Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) เป็นพอลิเมอร์อเนกประสงค์ที่มีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงยาอาหารการก่อสร้างและเครื่องสำอาง วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการสังเคราะห์ HPMC คือเซลลูโลสและโพรพิลีนออกไซด์
1. เซลลูโลส: พื้นฐานของ HPMC
1.1 ภาพรวมของเซลลูโลส
เซลลูโลสเป็นคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนซึ่งเป็นส่วนประกอบโครงสร้างหลักของผนังเซลล์พืชสีเขียว ประกอบด้วยโซ่เชิงเส้นของโมเลกุลกลูโคสที่เชื่อมโยงกันโดยพันธะβ-1,4-glycosidic ความอุดมสมบูรณ์ของกลุ่มไฮดรอกซิลในเซลลูโลสทำให้เป็นวัสดุเริ่มต้นที่เหมาะสมสำหรับการสังเคราะห์อนุพันธ์เซลลูโลสต่างๆรวมถึง HPMC
1.2 การจัดหาเซลลูโลส
เซลลูโลสสามารถได้มาจากวัสดุพืชที่แตกต่างกันเช่นเยื่อไม้, ผ้าฝ้ายหรือพืชที่มีเส้นใยอื่น ๆ เยื่อไม้เป็นแหล่งข้อมูลทั่วไปเนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ความคุ้มค่าและความยั่งยืน การสกัดเซลลูโลสมักจะเกี่ยวข้องกับการทำลายเส้นใยพืชผ่านชุดของกระบวนการทางกลและทางเคมี
1.3 ความบริสุทธิ์และลักษณะ
คุณภาพและความบริสุทธิ์ของเซลลูโลสมีความสำคัญในการกำหนดลักษณะของผลิตภัณฑ์สุดท้ายของ HPMC เซลลูโลสที่มีความบริสุทธิ์สูงทำให้มั่นใจได้ว่า HPMC นั้นผลิตด้วยคุณสมบัติที่สอดคล้องกันเช่นความหนืดความสามารถในการละลายและความเสถียรของความร้อน
2. โพรพิลีนออกไซด์: การแนะนำกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิล
2.1 บทนำสู่โพรพิลีนออกไซด์
โพรพิลีนออกไซด์ (PO) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรเคมี C3H6O มันเป็นอีพอกไซด์ซึ่งหมายความว่ามันมีอะตอมออกซิเจนผูกพันกับอะตอมคาร์บอนที่อยู่ติดกันสองอะตอม โพรพิลีนออกไซด์เป็นวัตถุดิบหลักสำหรับการสังเคราะห์ไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสซึ่งเป็นระดับกลางสำหรับการผลิต HPMC
2.2 กระบวนการไฮดรอกซีโพรพิล
กระบวนการ hydroxypropylation เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของเซลลูโลสกับโพรพิลีนออกไซด์เพื่อแนะนำกลุ่ม hydroxypropyl บนกระดูกสันหลังเซลลูโลส ปฏิกิริยานี้มักจะดำเนินการต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาพื้นฐาน กลุ่ม Hydroxypropyl ให้ความสามารถในการละลายที่ดีขึ้นและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่เป็นที่ต้องการในเซลลูโลสซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลส
3. เมทิลเลชั่น: การเพิ่มกลุ่มเมทิล
3.1 กระบวนการเมทิลเลชั่น
หลังจาก hydroxypropylation ขั้นตอนต่อไปในการสังเคราะห์ HPMC คือ methylation กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการแนะนำกลุ่มเมทิลลงบนกระดูกสันหลังเซลลูโลส เมทิลคลอไรด์เป็นน้ำยาที่ใช้กันทั่วไปสำหรับปฏิกิริยานี้ ระดับของเมทิลเลชั่นมีผลต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ HPMC สุดท้ายรวมถึงความหนืดและพฤติกรรมเจล
3.2 องศาของการทดแทน
ระดับของการทดแทน (DS) เป็นพารามิเตอร์สำคัญสำหรับการหาปริมาณจำนวนเฉลี่ยของ substituents (methyl และ hydroxypropyl) ต่อหน่วย anhydroglucose ในห่วงโซ่เซลลูโลส กระบวนการผลิตได้รับการควบคุมอย่างรอบคอบเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ HPMC
4. การควบคุมการทำให้บริสุทธิ์และคุณภาพ
4.1 การกำจัดผลพลอยได้
การสังเคราะห์ HPMC อาจส่งผลให้เกิดการก่อตัวของผลพลอยได้เช่นเกลือหรือรีเอเจนต์ที่ไม่ทำปฏิกิริยา ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์รวมถึงการล้างและการกรองใช้เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกเหล่านี้และเพิ่มความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
4.2 มาตรการควบคุมคุณภาพ
มีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดตลอดกระบวนการผลิตเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสอดคล้องและคุณภาพของ HPMC เทคนิคการวิเคราะห์เช่นสเปกโทรสโกปี, โครมาโตกราฟีและการไหลของ Rheology ถูกนำมาใช้เพื่อประเมินพารามิเตอร์เช่นน้ำหนักโมเลกุลระดับการทดแทนและความหนืด
5. ลักษณะของ hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)
5.1 คุณสมบัติทางกายภาพ
HPMC เป็นผงสีขาวถึงสีขาวไม่มีกลิ่นพร้อมคุณสมบัติการสร้างภาพยนตร์ที่ยอดเยี่ยม มันคือการดูดความชื้นและสร้างเจลโปร่งใสได้อย่างง่ายดายเมื่อกระจายไปในน้ำ ความสามารถในการละลายของ HPMC ขึ้นอยู่กับระดับของการทดแทนและได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นอุณหภูมิและค่า pH
5.2 โครงสร้างเคมี
โครงสร้างทางเคมีของ HPMC ประกอบด้วยกระดูกสันหลังเซลลูโลสที่มีไฮดรอกซีโพรพิลและเมธิลย่อย อัตราส่วนของ substituents เหล่านี้สะท้อนให้เห็นในระดับของการทดแทนกำหนดโครงสร้างทางเคมีโดยรวมและทำให้คุณสมบัติของ HPMC
5.3 ความหนืดและคุณสมบัติการไหล
HPMC มีให้เลือกหลายระดับที่มีช่วงความหนืดที่แตกต่างกัน ความหนืดของโซลูชั่น HPMC เป็นปัจจัยสำคัญในการใช้งานเช่นยาซึ่งส่งผลกระทบต่อโปรไฟล์การปลดปล่อยของยาและในการก่อสร้างซึ่งมีผลต่อความสามารถในการใช้งานของครกและน้ำพริก
5.4 คุณสมบัติการขึ้นรูปฟิล์มและความหนา
HPMC ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นภาพยนตร์ที่เคยเป็นในการเคลือบยาและเป็นตัวแทนที่หนาขึ้นในสูตรที่หลากหลาย ความสามารถในการสร้างภาพยนตร์ทำให้มันมีคุณค่าในการพัฒนาระบบการเคลือบยาควบคุมการปลดปล่อยในขณะที่คุณสมบัติที่หนาขึ้นช่วยเพิ่มพื้นผิวและความเสถียรของผลิตภัณฑ์จำนวนมาก
6. การประยุกต์ใช้ hydroxypropyl methylcellulose
6.1 อุตสาหกรรมยา
ในอุตสาหกรรมยา HPMC ใช้ในการกำหนดรูปแบบปริมาณที่เป็นของแข็งในช่องปากเช่นแท็บเล็ตและแคปซูล มันมักจะใช้เป็นสารยึดเกาะ, สลายตัวและสารเคลือบฟิล์ม คุณสมบัติการควบคุมการเปิดตัวของ HPMC ช่วยให้การประยุกต์ใช้ในสูตรการเปิดตัวอย่างยั่งยืน
6.2 อุตสาหกรรมการก่อสร้าง
ในภาคการก่อสร้าง HPMC ใช้เป็นสารยึดน้ำน้ำข้นและกาวในผลิตภัณฑ์ที่ใช้ซีเมนต์ ช่วยเพิ่มความสามารถในการใช้งานของครกป้องกันการหย่อนคล้อยในการใช้งานแนวตั้งและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุก่อสร้าง
6.3 อุตสาหกรรมอาหาร
HPMC ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเป็นเครื่องข้น, ความคงตัวและอิมัลซิไฟเออร์ ความสามารถในการสร้างเจลที่ความเข้มข้นต่ำทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงซอสเครื่องแต่งกายและของหวาน
6.4 เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล
ในเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล HPMC พบได้ในหลากหลายสูตรรวมถึงครีมโลชั่นและแชมพู ช่วยปรับปรุงพื้นผิวเสถียรภาพและประสิทธิภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์เหล่านี้
6.5 อุตสาหกรรมอื่น ๆ
ความเก่งกาจของ HPMC ครอบคลุมไปถึงอุตสาหกรรมอื่น ๆ รวมถึงสิ่งทอสีและกาวซึ่งสามารถใช้เป็นตัวดัดแปลงการไหลของน้ำ, ตัวแทนกักเก็บน้ำและความข้น
7. บทสรุป
Hydroxypropylmethylcellulose เป็นพอลิเมอร์อเนกประสงค์ที่มีการใช้งานมากมาย การสังเคราะห์ของมันใช้เซลลูโลสและโพรพิลีนออกไซด์เป็นวัตถุดิบหลักและเซลลูโลสได้รับการแก้ไขผ่านไฮดรอกซีโพรพิลีนและกระบวนการเมทิลเลชั่น การควบคุมวัตถุดิบและเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถผลิต HPMC ด้วยคุณสมบัติที่กำหนดเองเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของอุตสาหกรรม ดังนั้น HPMC จึงมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพและการทำงานของผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรม การสำรวจแอพพลิเคชั่นใหม่อย่างต่อเนื่องและการปรับปรุงกระบวนการผลิตช่วยให้ HPMC ยังคงมีบทบาทสำคัญในตลาดโลก
เวลาโพสต์: ธ.ค. 28-2023