Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC)är en multifunktionell vattenlöslig polymerförening som används allmänt inom områdena konstruktion, medicin, kosmetika, livsmedels- och petroleumsindustrin. Det är baserat på naturlig växtcellulosa och erhålls genom kemiska modifieringsreaktioner. Den har god vattenlöslighet, förtjockning, filmbildande och vidhäftningsegenskaper. Den industriella produktionen av Kimacell®HPMC involverar huvudsakligen modifieringsreaktionen av cellulosa. Vanliga modifieringsreaktioner inkluderar metylering och hydroxipropylering.
1. Råvaror och förbehandling av HPMC
Cellulosa råvaror: Produktionen av HPMC börjar med naturlig cellulosa. Vanliga källor inkluderar växtfibrer som trämassa, bomull och hampa. För att säkerställa en smidig framsteg med efterföljande reaktioner måste cellulosa vanligtvis förbehandlas för att avlägsna föroreningar och öka reaktionsaktiviteten.
Förbehandlingssteg: Förbehandlingen av cellulosa inkluderar i allmänhet steg som tvätt, torkning och krossning för att bearbeta cellulosa till granulär eller pulverformad form för efterföljande kemiska reaktioner.
2. Syntesprocess för HPMC
Syntesprocessen för HPMC inkluderar huvudsakligen metylering och hydroxipropyleringsreaktioner, som utförs under alkaliska förhållanden. Den specifika produktionsprocessen innehåller följande steg:
Aktivering av cellulosa: För att göra cellulosa lättare att reagera kemiskt är det vanligtvis nödvändigt att behandla cellulosa med en alkalisk lösning såsom natriumhydroxid (NaOH) för att erhålla en svullen cellulosamatris. I detta skede minskar kristalliniteten hos cellulosa och strukturen blir lösare, vilket är användbart för efterföljande kemisk modifiering.
Metyleringsreaktion: Metyleringsreaktionen modifierar cellulosamolekylen genom att införa en metylgrupp (-CH₃). De vanligt använda metyleringsmedel är metylklorid (CH₃CL) eller kloroform (CHCL₃). I närvaro av natriumhydroxid reagerar metyleringsmedel med cellulosa för att ersätta en del av hydroxylgrupperna (-OH) på cellulosamolekylen med metylgrupper (-CH₃) och därmed bilda metylcellulosa.
Hydroxipropyleringsreaktion: Efter att metyleringen är klar används vanligtvis propylenoxid (PO) som en reaktant för att införa en hydroxipropylgrupp (-CH₂CH (OH) CH₃). Reaktionen utförs under alkaliska förhållanden. Hydroxipropyleringsreaktionen ersätter några av metoxigrupperna på cellulosamolekylen med hydroxipropylgrupper och bildar därmed HPMC.
Reaktionskontroll: Under hela reaktionsprocessen måste temperaturen, tiden och förhållandet mellan reaktanter kontrolleras exakt för att säkerställa att molekylvikten, graden av hydroxipropylering och metyleringsgrad av Kimacell®HPMC uppfyller kraven för produkten. Generellt styrs reaktionstemperaturen mellan 30 och 80 ° C, och reaktionstiden varierar från flera timmar till mer än tio timmar.
Neutralisering och rening: När reaktionen är klar måste produkten neutraliseras och renas, vanligtvis genom att tillsätta syra (såsom ättiksyra, saltsyra, etc.) för att neutralisera överskott av alkaliska ämnen. Reningsstegen inkluderar tvätt, filtrering, torkning och andra processer för att ta bort oreagerade råvaror, lösningsmedel och biprodukter.
3. Produkttorkning och förpackning
Torkning: Den renade HPMC finns vanligtvis i form av vattenlösligt pulver, och fukt måste avlägsnas genom spraytorkning, vakuumtorkning och andra metoder. Den torkade produkten bör upprätthålla ett lågt fuktinnehåll, som vanligtvis styrs under 5%, för att förhindra att produkten sticker och delikvesens.
Förpackning: Den torkade HPMC är förpackad i pulverform, och förpackningsprocessen kräver fuktbeständig behandling. Det är vanligtvis förpackat i polyetenpåsar, papperspåsar eller sammansatta påsar för enkel transport och lagring.
4. Kvalitetskontroll och produktstandarder
I produktionsprocessen för HPMC är strikt kvalitetskontroll avgörande. Kvaliteten på HPMC beror inte bara på kvaliteten på råvaror, utan också på faktorer som reaktionsförhållanden och efterbehandlingsprocesser. Tillverkare utför vanligtvis kvalitetskontroller enligt internationella och regionala standarder. Vanliga kvalitetsindikatorer inkluderar:
Löslighet: HPMC bör ha god vattenlöslighet och löslighet och upplösningshastighet måste uppfylla de angivna kraven.
Viskositet: Viskositeten hos HPMC påverkar direkt dess tillämpningseffekt, och olika produkter har olika viskositetskrav. Vanliga viskositetstestmetoder inkluderar Brookfield -viskositetsmetod.
Renhet och föroreningar: Föroreningsinnehållet i HPMC -produkter bör kontrolleras inom det angivna intervallet för att säkerställa produktens höga renhet.
Partikelstorlek: Beroende på behoven hos olika appliceringsfält kan partikelstorleken på HPMC variera och fina pulver eller granulära produkter kommer att ha olika applikationsscenarier.
5. Applikationsfält för HPMC
HPMC används ofta i många branscher och har viktigt kommersiellt värde.
Konstruktionsindustri: HPMC används allmänt som en förtjockningsmedel och vattenbehandlingsmedel i konstruktionsmaterial såsom cementmortel, torrmortel och kakellim, vilket kan förbättra konstruktionsprestanda och vattenhållning av material.
Läkemedelsindustri: HPMC har viktiga tillämpningar inom läkemedelsfältet som kapselskal, tablettlim och läkemedelsbärare med kontrollerade frisättning.
Livsmedelsindustri: I mat används HPMC som förtjockningsmedel, stabilisator, emulgator etc., vilket kan förbättra matens struktur och smak.
Kosmetisk industri: HPMC används som en förtjockningsmedel och filmbildande medel i kosmetika och används vid tillverkning av produkter som lotioner och krämer.
Andra fält: KIMACELL®HPMC används också i stor utsträckning inom branscher som petroleum, textilier, papper och beläggningar.
Den industriella produktionen avHpmcförvandlar naturlig cellulosa till en vattenlöslig polymerförening med multifunktionella egenskaper genom en serie kemiska modifieringsreaktioner. Genom att exakt kontrollera reaktionsförhållandena och efterbehandlingsprocesserna kan HPMC-produkter som uppfyller olika applikationskrav erhållas. Med den utbredda tillämpningen av HPMC kommer mer och mer forskning och tekniska innovationer att fortsätta att främja förbättringen av sin produktionsprocess och produktkvalitet.
Posttid: jan-27-2025