Como é que se fabrica HPMC em pó?

O HPMC é um éter de celulose muito popular que desempenha um papel importante nos domínios da construção, produtos farmacêuticos, produtos químicos diários, alimentos, etc. Como produzir pó de HPMC? Os passos básicos são: preparação da matéria-prima, tratamento alcalino, eterificação, metilação, hidroxipropilação, purificação e secagem.

Preparação de matérias-primas

A produção de pó de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) começa com a celulose como material de base. As fontes mais comuns são a polpa de madeira e os linters de algodão. A polpa de madeira, por ser económica, é primeiro processada para remover a lenhina e outros componentes não celulósicos. Os linters de algodão têm um elevado teor de celulose, pelo que a utilização de algodão refinado como matéria-prima para produzir HPMC terá uma viscosidade mais elevada.

Tratamento alcalino

A celulose selecionada é tratada com um alcalino, geralmente hidróxido de sódio (NaOH). Este tratamento tem dois objectivos principais. Em primeiro lugar, provoca a dilatação das fibras de celulose. À medida que a celulose absorve a solução alcalina, as ligações internas de hidrogénio na estrutura da celulose são quebradas. Este inchaço físico permite uma melhor penetração dos reagentes subsequentes. Em segundo lugar, ativa quimicamente a celulose. Os grupos hidroxilo (-OH) na celulose tornam-se mais reactivos, o que é crucial para a fase seguinte do processo.

Eterificação

A eterificação é a etapa principal na produção de HPMC. São utilizados dois reagentes principais: cloreto de metilo (CH₃Cl) e óxido de propileno (C₃H₆O).

Metilação

O cloreto de metilo reage com a celulose activada numa reação de substituição nucleofílica. O átomo de cloro no cloreto de metilo é substituído por um grupo metilo (-CH₃) nos grupos hidroxilo da celulose. Este passo de metilação influencia a solubilidade e a natureza hidrofóbica do produto final.

Hidroxipropilação

O óxido de propileno reage com os restantes grupos hidroxilo da celulose. O anel epóxido do óxido de propileno abre-se, e um grupo hidroxipropilo (-CH₂CH(OH)CH₃) liga-se à celulose. Isto confere solubilidade em água e outras propriedades úteis ao HPMC. A reação ocorre num recipiente de reação, com a temperatura tipicamente mantida entre 50 - 100°C e a pressão ajustada de acordo com os requisitos da reação. O tempo de reação é de várias horas para garantir uma substituição adequada.

Purificação e secagem

Após a reação de eterificação, a mistura contém produtos químicos que não reagiram, subprodutos e sais, juntamente com o HPMC em bruto. É lavada com água ou com um solvente adequado para remover estas impurezas e, em seguida, neutralizada. O HPMC lavado é separado da fase líquida, por exemplo, por filtração ou centrifugação. Por fim, é seco, frequentemente através de secagem por pulverização. Na secagem por pulverização, a HPMC húmida é transformada em pequenas gotículas e seca com ar quente, resultando num pó fino com um tamanho de partícula uniforme.

Resumo

A produção e o fabrico de HPMC requerem determinadas condições. Pequenas oficinas com equipamento adequado podem também produzi-lo, mas a qualidade não pode ser garantida. Para encontrar pó de HPMC de alta qualidade, é necessário o apoio de fabricantes regulares de HPMC!