ما هي مكونات هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز؟

يعد هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الميثيل (HPMC) من الإيثرات السليلوزية المهمة، ويتضمن إنتاجه مجموعة متنوعة من المواد الخام، وتشمل المواد الخام الرئيسية السليلوز وأكسيد البروبيلين والكلوروميثان وهيدروكسيد الصوديوم وما إلى ذلك.

1- المواد الخام الأساسية

السليلوز هو المادة الخام الأساسية ل HPMC. القطن المكرر هو أحد المصادر الرئيسية للسليلوز. يحتوي القطن على كمية كبيرة من السليلوز. وقبل استخدامه في إنتاج HPMC، يجب أن يخضع القطن لعملية تكرير صارمة. ويشمل ذلك إزالة بذور القطن والشوائب والألياف القصيرة وما إلى ذلك من القطن، وكذلك إجراء معالجة لإزالة الشحوم. من خلال هذه الخطوات، يمكن الحصول على السليلوز عالي النقاء، حيث يصل محتواه من السليلوز إلى أكثر من 90%. يوفر هذا القطن المكرر الهيكل العظمي الأساسي لجزيئات HPMC ويعمل كأساس للتعديلات الكيميائية اللاحقة.

وإلى جانب القطن المكرر، يمكن أيضًا استخدام لب الخشب كمصدر للسليلوز. يُستخرج لب الخشب من الخشب ويمكن تقسيمه إلى لب الخشب الكيميائي ولب الخشب الميكانيكي. يتم الحصول على لب الخشب الكيميائي عن طريق طهي الخشب بعوامل كيميائية لإذابة اللجنين والمكونات الأخرى غير السليلوزية في الخشب، وبالتالي الحصول على السليلوز النقي نسبيًا. يتم الحصول على لب الخشب الميكانيكي عن طريق طحن الخشب ميكانيكيًا، ولكنه يحتوي على المزيد من اللجنين والهيميسليلوز ويحتاج إلى مزيد من التنقية قبل أن يمكن استخدامه في إنتاج HPMC. ومع ذلك، فإن مصدر لب الخشب واسع النطاق وتكلفته منخفضة نسبيًا، لذلك يمكن أن يلبي متطلبات الإنتاج إلى حد ما.

2- المواد الخام للتعديل الكيميائي

يُعد أكسيد البروبيلين وميثيل كلوريد من المواد الخام الرئيسية للتعديل الكيميائي. يستخدم أكسيد البروبيلين بشكل أساسي لإدخال مجموعة هيدروكسي بروبيل في جزيئات السليلوز. أثناء عملية الإنتاج، يتفاعل السليلوز القلوي مع أكسيد البروبيلين، وتخضع مجموعة الإيبوكسي لأكسيد البروبيلين لتفاعل إضافة حلقة الفتح مع مجموعة الهيدروكسيل على جزيء السليلوز. تؤثر عوامل مثل درجة الحرارة وتركيز القلويات وكمية أكسيد البروبيلين المستخدمة تأثيرًا مهمًا على نتائج التفاعل. من خلال التحكم في كمية أكسيد البروبيلين المستخدمة، يمكن تعديل محتوى مجموعة هيدروكسي بروبيل في جزيء HPMC. سيؤثر مستوى محتوى مجموعة هيدروكسي بروبيل بشكل كبير على قابلية الذوبان في الماء ودرجة حرارة الهلام وغيرها من خصائص HPMC.

يتمثل دور كلوريد الميثيل في إدخال مجموعة الميثيل في جزيء السليلوز. في تفاعل الأثير، يتفاعل كلوريد الميثيل مع مجموعة هيدروكسيل السليلوز تحت ظروف قلوية لتكوين رابطة ميثيل الأثير. وكما هو الحال في التفاعل مع أكسيد البروبيلين، ستؤثر ظروف مثل وقت التفاعل ونوع القلويات وكميتها على درجة التفاعل بين كلوريد الميثيل والسليلوز. وعلاوة على ذلك، يعد نقاء كلوريد الميثيل أمرًا بالغ الأهمية أيضًا، حيث إن الشوائب قد تتداخل مع انتقائية التفاعل ومن ثم تؤثر على جودة المنتج. يمكن أن يؤدي التحكم في كمية كلوريد الميثيل المستخدمة إلى ضبط محتوى مجموعة الميثيل في جزيء HPMC، وستؤدي محتويات مجموعة الميثيل المختلفة إلى اختلافات في عدم قابلية HPMC للذوبان والنشاط السطحي والجوانب الأخرى.

3- المواد القلوية

المواد القلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم هي أيضًا مواد خام أساسية. أثناء عملية القلوية في المعالجة المسبقة للسليلوز، يتفاعل هيدروكسيد الصوديوم مع السليلوز، مما يتسبب في تحول مجموعة الهيدروكسيل في جزيء السليلوز إلى بنية الصوديوم الكحولي. هذا الهيكل يحسن بشكل كبير من نشاط السليلوز ويفيد تفاعلات الأثير اللاحقة مع أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل. ومع ذلك، يجب التحكم بدقة في تركيز وكمية القلويات، لأن التركيز القلوي المرتفع للغاية قد يؤدي إلى تحلل مفرط للسليلوز مما يؤثر على الوزن الجزيئي وأداء المنتج، بينما يؤدي التركيز القلوي المنخفض للغاية إلى عدم كفاية تفاعل السليلوز وعدم اكتمال تفاعلات الأثير.

وباختصار، هناك العديد من مكونات هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز التي تعتبر شائعة لدينا، ولكن هذا لا يعني أنه يمكن لأي شخص صنعها. ميلاكول، كما هو معروف علامة تجارية من هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز، ويقوم مصنعوها بتحديث خط إنتاج أثير السليلوز من خلال الابتكارات التكنولوجية والبحث والتطوير، والتي تلبي معظم احتياجات الصناعة.