هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) هو مركب متعدد الوظائف يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات بسبب تركيبه الكيميائي وخصائصه الفريدة.
1. التركيب الكيميائي :
أ. العمود الفقري السليلوز:
HPMC هو أحد مشتقات السليلوز، مما يعني أنه مشتق من السليلوز، وهو عديد السكاريد الطبيعي الموجود في جدران الخلايا النباتية. يتكون السليلوز من وحدات متكررة من الجلوكوز β-D مرتبطة بروابط جليكوسيدية β(1→4).
ب. الاستبدال:
في HPMC، يتم استبدال شحنة الهيدروكسيل (-OH) من العمود الفقري السليلوز بمجموعات الميثيل والهيدروكسي بروبيل. يحدث هذا الاستبدال من خلال تفاعل الأثير. تشير درجة الاستبدال (DS) إلى متوسط عدد مجموعات الهيدروكسيل المستبدلة لكل وحدة جلوكوز في سلسلة السليلوز. تختلف DS لمجموعات الميثيل والهيدروكسي بروبيل، مما يؤثر على أداء HPMC.
2. التوليف:
أ. الأثير:
يتم تصنيع HPMC من خلال تفاعل أثير السليلوز مع أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل. تتضمن العملية تفاعل السليلوز مع أكسيد البروبيلين لإدخال مجموعات الهيدروكسي بروبيل ثم مع كلوريد الميثيل لإدخال مجموعات الميثيل.
ب. درجة التحكم البديل:
يمكن التحكم في DS لـ HPMC عن طريق ضبط ظروف التفاعل مثل درجة الحرارة وزمن التفاعل وتركيز المادة المتفاعلة.
3. الأداء:
أ. الذوبان:
HPMC قابل للذوبان في الماء وبعض المذيبات العضوية، مثل الميثانول والإيثانول. ومع ذلك، فإن قابليته للذوبان تتناقص مع زيادة الوزن الجزيئي ودرجة الاستبدال.
ب. تشكيل الفيلم:
يشكل HPMC طبقة شفافة ومرنة عند إذابته في الماء. تتمتع هذه الأفلام بقوة ميكانيكية جيدة وخصائص حاجزة.
ج. اللزوجة:
تُظهر حلول HPMC سلوكًا كاذبًا، مما يعني أن لزوجتها تنخفض مع زيادة معدل القص. تعتمد لزوجة محاليل HPMC على عوامل مثل التركيز والوزن الجزيئي ودرجة الاستبدال.
د. احتباس الماء:
إحدى الخصائص الرئيسية لـ HPMC هي قدرتها على الاحتفاظ بالمياه. تعتبر هذه الخاصية حاسمة في العديد من التطبيقات مثل مواد البناء، حيث يتم استخدام HPMC كعامل مثخن واحتفاظ بالمياه.
ه. التصاق:
غالبًا ما يستخدم HPMC كمادة لاصقة في العديد من الصناعات نظرًا لقدرته على تكوين روابط قوية لركائز مختلفة.
4. التطبيق:
أ. صناعة الأدوية:
في المستحضرات الصيدلانية، يتم استخدام HPMC كمادة رابطة، وعامل طلاء فيلم، وعامل تحرير متحكم فيه، ومعدل لزوجة في تركيبات الأقراص.
ب. صناعة البناء:
تتم إضافة HPMC إلى الملاط القائم على الأسمنت والجص القائم على الجبس ومواد لاصقة البلاط لتحسين قابلية التشغيل واحتباس الماء والالتصاق.
ج- صناعة المواد الغذائية:
في صناعة المواد الغذائية، يتم استخدام HPMC كمثخن ومثبت ومستحلب في منتجات مثل الصلصات والضمادات والآيس كريم.
د. منتجات العناية الشخصية:
يستخدم HPMC كمكثف ومستحلب وعامل تشكيل الفيلم في منتجات العناية الشخصية مثل الشامبو والمستحضرات والكريمات.
ه. الدهانات والطلاءات:
في الدهانات والطلاءات، يتم استخدام HPMC لتحسين تشتت الصباغ والتحكم في اللزوجة واحتباس الماء.
هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) هو مركب متعدد الاستخدامات مع مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. تركيبته الكيميائية الفريدة وتركيبه وخصائصه تجعله عنصرًا مهمًا في الأدوية ومواد البناء والمواد الغذائية ومنتجات العناية الشخصية والدهانات والطلاءات. إن فهم خصائص HPMC يسمح بتطبيقات مخصصة في مجالات مختلفة، مما يساهم في استخدامه على نطاق واسع وأهميته في عمليات التصنيع الحديثة.
وقت النشر: 22 فبراير 2024