Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir daļēji sintētisks, ūdenī šķīstošs polimērs, kas iegūts no celulozes. To plaši izmanto dažādās nozarēs, tostarp farmācijā, pārtikā, celtniecībā un kosmētikā, pateicoties tā unikālajām īpašībām, piemēram, sabiezēšanai, saistīšanai, plēves veidošanai un stabilizēšanai. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka HPMC nav noteikta kušanas temperatūra, jo tas netiek pakļauts patiesam kušanas procesam, piemēram, kristāliskiem materiāliem. Tā vietā, karsējot, tas tiek pakļauts termiskās noārdīšanās procesam.
1. HPMC īpašības:
HPMC ir balts vai gandrīz balts pulveris bez smaržas, šķīst ūdenī un daudzos organiskos šķīdinātājos. Tās īpašības atšķiras atkarībā no tādiem faktoriem kā aizstāšanas pakāpe (DS), molekulmasa un daļiņu izmēra sadalījums. Parasti tam ir šādas īpašības:
Nejonu raksturs: HPMC šķīdumā nenes elektrisko lādiņu, tāpēc tas ir saderīgs ar plašu citu materiālu klāstu.
Plēves veidošana: HPMC žūstot var veidot caurspīdīgas, elastīgas plēves, kuras var izmantot pārklājumos, plēvēs un kontrolētas atbrīvošanās zāļu formās farmācijā.
Biezinātājs: piešķir šķīdumiem viskozitāti, padarot to noderīgu pārtikas produktos, kosmētikā un farmācijā.
Hidrofils: HPMC ir augsta afinitāte pret ūdeni, kas veicina tā šķīdību un plēvi veidojošās īpašības.
2. HPMC sintēze:
HPMC tiek sintezēts, izmantojot virkni ķīmisku reakciju, kas ietver celulozi, propilēna oksīdu un metilhlorīdu. Process ietver celulozes ēterizāciju ar propilēna oksīdu, kam seko metilēšana ar metilhlorīdu. Hidroksipropil- un metoksigrupu aizvietošanas pakāpi (DS) var kontrolēt, lai pielāgotu iegūtā HPMC īpašības.
3. HPMC lietojumprogrammas:
Farmācijas rūpniecība: HPMC plaši izmanto kā palīgvielu farmaceitiskos preparātos, tostarp tabletēs, kapsulās, oftalmoloģiskajos šķīdumos un kontrolētas darbības zāļu formās.
Pārtikas rūpniecība: to izmanto kā biezinātāju, stabilizatoru un emulgatoru pārtikas produktos, piemēram, mērcēs, zupās, saldējumos un maizes izstrādājumos.
Būvniecības nozare: HPMC tiek pievienots izstrādājumiem uz cementa bāzes, lai uzlabotu apstrādājamību, ūdens aizturi un adhēziju. To izmanto arī flīžu līmēs, javās un apmetumos.
Kosmētikas rūpniecība: HPMC tiek izmantots dažādos kosmētikas sastāvos, piemēram, krēmos, losjonos un šampūnos tā sabiezēšanas un stabilizēšanas īpašību dēļ.
4. HPMC termiskā izturēšanās:
Kā minēts iepriekš, HPMC nav noteiktas kušanas temperatūras tā amorfā rakstura dēļ. Tā vietā, karsējot, tas tiek pakļauts termiskai degradācijai. Noārdīšanās process ietver ķīmisko saišu pārtraukšanu polimēra ķēdē, izraisot gaistošu sadalīšanās produktu veidošanos.
HPMC noārdīšanās temperatūra ir atkarīga no vairākiem faktoriem, tostarp tā molekulmasas, aizvietošanas pakāpes un piedevu klātbūtnes. Parasti HPMC termiskā noārdīšanās sākas ap 200°C un progresē, palielinoties temperatūrai. Degradācijas profils var ievērojami atšķirties atkarībā no konkrētās HPMC pakāpes un sildīšanas ātruma.
Termiskās noārdīšanās laikā HPMC notiek vairāki vienlaicīgi procesi, tostarp dehidratācija, depolimerizācija un funkcionālo grupu sadalīšanās. Galvenie sadalīšanās produkti ir ūdens, oglekļa dioksīds, oglekļa monoksīds, metanols un dažādi ogļūdeņraži.
5. HPMC termiskās analīzes metodes:
HPMC termisko uzvedību var pētīt, izmantojot dažādas analītiskās metodes, tostarp:
Termogravimetriskā analīze (TGA): TGA mēra parauga svara zudumu kā temperatūras funkciju, sniedzot informāciju par tā termisko stabilitāti un sadalīšanās kinētiku.
Diferenciālā skenējošā kalorimetrija (DSC): DSC mēra siltuma plūsmu paraugā vai no tā kā temperatūras funkciju, ļaujot raksturot fāzu pārejas un termiskos notikumus, piemēram, kušanu un degradāciju.
Furjē transformācijas infrasarkanā spektroskopija (FTIR): FTIR var izmantot, lai uzraudzītu ķīmiskās izmaiņas HPMC termiskās degradācijas laikā, analizējot funkcionālo grupu un molekulārās struktūras izmaiņas.
6. Secinājums:
HPMC ir daudzpusīgs polimērs ar plašu pielietojumu klāstu farmācijā, pārtikā, celtniecībā un kosmētikā. Atšķirībā no kristāliskajiem materiāliem, HPMC nav noteiktas kušanas temperatūras, bet karsējot tas tiek pakļauts termiskai noārdīšanai. Degradācijas temperatūra ir atkarīga no dažādiem faktoriem un parasti sākas ap 200°C. HPMC termiskās uzvedības izpratne ir būtiska, lai to pareizi apstrādātu un apstrādātu dažādās nozarēs.
Izlikšanas laiks: 09.03.2024