ลักษณะผลิตภัณฑ์และวิธีการสังเคราะห์ของไฮดรอกซีโพรพิลเมธิลเซลลูโลส

1. ลักษณะผลิตภัณฑ์

โครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีHydroxypropyl Methylcellulose (HPMC)เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสที่ได้จากการดัดแปลงทางเคมี มันทำจากเซลลูโลสธรรมชาติผ่านเอทิลเลชั่น, เมทิลเลชั่นและปฏิกิริยาไฮดรอกซีโพรพิลีเลชัน ในโครงสร้างโมเลกุลของมันโครงกระดูกเซลลูโลสเชื่อมต่อกันด้วยหน่วยกลูโคสβ-D-DS ผ่านพันธะ glycosidic β-1,4 และกลุ่มด้านข้างประกอบด้วย methyl (-OCH3) และ hydroxypropyl (-C3H7OH)

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความสามารถในการละลาย: Kimacell®HPMCไม่ละลายน้ำในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ แต่สามารถสร้างสารละลายคอลลอยด์โปร่งใสในน้ำเย็น ความสามารถในการละลายของมันเป็นสัดส่วนกับเนื้อหาของไฮดรอกซีโพรพิลและเมธิลในโมเลกุล

ความหนืด: การแก้ปัญหาของ HPMC มีความหนืดบางอย่างซึ่งมักจะเพิ่มขึ้นเมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้น ช่วงความหนืดนั้นกว้างและสามารถปรับได้ตามความต้องการเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งานของเขตข้อมูลที่แตกต่างกัน

ความเสถียรทางความร้อน: HPMC มีความเสถียรทางความร้อนสูงสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงและไม่ง่ายที่จะสลายตัวในระหว่างการให้ความร้อน

คุณสมบัติการทำงาน

คุณสมบัติการขึ้นรูปภาพยนตร์: HPMC มีคุณสมบัติการสร้างภาพยนตร์ที่ดีและสามารถสร้างโครงสร้างฟิล์มโปร่งใสและสม่ำเสมอในสารละลายน้ำดังนั้นจึงมักจะใช้เป็นวัสดุเมทริกซ์ในระบบควบคุมยา

อิมัลซิไฟเออร์และความเสถียร: เนื่องจากกิจกรรมพื้นผิวของมัน HPMC มักจะใช้ในอิมัลชัน, สารแขวนลอย, เจลและสูตรอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงความเสถียรของสูตร

ความหนาและการกักเก็บน้ำ: HPMC มีคุณสมบัติที่หนาขึ้นและสามารถเพิ่มความหนืดของสารละลายที่ความเข้มข้นต่ำ นอกจากนี้ยังสามารถเก็บน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการกักเก็บน้ำของผลิตภัณฑ์และพบได้ทั่วไปในเครื่องสำอางและสารเคมีทุกวัน

Nonionicity: ในฐานะที่เป็นสารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีไอออนนิก HPMC สามารถรักษาความเสถียรในสารละลายกรดอัลคาลีหรือเกลือและมีการปรับตัวที่แข็งแกร่ง

พื้นที่แอปพลิเคชัน

อุตสาหกรรมยา: ในฐานะผู้ให้บริการยามันถูกใช้เพื่อเตรียมการควบคุมการเปิดตัวการวางจำหน่ายอย่างยั่งยืนและการเตรียมการขยายออกไป; นอกจากนี้ยังใช้ในการเตรียมแท็บเล็ตแคปซูลและขี้ผึ้งเฉพาะที่สำหรับยาเสพติด

อุตสาหกรรมการก่อสร้าง: ในฐานะที่เป็นสารเติมแต่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการก่อสร้างของวัสดุก่อสร้างเช่นครกและการเคลือบและปรับปรุงการยึดเกาะการไหลและการกักเก็บน้ำ

อุตสาหกรรมอาหาร: ใช้เป็นสารตัวหนาอิมัลชันและสารเจลในการปรุงรสวุ้นไอศกรีมและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ

อุตสาหกรรมเครื่องสำอาง: ใช้ในโลชั่นครีมบำรุงผิวแชมพูและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เพื่อให้ความหนืดและความมั่นคง

2. วิธีการสังเคราะห์

การสกัดเซลลูโลสกระบวนการสังเคราะห์ของ HPMC เป็นครั้งแรกในการสกัดเซลลูโลสจากเส้นใยพืชธรรมชาติ (เช่นไม้ฝ้าย ฯลฯ ) โดยทั่วไปสิ่งสกปรกและส่วนประกอบที่ไม่ใช่เซลล์เช่นลิกนินในวัตถุดิบจะถูกลบออกโดยวิธีการทางเคมีหรือเชิงกล กระบวนการสกัดเซลลูโลสส่วนใหญ่รวมถึงการแช่การรักษาอัลคาไลการฟอกและขั้นตอนอื่น ๆ

ปฏิกิริยา Etherification ของเซลลูโลสเซลลูโลสสกัดผ่านปฏิกิริยา etherification และเพิ่มองค์ประกอบย่อยเช่น methyl และ hydroxypropyl ปฏิกิริยา Etherification มักจะดำเนินการในสารละลายอัลคาไลน์และสาร etherifying ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เมทิลคลอไรด์ (CH3CL), โพรพิลีนออกไซด์ (C3H6O) ฯลฯ

ปฏิกิริยาเมทิลเลชั่น: เซลลูโลสทำปฏิกิริยากับเอเจนต์เมทิลเลต (เช่นเมธิลคลอไรด์) เพื่อให้กลุ่มไฮดรอกซิลบางกลุ่ม (-OH) ในโมเลกุลเซลลูโลสถูกแทนที่ด้วยกลุ่มเมทิล (-OCH3)

ปฏิกิริยา Hydroxypropylation: การแนะนำกลุ่ม Hydroxypropyl (-C3H7OH) เข้าสู่โมเลกุลเซลลูโลสรีเอเจนต์ที่ใช้กันทั่วไปคือโพรพิลีนออกไซด์ ในปฏิกิริยานี้กลุ่มไฮดรอกซิลบางกลุ่มในโมเลกุลเซลลูโลสจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิล

การควบคุมสภาพปฏิกิริยา

อุณหภูมิและเวลา: ปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟมักจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 50-70 ° C และเวลาตอบสนองอยู่ระหว่างไม่กี่ชั่วโมงและมากกว่าสิบชั่วโมง อุณหภูมิสูงเกินไปอาจทำให้เซลลูโลสสลายตัวและอุณหภูมิต่ำเกินไปจะส่งผลให้ประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยาต่ำ

การควบคุมค่า pH: ปฏิกิริยามักจะดำเนินการภายใต้สภาวะอัลคาไลน์ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟ

ความเข้มข้นของเอเจนต์เอทิฟฟิวชั่น: ความเข้มข้นของตัวแทนอีเทอร์ไฟมีอิทธิพลสำคัญต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ความเข้มข้นของสาร etherification ที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มระดับของไฮดรอกซีโพรพิลหรือเมทิลเลชั่นของผลิตภัณฑ์ดังนั้นจึงปรับประสิทธิภาพของKimacell®HPMC

การทำให้บริสุทธิ์และการอบแห้งหลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้นผลิตภัณฑ์มักจะต้องล้างด้วยน้ำหรือสกัดด้วยตัวทำละลายเพื่อกำจัดรีเอเจนต์ที่ไม่ทำปฏิกิริยาและผลพลอยได้ HPMC ที่บริสุทธิ์จะถูกทำให้แห้งเพื่อให้ได้ผงหรือผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่เป็นเม็ด

การควบคุมน้ำหนักโมเลกุลในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์น้ำหนักโมเลกุลของ HPMC สามารถควบคุมได้โดยการปรับสภาพปฏิกิริยา (เช่นอุณหภูมิเวลาและความเข้มข้นของรีเอเจนต์) HPMC ที่มีน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกันแตกต่างกันในความสามารถในการละลายความหนืดเอฟเฟกต์แอปพลิเคชัน ฯลฯ ดังนั้นในการใช้งานจริงน้ำหนักโมเลกุลที่เหมาะสมสามารถเลือกได้ตามความต้องการ

เป็นวัสดุพอลิเมอร์มัลติฟังก์ชั่นHPMCมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการแพทย์การก่อสร้างอาหารและเครื่องสำอาง ความหนาที่ยอดเยี่ยมอิมัลชันการกักเก็บน้ำและคุณสมบัติการขึ้นรูปฟิล์มทำให้เป็นวัตถุดิบอุตสาหกรรมที่สำคัญ วิธีการสังเคราะห์ของ HPMC ส่วนใหญ่ผ่านปฏิกิริยา Etherification ของเซลลูโลส เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาเฉพาะ (เช่นอุณหภูมิค่า pH ความเข้มข้นของรีเอเจนต์ ฯลฯ ) จะต้องมีการควบคุมอย่างละเอียดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามข้อกำหนด ในอนาคตฟังก์ชั่นของ HPMC อาจขยายออกไปในหลายสาขา