Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC)ialah terbitan selulosa sintetik dan sebatian polimer separa sintetik. Ia digunakan secara meluas dalam banyak industri seperti pembinaan, perubatan, makanan, kosmetik dan salutan. Sebagai eter selulosa bukan ionik, HPMC mempunyai keterlarutan air yang baik, sifat membentuk filem, lekatan dan pengemulsi, dan oleh itu mempunyai nilai aplikasi yang penting dalam banyak bidang.
1. Struktur kimia dan sifat HPMC
Struktur molekul HPMC diperoleh daripada selulosa semula jadi. Selepas pengubahsuaian kimia, kumpulan metil (-OCH₃) dan hidroksipropil (-OCH₂CH₂OH) dimasukkan ke dalam rantai selulosa. Struktur kimia asasnya adalah seperti berikut:
Molekul selulosa terdiri daripada unit glukosa yang disambungkan oleh ikatan β-1,4-glikosidik;
Kumpulan metil dan hidroksipropil dimasukkan ke dalam rantai selulosa melalui tindak balas penggantian.
Struktur kimia ini memberikan HPMC sifat-sifat berikut:
Keterlarutan air: Dengan mengawal tahap penggantian kumpulan metil dan hidroksipropil, HPMC boleh melaraskan keterlarutan airnya. Secara umumnya, HPMC boleh membentuk larutan likat dalam air sejuk dan mempunyai keterlarutan air yang baik.
Pelarasan kelikatan: Kelikatan HPMC boleh dikawal dengan tepat dengan melaraskan berat molekul dan tahap penggantian untuk memenuhi keperluan aplikasi yang berbeza.
Rintangan haba: Oleh kerana HPMC ialah bahan polimer termoplastik, rintangan habanya agak baik dan ia boleh mengekalkan prestasi yang stabil dalam julat suhu tertentu.
Biokompatibiliti: HPMC ialah bahan tidak toksik dan tidak merengsa, jadi ia sangat digemari dalam bidang perubatan.
2. Kaedah penyediaan HPMC
Kaedah penyediaan HPMC terutamanya diselesaikan oleh tindak balas pengesteran selulosa. Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
Pembubaran selulosa: Pertama, campurkan selulosa semula jadi dengan pelarut (seperti kloroform, pelarut alkohol, dll.) untuk melarutkannya ke dalam larutan selulosa.
Pengubahsuaian kimia: Reagen kimia metil dan hidroksipropil (seperti sebatian klorometil dan alil alkohol) ditambah kepada larutan untuk menyebabkan tindak balas penggantian.
Peneutralan dan pengeringan: Nilai pH diselaraskan dengan menambah asid atau alkali, dan pengasingan, penulenan dan pengeringan dijalankan selepas tindak balas untuk akhirnya memperoleh hidroksipropil metilselulosa.
3. Aplikasi utama HPMC
Sifat unik HPMC menjadikannya digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Berikut adalah beberapa bidang aplikasi utama:
(1) Bidang pembinaan: HPMC digunakan secara meluas dalam industri pembinaan, terutamanya dalam bahan binaan seperti simen, mortar, dan salutan. Ia boleh meningkatkan kecairan, lekatan dan pengekalan air campuran. Terutamanya dalam mortar kering, HPMC boleh meningkatkan prestasi pembinaan, meningkatkan lekatan mortar, dan mengelakkan keretakan dalam buburan simen semasa proses pengerasan.
(2) Bidang farmaseutikal: Dalam bidang farmaseutikal, HPMC sering digunakan untuk menyediakan tablet, kapsul dan ubat cecair. Sebagai agen pembentuk filem, pemekat dan penstabil, ia boleh meningkatkan keterlarutan dan bioavailabiliti ubat. Dalam tablet, HPMC bukan sahaja boleh mengawal kadar pelepasan ubat, tetapi juga meningkatkan kestabilan ubat.
(3) Medan makanan: HPMC boleh digunakan dalam pemprosesan makanan sebagai pemekat, pengemulsi dan penstabil. Contohnya, dalam makanan rendah lemak dan bebas lemak, HPMC boleh memberikan rasa dan tekstur yang lebih baik serta meningkatkan kestabilan produk. Ia juga digunakan secara meluas dalam makanan beku untuk mengelakkan pemisahan air atau pembentukan kristal ais.
(4) Kosmetik: Dalam kosmetik, HPMC sering digunakan sebagai pemekat, pengemulsi dan pelembap. Ia boleh memperbaiki tekstur kosmetik, menjadikannya lebih mudah untuk digunakan dan diserap. Terutamanya dalam krim kulit, syampu, topeng muka dan produk lain, penggunaan HPMC dapat meningkatkan rasa dan kestabilan produk.
(5) Salutan dan cat: Dalam industri salutan dan cat, HPMC, sebagai pemekat dan pengemulsi, boleh melaraskan reologi salutan, menjadikan salutan lebih seragam dan licin. Ia juga boleh meningkatkan rintangan air dan sifat anti-kotoran salutan, dan meningkatkan kekerasan dan lekatan salutan.
4. Prospek pasaran dan trend pembangunan HPMC
Memandangkan orang ramai memberi lebih perhatian kepada perlindungan dan kesihatan alam sekitar, HPMC, sebagai bahan polimer hijau dan tidak toksik, mempunyai prospek yang luas. Khususnya dalam industri farmaseutikal, makanan dan kosmetik, aplikasi HPMC akan diperluaskan lagi. Pada masa hadapan, proses pengeluaran HPMC mungkin akan dioptimumkan lagi, dan peningkatan dalam output serta pengurangan kos akan menggalakkan penggunaannya dalam lebih banyak industri.
Dengan pembangunan bahan pintar dan teknologi pelepasan terkawal, aplikasi HPMC dalam sistem penghantaran ubat pintar juga akan menjadi tumpuan penyelidikan. Sebagai contoh, HPMC boleh digunakan untuk menyediakan pembawa ubat dengan fungsi pelepasan terkawal untuk memanjangkan tempoh kesan ubat dan meningkatkan keberkesanan.
Hidroksipropil metilselulosaadalah bahan polimer dengan prestasi cemerlang dan aplikasi yang luas. Dengan keterlarutan air yang sangat baik, keupayaan untuk melaraskan kelikatan dan biokompatibiliti yang baik, HPMC mempunyai aplikasi penting dalam banyak bidang seperti pembinaan, perubatan, makanan, kosmetik, dll. Dengan kemajuan sains dan teknologi, proses pengeluaran dan bidang aplikasi HPMC mungkin terus berkembang, dan prospek pembangunan masa depan adalah sangat luas.
Masa siaran: Mac-11-2025