Nga se prodhohet hidroksipropil metilceluloza

Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) është një polimer gjysmë sintetik që përdoret në një gamë të gjerë industrish, duke përfshirë ndërtimin, ushqimin, farmaceutikën dhe produktet e kujdesit personal. Ai vlerësohet për aftësinë e tij për të përmirësuar vetitë reologjike të formulimeve, si dhe përputhshmërinë e tij me përbërës të tjerë dhe toksicitetin e tij të ulët. Për të kuptuar se si prodhohet HPMC, është e rëndësishme që së pari të kuptojmë strukturën dhe vetitë e celulozës.

Celuloza është një zinxhir i gjatë i molekulave të glukozës që gjendet në muret qelizore të bimëve. Molekulat e glukozës janë të lidhura së bashku me lidhje beta-1,4-glikozidike, duke formuar një zinxhir linear. Zinxhirët më pas mbahen së bashku nga lidhjet hidrogjenore dhe forcat Van der Waals për të formuar struktura të forta fibroze. Celuloza është përbërësi organik më i bollshëm në tokë dhe përdoret në një gamë të gjerë aplikimesh, duke përfshirë letrën, tekstilet dhe materialet e ndërtimit.

Ndërsa celuloza ka shumë veti të dobishme, ajo shpesh është shumë e ngurtë dhe e patretshme për t'u përdorur në shumë formulime. Për të kapërcyer këto kufizime, shkencëtarët kanë zhvilluar një numër të derivateve të modifikuara të celulozës, duke përfshirë HPMC. HPMC prodhohet duke modifikuar celulozën natyrale përmes një sërë reaksionesh kimike.

Hapi i parë në prodhimin e HPMC është marrja e materialit fillestar të celulozës. Kjo mund të bëhet duke nxjerrë celulozë nga burime bimore si tul druri, pambuku ose bambu. Celuloza më pas trajtohet me një zgjidhje alkaline, si hidroksidi i natriumit ose hidroksidi i kaliumit, për të hequr papastërtitë dhe për të zbërthyer fibrat e celulozës në grimca më të vogla. Ky proces njihet si mercerizimi, dhe e bën celulozën më reaktive dhe më të lehtë për t'u modifikuar.

Pas mercerizimit, celuloza reagon me një përzierje të oksidit të propilenit dhe klorurit metil për të futur grupe hidroksipropil dhe metil në shtyllën kurrizore të celulozës. Grupet hidroksipropil shtohen për të përmirësuar tretshmërinë dhe vetitë e mbajtjes së ujit të celulozës, ndërsa grupet metil shtohen për të rritur qëndrueshmërinë dhe për të zvogëluar reaktivitetin e celulozës. Reaksioni zakonisht kryhet në prani të një katalizatori, të tillë si hidroksidi i natriumit ose hidroksidi i kaliumit, dhe në kushte të kontrolluara të temperaturës, presionit dhe kohës së reagimit.

Shkalla e zëvendësimit (DS) e HPMC i referohet numrit të grupeve hidroksipropil dhe metil që futen në shtyllën kurrizore të celulozës. DS mund të ndryshojë në varësi të vetive të dëshiruara të HPMC dhe aplikacionit specifik për të cilin përdoret. Në përgjithësi, vlerat më të larta të DS rezultojnë në HPMC me viskozitet më të ulët dhe ritme më të shpejta shpërbërjeje, ndërsa vlerat më të ulëta të DS rezultojnë në HPMC me viskozitet më të lartë dhe ritme më të ngadalta shpërbërjeje.

Pas përfundimit të reagimit, produkti që rezulton pastrohet dhe thahet për të krijuar pluhur HPMC. Procesi i pastrimit përfshin heqjen e çdo kimikati që nuk ka reaguar, tretësit e mbetur dhe papastërtitë e tjera nga HPMC. Kjo zakonisht bëhet përmes një kombinimi të hapave të larjes, filtrimit dhe tharjes.

Produkti përfundimtar është një pluhur i bardhë në të bardhë, pa erë dhe pa shije. HPMC është i tretshëm në ujë dhe shumë tretës organikë dhe mund të formojë xhel, filma dhe struktura të tjera në varësi të kushteve të përdorimit. Është një polimer jo-jonik, që do të thotë se nuk mbart asnjë ngarkesë elektrike dhe përgjithësisht konsiderohet të jetë jo toksik dhe i sigurt për t'u përdorur në një gamë të gjerë aplikimesh.

HPMC përdoret në një gamë të gjerë formulimesh, duke përfshirë bojëra, ngjitës, ngjitës, farmaceutikë dhe produkte ushqimore. Në aplikimet e ndërtimit, HPMC përdoret shpesh si një trashës, lidhës dhe formues filmi në produkte çimentoje dhe me bazë gipsi, të tilla si llaçe, fino dhe komponime fugash.