Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)HPMC ist eine chemisch modifizierte Form von Zellulose, die in verschiedenen Branchen wie der Pharmaindustrie, der Lebensmittelproduktion und dem Bauwesen weit verbreitet ist. Es ist eine vielseitige Verbindung, die häufig als Verdickungsmittel, Bindemittel, Filmbildner und Stabilisator eingesetzt wird. Es verfügt jedoch nicht über eine spezifische „Seriennummer“ im herkömmlichen Sinne, wie sie in anderen Fertigungskontexten häufig vorkommt. Stattdessen wird HPMC anhand seiner chemischen Struktur und verschiedener Merkmale wie Substitutionsgrad und Viskosität identifiziert.
Allgemeine Informationen zu Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
Chemische Struktur: HPMC wird durch chemische Modifizierung von Cellulose hergestellt. Dabei werden Hydroxylgruppen (-OH) durch Hydroxypropyl- und Methylgruppen ersetzt. Die Substitution verändert die Eigenschaften der Cellulose, macht sie wasserlöslicher und verleiht ihr einzigartige Eigenschaften wie verbesserte Filmbildungsfähigkeit, Bindefähigkeit und Feuchtigkeitsspeicherfähigkeit.
Gemeinsame Kennungen und Benennung
Die Identifizierung von Hydroxypropylmethylcellulose basiert typischerweise auf einer Reihe von Namenskonventionen, die ihre chemische Struktur und Eigenschaften beschreiben:
CAS-Nummer:
Der Chemical Abstracts Service (CAS) weist jeder chemischen Substanz eine eindeutige Kennung zu. Die CAS-Nummer für Hydroxypropylmethylcellulose lautet 9004-65-3. Diese standardisierte Nummer wird von Chemikern, Lieferanten und Aufsichtsbehörden zur Bezeichnung der Substanz verwendet.
InChI- und SMILES-Codes:
InChI (International Chemical Identifier) ist eine weitere Möglichkeit, die chemische Struktur einer Substanz darzustellen. HPMC verfügt über eine lange InChI-Zeichenfolge, die seine Molekülstruktur in einem standardisierten Format darstellt.
SMILES (Simplified Molecular Input Line Entry System) ist ein weiteres System zur Darstellung von Molekülen in Textform. HPMC verfügt ebenfalls über einen entsprechenden SMILES-Code, der jedoch aufgrund seiner umfangreichen und variablen Struktur sehr komplex wäre.
Produktspezifikationen:
Im kommerziellen Markt wird HPMC häufig anhand von Produktnummern identifiziert, die je nach Hersteller variieren können. Beispielsweise könnte ein Lieferant eine Sorte wie HPMC K4M oder HPMC E15 anbieten. Diese Bezeichnungen beziehen sich oft auf die Viskosität des Polymers in Lösung, die durch den Methylierungs- und Hydroxypropylierungsgrad sowie das Molekulargewicht bestimmt wird.
Typische Qualitäten von Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
Die Eigenschaften von Hydroxypropylmethylcellulose variieren je nach Substitutionsgrad der Methyl- und Hydroxypropylgruppen sowie dem Molekulargewicht. Diese Unterschiede bestimmen die Viskosität und Wasserlöslichkeit der HPMC, was wiederum ihre Anwendung in verschiedenen Branchen beeinflusst.
Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit einer Übersicht über die verschiedenen Qualitäten von Hydroxypropylmethylcellulose:
| Grad | Viskosität (cP in 2%iger Lösung) | Anwendungen | Beschreibung |
| HPMC K4M | 4000 – 6000 cP | Pharmazeutische Tablettenbinder, Lebensmittelindustrie, Bau (Klebstoffe) | Mittlere Viskositätsklasse, häufig in oralen Tablettenformulierungen verwendet. |
| HPMC K100M | 100.000 – 150.000 cP | Formulierungen mit kontrollierter Freisetzung in Arzneimitteln, Bauprodukten und Farbbeschichtungen | Hohe Viskosität, hervorragend für die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten. |
| HPMC E4M | 3000 – 4500 cP | Kosmetika, Toilettenartikel, Lebensmittelverarbeitung, Klebstoffe und Beschichtungen | Löslich in kaltem Wasser, wird in Körperpflegeprodukten und Lebensmitteln verwendet. |
| HPMC E15 | 15.000 cP | Verdickungsmittel in Farben, Lacken, Lebensmitteln und Pharmazeutika | Hohe Viskosität, löslich in kaltem Wasser, wird in industriellen und pharmazeutischen Produkten verwendet. |
| HPMC M4C | 4000 – 6000 cP | Lebensmittel- und Getränkeindustrie als Stabilisator, Pharmaindustrie als Bindemittel | Mittlere Viskosität, wird oft als Verdickungsmittel in verarbeiteten Lebensmitteln verwendet. |
| HPMC 2910 | 3000 – 6000 cP | Kosmetik (Cremes, Lotionen), Lebensmittel (Süßwaren), Pharmazeutika (Kapseln, Überzüge) | Eine der am häufigsten verwendeten Sorten, wird als Stabilisierungs- und Verdickungsmittel verwendet. |
| HPMC 2208 | 5000 – 15000 cP | Wird in Zement- und Gipsformulierungen, Textilien und Papierbeschichtungen verwendet | Gut für Anwendungen, die hervorragende Filmbildungseigenschaften erfordern. |
Detaillierte Zusammensetzung und Eigenschaften von HPMC
Die physikalischen Eigenschaften von Hydroxypropylmethylcellulose hängen maßgeblich vom Grad der Substitution der Hydroxygruppen im Cellulosemolekül ab. Hier sind die wichtigsten Eigenschaften:
Substitutionsgrad (DS):
Dies gibt an, wie viele der Hydroxylgruppen in der Cellulose durch Methyl- oder Hydroxypropylgruppen ersetzt wurden. Der Substitutionsgrad beeinflusst die Wasserlöslichkeit von HPMC, seine Viskosität und seine Fähigkeit zur Filmbildung. Der typische DS für HPMC liegt je nach Qualität zwischen 1,4 und 2,2.
Viskosität:
HPMC-Typen werden anhand ihrer Viskosität in Wasserlösung kategorisiert. Je höher das Molekulargewicht und der Substitutionsgrad, desto höher die Viskosität. Beispielsweise wird HPMC K100M (mit einem höheren Viskositätsbereich) häufig in Arzneimittelformulierungen mit kontrollierter Freisetzung verwendet, während Typen mit niedrigerer Viskosität wie HPMC K4M üblicherweise für Tablettenbindemittel und Lebensmittelanwendungen verwendet werden.
Wasserlöslichkeit:
HPMC ist wasserlöslich und bildet beim Auflösen eine gelartige Substanz. Temperatur und pH-Wert können jedoch die Löslichkeit beeinflussen. Beispielsweise löst es sich in kaltem Wasser schnell auf, während seine Löslichkeit in heißem Wasser, insbesondere bei höheren Konzentrationen, abnehmen kann.
Filmbildende Fähigkeit:
Eines der Hauptmerkmale von Hydroxypropylmethylcellulose ist ihre Fähigkeit, einen flexiblen Film zu bilden. Diese Eigenschaft macht sie für den Einsatz in Tablettenüberzügen geeignet, wo sie eine glatte, kontrollierte Freisetzungsoberfläche bietet. Sie ist auch in der Lebensmittelindustrie nützlich, um Textur und Haltbarkeit zu verbessern.
Gelierung:
Bei bestimmten Konzentrationen und Temperaturen kann HPMC Gele bilden. Diese Eigenschaft ist in pharmazeutischen Formulierungen von Vorteil, wo sie zur Herstellung von Systemen mit kontrollierter Freisetzung eingesetzt wird.
Anwendungen von Hydroxypropylmethylcellulose
Pharmaindustrie:
HPMC wird als Bindemittel in Tablettenformulierungen verwendet, insbesondere in Systemen mit verlängerter und kontrollierter Freisetzung. Es dient auch als Beschichtungsmittel für Tabletten und Kapseln, um die Freisetzung des Wirkstoffs zu kontrollieren. Seine Fähigkeit, stabile Filme und Gele zu bilden, ist ideal für Arzneimittelverabreichungssysteme.
Lebensmittelindustrie
In der Lebensmittelindustrie wird HPMC als Verdickungsmittel, Emulgator und Stabilisator in einer Vielzahl von Produkten eingesetzt, darunter Soßen, Dressings und Backwaren. Es trägt zur Verbesserung der Textur und zur Verlängerung der Haltbarkeit bei, indem es den Feuchtigkeitsverlust reduziert.
Kosmetik und Körperpflege:
HPMC wird häufig in der Kosmetik eingesetzt, wo es als Verdickungsmittel und Stabilisator in Cremes, Lotionen, Shampoos und anderen Körperpflegeprodukten dient. Seine Fähigkeit, eine Gelstruktur zu bilden, ist dabei besonders nützlich.
Bauindustrie:
In der Bauindustrie, insbesondere in Zement- und Gipsformulierungen, wird HPMC als Wasserrückhaltemittel eingesetzt. Es trägt zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit bei und verbessert die Bindungseigenschaften von Materialien.
Andere Anwendungen:
HPMC wird auch in der Textilindustrie, bei Papierbeschichtungen und sogar bei der Herstellung biologisch abbaubarer Folien eingesetzt.
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)ist eine äußerst vielseitige Verbindung, die aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften wie Filmbildungsvermögen, Verdickungsvermögen und Wasserrückhaltevermögen branchenübergreifend eingesetzt wird. Obwohl es keine „Seriennummer“ im herkömmlichen Sinne hat, wird es durch chemische Kennungen wie die CAS-Nummer (9004-65-3) und produktspezifische Qualitäten (z. B. HPMC K100M, HPMC E4M) identifiziert. Die große Auswahl an verfügbaren HPMC-Qualitäten gewährleistet seine Anwendbarkeit in verschiedenen Bereichen, von der Pharmaindustrie über Lebensmittel und Kosmetik bis hin zum Bauwesen.
Veröffentlichungszeit: 21. März 2025