هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) مركب بوليمري قابل للذوبان في الماء، يُحصل عليه عن طريق التعديل الكيميائي للسليلوز الطبيعي. يُستخدم على نطاق واسع في مستحضرات التجميل، والأدوية، ومواد البناء، ومنتجات التنظيف. في المنظفات، يلعب KimaCell®HPMC دورًا هامًا كمكثف ومثبت وعامل تشكيل طبقة رقيقة.
1. الخصائص الأساسية لـ HPMC
HPMC مسحوق أبيض إلى أبيض مائل للصفرة، عديم الرائحة، يتميز بذوبان جيد في الماء وقابلية للتحلل الحيوي. يحتوي تركيبه الجزيئي على مجموعات محبة للماء مثل ميثيل (-OCH)₃) وهيدروكسي بروبيل (-OCH₂تشوتش₃)، لذا يتميز بخواص محبة للماء وذوبان جيد. الوزن الجزيئي لـ HPMC، ودرجة استبدال هيدروكسي بروبيل وميثيل، ونسبتهما النسبية، تحدد قابليته للذوبان، وقدرته على التكثيف، واستقراره. لذلك، يمكن تعديل أداء HPMC وفقًا للاحتياجات الخاصة للتكيف مع مختلف سيناريوهات الاستخدام.
2. دور HPMC في المنظفات
في المنظفات، يستخدم HPMC عادة كمكثف ومثبت، ويؤثر بشكل أساسي على أداء المنظفات بالطرق التالية:
2.1 تأثير التكثيف
يتميز HPMC بخصائص تكثيف قوية، ويمكنه زيادة لزوجة المنظفات بشكل ملحوظ، مما يمنحها خصائص ريولوجية أفضل. لا تساعد المنظفات المُكثّفة على تقليل التنقيط فحسب، بل تزيد أيضًا من ثبات الرغوة ومتانتها. في المنظفات السائلة، يُستخدم HPMC غالبًا لضبط سيولة المنتج، مما يجعل المنظف أكثر ملاءمة وسهولة في الاستخدام.
2.2 رغوة التثبيت
يلعب HPMC أيضًا دورًا في تثبيت الرغوة في المنظفات. فهو يزيد من لزوجة السائل ويقلل من سرعة تفتت الرغوة، مما يزيد من متانتها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ HPMC أيضًا تقليل حجم الرغوة، مما يجعلها أكثر تجانسًا ونعومة. تُعد هذه الميزة مهمة بشكل خاص في بعض المنظفات التي تتطلب رغوة (مثل الشامبو، وجل الاستحمام، إلخ).
2.3 تحسين قابلية تشتت المواد الخافضة للتوتر السطحي
بفضل التركيب الجزيئي لـ HPMC، يتفاعل مع جزيئات المواد الخافضة للتوتر السطحي، مما يعزز قابلية تشتت المواد الخافضة للتوتر السطحي وذوبانها، خاصةً في بيئات درجات الحرارة المنخفضة أو المياه العسرة. ومن خلال تأثيره التآزري مع المواد الخافضة للتوتر السطحي، يُحسّن HPMC أداء تنظيف المنظفات بفعالية.
2.4 كمثبت تعليق
في بعض المنظفات التي تحتاج إلى تعليق الجسيمات غير القابلة للذوبان (مثل مسحوق الغسيل، منظف الوجه، وما إلى ذلك)، يمكن استخدام KimaCell®HPMC كمثبت تعليق للمساعدة في الحفاظ على التشتت المنتظم للجسيمات ومنع ترسب الجسيمات، وبالتالي تحسين جودة وتأثير استخدام المنتج.
3. تأثير HPMC على استقرار المنظفات
3.1 زيادة الاستقرار المادي للصيغة
يُحسّن HPMC الاستقرار الفيزيائي للمنتج عن طريق تعديل لزوجته. يتميز المنظف المُكثّف ببنية أكثر تنظيمًا، مما يمنع حدوث ظواهر عدم الاستقرار مثل فصل الطور والترسيب والتجلط. في المنظفات السائلة، يُقلّل HPMC، كمكثّف، من ظاهرة فصل الطور بفعالية، ويضمن استقرار المنتج على المدى الطويل أثناء التخزين.
3.2 تحسين استقرار الرقم الهيدروجيني
يُعدّ الرقم الهيدروجيني للمنظفات عاملاً هاماً يؤثر على أدائها واستقرارها. يُمكن لـ HPMC تخفيف تقلبات الرقم الهيدروجيني إلى حدٍ ما، ومنع المنظفات من التحلل أو التلف في البيئات الحمضية والقلوية. ومن خلال تعديل نوع وتركيز HPMC، يُمكن تحسين استقرار المنظفات في ظروف الرقم الهيدروجيني المختلفة.
3.3 مقاومة محسنة لدرجة الحرارة
تتميز بعض النسخ المُعدّلة من HPMC بمقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية، وتحافظ على ثبات المنظفات عند درجات الحرارة العالية. هذا يُوسّع استخدام HPMC في البيئات ذات درجات الحرارة العالية. على سبيل المثال، عند استخدام منظفات الغسيل والشامبو عند درجات حرارة عالية، فإنها تحافظ على ثباتها الفيزيائي وفعاليتها في التنظيف.
3.4 تحسين تحمل المياه العسيرة
تؤثر مكونات مثل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء العسر على ثبات المنظفات، مما يؤدي إلى انخفاض أدائها. يمكن لـ HPMC تحسين ثبات المنظفات في بيئات الماء العسر إلى حد ما، وتقليل فشل المواد الخافضة للتوتر السطحي من خلال تكوين مركبات مع الأيونات في الماء العسر.
3.5 التأثير على استقرار الرغوة
على الرغم من أن HPMC يُحسّن ثبات رغوة المنظفات بفعالية، إلا أن تركيزه المرتفع قد يُسبب لزوجة الرغوة، مما يؤثر على فعالية الغسيل. لذلك، من المهم ضبط تركيز HPMC بما يتناسب مع ثبات الرغوة.
4. تحسين تركيبة المنظفات باستخدام HPMC
4.1 اختيار النوع المناسب من HPMC
تختلف تأثيرات أنواع KimaCell® HPMC المختلفة (مثل اختلاف درجات الاستبدال والوزن الجزيئي، إلخ) على المنظفات. لذلك، عند تصميم التركيبة، من الضروري اختيار HPMC المناسب وفقًا لمتطلبات الاستخدام المحددة. على سبيل المثال، عادةً ما يكون لـ HPMC عالي الوزن الجزيئي تأثير تكثيف أفضل، بينما يوفر HPMC منخفض الوزن الجزيئي ثباتًا أفضل للرغوة.
4.2 ضبط تركيز HPMC
يؤثر تركيز HPMC بشكل كبير على أداء المنظف. قد لا يُحقق التركيز المنخفض جدًا تأثيره المُكثِّف بالكامل، بينما قد يُؤدي التركيز المرتفع جدًا إلى زيادة كثافة الرغوة وإضعاف فعالية التنظيف. لذلك، يُعدّ التعديل المُناسب لتركيز HPMC أمرًا بالغ الأهمية لضمان استقرار أداء المنظف.
4.3 التأثير التآزري مع المواد المضافة الأخرى
يُستخدم HPMC غالبًا مع مُكثِّفات ومُثبِّتات ومواد خافضة للتوتر السطحي أخرى. على سبيل المثال، عند دمجه مع السيليكات المُهَيَّأة وكلوريد الأمونيوم ومواد أخرى، يُمكنه تحسين الأداء العام للمنظف. في هذا النظام المُركَّب، يلعب HPMC دورًا حيويًا، ويُعزِّز ثبات التركيبة وتأثيرها التنظيفي.
HPMC يمكن أن يُحسّن بشكل كبير الاستقرار الفيزيائي والكيميائي للمنظفات، كمكثّف ومثبّت ورغوة. من خلال الاختيار والتوزيع المناسبين، لا يقتصر دور HPMC على تحسين ريولوجيا المنظفات واستقرار الرغوة وتأثيرها التنظيفي فحسب، بل يُحسّن أيضًا مقاومتها للحرارة وقدرتها على التكيف مع الماء العسر. لذلك، يتمتع KimaCell®HPMC، باعتباره مكونًا أساسيًا في تركيبات المنظفات، بآفاق استخدام واسعة وإمكانات تطوير واسعة. في الأبحاث المستقبلية، لا يزال تحسين استخدام HPMC وتحسين استقراره وأدائه في المنظفات موضوعًا جديرًا بالبحث المتعمق.
وقت النشر: ٨ يناير ٢٠٢٥