هر دو هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و هیدروکسی اتیل سلولز سلولز هستند

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)و هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) دو مشتق مهم سلولزی هستند که به دلیل خواص منحصر به فردشان به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که هر دو از سلولز مشتق شده‌اند، ساختارهای شیمیایی متمایز دارند و ویژگی‌ها و کاربردهای متفاوتی از خود نشان می‌دهند.

1. مقدمه ای بر مشتقات سلولزی:
سلولز یک پلی ساکارید طبیعی است که در دیواره های سلولی گیاه یافت می شود و از زنجیره های خطی واحدهای گلوکز تشکیل شده است که با پیوندهای گلیکوزیدی β(1 → 4) به هم متصل شده اند. مشتقات سلولز از طریق اصلاح شیمیایی سلولز برای افزایش خواص خاص یا معرفی ویژگی های جدید به دست می آیند. HPMC و HEC دو مشتق از این قبیل هستند که به طور گسترده در صنایع مختلف از داروسازی تا ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند.

2. سنتز:
HPMC با واکنش سلولز با اکسید پروپیلن برای معرفی گروه های هیدروکسی پروپیل و متعاقبا متیل کلرید برای معرفی گروه های متیل سنتز می شود. این منجر به جایگزینی گروه های هیدروکسیل در زنجیره سلولزی می شود و محصولی با حلالیت بهبود یافته و خواص تشکیل فیلم به دست می آید.

از طرف دیگر، HEC از واکنش سلولز با اکسید اتیلن برای ترکیب گروه های هیدروکسی اتیل تولید می شود. درجه جانشینی (DS) در هر دو HPMC و HEC را می توان با تنظیم شرایط واکنش کنترل کرد و بر خواص آنها مانند ویسکوزیته، حلالیت و رفتار ژل شدن تأثیر گذاشت.

3. ساختار شیمیایی:
HPMC و HEC در انواع گروه های جایگزین متصل به ستون فقرات سلولزی متفاوت هستند. HPMC شامل هر دو گروه هیدروکسی پروپیل و متیل است، در حالی که HEC حاوی گروه های هیدروکسی اتیل است. این جایگزین‌ها ویژگی‌های منحصر به فردی را به هر مشتق می‌دهند و بر رفتار آن‌ها در کاربردهای مختلف تأثیر می‌گذارند.

4. خواص فیزیکی:
هر دو HPMC و HEC پلیمرهای محلول در آب با خواص ضخیم کنندگی عالی هستند. با این حال، آنها تفاوت هایی در ویسکوزیته، ظرفیت هیدراتاسیون و توانایی تشکیل فیلم نشان می دهند. HPMC معمولاً ویسکوزیته بالاتری در مقایسه با HEC در غلظت‌های معادل دارد و برای کاربردهایی که نیاز به ضخیم شدن بیشتر دارند مناسب است.

علاوه بر این، HPMC به دلیل جایگزین‌های متیل، لایه‌های شفاف‌تر و منسجم‌تری را تشکیل می‌دهد، در حالی که HEC فیلم‌های نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتری را تشکیل می‌دهد. این تفاوت‌ها در خواص فیلم، هر مشتق را برای کاربردهای خاص در داروسازی، محصولات مراقبت شخصی و صنایع غذایی مناسب می‌سازد.

5. برنامه های کاربردی:
5.1 صنعت داروسازی:
هر دو HPMC و HEC به طور گسترده در فرمولاسیون های دارویی به عنوان چسباننده، ضخیم کننده و عوامل پوشش دهنده فیلم استفاده می شوند. آنها یکپارچگی قرص را بهبود می بخشند، ترشح دارو را کنترل می کنند و احساس دهان را در فرمول های مایع تقویت می کنند. HPMC به دلیل سرعت هیدراتاسیون کندتر برای فرمولاسیون های رهش پایدار ترجیح داده می شود، در حالی که HEC به دلیل شفافیت و سازگاری با مایعات بیولوژیکی معمولاً در محلول های چشمی و کرم های موضعی استفاده می شود.

5.2 صنعت ساخت و ساز:
در صنعت ساختمان،HPMCوHECبه عنوان افزودنی در مواد مبتنی بر سیمان، مانند ملات، دوغاب، و رندر استفاده می شود. آنها کارایی، حفظ آب و چسبندگی را بهبود می بخشند و در نتیجه عملکرد و دوام محصول نهایی را افزایش می دهند. HPMC اغلب به دلیل ظرفیت نگهداری آب بالاتر ترجیح داده می شود، که ترک خوردگی را به حداقل می رساند و زمان گیرش را بهبود می بخشد.

5.3 محصولات مراقبت شخصی:
هر دوی این مشتقات در محصولات مراقبت شخصی مانند شامپوها، لوسیون ها و کرم ها به عنوان عوامل غلیظ کننده، امولسیفایرها و تثبیت کننده ها کاربرد دارند. HEC بافتی صاف و براق به فرمولاسیون می بخشد و آن را برای محصولات مراقبت از مو و کرم های پوست مناسب می کند. HPMC، با خواص برتر تشکیل فیلم، در کرم های ضد آفتاب و فرمولاسیون های آرایشی که نیاز به مقاومت در برابر آب و سایش طولانی مدت دارند، استفاده می شود.

5.4 صنایع غذایی:
در صنایع غذایی، HPMC و HEC به عنوان عوامل غلیظ کننده، تثبیت کننده و بافت دهنده در محصولات مختلف از جمله سس ها، سس ها و دسرها عمل می کنند. آنها احساس دهان را بهبود می بخشند، از سینرزیس جلوگیری می کنند و ویژگی های حسی فرمول های غذایی را تقویت می کنند. HPMC اغلب به دلیل شفافیت و پایداری حرارتی ترجیح داده می‌شود و برای کاربردهایی که نیاز به ژل شفاف و امولسیون‌های پایدار دارند، مناسب است.

6. نتیجه گیری:
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) و هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) مشتقات سلولزی با ساختار، خواص و کاربردهای شیمیایی متمایز هستند. در حالی که هر دو خاصیت ضخیم کنندگی و تشکیل فیلم عالی دارند، تفاوت هایی در ویسکوزیته، شفافیت فیلم و رفتار هیدراتاسیون از خود نشان می دهند. درک این تفاوت ها برای انتخاب مشتق مناسب برای کاربردهای خاص در صنایعی مانند داروسازی، ساخت و ساز، مراقبت شخصی و مواد غذایی ضروری است. با ادامه پیشرفت تحقیقات، تغییرات و کاربردهای بیشتری از مشتقات سلولز پیش بینی می شود که به اهمیت مداوم آنها در بخش های مختلف صنعتی کمک می کند.