Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) е важно полу-синтетичко соединение на целулоза етер, кое е широко користено во медицината, градежните материјали, храната, премази и други индустрии. HPMC има добро задебелување, емулгирање, формирање филм, навлажнувачки, стабилизирачки и други својства, така што има важна применлива вредност во многу полиња. Главните суровини за производство на HPMC вклучуваат целулоза, натриум хидроксид, пропилен оксид, метил хлорид и вода.
1. Целулоза
Целулозата е главната основна суровина на HPMC, обично добиена од природни растителни влакна како што се памукот и дрвото. Целулозата е најзастапениот природен органски полимер на земјата. Неговата молекуларна структура е полисахарид со долг синџир составен од гликозни единици поврзани со β-1,4-гликозидни врски. Самата целулоза е нерастворлива во вода и нема добра хемиска реактивност. Затоа, потребни се низа процеси на хемиска модификација за да се подобри неговата растворливост и функционалност за да се подготват различни производи од целулоза етер.
2. Натриум хидроксид (NaOH)
Натриум хидроксид, исто така познат како каустична сода, е силно алкално соединение кое игра важна улога како алкализатор во процесот на производство на HPMC. Во раната фаза на производство, целулозата реагира со раствор на натриум хидроксид за да ги активира хидроксилните групи на молекуларниот синџир на целулоза, а со тоа обезбедува места за реакција за последователната реакција на етерификација. Овој чекор се нарекува и „реакција на алкализација“. Алкализираната целулоза претрпува одредени структурни промени, што го олеснува реагирањето со последователните хемиски реагенси (како што се пропилен оксид и метил хлорид).
3. Пропилен оксид (C3H6O)
Пропилен оксидот е еден од клучните етерифицирачки агенси во производството на HPMC, главно користен за претворање на хидроксилните групи во целулоза во хидроксипропилни групи. Поточно, алкализираната целулоза реагира со пропилен оксид под одредени услови на температура и притисок, а активните епоксидни групи во пропилен оксидот се поврзани со молекуларниот синџир на целулоза преку реакција на додавање на отворање на прстенот за да формираат хидроксипропил супституент. Овој процес му дава на HPMC добра растворливост во вода и способност за згуснување.
4. Метил хлорид (CH3Cl)
Метил хлоридот е уште еден важен етерифицирачки агенс што се користи за претворање на хидроксилните групи на целулоза во метоксилни групи. Метил хлоридот реагира со хидроксилните групи на молекуларниот синџир на целулоза преку реакција на нуклеофилна супституција за да произведе метил целулоза. Преку оваа реакција на метилација, HPMC стекнува добра хидрофобност, особено покажувајќи одлична растворливост во некои органски растворувачи. Дополнително, воведувањето на метокси групи дополнително ги подобрува својствата за формирање филм и хемиската стабилност на HPMC.
5. Вода
Водата, како растворувач и медиум за реакција, поминува низ целиот процес на производство на HPMC. Во реакциите на алкализација и етерификација, водата не само што помага да се раствори натриум хидроксид и да се прилагоди состојбата на хидратација на целулозата, туку учествува и во регулирањето на топлината на реакцијата за да се обезбеди контрола на температурата во текот на процесот на реакција. Чистотата на водата има важно влијание врз квалитетот на HPMC и обично е потребна дејонизирана вода со висока чистота или дестилирана вода.
6. Органски растворувачи
Во процесот на производство на HPMC, некои процесни чекори може да бараат и употреба на некои органски растворувачи, како што се метанол или етанол. Овие растворувачи понекогаш се користат за прилагодување на вискозноста на системот за реакција, намалување на формирањето на нуспроизводи од реакцијата или промовирање специфични хемиски реакции. Изборот на органски растворувач треба да се определи според потребите на производниот процес и примената на финалниот производ.
7. Други помошни материјали
Покрај горенаведените главни суровини, во вистинскиот производствен процес, некои помошни материјали и адитиви, како што се катализатори, стабилизатори итн., може да се користат за подобрување на ефикасноста на реакцијата, контрола на брзината на реакцијата или подобрување на физичките и хемиските својства. на финалниот производ.
8. Главни чекори на производниот процес
Главните чекори на процесот за производство на HPMC може да се поделат на три дела: третман на алкализација, етерификација и неутрализација. Прво, целулозата реагира со натриум хидроксид за да се алкализира и да формира алкална целулоза. Потоа, етерификацијата се јавува во реакцијата на алкалната целулоза со пропилен оксид и метил хлорид за да се формираат хидроксипропил и метокси супституирани целулозни етери. Конечно, преку третман со неутрализирање, перење, сушење и други процеси, се добиваат HPMC производи со специфична растворливост, вискозност и други карактеристики.
9. Ефектот на квалитетот на суровината врз перформансите на производите на HPMC
Различните извори на суровини и чистотата имаат значително влијание врз квалитетот и перформансите на конечниот HPMC. На пример, чистотата и распределбата на молекуларната тежина на целулозните суровини ќе влијаат на вискозноста и растворливоста на HPMC; условите за дозирање и реакција на пропилен оксид и метил хлорид ќе го одредат степенот на супституција на хидроксипропил и метокси, што ќе влијае на ефектот на згуснување и на својствата за формирање филм на производот. Затоа, изборот и контролата на квалитетот на суровините се клучни во процесот на производство.
Главните суровини на хидроксипропил метилцелулозата (HPMC) вклучуваат целулоза, натриум хидроксид, пропилен оксид, метил хлорид и вода. Преку низа сложени хемиски реакции, овие суровини се претвораат во функционален материјал со широка примена. Опсегот на апликации на HPMC опфаќа многу области како што се медицината, градежните материјали и храната. Неговите добри физички и хемиски својства го прават незаменлив во многу индустрии.
Време на објавување: 30-септември 2024 година