Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ialah polimer serba boleh dengan pelbagai aplikasi dalam pelbagai industri termasuk farmaseutikal, makanan, pembinaan dan kosmetik.Bahan mentah utama yang digunakan untuk mensintesis HPMC ialah selulosa dan propilena oksida.
1. Selulosa: asas HPMC
1.1 Gambaran keseluruhan selulosa
Selulosa adalah karbohidrat kompleks yang merupakan komponen struktur utama dinding sel tumbuhan hijau.Ia terdiri daripada rantai linear molekul glukosa yang dihubungkan bersama oleh ikatan β-1,4-glikosidik.Banyaknya kumpulan hidroksil dalam selulosa menjadikannya bahan permulaan yang sesuai untuk sintesis pelbagai derivatif selulosa, termasuk HPMC.
1.2 Perolehan selulosa
Selulosa boleh diperoleh daripada bahan tumbuhan yang berbeza, seperti pulpa kayu, serpihan kapas, atau tumbuhan gentian lain.Pulpa kayu adalah sumber biasa kerana kelimpahan, keberkesanan kos, dan kemampanannya.Pengekstrakan selulosa biasanya melibatkan pemecahan gentian tumbuhan melalui satu siri proses mekanikal dan kimia.
1.3 Kesucian dan ciri-ciri
Kualiti dan ketulenan selulosa adalah kritikal dalam menentukan ciri-ciri produk akhir HPMC.Selulosa ketulenan tinggi memastikan HPMC dihasilkan dengan sifat yang konsisten seperti kelikatan, keterlarutan dan kestabilan terma.
2. Propilena oksida: pengenalan kumpulan hidroksipropil
2.1 Pengenalan kepada propilena oksida
Propilena oksida (PO) ialah sebatian organik dengan formula kimia C3H6O.Ia adalah epoksida, bermakna ia mengandungi atom oksigen yang terikat kepada dua atom karbon bersebelahan.Propilena oksida ialah bahan mentah utama untuk sintesis hidroksipropil selulosa, yang merupakan perantaraan untuk pengeluaran HPMC.
2.2 Proses hidroksipropilasi
Proses hidroksipropilasi melibatkan tindak balas selulosa dengan propilena oksida untuk memperkenalkan kumpulan hidroksipropil ke tulang belakang selulosa.Tindak balas ini biasanya dijalankan dengan kehadiran mangkin asas.Kumpulan hidroksipropil memberikan keterlarutan yang lebih baik dan sifat lain yang diingini kepada selulosa, yang membawa kepada pembentukan selulosa hidroksipropil.
3. Metilasi: Menambah kumpulan metil
3.1 Proses metilasi
Selepas hidroksipropilasi, langkah seterusnya dalam sintesis HPMC ialah metilasi.Proses ini melibatkan pengenalan kumpulan metil ke tulang belakang selulosa.Metil klorida ialah reagen yang biasa digunakan untuk tindak balas ini.Tahap metilasi mempengaruhi sifat produk HPMC akhir, termasuk kelikatan dan kelakuan gelnya.
3.2 Darjah penggantian
Darjah penggantian (DS) ialah parameter utama untuk mengukur purata bilangan substituen (metil dan hidroksipropil) bagi setiap unit anhidroglukosa dalam rantai selulosa.Proses pembuatan dikawal dengan teliti untuk mencapai prestasi produk HPMC yang diingini.
4. Pemurnian dan Kawalan Kualiti
4.1 Penyingkiran produk sampingan
Sintesis HPMC boleh mengakibatkan pembentukan produk sampingan seperti garam atau reagen yang tidak bertindak balas.Langkah penulenan termasuk pencucian dan penapisan digunakan untuk membuang kekotoran ini dan meningkatkan ketulenan produk akhir.
4.2 Langkah kawalan kualiti
Langkah kawalan kualiti yang ketat dilaksanakan sepanjang proses pembuatan untuk memastikan konsistensi dan kualiti HPMC.Teknik analisis seperti spektroskopi, kromatografi dan reologi digunakan untuk menilai parameter seperti berat molekul, darjah penggantian dan kelikatan.
5. Ciri-ciri Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC)
5.1 Sifat fizikal
HPMC ialah serbuk putih hingga putih pucat, tidak berbau dengan sifat membentuk filem yang sangat baik.Ia higroskopik dan mudah membentuk gel lutsinar apabila tersebar di dalam air.Keterlarutan HPMC bergantung pada tahap penggantian dan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti suhu dan pH.
5.2 Struktur kimia
Struktur kimia HPMC terdiri daripada tulang belakang selulosa dengan hidroksipropil dan substituen metil.Nisbah substituen ini, yang dicerminkan dalam tahap penggantian, menentukan keseluruhan struktur kimia dan dengan itu sifat HPMC.
5.3 Kelikatan dan sifat reologi
HPMC boleh didapati dalam pelbagai gred dengan julat kelikatan yang berbeza.Kelikatan penyelesaian HPMC ialah faktor utama dalam aplikasi seperti farmaseutikal, di mana ia mempengaruhi profil pelepasan ubat, dan dalam pembinaan, di mana ia mempengaruhi kebolehkerjaan mortar dan pes.
5.4 Sifat pembentukan dan penebalan filem
HPMC digunakan secara meluas sebagai bekas filem dalam salutan farmaseutikal dan sebagai agen pemekat dalam pelbagai formulasi.Keupayaan membentuk filem menjadikannya berharga dalam pembangunan sistem salutan ubat pelepasan terkawal, manakala sifat pemekatnya meningkatkan tekstur dan kestabilan pelbagai produk.
6. Penggunaan hidroksipropil metilselulosa
6.1 Industri farmaseutikal
Dalam industri farmaseutikal, HPMC digunakan untuk merumuskan bentuk dos pepejal oral seperti tablet dan kapsul.Ia biasanya digunakan sebagai agen pengikat, penghancur dan salutan filem.Sifat pelepasan terkawal HPMC memudahkan penggunaannya dalam rumusan keluaran berterusan.
6.2 Industri pembinaan
Dalam sektor pembinaan, HPMC digunakan sebagai agen penahan air, pemekat dan pelekat dalam produk berasaskan simen.Ia meningkatkan kebolehkerjaan mortar, mengelakkan kendur dalam aplikasi menegak, dan meningkatkan prestasi keseluruhan bahan binaan.
6.3 Industri makanan
HPMC digunakan dalam industri makanan sebagai pemekat, penstabil dan pengemulsi.Keupayaannya untuk membentuk gel pada kepekatan rendah menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi, termasuk sos, pembalut dan pencuci mulut.
6.4 Kosmetik dan produk penjagaan diri
Dalam produk kosmetik dan penjagaan diri, HPMC terdapat dalam pelbagai formulasi termasuk krim, losyen dan syampu.Ia membantu meningkatkan tekstur, kestabilan dan prestasi keseluruhan produk ini.
6.5 Industri lain
Kepelbagaian HPMC meluas ke industri lain, termasuk tekstil, cat dan pelekat, di mana ia boleh digunakan sebagai pengubah reologi, agen pengekalan air dan pemekat.
7. Kesimpulan
Hydroxypropylmethylcellulose ialah polimer serba boleh dengan pelbagai aplikasi.Sintesisnya menggunakan selulosa dan propilena oksida sebagai bahan mentah utama, dan selulosa diubah suai melalui proses hidroksipropilasi dan metilasi.Kawalan terkawal ke atas bahan mentah dan keadaan tindak balas ini boleh menghasilkan HPMC dengan sifat tersuai untuk memenuhi keperluan industri tertentu.Oleh itu, HPMC memainkan peranan penting dalam meningkatkan prestasi dan kefungsian produk merentas industri.Penerokaan berterusan aplikasi baharu dan penambahbaikan proses pembuatan membantu HPMC terus memainkan peranan penting dalam pasaran global.
Masa siaran: Dis-28-2023