كيف تصنع مسحوق HPMC؟

HPMC هو أثير السليلوز السليولوز المشهور جدًا الذي يلعب دورًا مهمًا في مجالات البناء والأدوية والمواد الكيميائية اليومية والأغذية وما إلى ذلك. فكيف تصنع مسحوق HPMC؟ الخطوات الأساسية هي: تحضير المواد الخام، والمعالجة القلوية، والأثيرة، والميثيل، والهيدروكسي بروبيلات، والتنقية والتجفيف.

تحضير المواد الخام

يبدأ إنتاج مسحوق هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) باستخدام السليلوز كمادة أساسية. المصادر الشائعة هي لب الخشب وبطانات القطن. تتم معالجة لب الخشب أولًا لإزالة اللجنين والمكونات الأخرى غير السليلوزية نظرًا لفعاليته من حيث التكلفة. أما كتان القطن، فيحتوي على نسبة عالية من السليلوز، لذلك فإن استخدام القطن المكرر كمواد خام لإنتاج لزوجة HPMC سيكون أعلى.

المعالجة القلوية

تتم معالجة السليلوز المختار باستخدام مادة قلوية، وعادةً ما تكون هيدروكسيد الصوديوم (NaOH). تخدم هذه المعالجة غرضين رئيسيين. أولاً، تتسبب في انتفاخ ألياف السليلوز. عندما يمتص السليلوز المحلول القلوي، تتعطل الروابط الهيدروجينية الداخلية داخل بنية السليلوز. يسمح هذا التورم الفيزيائي باختراق أفضل للمواد المتفاعلة اللاحقة. ثانيًا، ينشط السليلوز كيميائيًا. وتصبح مجموعات الهيدروكسيل (-OH) الموجودة على السليلوز أكثر تفاعلاً، وهو أمر بالغ الأهمية للمرحلة التالية من العملية.

الأثيرية

الأثير هو الخطوة الأساسية في صناعة HPMC. يتم استخدام كاشفين رئيسيين: كلوريد الميثيل (CH₃Cl) وأكسيد البروبيلين (C₃H₆O).

الميثيل

يتفاعل كلوريد الميثيل مع السليولوز المنشط في تفاعل إحلالي محب للنواة. يتم استبدال ذرة الكلور في كلوريد الميثيل بمجموعة الميثيل (-CH₃) على مجموعات الهيدروكسيل في السليلوز. تؤثر خطوة الميثيل هذه على قابلية الذوبان والطبيعة الكارهة للماء للمنتج النهائي.

هيدروكسي البروبيل

يتفاعل أكسيد البروبيلين مع مجموعات الهيدروكسيل المتبقية على السليلوز. تنفتح حلقة الإيبوكسيد الإيبوكسيد لأكسيد البروبيلين، وتلتصق مجموعة هيدروكسي بروبيل (-CH₂CH(OH)CH₃) بالسليلوز. وهذا يضفي قابلية الذوبان في الماء وخصائص مفيدة أخرى على HPMC. ويحدث التفاعل في وعاء التفاعل، مع الحفاظ على درجة حرارة تتراوح عادةً بين 50 - 100 درجة مئوية وتعديل الضغط وفقًا لمتطلبات التفاعل. ويستغرق وقت التفاعل عدة ساعات لضمان الاستبدال المناسب.

التنقية والتجفيف

بعد تفاعل الأثيرة، يحتوي الخليط على مواد كيميائية غير متفاعلة، ونواتج ثانوية وأملاح إلى جانب HPMC الخام. يتم غسله بالماء أو بمذيب مناسب لإزالة هذه الشوائب ثم يتم تحييده. يتم فصل HPMC المغسول عن المرحلة السائلة، على سبيل المثال، عن طريق الترشيح أو الطرد المركزي. وأخيرًا، يتم تجفيفه، غالبًا من خلال التجفيف بالرذاذ. في التجفيف بالرذاذ، يتم تحويل HPMC الرطب إلى قطرات صغيرة وتجفيفها باستخدام الهواء الساخن، مما ينتج عنه مسحوق ناعم بحجم جسيمات موحد.

الملخص

يتطلب إنتاج وتصنيع HPMC شروطًا معينة. كما يمكن أن تنتجها ورش العمل الصغيرة المزودة بالمعدات ذات الصلة، ولكن لا يمكن ضمان الجودة. للعثور على مسحوق HPMC عالي الجودة، ما زلت بحاجة إلى دعم من مصنعي HPMC العادية!