Гидроксипропил метилцеллюлоз (HPMC) нь байгалийн эх үүсвэрээс гаргаж авсан олон талт, ион бус целлюлозын эфир юм. Энэ нь маш сайн өтгөрүүлэх, хальс үүсгэх, ус хадгалах шинж чанартай тул эм, барилга, хүнс зэрэг төрөл бүрийн үйлдвэрүүдэд өргөн хэрэглэгддэг. HPMC-ийн үйлдвэрлэлийн гол үйл явц нь эфиржуулалт бөгөөд түүний гүйцэтгэлийн шинж чанарыг ихээхэн сайжруулдаг.
Эфиржих үйл явц
Эфиржих нь целлюлозыг метил хлорид, пропилен исэл зэрэг алкилжүүлэгч бодисуудтай химийн урвалд оруулдаг. Энэ урвал нь целлюлозын нуруун дахь гидроксил бүлгүүдийг (-OH) эфирийн бүлгээр (-OR) орлуулж, R нь алкил бүлгийг илэрхийлдэг. HPMC-ийн хувьд гидроксил бүлгүүд нь гидроксипропил ба метилийн бүлгүүдээр солигдож, целлюлозын гинжин хэлхээний дагуу гидроксипропил метил эфирийн бүлгүүдийг үүсгэдэг.
Химийн механизм
Целлюлозын эфиржилт нь целлюлозын гидроксил бүлгүүд болон алкилизаторуудын хоорондох урвалыг дэмжихийн тулд шүлтлэг орчинд явагддаг. Үйл явцыг дараах алхмуудаар нэгтгэн дүгнэж болно.
Целлюлозыг идэвхжүүлэх: Целлюлозыг эхлээд шүлтлэг уусмал, ихэвчлэн натрийн гидроксид (NaOH) -аар боловсруулж, шүлтийн целлюлоз үүсгэдэг.
Алкилизаци: Шүлтлэг целлюлоз нь метил хлорид (CH₃Cl) ба пропилен исэл (C₃H₆O)-тай урвалд орж, гидроксил бүлгүүдийг метил болон гидроксипропилийн бүлгүүдээр солиход хүргэдэг.
Саармагжуулах ба цэвэршүүлэх: Дараа нь урвалын хольцыг саармагжуулж, хольц болон урвалд ороогүй урвалжуудыг зайлуулахын тулд бүтээгдэхүүнийг угаана.
Физик болон химийн шинж чанарт үзүүлэх нөлөө
Эфиржуулалт нь HPMC-ийн физик, химийн шинж чанарт гүн нөлөөлж, янз бүрийн хэрэглээнд өндөр ажиллагаатай материал болгодог.
Уусах чадвар ба гелац
Эфиржилтээс үүдэлтэй хамгийн чухал өөрчлөлтүүдийн нэг бол уусах чадварын өөрчлөлт юм. Төрөлхийн целлюлоз нь усанд уусдаггүй боловч HPMC гэх мэт эфиржүүлсэн целлюлозын эфир нь целлюлоз дахь устөрөгчийн холбоог тасалдаг эфирийн бүлгүүдийг нэвтрүүлснээр усанд уусдаг. Энэхүү өөрчлөлт нь HPMC-ийг хүйтэн усанд уусгаж, тунгалаг, наалдамхай уусмал үүсгэдэг.
Эфиржилт нь HPMC-ийн гелацийн төлөв байдалд бас нөлөөлдөг. Халаалтын үед HPMC-ийн усан уусмал нь гель бүтэц үүсгэдэг дулааны гелацийг үүсгэдэг. Глюкозын нэгжид орлуулсан гидроксил бүлгийн дундаж тоо болон орлуулагчийн дундаж молийн тоог илэрхийлдэг орлуулалтын зэрэг (DS) ба молийн орлуулалт (MS) -ийг тохируулах замаар гель үүсэх температур ба бат бөх чанарыг тохируулж болно. глюкозын нэгж тус бүр.
Реологийн шинж чанарууд
HPMC-ийн реологийн шинж чанар нь өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч болгон ашиглахад чухал ач холбогдолтой. Эфиржуулалт нь молекулын жинг нэмэгдүүлж, уян хатан эфирийн бүлгүүдийг нэвтрүүлснээр эдгээр шинж чанарыг сайжруулж, HPMC уусмалын наалдамхай уян хатан чанарыг сайжруулдаг. Үүний үр дүнд өтгөрүүлэх өндөр үр ашиг, зүслэгийг сийрэгжүүлэх үйл ажиллагаа сайжирч, температур болон рН-ийн өөрчлөлтийн эсрэг тогтвортой байдал сайжирна.
Кино бүтээх чадвар
Эфирийн бүлгүүдийг эфиржүүлэх замаар нэвтрүүлэх нь HPMC-ийн хальс үүсгэх чадварыг сайжруулдаг. Энэ өмч нь эм, хүнсний үйлдвэрт бүрэх, бүрэх зэрэг хэрэглээнд онцгой үнэ цэнэтэй юм. HPMC-ийн бүтээсэн хальснууд нь тунгалаг, уян хатан бөгөөд чийг, хүчилтөрөгчийн эсрэг маш сайн саад тотгорыг хангадаг.
Эфиржуулалтаар сайжруулсан програмууд
Эфиржилтийн улмаас HPMC-ийн сайжруулсан шинж чанар нь түүнийг янз бүрийн салбарт ашиглах боломжийг өргөжүүлдэг.
Эмийн үйлдвэр
Эмийн салбарт HPMC-ийг шахмал найрлагад холбогч, хальс үүсгэгч, хяналттай ялгаруулах бодис болгон ашигладаг. Эфиржих үйл явц нь HPMC нь эмийн ялгаралтын профайлыг тогтмол гаргаж, био хүртээмжийг сайжруулж, эмийн идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. HPMC-ийн дулааны гелацийн шинж чанар нь температурт мэдрэмтгий эм дамжуулах системийг хөгжүүлэхэд онцгой ач холбогдолтой юм.
Барилгын салбар
HPMC нь цемент, зуурмаг, гипс зэрэг барилгын материалд чухал нэмэлт бодис болдог. Эфиржилтээр сайжруулсан ус хадгалах чадвар нь цементэн материалыг оновчтой хатууруулж, бат бөх, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад HPMC-ийн өтгөрүүлэх, наалдамхай шинж чанар нь барилгын материалын ажиллах чадвар, хэрэглээг сайжруулдаг.
Хүнсний үйлдвэр
Хүнсний үйлдвэрт HPMC-ийг өтгөрүүлэгч, эмульгатор, тогтворжуулагч болгон ашигладаг. Эфиржилт нь түүний уусах чанар, зуурамтгай чанарыг сайжруулснаар сүмс, амтлагч, гурилан бүтээгдэхүүн зэрэг олон төрлийн хүнсний бүтээгдэхүүнд тохиромжтой. HPMC нь хүнсний хальс, бүрхүүл үүсгэдэг бөгөөд чийг, хүчилтөрөгчийн саадыг бий болгосноор хүнсний бүтээгдэхүүний хадгалах хугацааг уртасгадаг.
Ирээдүйн хэтийн төлөв ба сорилтууд
Эфиржуулалт нь HPMC-ийн гүйцэтгэлийг ихээхэн сайжруулдаг ч цаашид хийх сорилтууд болон цаашид хийх судалгааны чиглэлүүд байна. DS болон MS-ийг нарийн хянахын тулд эфирийн процессыг оновчтой болгох нь HPMC шинж чанарыг тодорхой хэрэглээнд тохируулахад маш чухал юм. Нэмж дурдахад, ногоон химийн практикт өсөн нэмэгдэж буй эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд байгаль орчинд ээлтэй, тогтвортой эфирийн аргыг хөгжүүлэх нь чухал юм.
Эфиржуулалт нь гидроксипропил метилцеллюлозын (HPMC) үйл ажиллагааг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Целлюлозын үндсэн хэсгийг эфирийн бүлгүүдээр өөрчилснөөр энэ процесс нь HPMC-ийн уусах чанар, гелац, реологийн шинж чанар, хальс үүсгэх чадварыг сайжруулдаг. Эдгээр сайжруулсан шинж чанарууд нь эмийн үйлдвэрлэл, барилга, хүнс зэрэг янз бүрийн салбарт хэрэглээгээ өргөжүүлдэг. Судалгааны ахиц дэвшил гарахын хэрээр эфиржүүлэх үйл явцыг цаашид оновчтой болгох, тогтвортой аргуудыг хөгжүүлэх нь HPMC-ийн шинэ боломжуудыг нээж, үнэ цэнэтэй функциональ материал болох байр сууриа бэхжүүлнэ.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 6-р сарын 05-ны хооронд