galīgo HPMC produktu.
raksturīga
Šķīdība: HPMC šķīst ūdenī un veido dzidru, viskozu šķīdumu. Šķīdība ir atkarīga no tādiem faktoriem kā aizstāšanas pakāpe, molekulmasa un temperatūra.
Viskozitāte: HPMC šķīdumiem piemīt pseidoplastiska uzvedība, kas nozīmē, ka to viskozitāte samazinās, palielinoties bīdes ātrumam. Viskozitāti var kontrolēt, pielāgojot tādus parametrus kā DS, molekulmasu un koncentrāciju.
Plēves veidošanās: HPMC veido elastīgas un caurspīdīgas plēves, izlejot no tā ūdens šķīduma. Šīs plēves tiek izmantotas pārklājumos, iepakojumā un farmācijā.
Termiskā stabilitāte: HPMC ir termiski stabils noteiktā temperatūrā, virs kuras notiek degradācija. Termiskā stabilitāte ir atkarīga no tādiem faktoriem kā DS, mitruma saturs un piedevu klātbūtne.
Pielietojuma jomas
Farmaceitiskie izstrādājumi: HPMC plaši izmanto farmaceitiskajos preparātos kā biezinātājus, saistvielas, plēvi veidojošas vielas un ilgstošas darbības matricas. Tas uzlabo tablešu sadalīšanos, šķīdināšanu un biopieejamību.
Pārtika: Pārtikas rūpniecībā HPMC izmanto kā biezinātāju, stabilizatoru, emulgatoru un pildvielu tādos produktos kā mērces, mērces, maizes izstrādājumi un piena produkti.
Konstrukcija: HPMC pievieno cementa bāzes javām, apmetuma un flīžu līmēm, lai uzlabotu apstrādājamību, ūdens aizturi un adhēziju. Tas uzlabo šo būvmateriālu veiktspēju dažādos apstākļos.
Kosmētika: HPMC izmanto kā biezinātāju, emulgatoru un stabilizatoru kosmētikas sastāvos, piemēram, krēmos, losjonos un gēlos. Tas piešķir vēlamas reoloģiskās īpašības un uzlabo produkta stabilitāti.
Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir daudzfunkcionāls savienojums, ko sintezē no celulozes metilēšanas un hidroksipropilēšanas procesos. Tā ķīmiskā struktūra, īpašības un pielietojums padara to par vērtīgu sastāvdaļu tādās dažādās nozarēs kā farmācija, pārtika, būvniecība un kosmētika. HPMC tehnoloģijas turpmākā izpēte un izstrāde turpina paplašināt tās potenciālos lietojumus un uzlabot tā veiktspēju dažādos preparātos.
Izlikšanas laiks: 20. februāris 2024