Од чега се прави хидроксипропил метилцелулоза

Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ) је полусинтетички полимер који се користи у широком спектру индустрија, укључујући грађевинарство, храну, фармацеутске производе и производе за личну негу. Цењен је због своје способности да побољша реолошка својства формулација, као и због компатибилности са другим састојцима и ниске токсичности. Да бисте разумели како се прави ХПМЦ, важно је прво разумети структуру и својства целулозе.

Целулоза је дугачак ланац молекула глукозе који се налази у ћелијским зидовима биљака. Молекули глукозе су међусобно повезани бета-1,4-гликозидним везама, формирајући линеарни ланац. Ланци се затим држе заједно водоничним везама и Ван дер Валсовим силама да формирају јаке, влакнасте структуре. Целулоза је најзаступљеније органско једињење на земљи и користи се у широком спектру апликација, укључујући папир, текстил и грађевинске материјале.

Иако целулоза има много корисних својстава, често је превише крута и нерастворљива да би се користила у многим формулацијама. Да би превазишли ова ограничења, научници су развили бројне модификоване деривате целулозе, укључујући ХПМЦ. ХПМЦ се прави модификацијом природне целулозе кроз низ хемијских реакција.

Први корак у прављењу ХПМЦ је добијање почетног материјала целулозе. Ово се може урадити екстракцијом целулозе из биљних извора као што су дрвена пулпа, памук или бамбус. Целулоза се затим третира алкалним раствором, као што је натријум хидроксид или калијум хидроксид, да би се уклониле нечистоће и разградила целулозна влакна на мање честице. Овај процес је познат као мерцеризација и чини целулозу реактивнијом и лакшом за модификацију.

После мерцеризације, целулоза реагује са смешом пропилен оксида и метил хлорида да би се увеле хидроксипропилне и метил групе на целулозну кичму. Хидроксипропил групе се додају да би се побољшала растворљивост и својства задржавања воде целулозе, док се метил групе додају да би се повећала стабилност и смањила реактивност целулозе. Реакција се обично изводи у присуству катализатора, као што је натријум хидроксид или калијум хидроксид, и под контролисаним условима температуре, притиска и времена реакције.

Степен супституције (ДС) ХПМЦ се односи на број хидроксипропилних и метил група које се уводе у целулозну кичму. ДС може да варира у зависности од жељених особина ХПМЦ-а и специфичне примене за коју се користи. Генерално, веће ДС вредности резултирају ХПМЦ са нижим вискозитетом и бржим брзинама растварања, док ниже вредности ДС резултирају ХПМЦ са већим вискозитетом и споријим брзинама растварања.

Након што је реакција завршена, добијени производ је пречишћен и осушен да би се добио ХПМЦ прах. Процес пречишћавања укључује уклањање свих неизреагованих хемикалија, заосталих растварача и других нечистоћа из ХПМЦ. Ово се обично ради комбинацијом корака прања, филтрације и сушења.

Коначни производ је бели до готово бели прах без мириса и укуса. ХПМЦ је растворљив у води и многим органским растварачима, а може да формира гелове, филмове и друге структуре у зависности од услова употребе. То је нејонски полимер, што значи да не носи никакав електрични набој, и генерално се сматра да је нетоксичан и безбедан за употребу у широком спектру апликација.

ХПМЦ се користи у широком спектру формулација, укључујући боје, лепкове, заптиваче, фармацеутске производе и прехрамбене производе. У грађевинарству, ХПМЦ се често користи као згушњивач, везиво и формирач филма у производима на бази цемента и гипса, као што су малтери, фуге и спојеви.