Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC)ir sintētisks celulozes atvasinājums un daļēji sintētisks polimēru savienojums. To plaši izmanto daudzās nozarēs, piemēram, celtniecībā, medicīnā, pārtikā, kosmētikā un pārklājumos. Kā nejonu celulozes ēteris HPMC ir laba šķīdība ūdenī, plēvi veidojošas īpašības, adhēzija un emulgācija, un tāpēc tam ir svarīga pielietojuma vērtība daudzās jomās.
1. HPMC ķīmiskā struktūra un īpašības
HPMC molekulārā struktūra ir iegūta no dabiskās celulozes. Pēc ķīmiskās modifikācijas celulozes ķēdē tiek ievadītas metilgrupas (-OCH₃) un hidroksipropilgrupas (-OCH₂CH₂OH). Tā ķīmiskā pamatstruktūra ir šāda:
Celulozes molekulas sastāv no glikozes vienībām, kas savienotas ar β-1,4-glikozīdu saitēm;
Metil- un hidroksipropilgrupas tiek ievadītas celulozes ķēdē, izmantojot aizvietošanas reakcijas.
Šī ķīmiskā struktūra nodrošina HPMC šādas īpašības:
Šķīdība ūdenī: kontrolējot metil- un hidroksipropilgrupu aizvietošanas pakāpi, HPMC var pielāgot savu šķīdību ūdenī. Vispārīgi runājot, HPMC var veidot viskozu šķīdumu aukstā ūdenī, un tam ir laba šķīdība ūdenī.
Viskozitātes regulēšana: HPMC viskozitāti var precīzi kontrolēt, pielāgojot molekulmasu un aizvietošanas pakāpi, lai atbilstu dažādām pielietojuma prasībām.
Karstumizturība: Tā kā HPMC ir termoplastisks polimēru materiāls, tā karstumizturība ir salīdzinoši laba un var uzturēt stabilu darbību noteiktā temperatūras diapazonā.
Bioloģiskā saderība: HPMC ir netoksisks un nekairinošs materiāls, tāpēc tas ir īpaši iecienīts medicīnas jomā.
2. HPMC sagatavošanas metode
HPMC sagatavošanas metodi galvenokārt pabeidz celulozes esterifikācijas reakcija. Konkrētās darbības ir šādas:
Celulozes šķīdināšana: vispirms sajauciet dabisko celulozi ar šķīdinātāju (piemēram, hloroformu, spirta šķīdinātāju utt.), lai to izšķīdinātu celulozes šķīdumā.
Ķīmiskā modifikācija: šķīdumam pievieno metil- un hidroksipropil ķīmiskos reaģentus (piemēram, hlormetilsavienojumus un alilspirtu), lai izraisītu aizvietošanas reakciju.
Neitralizācija un žāvēšana: pH vērtību noregulē, pievienojot skābi vai sārmu, un pēc reakcijas veic atdalīšanu, attīrīšanu un žāvēšanu, lai beidzot iegūtu hidroksipropilmetilcelulozi.
3. HPMC galvenie pielietojumi
HPMC unikālās īpašības padara to plaši izmantotu daudzās jomās. Tālāk ir norādītas dažas no galvenajām pielietojuma jomām.
(1) Būvniecības joma: HPMC plaši izmanto būvniecības nozarē, galvenokārt būvmateriālos, piemēram, cementā, javā un pārklājumos. Tas var uzlabot maisījuma plūstamību, adhēziju un ūdens aizturi. Īpaši sausā javā HPMC var uzlabot konstrukcijas veiktspēju, palielināt javas saķeri un izvairīties no plaisām cementa suspensijā cietēšanas procesā.
(2) Farmācijas joma: farmācijas jomā HPMC bieži izmanto tablešu, kapsulu un šķidru zāļu pagatavošanai. Kā plēvi veidojošs līdzeklis, biezinātājs un stabilizators var uzlabot zāļu šķīdību un biopieejamību. Tabletēs HPMC var ne tikai kontrolēt zāļu izdalīšanās ātrumu, bet arī uzlabot zāļu stabilitāti.
(3) Pārtikas lauks: HPMC var izmantot pārtikas pārstrādē kā biezinātāju, emulgatoru un stabilizatoru. Piemēram, pārtikā ar zemu tauku saturu un beztauku, HPMC var nodrošināt labāku garšu un tekstūru un palielināt produkta stabilitāti. To plaši izmanto arī saldētu pārtiku, lai novērstu ūdens atdalīšanu vai ledus kristālu veidošanos.
(4) Kosmētika: kosmētikā HPMC bieži izmanto kā biezinātāju, emulgatoru un mitrinātāju. Tas var uzlabot kosmētikas tekstūru, atvieglojot to uzklāšanu un uzsūkšanos. Īpaši ādas krēmos, šampūnos, sejas maskās un citos produktos HPMC lietošana var uzlabot produkta sajūtu un stabilitāti.
(5) Pārklājumi un krāsas: pārklājumu un krāsu rūpniecībā HPMC kā biezinātājs un emulgators var pielāgot pārklājuma reoloģiju, padarot pārklājumu viendabīgāku un gludāku. Tas var arī uzlabot pārklājuma ūdensizturības un pretapaugšanas īpašības, kā arī palielināt pārklājuma cietību un adhēziju.
4. HPMC tirgus perspektīvas un attīstības tendences
Tā kā cilvēki arvien vairāk pievērš uzmanību vides aizsardzībai un veselībai, HPMC kā zaļam un netoksiskam polimērmateriālam ir plašas izredzes. Īpaši farmācijas, pārtikas un kosmētikas nozarēs HPMC pielietojums tiks vēl vairāk paplašināts. Nākotnē HPMC ražošanas process, visticamāk, tiks vēl vairāk optimizēts, un izlaides pieaugums un izmaksu samazinājums veicinās tā pielietojumu vairākās nozarēs.
Attīstoties viedajiem materiāliem un kontrolētas izdalīšanās tehnoloģijai, HPMC pielietojums viedajās zāļu piegādes sistēmās kļūs arī par pētniecības karsto punktu. Piemēram, HPMC var izmantot, lai sagatavotu zāļu nesējus ar kontrolētas atbrīvošanas funkciju, lai pagarinātu zāļu iedarbības ilgumu un uzlabotu efektivitāti.
Hidroksipropilmetilcelulozeir polimēru materiāls ar izcilu veiktspēju un plašu pielietojumu. Pateicoties lieliskajai šķīdībai ūdenī, spējai regulēt viskozitāti un labo bioloģisko saderību, HPMC ir nozīmīgi pielietojumi daudzās jomās, piemēram, celtniecībā, medicīnā, pārtikā, kosmētikā utt. Attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, HPMC ražošanas process un pielietojuma jomas var turpināt paplašināties, un nākotnes attīstības perspektīvas ir ļoti plašas.
Izsūtīšanas laiks: 11.03.2025