Din ce este fabricată hidroxipropil metilceluloza

Hidroxipropilmetilceluloza (HPMC) este un polimer semisintetic care este utilizat într-o gamă largă de industrii, inclusiv în construcții, alimente, produse farmaceutice și produse de îngrijire personală. Este apreciat pentru capacitatea sa de a îmbunătăți proprietățile reologice ale formulărilor, precum și compatibilitatea cu alte ingrediente și toxicitatea sa scăzută. Pentru a înțelege cum este fabricat HPMC, este important să înțelegeți mai întâi structura și proprietățile celulozei.

Celuloza este un lanț lung de molecule de glucoză care se găsește în pereții celulari ai plantelor. Moleculele de glucoză sunt legate între ele prin legături beta-1,4-glicozidice, formând un lanț liniar. Lanțurile sunt apoi ținute împreună prin legături de hidrogen și forțele Van der Waals pentru a forma structuri puternice, fibroase. Celuloza este cel mai abundent compus organic de pe pământ și este folosită într-o gamă largă de aplicații, inclusiv hârtie, textile și materiale de construcție.

În timp ce celuloza are multe proprietăți utile, este adesea prea rigidă și insolubilă pentru a fi utilizată în multe formulări. Pentru a depăși aceste limitări, oamenii de știință au dezvoltat o serie de derivați modificați de celuloză, inclusiv HPMC. HPMC se face prin modificarea celulozei naturale printr-o serie de reacții chimice.

Primul pas în fabricarea HPMC este obținerea materiei prime de celuloză. Acest lucru se poate face prin extragerea celulozei din surse vegetale, cum ar fi pulpa de lemn, bumbac sau bambus. Celuloza este apoi tratată cu o soluție alcalină, cum ar fi hidroxid de sodiu sau hidroxid de potasiu, pentru a îndepărta impuritățile și a descompune fibrele de celuloză în particule mai mici. Acest proces este cunoscut sub numele de mercerizare și face celuloza mai reactivă și mai ușor de modificat.

După mercerizare, celuloza reacţionează cu un amestec de oxid de propilenă şi clorură de metil pentru a introduce grupări hidroxipropil şi metil pe scheletul celulozei. Grupările hidroxipropil sunt adăugate pentru a îmbunătăți solubilitatea și proprietățile de reținere a apei ale celulozei, în timp ce grupările metil sunt adăugate pentru a crește stabilitatea și a reduce reactivitatea celulozei. Reacția este efectuată de obicei în prezența unui catalizator, cum ar fi hidroxid de sodiu sau hidroxid de potasiu, și în condiții controlate de temperatură, presiune și timp de reacție.

Gradul de substituție (DS) al HPMC se referă la numărul de grupări hidroxipropil și metil care sunt introduse pe scheletul celulozei. DS poate varia în funcție de proprietățile dorite ale HPMC și de aplicația specifică pentru care este utilizat. În general, valorile DS mai mari au ca rezultat HPMC cu vâscozitate mai mică și viteze de dizolvare mai rapide, în timp ce valorile DS mai mici conduc la HPMC cu vâscozitate mai mare și viteze de dizolvare mai lente.

După ce reacția este completă, produsul rezultat este purificat și uscat pentru a crea pulbere HPMC. Procesul de purificare implică îndepărtarea oricăror substanțe chimice nereacționate, solvenți reziduali și alte impurități din HPMC. Acest lucru se face de obicei printr-o combinație de etape de spălare, filtrare și uscare.

Produsul final este o pulbere albă până la aproape albă, inodoră și fără gust. HPMC este solubil în apă și mulți solvenți organici și poate forma geluri, filme și alte structuri în funcție de condițiile de utilizare. Este un polimer neionic, ceea ce înseamnă că nu poartă nicio sarcină electrică și, în general, este considerat a fi netoxic și sigur pentru utilizare într-o gamă largă de aplicații.

HPMC este utilizat într-o gamă largă de formulări, inclusiv vopsele, adezivi, etanșanți, produse farmaceutice și produse alimentare. În aplicațiile de construcții, HPMC este adesea folosit ca agent de îngroșare, liant și formator de peliculă în produsele pe bază de ciment și gips, cum ar fi mortare, chituri și compuși pentru rosturi.