ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสทำมาจากอะไร?

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) เป็นพอลิเมอร์อเนกประสงค์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยมีคุณสมบัติและการใช้งานที่เป็นเอกลักษณ์ สารประกอบนี้เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลส ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติที่พบในผนังเซลล์ของพืช หากต้องการทำความเข้าใจองค์ประกอบของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส จำเป็นต้องเจาะลึกโครงสร้างและการสังเคราะห์อนุพันธ์ของเซลลูโลสนี้

โครงสร้างของเซลลูโลส:

เซลลูโลสเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยสายโซ่เชิงเส้นของหน่วย β-D-กลูโคสที่เชื่อมกันด้วยพันธะ β-1,4-ไกลโคซิดิก สายโซ่กลูโคสเหล่านี้ยึดเข้าด้วยกันด้วยพันธะไฮโดรเจนเพื่อสร้างโครงสร้างเชิงเส้นที่แข็งแรง เซลลูโลสเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของผนังเซลล์ของพืช ซึ่งทำให้เซลล์ของพืชมีความแข็งแรงและยืดหยุ่น

อนุพันธ์ของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส:

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสังเคราะห์โดยดัดแปลงเซลลูโลสทางเคมีและนำกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิลและเมทิลเข้าสู่โซ่หลักของเซลลูโลส การผลิตโดยปกติประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

ปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชัน:

เมทิลเลชัน: การบำบัดเซลลูโลสด้วยสารละลายด่างและเมทิลคลอไรด์เพื่อนำกลุ่มเมทิล (-CH3) เข้าไปในกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ของเซลลูโลส

ไฮดรอกซีโพรพิลเลชัน: เซลลูโลสที่ถูกเมทิลเลชันจะทำปฏิกิริยากับออกไซด์โพรพิลีนเพื่อนำกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิล (-CH2CHOHCH3) เข้าสู่โครงสร้างเซลลูโลส กระบวนการนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำและเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของเซลลูโลส

การฟอก:

จากนั้นเซลลูโลสที่ดัดแปลงแล้วจะได้รับการทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดรีเอเจนต์ที่ไม่ทำปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์รอง หรือสิ่งเจือปนใดๆ

การอบแห้งและการบด:

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์จะถูกทำให้แห้งและบดให้เป็นผงละเอียดพร้อมสำหรับการใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ

ส่วนผสมของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส:

องค์ประกอบของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีลักษณะเฉพาะคือระดับการแทนที่ ซึ่งหมายถึงระดับที่กลุ่มไฮดรอกซีโพรพิลและเมทิลเข้ามาแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิลในห่วงโซ่เซลลูโลส HPMC แต่ละเกรดจะมีระดับการแทนที่ที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการละลาย ความหนืด และคุณสมบัติอื่นๆ

สูตรเคมีของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสามารถแสดงได้เป็น (C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m(OCH2CH(OH)CH3)n)_x โดยที่ m และ n แทนระดับของการแทนที่

m: ระดับของการเมทิลเลชัน (กลุ่มเมทิลต่อหน่วยกลูโคส)

น.: ระดับของไฮดรอกซีโพรพิลเลชัน (กลุ่มไฮดรอกซีโพรพิลต่อหน่วยกลูโคส)

x: จำนวนหน่วยกลูโคสในห่วงโซ่เซลลูโลส

คุณสมบัติและการใช้งาน:

ความสามารถในการละลาย: HPMC ละลายน้ำได้ และระดับการแทนที่ส่งผลต่อลักษณะความสามารถในการละลาย HPMC ก่อตัวเป็นสารละลายใสและหนืดในน้ำ จึงเหมาะสำหรับสูตรต่างๆ

ความหนืด: ความหนืดของสารละลาย HPMC ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น น้ำหนักโมเลกุลและระดับการทดแทน คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น ผลิตภัณฑ์ยาที่ต้องมีการกำหนดสูตรการปลดปล่อยที่ควบคุมได้

การก่อตัวของฟิล์ม: HPMC สามารถสร้างฟิล์มบางได้เมื่อสารละลายแห้ง ซึ่งทำให้มีประโยชน์ในการเคลือบในอุตสาหกรรมยา อาหาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ

สารทำให้คงตัวและสารเพิ่มความข้น: ในอุตสาหกรรมอาหาร HPMC ถูกใช้เป็นสารทำให้คงตัวและสารเพิ่มความข้นในผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมาย รวมถึงซอส ขนมหวาน และเบเกอรี่

การประยุกต์ใช้ทางเภสัชกรรม: HPMC ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในสูตรยาต่างๆ รวมถึงยาเม็ด แคปซูล และสารละลายสำหรับดวงตา เนื่องจากคุณสมบัติการปลดปล่อยแบบควบคุมและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ

การก่อสร้างและการเคลือบ: HPMC ใช้ในวัสดุก่อสร้าง เช่น ปูนกาว กาวติดกระเบื้อง และปูนปลาสเตอร์ นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารเพิ่มความข้นและสารคงตัวในสูตรสีและการเคลือบอีกด้วย

ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล: ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและการดูแลส่วนบุคคล HPMC พบได้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ครีม โลชั่น และแชมพู โดยให้เนื้อสัมผัสและความเสถียร

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสได้มาจากการเมทิลเลชันและไฮดรอกซีโพรพิลเลชันของเซลลูโลส เป็นพอลิเมอร์เอนกประสงค์ที่มีการใช้งานหลากหลาย คุณสมบัติเฉพาะทำให้มีคุณค่าในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยา อาหาร การก่อสร้าง และผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล การดัดแปลงเซลลูโลสที่ควบคุมได้สามารถปรับคุณสมบัติของ HPMC ให้ดีขึ้น ทำให้เป็นส่วนประกอบสำคัญของผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมายที่เราพบเห็นในชีวิตประจำวัน