HEC un HPMC

Hidroksietilceluloze (HEC)unHidroksipropilmetilceluloze (HPMC)ir nejonu, ūdenī šķīstoši celulozes ēteri, kas iegūti no dabiskās celulozes. Tos plaši izmanto rūpniecībā, farmācijā, personīgās higiēnas un pārtikas jomā, pateicoties to lieliskajām sabiezināšanas, plēves veidošanas, stabilizēšanas un emulgēšanas īpašībām. Lai gan tiem ir dažas līdzīgas izcelsmes un funkcijas, to ķīmiskās struktūras atšķirības rada atšķirīgas fizikālās īpašības un pielietojumu.

1. Izcelsme un ķīmiskā struktūra

Celulozes ēteri

Gan HEC, gan HPMC tiek sintezēti, ķīmiski modificējot dabisko celulozi, kas ir polimērs, kas sastāv no β-D-glikozes vienībām, kuras savienotas ar β(1→4) glikozīdiskām saitēm. Pati celuloze nešķīst ūdenī, bet ar ķīmisku modificēšanu to var pārveidot ūdenī šķīstošos atvasinājumos.

Hidroksietilceluloze (HEC)

HEC veidojas, celulozei reaģējot ar etilēnoksīdu, ieviešot hidroksietilgrupas (-CH2CH2OH) gar polimēra ķēdi. Šī modifikācija palielina šķīdību ūdenī un uzlabo polimēra spēju veidot dzidrus un stabilus šķīdumus. Aizvietošana galvenokārt notiek celulozes ķēdes anhidroglikozes vienību hidroksilvietās (-OH).

Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC)

HPMC tiek sintezēts, celulozei reaģējot ar metilhlorīdu un propilēnoksīdu, kā rezultātā hidroksilgrupas tiek aizvietotas ar metoksi (-OCH3) un hidroksipropil (-CH2CHOHCH3) grupām. Metoksi un hidroksipropil satura attiecību var mainīt, lai pielāgotu polimēra īpašības.

2. Fizikālās īpašības

Šķīdība

HEC: Šķīst gan karstā, gan aukstā ūdenī, veidojot dzidrus, viskozus šķīdumus. Tas nešķīst vairumā organisko šķīdinātāju.

HPMC: Šķīst arī aukstā ūdenī, bet karsējot veido želeju. Nešķīst karstā ūdenī, bet karsējot uzbriest un veido atgriezeniskus želejas, kas ir noderīgi kontrolētas atbrīvošanās zāļu piegādē. Dažas pakāpes var šķīst arī organiskajos šķīdinātājos, piemēram, etanolā vai acetonā.

Viskozitāte

Gan HEC, gan HPMC var ražot dažādās viskozitātes pakāpēs. HEC šķīdumi parasti ir ļoti dzidri un mazāk jutīgi pret temperatūru. HPMC viskozitāte parasti ir stabilāka plašā pH diapazonā (3–11) un tai ir laba pseidoplastiska uzvedība (bīdes retināšana), kas ir noderīgi pārklājumos un farmācijā.

Termiskā želejveida veidošanās

HEC: Neuzrāda termisku želejveida veidošanos.

HPMC: Uzrāda termisku želejveida veidošanos. Sildot, polimēra šķīdums piedzīvo fāžu pāreju, pārvēršoties želejā. To izmanto pārtikas un zāļu formulās.

3. Funkcionālās īpašības

4. Pieteikumi

Hidroksietilceluloze (HEC)

HEC plaši izmanto lietojumos, kuros nepieciešama viskozitātes kontrole un stabilizācija, īpaši ūdens bāzes sistēmās.

Krāsas un pārklājumi: izmanto kā biezinātāju un stabilizatoru, lai novērstu pigmenta nogulsnēšanos un uzlabotu uzklāšanas īpašības.

Personīgās higiēnas līdzekļi: atrodams šampūnos, kondicionieros un losjonos tā sabiezinošo un reoloģiju modificējošo īpašību dēļ.

Farmaceitiskie līdzekļi: Lieto kā saistvielu un biezinātāju lokālas lietošanas preparātos.

Būvniecība: Cementā un javā kā ūdens saglabāšanas līdzeklis un iestrādājamības uzlabošanai.

Naftas ieguves ķimikālijas: izmanto urbšanas šķidrumos viskozitātes kontrolei un šķidruma zudumu novēršanai.

Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC)

HPMC ir ievērojams ar savu daudzpusību gan hidrofilās, gan kontrolētas atbrīvošanās zāļu piegādes sistēmās, kā arī kā saistviela vai plēves veidotājs.

Farmaceitiskie līdzekļi: Plaši lieto iekšķīgi lietojamās tabletēs (kā saistviela, pārklājuma līdzeklis vai matricas veidotājs ilgstošai iedarbībai), oftalmoloģiskajos šķīdumos un lokālos želejos.

Pārtikas rūpniecība: Apstiprināta kā pārtikas piedeva (E464) un tiek izmantota kā biezinātājs, emulgators un stabilizators.

Būvniecība: Izmanto sauso maisījumu javās, flīžu līmēs un apmetumos, lai uzlabotu ūdens noturību, saķeri un apstrādājamību.

Kosmētika: Lieto krēmos, želejās un acu pilienos.

Krāsas: Līdzīgas HEC, ko izmanto uz ūdens bāzes veidotos preparātos reoloģijas kontrolei.

5. Galvenās atšķirības

6. Drošība un bioloģiskā saderība

Gan HEC, gan HPMC tiek uzskatīti par drošiem un netoksiskiem. Lietojot lokāli vai iekšķīgi tipiskās koncentrācijās, tie netiek absorbēti sistēmiski. HPMC ir GRAS (vispārēji atzīts par drošu) statuss, un to plaši izmanto farmācijas un pārtikas rūpniecībā, pateicoties tā lieliskajai bioloģiskajai saderībai un normatīvajai atzīšana.

Augsta izglītība un HPMC ir daudzpusīgi, ūdenī šķīstoši polimēri ar atšķirīgām īpašībām, kas pielāgoti specifiskām rūpniecības un farmācijas vajadzībām. Lai gan abi piedāvā lieliskas sabiezināšanas un stabilizēšanas funkcijas, HPMC izceļas farmācijas un pārtikas lietojumos, pateicoties tā termiskajai želejveida veidošanās spējai un bioloģiskajai saderībai. Savukārt HEC ir biežāk sastopams ūdens bāzes lietojumos, piemēram, krāsās un kosmētikā, pateicoties tā dzidrumam un konsistencei ūdens sistēmās.