Iz česa je izdelana hidroksipropil metilceluloza

Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je polsintetični polimer, ki se uporablja v številnih panogah, vključno z gradbeništvom, hrano, farmacevtskimi izdelki in izdelki za osebno nego. Cenjen je zaradi svoje sposobnosti izboljšanja reoloških lastnosti formulacij, kot tudi njegove združljivosti z drugimi sestavinami in nizke toksičnosti. Da bi razumeli, kako nastane HPMC, je pomembno najprej razumeti strukturo in lastnosti celuloze.

Celuloza je dolga veriga molekul glukoze, ki se nahaja v celičnih stenah rastlin. Molekule glukoze so med seboj povezane z beta-1,4-glikozidnimi vezmi in tvorijo linearno verigo. Verige nato držijo skupaj vodikove vezi in Van der Waalsove sile, da tvorijo močne, vlaknate strukture. Celuloza je najbolj razširjena organska spojina na zemlji in se uporablja v številnih aplikacijah, vključno s papirjem, tekstilom in gradbenimi materiali.

Čeprav ima celuloza številne uporabne lastnosti, je pogosto preveč trda in netopna, da bi jo lahko uporabili v mnogih formulacijah. Za premagovanje teh omejitev so znanstveniki razvili številne modificirane derivate celuloze, vključno s HPMC. HPMC je narejen s spreminjanjem naravne celuloze z nizom kemičnih reakcij.

Prvi korak pri izdelavi HPMC je pridobivanje izhodne celuloze. To je mogoče storiti z ekstrakcijo celuloze iz rastlinskih virov, kot so lesna celuloza, bombaž ali bambus. Celulozo nato obdelamo z alkalno raztopino, kot je natrijev hidroksid ali kalijev hidroksid, da odstranimo nečistoče in razgradimo celulozna vlakna na manjše delce. Ta postopek je znan kot mercerizacija in naredi celulozo bolj reaktivno in jo je lažje spreminjati.

Po mercerizaciji celuloza reagira z mešanico propilen oksida in metil klorida, da se na celulozno ogrodje uvedejo hidroksipropilne in metilne skupine. Hidroksipropilne skupine so dodane za izboljšanje topnosti in lastnosti zadrževanja vode celuloze, medtem ko so metilne skupine dodane za povečanje stabilnosti in zmanjšanje reaktivnosti celuloze. Reakcija se običajno izvaja v prisotnosti katalizatorja, kot je natrijev hidroksid ali kalijev hidroksid, in pod nadzorovanimi pogoji temperature, tlaka in reakcijskega časa.

Stopnja substitucije (DS) HPMC se nanaša na število hidroksipropilnih in metilnih skupin, ki so vnesene v celulozno ogrodje. DS se lahko razlikuje glede na želene lastnosti HPMC in specifične aplikacije, za katero se uporablja. Na splošno višje vrednosti DS povzročijo HPMC z nižjo viskoznostjo in hitrejšimi stopnjami raztapljanja, medtem ko nižje vrednosti DS povzročijo HPMC z višjo viskoznostjo in počasnejšimi stopnjami raztapljanja.

Po končani reakciji nastali produkt očistimo in posušimo, da nastane HPMC prah. Postopek čiščenja vključuje odstranitev vseh nezreagiranih kemikalij, ostankov topil in drugih nečistoč iz HPMC. To se običajno izvede s kombinacijo korakov pranja, filtracije in sušenja.

Končni produkt je bel do umazano bel prah, ki je brez vonja in okusa. HPMC je topen v vodi in številnih organskih topilih ter lahko tvori gele, filme in druge strukture, odvisno od pogojev uporabe. Je neionski polimer, kar pomeni, da ne nosi nobenega električnega naboja, in na splošno velja za nestrupenega in varnega za uporabo v številnih aplikacijah.

HPMC se uporablja v številnih formulacijah, vključno z barvami, lepili, tesnili, farmacevtskimi in živilskimi izdelki. V gradbeništvu se HPMC pogosto uporablja kot zgoščevalec, vezivo in oblikovalec filma v izdelkih na osnovi cementa in mavca, kot so malte, fugirne mase in spojne mase.