Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je polosyntetický, vo vode rozpustný polymér odvodený od celulózy. Je široko používaný v rôznych priemyselných odvetviach, vrátane farmácie, potravín, stavebníctva a kozmetiky, vďaka svojim jedinečným vlastnostiam, ako je zahusťovanie, väzba, tvorba filmu a stabilizácia. Je však dôležité poznamenať, že HPMC nemá špecifický bod topenia, pretože nepodlieha skutočnému procesu topenia ako kryštalické materiály. Namiesto toho pri zahrievaní prechádza procesom tepelnej degradácie.
1. Vlastnosti HPMC:
HPMC je biely až sivobiely prášok bez zápachu, rozpustný vo vode a mnohých organických rozpúšťadlách. Jeho vlastnosti sa líšia v závislosti od faktorov, ako je stupeň substitúcie (DS), molekulová hmotnosť a distribúcia veľkosti častíc. Vo všeobecnosti vykazuje nasledujúce vlastnosti:
Neiónová povaha: HPMC nenesie v roztoku žiadny elektrický náboj, vďaka čomu je kompatibilný so širokou škálou iných materiálov.
Tvorba filmu: HPMC môže po zaschnutí vytvárať číre, flexibilné filmy, ktoré nachádzajú uplatnenie v náteroch, filmoch a dávkových formách s riadeným uvoľňovaním vo farmaceutických výrobkoch.
Zahusťovadlo: Dodáva roztokom viskozitu, vďaka čomu je užitočný v potravinárskych výrobkoch, kozmetike a liečivách.
Hydrofilné: HPMC má vysokú afinitu k vode, čo prispieva k jej rozpustnosti a filmotvorným vlastnostiam.
2. Syntéza HPMC:
HPMC sa syntetizuje sériou chemických reakcií zahŕňajúcich celulózu, propylénoxid a metylchlorid. Proces zahŕňa éterifikáciu celulózy propylénoxidom, po ktorej nasleduje metylácia metylchloridom. Stupeň substitúcie (DS) hydroxypropylových a metoxyskupín môže byť riadený tak, aby sa prispôsobili vlastnosti výslednej HPMC.
3. Aplikácie HPMC:
Farmaceutický priemysel: HPMC sa široko používa ako pomocná látka vo farmaceutických formuláciách vrátane tabliet, kapsúl, oftalmických roztokov a dávkových foriem s riadeným uvoľňovaním.
Potravinársky priemysel: Používa sa ako zahusťovadlo, stabilizátor a emulgátor v potravinárskych výrobkoch, ako sú omáčky, polievky, zmrzliny a pekárske výrobky.
Stavebný priemysel: HPMC sa pridáva do produktov na báze cementu na zlepšenie spracovateľnosti, zadržiavania vody a priľnavosti. Používa sa tiež v lepidlách na dlaždice, maltách a omietkach.
Kozmetický priemysel: HPMC sa používa v rôznych kozmetických prípravkoch, ako sú krémy, pleťové vody a šampóny pre svoje zahusťovacie a stabilizačné vlastnosti.
4. Tepelné správanie HPMC:
Ako už bolo spomenuté, HPMC nemá špecifickú teplotu topenia kvôli svojej amorfnej povahe. Namiesto toho pri zahrievaní podlieha tepelnej degradácii. Degradačný proces zahŕňa prerušenie chemických väzieb v polymérnom reťazci, čo vedie k tvorbe prchavých produktov rozkladu.
Teplota degradácie HPMC závisí od niekoľkých faktorov, vrátane jej molekulovej hmotnosti, stupňa substitúcie a prítomnosti aditív. Tepelná degradácia HPMC zvyčajne začína okolo 200 °C a postupuje so zvyšujúcou sa teplotou. Profil degradácie sa môže výrazne líšiť v závislosti od špecifického stupňa HPMC a rýchlosti ohrevu.
Počas tepelnej degradácie HPMC prechádza niekoľkými súbežnými procesmi, vrátane dehydratácie, depolymerizácie a rozkladu funkčných skupín. Medzi hlavné produkty rozkladu patrí voda, oxid uhličitý, oxid uhoľnatý, metanol a rôzne uhľovodíky.
5. Techniky tepelnej analýzy pre HPMC:
Tepelné správanie HPMC možno študovať pomocou rôznych analytických techník, vrátane:
Termogravimetrická analýza (TGA): TGA meria stratu hmotnosti vzorky ako funkciu teploty, pričom poskytuje informácie o jej tepelnej stabilite a kinetike rozkladu.
Diferenciálna skenovacia kalorimetria (DSC): DSC meria tepelný tok do vzorky alebo zo vzorky ako funkciu teploty, čo umožňuje charakterizáciu fázových prechodov a tepelných dejov, ako je topenie a degradácia.
Infračervená spektroskopia s Fourierovou transformáciou (FTIR): FTIR možno použiť na monitorovanie chemických zmien v HPMC počas tepelnej degradácie analýzou zmien funkčných skupín a molekulárnej štruktúry.
6. Záver:
HPMC je všestranný polymér so širokým rozsahom aplikácií vo farmácii, potravinárstve, stavebníctve a kozmetike. Na rozdiel od kryštalických materiálov nemá HPMC špecifickú teplotu topenia, ale pri zahrievaní podlieha tepelnej degradácii. Teplota rozkladu závisí od rôznych faktorov a zvyčajne začína okolo 200 °C. Pochopenie tepelného správania HPMC je nevyhnutné pre správnu manipuláciu a spracovanie v rôznych priemyselných odvetviach.
Čas odoslania: Mar-09-2024