هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)يُعرف أيضًا باسم هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز، وهو مسحوق أو حبيبات من إيثر السليلوز، أبيض إلى أبيض مصفر، يذوب في الماء البارد ولا يذوب في الماء الساخن، على غرار ميثيل السليلوز. يتكون من مجموعة هيدروكسي بروبيل ومجموعة ميثيل مرتبطة برابطة إيثرية وحلقة جلوكوز لا مائية من السليلوز، وهو نوع من إيثرات السليلوز المختلطة غير الأيونية. وهو بوليمر شبه اصطناعي، غير نشط، ولزج مرن، يُستخدم عادةً كمادة تشحيم في طب العيون، أو كمادة حاملة في الأدوية الفموية.
1. عملية الإنتاج
تم نقع لب الكرافت، الذي يحتوي على 97% من السليلوز ألفا، ولزوجة ذاتية تبلغ 720 مل/غ، ومتوسط طول ألياف 2.6 مم، في محلول هيدروكسيد الصوديوم بتركيز 49% عند درجة حرارة 40 درجة مئوية لمدة 50 ثانية. بعد ذلك، تم بثق اللب لإزالة محلول هيدروكسيد الصوديوم الزائد والحصول على السليلوز القلوي. بلغت النسبة الوزنية لمحلول هيدروكسيد الصوديوم المائي إلى المكون الصلب لللب في خطوة التشريب 200. أما النسبة الوزنية لهيدروكسيد الصوديوم في السليلوز القلوي إلى المكون الصلب في اللب فهي 1.49. وُضع 20 كغ من السليلوز القلوي الناتج في مفاعل ضغط مزود بآلية تقليب داخلية، ثم تم تفريغه من الهواء وضخ النيتروجين فيه لإزالة الأكسجين بشكل كامل. بعد ذلك، تم ضبط درجة الحرارة داخل المفاعل عند 60 درجة مئوية مع استمرار التقليب الداخلي.
ثم أُضيف 2.4 كجم من ثنائي ميثيل الإيثر، وضُبطت درجة حرارة المفاعل على 60 درجة مئوية. بعد إضافة ثنائي ميثيل الإيثر، أُضيف كلوريد الميثيلين لجعل النسبة المولية لكلوريد الميثيلين إلى هيدروكسيد الصوديوم في السليلوز القلوي 1.3، وأُضيف أكسيد البروبيلين لجعل النسبة الوزنية لأكسيد البروبيلين إلى المادة الصلبة في اللب 1.97، وضُبطت درجة حرارة المفاعل بين 60 و80 درجة مئوية. بعد إضافة كلوروميثان وأكسيد البروبيلين، ضُبطت درجة حرارة المفاعل بين 80 و90 درجة مئوية. استمر التفاعل لمدة 20 دقيقة عند 90 درجة مئوية.
يُصرّف الغاز من المفاعل، ثم يُزال هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الخام. كانت درجة حرارة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الخام 62 درجة مئوية. قِس الحجم التراكمي للجسيمات بنسبة 50% في توزيع حجم الجسيمات التراكمي الوزني، بناءً على نسبة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الخام عبر فتحات المناخل الخمسة، لكل منها حجم فتحة مختلف.
نتيجةً لذلك، بلغ متوسط حجم الجسيمات الخشنة 6.2 مم. أُدخل هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الخام الناتج في خلاط ثنائي المحور مستمر (خلاط KRC S1، نسبة الطول إلى القطر = 10.2، الحجم الداخلي 0.12 لتر، سرعة الدوران 150 دورة في الدقيقة) بسرعة 10 كجم/ساعة، وتم الحصول على هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الخام المتحلل. وبناءً على قياسات مماثلة باستخدام 5 مناخل ذات أحجام فتحات مختلفة، بلغ متوسط حجم الجسيمات 1.4 مم. أُضيف الماء الساخن بدرجة حرارة 80 درجة مئوية إلى هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الخام المتحلل في الخزان المزود بنظام تحكم في درجة الحرارة. بلغت نسبة وزن هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الخام المتحلل إلى إجمالي كمية المعلق 0.1، وتم الحصول على المعلق المطلوب. تم تقليب الخليط عند درجة حرارة ثابتة تبلغ 80 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة.
بعد ذلك، يُضخ الملاط بسرعة دوران 0.5 دورة في الدقيقة إلى مرشح ضغط دوار مُسخن مسبقًا (من منتجات BHS Sonthofen). تبلغ درجة حرارة الملاط 93 درجة مئوية. يُستخدم مضخة لضخ الملاط، ويبلغ ضغط تصريفها 0.2 ميجا باسكال. يبلغ قطر فتحة مرشح الضغط الدوار 80 ميكرومتر، ومساحة الترشيح 0.12 متر مربع. يُرشح الملاط المُضخ إلى مرشح الضغط الدوار ويُحوّل إلى كعكة ترشيح. تُضخ كعكة الترشيح الناتجة ببخار ماء ساخن عند 95 درجة مئوية وضغط 0.3 ميجا باسكال، بنسبة وزن 10:00 إلى المكون الصلب من هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز المغسول، ثم تُرشح مرة أخرى.
يُضخ الماء الساخن عبر مضخة بضغط تصريف يبلغ 0.2 ميجا باسكال. بعد ذلك، يُضخ بخار بضغط 0.3 ميجا باسكال. ثم تُزال المنتجات المغسولة من سطح المرشح بواسطة مكشطة وتُفرغ من الغسالة. تُنفذ جميع الخطوات، من إضافة المادة المغسولة إلى تفريغ المنتجات المغسولة، بشكل متواصل. وقد بلغ محتوى الماء في المنتج المغسول المُفرغ، وفقًا لقياسات مقياس الرطوبة بالتجفيف الحراري، 52.8%. جُففت المنتجات المغسولة المُفرغة من مرشح الضغط الدوار بواسطة مجفف هوائي عند 80 درجة مئوية، ثم طُحنت في مطحنة فيكتوري للحصول على هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز.
2. التطبيق
هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC)يُستخدم هذا المنتج كمُكثِّف، ومُشتِّت، ومُرَبط، ومُستحلب، ومُثَبِّت في صناعة النسيج. كما يُستخدم على نطاق واسع في صناعات الراتنجات الاصطناعية، والبتروكيماويات، والسيراميك، والورق، والجلود، والأدوية، والأغذية، ومستحضرات التجميل، وغيرها.
تاريخ النشر: 26 أبريل 2024