Was sind die Bestandteile von Hydroxypropylmethylcellulose?

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) ist ein wichtiger Celluloseether, für dessen Herstellung eine Vielzahl von Rohstoffen benötigt wird, darunter Cellulose, Propylenoxid, Chlormethan, Natriumhydroxid und andere.

1. grundlegende Rohstoffe

Cellulose ist der Grundrohstoff für HPMC. Veredelte Baumwolle ist eine der Hauptquellen für Zellulose. Baumwolle enthält eine große Menge an Zellulose. Bevor sie für die Herstellung von HPMC verwendet wird, muss sie einem strengen Raffinationsprozess unterzogen werden. Dabei werden Baumwollsamen, Verunreinigungen, kurze Fasern usw. aus der Baumwolle entfernt und eine Entfettungsbehandlung durchgeführt. Durch diese Schritte wird hochreine Zellulose mit einem Zellulosegehalt von mehr als 90% gewonnen. Diese veredelte Baumwolle bildet das Grundgerüst der HPMC-Moleküle und dient als Grundlage für nachfolgende chemische Modifikationen.

Neben raffinierter Baumwolle kann auch Holzzellstoff als Zellstoffquelle verwendet werden. Zellstoff wird aus Holz gewonnen und kann in chemischen Zellstoff und mechanischen Zellstoff unterteilt werden. Chemischer Holzstoff wird durch Kochen von Holz mit chemischen Mitteln gewonnen, um Lignin und andere nicht zellulosehaltige Bestandteile des Holzes aufzulösen und so relativ reine Zellulose zu erhalten. Mechanischer Zellstoff wird durch mechanisches Zerkleinern von Holz gewonnen, enthält aber mehr Lignin und Hemizellulose und muss weiter gereinigt werden, bevor er für die Herstellung von HPMC verwendet werden kann. Es gibt jedoch viele Holzstoffquellen und die Kosten sind relativ niedrig, so dass die Produktionsanforderungen bis zu einem gewissen Grad erfüllt werden können.

2. chemische Modifikation von Rohstoffen

Propylenoxid und Methylchlorid sind die wichtigsten Rohstoffe für die chemische Modifizierung. Propylenoxid wird hauptsächlich verwendet, um die Hydroxypropylgruppe in Zellulosemoleküle einzubringen. Während des Produktionsprozesses reagiert die alkalisierte Zellulose mit Propylenoxid, und die Epoxidgruppe des Propylenoxids geht eine ringöffnende Additionsreaktion mit der Hydroxylgruppe des Zellulosemoleküls ein. Faktoren wie Temperatur, Alkalikonzentration und die Menge des verwendeten Propylenoxids haben einen großen Einfluss auf die Reaktionsergebnisse. Durch die Steuerung der verwendeten Propylenoxidmenge kann der Gehalt der Hydroxypropylgruppe im HPMC-Molekül eingestellt werden. Die Höhe des Hydroxypropylgruppengehalts wirkt sich erheblich auf die Wasserlöslichkeit, die Geliertemperatur und andere Eigenschaften von HPMC aus.

Die Aufgabe von Methylchlorid besteht darin, die Methylgruppe in das Zellulosemolekül einzuführen. Bei der Veretherungsreaktion reagiert Methylchlorid unter alkalischen Bedingungen mit der Hydroxylgruppe der Cellulose und bildet eine Methyletherbindung. Wie bei der Reaktion mit Propylenoxid beeinflussen Bedingungen wie die Reaktionszeit, die Art und die Menge des Alkalis den Grad der Reaktion zwischen Methylchlorid und Cellulose. Darüber hinaus ist auch die Reinheit des Methylchlorids von entscheidender Bedeutung, da Verunreinigungen die Selektivität der Reaktion und damit die Produktqualität beeinträchtigen können. Durch die Kontrolle der verwendeten Methylchloridmenge kann der Gehalt der Methylgruppe im HPMC-Molekül eingestellt werden, und unterschiedliche Methylgruppengehalte bewirken, dass HPMC Unterschiede in der Unlöslichkeit, der Oberflächenaktivität und anderen Aspekten aufweist.

3. alkalische Stoffe

Alkalische Substanzen wie Natriumhydroxid sind ebenfalls wichtige Rohstoffe. Bei der Alkalisierung der Zellulosevorbehandlung reagiert Natriumhydroxid mit der Zellulose, wodurch sich die Hydroxylgruppe im Zellulosemolekül in eine Alkohol-Natrium-Struktur verwandelt. Diese Struktur verbessert die Aktivität der Zellulose erheblich und ist für die anschließenden Veretherungsreaktionen mit Propylenoxid und Methylchlorid von Vorteil. Allerdings müssen die Konzentration und die Menge des Alkalis streng kontrolliert werden, da eine zu hohe Alkalikonzentration zu einem übermäßigen Abbau der Zellulose führen kann, was das Molekulargewicht und die Leistung des Produkts beeinträchtigt, während eine zu niedrige Alkalikonzentration zu einer unzureichenden Reaktivität der Zellulose und unvollständigen Veretherungsreaktionen führt.

Kurz gesagt, es gibt mehrere Bestandteile von Hydroxypropylmethylcellulose, die uns geläufig sind, aber das bedeutet nicht, dass jeder sie herstellen kann. melacoll, als ein bekannter Marke von Hydroxypropylmethylcelluloseund seine Hersteller verbessern ihre Celluloseether-Produktlinie durch technologische Innovationen sowie Forschung und Entwicklung, die den meisten Anforderungen der Industrie gerecht wird.