Hydroxypropyl Methylcellulose được làm từ gì

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là một loại polymer bán tổng hợp được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm xây dựng, thực phẩm, dược phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân. Nó được đánh giá cao nhờ khả năng cải thiện tính chất lưu biến của công thức, cũng như khả năng tương thích với các thành phần khác và độc tính thấp. Để hiểu cách thức tạo ra HPMC, điều quan trọng trước tiên là phải hiểu cấu trúc và tính chất của xenlulo.

Cellulose là một chuỗi dài các phân tử glucose được tìm thấy trong thành tế bào của thực vật. Các phân tử glucose được liên kết với nhau bằng liên kết beta-1,4-glycosid, tạo thành chuỗi tuyến tính. Các chuỗi sau đó được giữ với nhau bằng liên kết hydro và lực Van der Waals để tạo thành các cấu trúc sợi chắc chắn. Cellulose là hợp chất hữu cơ phổ biến nhất trên trái đất và được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm giấy, dệt may và vật liệu xây dựng.

Mặc dù cellulose có nhiều đặc tính hữu ích nhưng nó thường quá cứng và không hòa tan để sử dụng trong nhiều công thức. Để khắc phục những hạn chế này, các nhà khoa học đã phát triển một số dẫn xuất cellulose biến tính, trong đó có HPMC. HPMC được tạo ra bằng cách biến đổi cellulose tự nhiên thông qua một loạt các phản ứng hóa học.

Bước đầu tiên trong quá trình sản xuất HPMC là thu được nguyên liệu ban đầu là xenlulo. Điều này có thể được thực hiện bằng cách chiết xuất cellulose từ các nguồn thực vật như bột gỗ, bông hoặc tre. Sau đó, xenlulo được xử lý bằng dung dịch kiềm, chẳng hạn như natri hydroxit hoặc kali hydroxit, để loại bỏ tạp chất và phá vỡ các sợi xenlulo thành các hạt nhỏ hơn. Quá trình này được gọi là quá trình kiềm hóa và nó làm cho cellulose phản ứng mạnh hơn và dễ biến đổi hơn.

Sau khi kiềm hóa, xenluloza được phản ứng với hỗn hợp propylene oxit và metyl clorua để đưa các nhóm hydroxypropyl và metyl vào khung cellulose. Các nhóm hydroxypropyl được thêm vào để cải thiện khả năng hòa tan và giữ nước của cellulose, trong khi các nhóm methyl được thêm vào để tăng độ ổn định và giảm khả năng phản ứng của cellulose. Phản ứng thường được thực hiện với sự có mặt của chất xúc tác, chẳng hạn như natri hydroxit hoặc kali hydroxit và trong các điều kiện được kiểm soát về nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng.

Mức độ thay thế (DS) của HPMC đề cập đến số lượng nhóm hydroxypropyl và methyl được đưa vào khung cellulose. DS có thể thay đổi tùy thuộc vào đặc tính mong muốn của HPMC và ứng dụng cụ thể mà nó đang được sử dụng. Nói chung, giá trị DS cao hơn dẫn đến HPMC có độ nhớt thấp hơn và tốc độ hòa tan nhanh hơn, trong khi giá trị DS thấp hơn dẫn đến HPMC có độ nhớt cao hơn và tốc độ hòa tan chậm hơn.

Sau khi phản ứng kết thúc, sản phẩm thu được được tinh chế và sấy khô để tạo thành bột HPMC. Quá trình tinh chế bao gồm việc loại bỏ mọi hóa chất không phản ứng, dung môi còn sót lại và các tạp chất khác khỏi HPMC. Điều này thường được thực hiện thông qua sự kết hợp của các bước rửa, lọc và sấy khô.

Sản phẩm cuối cùng là bột màu trắng đến trắng nhạt, không mùi, không vị. HPMC hòa tan trong nước và nhiều dung môi hữu cơ, đồng thời nó có thể tạo thành gel, màng và các cấu trúc khác tùy theo điều kiện sử dụng. Nó là một loại polymer không ion, nghĩa là nó không mang bất kỳ điện tích nào và thường được coi là không độc hại và an toàn để sử dụng trong nhiều ứng dụng.

HPMC được sử dụng trong nhiều công thức khác nhau, bao gồm sơn, chất kết dính, chất bịt kín, dược phẩm và thực phẩm. Trong các ứng dụng xây dựng, HPMC thường được sử dụng làm chất làm đặc, chất kết dính và chất tạo màng trong các sản phẩm gốc xi măng và thạch cao, chẳng hạn như vữa, vữa và các hợp chất nối.