Хидроксипропил метилцелулозата (HPMC) е важен дериват на целулоза со широк опсег на апликации во многу индустрии. Има одлични физички и хемиски својства, ниска токсичност и еколошка пријатност.
1. Основни својства на HPMC
Хемиска структура и физички својства
HPMC е нејонски целулзен етер добиен со хемиска модификација на природна целулоза. Неговата основна структура се состои од единици на гликоза, кои се формираат со замена на некои хидроксилни групи со хидроксипропил и метил групи. Неговата физичка форма е претежно бел или малку жолт прашок, кој лесно се раствора во ладна и топла вода за да формира проѕирен или малку матен вискозен раствор.
Молекуларна тежина: HPMC има широк опсег на молекуларни тежини, од ниска молекуларна тежина (како 10.000 Da) до висока молекуларна тежина (како 150.000 Da), а нејзините својства и апликации исто така се менуваат соодветно.
Растворливост: HPMC формира колоиден раствор во ладна вода, но е нерастворлив во некои органски растворувачи и има добра растворливост и стабилност.
Вискозност: Вискозноста е важно својство на HPMC, на кое влијае молекуларната тежина и видот и бројот на супституенти. HPMC со висок вискозитет обично се користи како згуснувач и стабилизатор, додека HPMC со низок вискозитет се користи за функции за формирање филм и поврзување.
Хемиска стабилност
HPMC има висока хемиска стабилност, може да се спротивстави на ерозијата на киселини, алкали и вообичаени органски растворувачи и не е лесно да се распаѓа или разградува. Ова му овозможува да ги одржува своите функции во различни сложени средини и е погодно за широк опсег на индустриски апликации.
Биокомпатибилност
Бидејќи HPMC е изведен од природна целулоза и е умерено модифициран, има добра биокомпатибилност и ниска токсичност. Затоа, често се користи во храна, лекови и козметика, исполнувајќи ги безбедносните барања.
2. Начин на подготовка на HPMC
Подготовката на HPMC обично се дели во три чекори:
Третман со алкали: природната целулоза се третира со алкален раствор (најчесто натриум хидроксид) за да се надуе и да се зголеми нејзината реактивност.
Реакција на етерификација: Во алкални услови, целулозата се подложува на реакција на етерификација со метил хлорид и пропилен оксид, воведувајќи метил и хидроксипропил групи за да формира хидроксипропил метилцелулоза.
Прочистување: Нуспроизводите од реакцијата и резидуалните реагенси се отстрануваат преку миење, филтрирање и сушење за да се добие чист HPMC.
Со контролирање на условите за реакција (како што се температурата, времето, односот на реагенсот итн.), степенот на замена и молекуларната тежина на HPMC може да се прилагодат за да се добијат производи со различни својства.
3. Полиња за примена на HPMC
Градежни материјали
Во градежната индустрија, HPMC широко се користи во цементен малтер, производи од гипс, премази итн. Нејзините главни функции вклучуваат:
Задебелување и задржување на водата: во малтерот и облогата, HPMC може да ја зголеми вискозноста и да ги подобри градежните перформанси, истовремено обезбедувајќи добар ефект на задржување на водата и спречување на пукнатини од собирање.
Подобрување на адхезијата: Зајакнување на адхезијата помеѓу малтерот и подлогата и подобрување на квалитетот на градбата.
Подобрување на градежните својства: Олеснување на изградбата на малтер и облога, продолжување на отвореното време и подобрување на мазноста на површината.
Фармацевтската индустрија
Примената на HPMC во фармацевтската индустрија главно се рефлектира во препаратите за лекови, особено оралните таблети и капсули:
Материјали со контролирано ослободување: HPMC често се користи за подготовка на таблети со контролирано ослободување, а бавното ослободување на лековите се постигнува со прилагодување на стапката на растворање.
Врзувачи за таблети: Во производството на таблети, HPMC може да се користи како врзивно средство за да обезбеди соодветна цврстина и време на распаѓање на таблетите.
Филмска обвивка: се користи како материјал за обложување на таблети за да се спречи оксидација и влажна ерозија на лековите и да се подобри стабилноста и изгледот на лекот.
Прехранбената индустрија
HPMC се користи како додаток на храна во прехранбената индустрија, играјќи ја улогата на згуснувач, емулгатор, стабилизатор итн.:
Згуснувач: се користи во млечни производи, сосови итн. за да се обезбеди идеална текстура и вкус.
Емулгатор: во пијалоци и сладолед, помага да се формира стабилен емулзиран систем.
Формирање филм: во бонбони и колачи, HPMC се користи за премачкување и осветлувач за подобрување на изгледот и текстурата на храната.
Козметика
Во козметиката, HPMC се користи за подготовка на емулзии, креми, гелови итн.:
Задебелување и стабилизација: во козметиката, HPMC обезбедува соодветна вискозност и стабилност, ја подобрува текстурата и размачкувањето.
Навлажнувачки: може да формира навлажнувачки слој на површината на кожата за да го зголеми навлажнувачкиот ефект на производот.
Дневни хемикалии
HPMC исто така се користи во секојдневни хемиски производи, како што се детергенти, производи за лична нега, итн.:
Згуснувач: во детергентите, ја зголемува вискозноста на производот за да спречи стратификација.
Средство за суспендирање: се користи во системот за суспензија за да се обезбеди добра стабилност на суспензијата.
4. Предности и предизвици на HPMC
Предности
Разновидност: HPMC има повеќе функции и може да игра различни улоги на различни полиња, како што се задебелување, задржување вода, стабилизација итн.
Биокомпатибилност: Ниската токсичност и добрата биокомпатибилност го прават погоден за употреба во храната и медицината.
Еколошки: добиен од природна целулоза, биоразградлив и еколошки.
Предизвици
Цена: Во споредба со некои синтетички полимерни материјали, HPMC има повисока цена, што може да ја ограничи неговата широка употреба во одредени апликации.
Процес на производство: Процесот на подготовка вклучува сложени хемиски реакции и чекори на прочистување, кои треба строго да се контролираат за да се обезбеди квалитет на производот.
5. Идни изгледи
Со напредокот на науката и технологијата, изгледите за примена на HPMC се многу широки. Идните насоки за истражување може да вклучуваат:
Развој на модифициран HPMC: Преку хемиска модификација и композитна технологија, дериватите на HPMC со специфични функции се развиваат за да се исполнат специфичните барања за апликација.
Зелен процес на подготовка: Истражувајте поеколошки и поефикасни процеси на подготовка за да ги намалите трошоците за производство и оптоварувањата врз животната средина.
Нови области на примена: Истражете ја примената на HPMC во областите кои се појавуваат, како што се биоматеријали, разградливо пакување итн.
Како важен дериват на целулоза, хидроксипропил метилцелулозата (HPMC) има одлични физички и хемиски својства, различни области на примена и добра биокомпатибилност. Во идниот развој, преку технолошки иновации и проширување на апликациите, се очекува HPMC да ги игра своите единствени предности на повеќе полиња и да даде нов поттик за индустриски развој.
Време на објавување: 25.06.2024