Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC)є синтетичною похідною целюлози та напівсинтетичною полімерною сполукою. Він широко використовується в багатьох галузях промисловості, таких як будівництво, медицина, харчова промисловість, косметика та покриття. Як неіонний ефір целюлози HPMC має хорошу розчинність у воді, плівкоутворювальні властивості, адгезію та емульсію, і тому має важливе значення для застосування в багатьох галузях.
1. Хімічна структура та властивості ГПМЦ
Молекулярна структура HPMC отримана з природної целюлози. Після хімічної модифікації в целюлозний ланцюг вводяться метильна (-OCH₃) і гідроксипропілова (-OCH₂CH₂OH) групи. Його основна хімічна структура така:
Молекули целюлози складаються з ланок глюкози, з’єднаних β-1,4-глікозидними зв’язками;
Метильні та гідроксипропілові групи вводяться в целюлозний ланцюг через реакції заміщення.
Ця хімічна структура надає HPMC такі властивості:
Розчинність у воді: контролюючи ступінь заміщення метильної та гідроксипропілової груп, HPMC може регулювати свою розчинність у воді. Загалом, HPMC може утворювати в’язкий розчин у холодній воді та має хорошу розчинність у воді.
Регулювання в'язкості: в'язкість HPMC можна точно контролювати, регулюючи молекулярну масу та ступінь заміщення відповідно до різних вимог застосування.
Термостійкість: Оскільки HPMC є термопластичним полімерним матеріалом, його термостійкість є відносно хорошою, і він може підтримувати стабільну продуктивність у певному діапазоні температур.
Біологічна сумісність: HPMC є нетоксичним і не подразнювальним матеріалом, тому він особливо популярний у галузі медицини.
2. Спосіб отримання ГПМЦ
Спосіб отримання HPMC в основному завершується реакцією етерифікації целюлози. Конкретні кроки такі:
Розчинення целюлози: спочатку змішайте природну целюлозу з розчинником (наприклад, хлороформом, спиртовим розчинником тощо), щоб розчинити її в розчині целюлози.
Хімічна модифікація: метилові та гідроксипропілові хімічні реагенти (такі як хлорметилові сполуки та алліловий спирт) додають до розчину, щоб викликати реакцію заміщення.
Нейтралізація та сушіння: значення рН регулюють додаванням кислоти або лугу, а після реакції проводять розділення, очищення та сушіння, щоб остаточно отримати гідроксипропілметилцелюлозу.
3. Основні сфери застосування HPMC
Унікальні властивості HPMC роблять його широко використовуваним у багатьох галузях. Нижче наведено деякі з основних сфер застосування:
(1) Сфера будівництва: HPMC широко використовується в будівельній галузі, головним чином у будівельних матеріалах, таких як цемент, розчин і покриття. Це може покращити плинність, адгезію та водоутримання суміші. Особливо в сухому розчині HPMC може покращити будівельні характеристики, збільшити адгезію розчину та уникнути тріщин у цементному розчині під час процесу твердіння.
(2) Фармацевтична сфера: у фармацевтичній галузі HPMC часто використовується для приготування таблеток, капсул і рідких ліків. Як плівкоутворювач, загусник і стабілізатор, він може покращити розчинність і біодоступність ліків. У таблетках HPMC може не тільки контролювати швидкість вивільнення ліків, але й покращувати стабільність ліків.
(3) Харчова сфера: HPMC може використовуватися в харчовій промисловості як загусник, емульгатор і стабілізатор. Наприклад, у знежирених і знежирених продуктах HPMC може забезпечити кращий смак і текстуру та підвищити стабільність продукту. Він також широко використовується в заморожених продуктах для запобігання відокремленню води або утворенню кристалів льоду.
(4) Косметика: у косметиці HPMC часто використовується як загусник, емульгатор і зволожувач. Він може покращити текстуру косметики, полегшуючи її нанесення та вбирання. Особливо в кремах для шкіри, шампунях, масках для обличчя та інших продуктах використання HPMC може покращити відчуття та стабільність продукту.
(5) Покриття та фарби: у промисловості покриттів та фарб HPMC, як загусник та емульгатор, може регулювати реологію покриття, роблячи покриття більш однорідним та гладким. Це також може покращити водонепроникність і властивості покриття проти обростання, а також збільшити твердість і адгезію покриття.
4. Перспективи ринку та тенденції розвитку ГПМК
Оскільки люди приділяють все більше уваги захисту навколишнього середовища та здоров’ю, HPMC, як екологічно чистий і нетоксичний полімерний матеріал, має широкі перспективи. Особливо у фармацевтичній, харчовій та косметичній промисловості застосування HPMC буде розширено. У майбутньому виробничий процес HPMC, ймовірно, буде додатково оптимізований, а збільшення виробництва та зниження вартості сприятимуть його застосуванню в більшій кількості галузей.
З розвитком інтелектуальних матеріалів і технології контрольованого вивільнення застосування HPMC в інтелектуальних системах доставки ліків також стане гарячою точкою досліджень. Наприклад, HPMC можна використовувати для приготування носіїв ліків із функцією контрольованого вивільнення, щоб подовжити тривалість дії ліків і підвищити ефективність.
Гідроксипропілметилцелюлозаце полімерний матеріал з відмінними експлуатаційними характеристиками і широким застосуванням. Завдяки чудовій розчинності у воді, здатності регулювати в’язкість і хорошій біосумісності HPMC має важливе застосування в багатьох галузях, таких як будівництво, медицина, продукти харчування, косметика тощо. З розвитком науки й техніки виробничий процес і області застосування HPMC можуть продовжувати розширюватися, і перспективи розвитку в майбутньому дуже широкі.
Час публікації: 11 березня 2025 р