Гідроксипропіл метилцелюлоза (HPMC)є багатофункціональною водорозчинною полімерною сполукою, широко використовується в галузі будівництва, медицини, косметики, промисловості продовольства та нафти. Він заснований на природній целюлозі рослин і отримується за допомогою реакцій хімічної модифікації. Він має хорошу розчинність, потовщення, плівко-формування та адгезію. Промислове виробництво Kimacell®HPMC в основному включає реакцію модифікації целюлози. Поширені реакції модифікації включають метилювання та гідроксипропіляцію.
1. Сировина та попередня обробка HPMC
Целюлозна сировина: виробництво HPMC починається з природної целюлози. Поширені джерела включають рослинні волокна, такі як дерев’яна м’якоть, бавовна та конопля. Для того, щоб забезпечити плавний прогрес наступних реакцій, целюлозу зазвичай потрібно попередньо обробити, щоб видалити домішки та підвищити реакційну активність.
Етапи попередньої обробки: попередня обробка целюлози, як правило, включає такі кроки, як промивання, сушіння та подрібнення для переробки целюлози в зернисту або порошкоподібну форму для подальших хімічних реакцій.
2. Процес синтезу HPMC
Процес синтезу HPMC в основному включає реакції метилювання та гідроксипропіляції, які проводяться в лужних умовах. Конкретний виробничий процес включає такі кроки:
Активація целюлози: Для того, щоб целюлоза полегшувала хімічно реагувати, зазвичай необхідно обробляти целюлозу лужним розчином, таким як гідроксид натрію (NaOH) для отримання набряклої целюлозної матриксу. На цьому етапі кристалічність целюлози зменшується, а структура стає вільнішою, що корисно для подальшої хімічної модифікації.
Реакція метилювання: реакція метилювання модифікує молекулу целюлози, вводячи метил (-Ch₃) групу. Загально використовувані метилюючі агенти - це метилхлорид (Ch₃Cl) або хлороформ (CHCL₃). У присутності гідроксиду натрію метилюючий засіб реагує з целюлозою на заміну деяких гідроксильних груп (-OH) на молекулі целюлози з метильними групами (-Ch₃), тим самим утворюючи целюлозу метил.
Реакція гідроксипропіляції: Після завершення метилювання оксид пропілену (PO) зазвичай використовується як реагент для введення гідроксипропілу (-CH₂CH (OH) CH₃). Реакція проводиться в лужних умовах. Реакція гідроксипропіляції замінює деякі метокси -групи на молекулі целюлози з гідроксипропілами, тим самим утворюючи HPMC.
Контроль реакції: Протягом усього процесу реакції температура, час та співвідношення реагентів повинні бути точно контрольовані, щоб забезпечити, щоб молекулярна маса, ступінь гідроксипропіляції та ступінь метилювання Kimacell®HPMC відповідають вимогам продукту. Взагалі, температура реакції контролюється від 30 до 80 ° С, а час реакції коливається від декількох годин до більш ніж десяти годин.
Нейтралізація та очищення: Після завершення реакції продукт потрібно нейтралізувати та очистити, як правило, додавання кислоти (наприклад, оцтова кислота, соляна кислота тощо) для нейтралізації надлишків лужних речовин. Етапи очищення включають промивання, фільтрацію, сушіння та інші процеси для видалення прореагування сировини, розчинників та побічних продуктів.
3. Висушування продуктів та упаковка
Висушування: очищений HPMC зазвичай існує у вигляді водорозчинного порошку, а вологу потрібно видалити шляхом сушіння спреєм, вакууму та іншими методами. Висушений продукт повинен підтримувати низький вміст вологи, як правило, контролювати нижче 5%, щоб запобігти приклеюванням та викиданням продукту.
Упаковка: висушений HPMC упаковується у порошку, а процес упаковки вимагає обробки з вологостійкою. Зазвичай його упаковують у поліетиленові пакети, паперові пакети або композитні пакети для легкого транспортування та зберігання.
4. Контроль якості та стандарти продукції
У виробничому процесі HPMC важливий суворий контроль якості. Якість HPMC залежить не лише від якості сировини, а й від таких факторів, як умови реакції та процеси після обробки. Виробники зазвичай проводять інспекції якості відповідно до міжнародних та регіональних стандартів. Загальні показники якості включають:
Розчинність: HPMC повинна мати хорошу розчинність води, а швидкість розчинності та розчинення потребує відповідних вимог.
В'язкість: в'язкість HPMC безпосередньо впливає на його ефект застосування, а різні продукти мають різні вимоги до в'язкості. Загальні методи тестування в'язкості включають метод в'язкості Брукфілда.
Чистота та домішки: вміст домішок у продуктах HPMC слід контролювати в межах визначеного діапазону, щоб забезпечити високу чистоту продукту.
Розмір частинок: Залежно від потреб різних полів нанесення, розмір частинок HPMC може змінюватися, а дрібний порошок або зернисті продукти матимуть різні сценарії нанесення.
5. Поля застосування HPMC
HPMC широко використовується у багатьох галузях та має важливу комерційну цінність.
Будівельна промисловість: HPMC широко використовується як загусник та агент, що підтримує воду, у будівельних матеріалах, таких як цементний розчин, сухий розчин та плитка, що може покращити продуктивність будівництва та утримання води матеріалів.
Фармацевтична промисловість: HPMC має важливе застосування у фармацевтичній галузі як оболонки капсул, клеї таблеток та носіїв лікарських засобів з контрольованим вивільненням.
Харчова промисловість: У їжі HPMC використовується як загусник, стабілізатор, емульгатор тощо, що може покращити текстуру та смак їжі.
Косметична промисловість: HPMC використовується як загусник і плівковий агент у косметиці і використовується у виробництві таких продуктів, як лосьйони та креми.
Інші поля: Kimacell®HPMC також широко використовується в таких галузях, як нафта, текстиль, папір та покриття.
Промислове виробництвоHPMCперетворює природну целюлозу в водорозчинну полімерну сполуку з багатофункціональними властивостями через ряд реакцій хімічної модифікації. Точно контролюючи умови реакції та процеси після лікування, можна отримати продукти HPMC, які відповідають різним вимогам застосування. Завдяки широкому застосуванню HPMC все більше і більше дослідницьких та технологічних інновацій продовжуватимуть сприяти вдосконаленню його виробничого процесу та якості продукції.
Час посади: 27-2025 січня