Celulózový éter (celulózový éter) je polymérna zlúčenina extrahovaná z prírodnej rastlinnej celulózy a získaná chemickou modifikáciou. Existuje veľa typov celulózového éteru, medzi ktorými je najbežnejšia hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC). HPMC má vynikajúcu rozpustnosť vo vode, zahusťovanie, suspenziu, tvorbu filmu a stabilitu a široko sa používa v stavebných materiáloch, liekoch, potravinách a denných chemických výrobkoch.
1. Fyzikálne a chemické vlastnosti HPMC
HPMC je derivát získaný nahradením hydroxylovej časti v štruktúre celulózy metoxy a hydroxypropoxom. Má dobrú rozpustnosť vody a môže sa rýchlo rozpustiť v studenej vode, aby sa vytvoril priehľadný a viskózny koloidný roztok, a jeho roztok ukazuje určitú tepelnú stabilitu pri rôznych teplotách. Pri nižších koncentráciách sa roztok HPMC správa ako pseudoplastická tekutina, čo znamená, že má dobré reologické vlastnosti a viskozita sa pri miešaní alebo použití stresu znižuje, ale viskozita sa rýchlo zotavuje po zastavení sily.
Viskozita HPMC môže byť regulovaná úpravou jeho molekulovej hmotnosti a stupňa substitúcie, vďaka čomu je mimoriadne flexibilná v aplikáciách v rôznych oblastiach. Pokiaľ ide o zlepšenie stability produktu, HPMC môže hrať úlohu prostredníctvom nasledujúcich mechanizmov.
2. Mechanizmy HPMC na zlepšenie stability produktu
Zhrubnutie a reologická regulácia
Ako zahusťovadlo môže HPMC významne zvýšiť viskozitu roztokov alebo kaliek, čím sa zvýši stabilita viskozity systému. V prípade niektorých výrobkov, ktoré potrebujú kontrolovať plynulosť, ako sú povlaky, kozmetika a farmaceutické suspenzie, môže HPMC pomôcť zabrániť tomu, aby tuhé častice usadzovali a predĺžili trvanlivosť produktu. Okrem toho pseudoplasticita HPMC umožňuje produktu zostať stabilný počas skladovania a prepravy a pri použití uľahčuje prietok a aplikáciu.
Stabilita zavesenia a disperzie
V niektorých dispergovaných systémoch je kľúčom k ovplyvneniu kvality produktu stabilita suspenzie tuhých častíc alebo kvapôčok oleja v kvapalinových médiách. HPMC môže tvoriť rovnomernú sieťovú štruktúru v kvapaline prostredníctvom zahusťovania roztoku a hydrofilných skupín vo svojej molekulárnej štruktúre, zabaliť dispergované častice, aby sa zabránilo aglomerácii častíc, sedimentácie alebo stratifikácie, čím sa zlepšila stabilita dispergovaného systému. To je obzvlášť dôležité pre výrobky, ako sú emulzie, suspenzie a povlaky.
Vlastnosti tvoriace filmy a účinky ochrannej vrstvy
Filmové vlastnosti HPMC mu umožňujú tvoriť jednotný film na povrchu produktu po vyschnutí. Tento film nemôže zabrániť nielen oxidácii alebo kontaminovaným účinným zložkám v produkte, ale môže sa použiť aj v oblasti medicíny a potravín na kontrolu miery uvoľňovania liečiva alebo na predĺženie trvanlivosti potravín. Okrem toho ochranná vrstva vytvorená pomocou HPMC môže tiež zabrániť strate vody a zlepšiť trvanlivosť v stavebných materiáloch, ako je cementová malta a povlaky.
Tepelná stabilita a citlivosť na teplotu
HPMC vykazuje dobrú stabilitu pri rôznych teplotách. Jeho viskozita vo vodnom roztoku je citlivejšia na zmeny teploty, ale viskozita roztoku zostáva pri teplote miestnosti relatívne konštantná. Okrem toho HPMC podlieha reverzibilnej gelácii pri určitej teplote, vďaka čomu má jedinečný stabilizačný účinok v systémoch, ktoré musia byť citlivé na teplotu (napríklad potraviny a lieky).
3. Aplikácia HPMC na zlepšenie stability v rôznych oblastiach
Aplikácia v stavebných materiáloch
V stavebných materiáloch, ako je cementová malta a lepidlo na dlaždice, sa HPMC často používa na úpravu konzistencie suspenzie a zvýšenie plynulosti a spracovateľnosti počas výstavby. Okrem toho HPMC účinne oneskoruje odparovanie vody vytvorením filmu po vysušení, vyhýbaním sa prasknutiu alebo skráteniu pracovného času počas výstavby, čím sa zlepší stabilita materiálu a kvalita výstavby.
Aplikácia vo farmaceutických prípravkoch
Vo farmaceutických prípravkoch sa HPMC široko používa ako zahusťovadlo, bývalý filmový a kontrolovaný uvoľňovací činiteľ. Jeho zahusťovací účinok môže zlepšiť stabilitu aktívnych zložiek pri suspenziách alebo emulziách a zabrániť stratifikácii liečiva alebo zrážania. Okrem toho môže ochranný film tvorený HPMC kontrolovať mieru uvoľňovania liekov a predĺžiť trvanie účinnosti liečiva. Najmä pri prípravkoch na trvalé uvoľnenie je HPMC jednou zo bežných pomocných látok.
Aplikácia v potravinách
V potravinárskom priemysle sa HPMC používa hlavne ako zahusťovadlo a emulgátor na zlepšenie textúry a chuti potravín. Jeho vynikajúca hydratačná schopnosť si môže účinne udržať vlhkosť a predĺžiť trvanlivosť výrobkov. Napríklad v pečive môže HPMC zabrániť príliš rýchlemu odparovaniu vody a zlepšiť nadýchlosť a jemnosť chleba a koláčov. Okrem toho sa vlastnosť HPMC tvoriaca filmom môže použiť aj na poťahovanie potravín na zabránenie oxidácie a zhoršenia.
Aplikácia v denných chemických výrobkoch
V denných chemických výrobkoch, ako sú detergenty, šampóny a výrobky na starostlivosť o pleť, sa HPMC často používa ako zahusťovadlo a stabilizátor. Môže zvýšiť konzistentnosť produktu, zlepšiť uniformitu textúry, uľahčiť aplikovanie emulzií alebo gélových výrobkov a menej pravdepodobné, že sa stratifikujú alebo zrážajú. Zároveň pomáha hydratačný účinok HPMC zlepšovať hydratačný účinok produktov starostlivosti o pleť.
Ako dôležitý derivát celulózy sa HPMC široko používa v rôznych odvetviach kvôli jeho vynikajúcemu zhrubnutiu, tvorbe filmu, suspenzii a tepelnej stabilite, najmä pri zlepšovaní stability produktu. Či už v stavebníctve, medicíne, potravinách alebo denných chemických výrobkoch, HPMC môže významne rozšíriť životnosť produktu a zlepšiť jeho výkonnosť prostredníctvom rôznych mechanizmov, ako je zvýšenie viskozity systému, úpravy reologických vlastností, zlepšenie stability zavesenia a disperzie a formovanie ochranného filmu. V budúcnosti sa s rozvojom technológie a nepretržitým rozširovaním aplikačných odborov bude odhalený potenciál aplikácie HPMC vo viacerých oblastiach.
Čas príspevku: 2. septembra 2014