Hidroksipropil metilceluloza (HPMC)je večnamenska vodno topna polimerna spojina, ki se pogosto uporablja na področju gradbene, medicine, kozmetike, hrane in naftne industrije. Temelji na naravni rastlinski celulozi in ga dobimo z reakcijami kemijske spreminjanja. Ima dobro topnost vode, zgoščevanje, oblikovanje filmov in adhezijske lastnosti. Industrijska proizvodnja Kimacell®HPMC v glavnem vključuje reakcijo modifikacije celuloze. Skupne reakcije modifikacije vključujejo metilacijo in hidroksipropilacijo.
1. surovine in predhodna obdelava HPMC
Celulozna surovine: Proizvodnja HPMC se začne z naravno celulozo. Običajni viri vključujejo rastlinska vlakna, kot so lesna kaša, bombaž in konoplja. Da bi zagotovili nemoten napredek nadaljnjih reakcij, je treba celulozo običajno predhodno obdelati, da se odstrani nečistoče in poveča reakcijsko aktivnost.
Koraki predhodne obdelave: Predobdelava celuloze na splošno vključuje korake, kot so pranje, sušenje in drobljenje za predelavo celuloze v zrnato ali v prahu za poznejše kemične reakcije.
2. Proces sinteze HPMC
Proces sinteze HPMC vključuje predvsem reakcije metilacije in hidroksipropilacije, ki se izvajajo v alkalnih pogojih. Specifični proizvodni postopek vključuje naslednje korake:
Aktivacija celuloze: Da bi kemično lažje reagirali celulozo, je običajno treba zdraviti celulozo z alkalno raztopino, kot je natrijev hidroksid (NaOH), da dobimo nabrekljiv celulozni matrik. Na tej stopnji se kristalnost celuloze zmanjšuje in struktura postane ohlapnejša, kar je koristno za nadaljnje kemijske spremembe.
Reakcija metilacije: reakcija metilacije spreminja molekulo celuloze z uvedbo metil (-CH₃) skupine. Pogosto uporabljena metilacijska sredstva so metil klorid (ch₃Cl) ali kloroform (chcl₃). V prisotnosti natrijevega hidroksida metilirajočo sredstvo reagira s celulozo, da nadomesti nekatere hidroksilne skupine (-OH) na celulozni molekuli z metilnimi skupinami (-CH₃) in s tem tvori metilno celulozo.
Reakcija hidroksipropilacije: Po zaključku metilacije se propilen oksid (PO) običajno uporablja kot reaktant za uvedbo hidroksipropilne skupine (-CHCH (OH) CH₃). Reakcija se izvaja v alkalnih pogojih. Reakcija hidroksipropilacije nadomešča nekatere metoksi skupine na celulozni molekuli s hidroksipropilnimi skupinami in s tem tvori HPMC.
Reakcijski nadzor: Med celotnim reakcijskim postopkom je treba temperaturo, čas in razmerje reaktantov natančno nadzorovati, da se zagotovi, da molekulska masa, stopnja hidroksipropilacije in stopnja metilacije Kimacell®HPMC izpolnjujejo zahteve izdelka. Na splošno se reakcijska temperatura nadzoruje med 30 in 80 ° C, reakcijski čas pa se giblje od več ur do več kot deset ur.
Nevtralizacija in čiščenje: Po zaključku reakcije je treba izdelek nevtralizirati in očistiti, običajno z dodajanjem kisline (kot so ocetna kislina, klorovodikova kislina itd.), Da nevtralizira presežne alkalne snovi. Koraki čiščenja vključujejo pranje, filtriranje, sušenje in druge procese za odstranjevanje nereagiranih surovin, topil in stranskih proizvodov.
3. sušenje in embalaža izdelka
Sušenje: Prečiščeni HPMC običajno obstaja v obliki vodotopnega praška, vlago pa je treba odstraniti s sušenjem razpršila, sušenjem vakuuma in drugimi metodami. Posušeni izdelek mora vzdrževati nizko vsebnost vlage, običajno nadzorovano pod 5%, da se izdelek ne bi držal in raztegnil.
Embalaža: posušeni HPMC je pakiran v obliki praška, postopek embalaže pa zahteva obdelavo, ki je odporna na vlago. Običajno je pakirana v polietilenske vrečke, papirnate vrečke ali sestavljene vrečke za enostaven prevoz in shranjevanje.
4. Nadzor kakovosti in standardi izdelkov
V proizvodnem procesu HPMC je strog nadzor kakovosti bistvenega pomena. Kakovost HPMC ni odvisna samo od kakovosti surovin, temveč tudi od dejavnikov, kot so reakcijski pogoji in procesi po obdelavi. Proizvajalci običajno izvajajo preglede kakovosti v skladu z mednarodnimi in regionalnimi standardi. Skupne kazalnike kakovosti vključujejo:
Topnost: HPMC mora imeti dobro topnost vode, hitrost topnosti in raztapljanja pa je treba izpolniti določene zahteve.
Viskoznost: Viskoznost HPMC neposredno vpliva na njegov učinek uporabe, različni izdelki pa imajo različne zahteve glede viskoznosti. Pogoste metode testiranja viskoznosti vključujejo metodo viskoznosti Brookfield.
Čistost in nečistoče: vsebnost nečistoče v izdelkih HPMC je treba nadzorovati v določenem območju, da se zagotovi visoka čistost izdelka.
Velikost delcev: Glede na potrebe različnih polj za uporabo se lahko velikost delcev HPMC razlikuje, fini prah ali zrnatimi izdelki pa bodo imeli različne scenarije uporabe.
5. Aplikacija HPMC
HPMC se pogosto uporablja v številnih panogah in ima pomembno komercialno vrednost.
Gradbena industrija: HPMC se široko uporablja kot zgoščevanje in sredstvo za najem vode v gradbenih materialih, kot so cementna malta, suha malta in lepila, ki lahko izboljšajo gradbeno delovanje in zadrževanje vode materialov.
Farmacevtska industrija: HPMC ima pomembne aplikacije na farmacevtskem področju kot kapsulske lupine, lepila za tablete in nosilci zdravil z nadzorovanim sproščanjem.
Prehrambena industrija: V hrani se HPMC uporablja kot zgoščevalec, stabilizator, emulgator itd., Ki lahko izboljša teksturo in okus hrane.
Kozmetična industrija: HPMC se v kozmetiki uporablja kot zgoščevanje in filmsko oblikovanje in se uporablja pri proizvodnji izdelkov, kot so losjoni in kreme.
Druga polja: Kimacell®HPMC se pogosto uporablja tudi v panogah, kot so nafta, tekstil, papir in prevleke.
Industrijska proizvodnjaHPMCNaravno celulozo pretvori v vodotopno polimerno spojino z večnamenskimi lastnostmi skozi vrsto reakcij kemijske modifikacije. Z natančnim nadzorom reakcijskih pogojev in procesov po zdravljenju je mogoče dobiti izdelke HPMC, ki izpolnjujejo različne zahteve uporabe. Z razširjeno uporabo HPMC bo vse več raziskav in tehnoloških inovacij še naprej spodbujalo izboljšanje njegovega proizvodnega procesa in kakovosti izdelkov.
Čas objave: januar-27-2025