Как изготовить порошок HPMC?

HPMC - это очень популярный эфир целлюлозы, который играет важную роль в строительстве, фармацевтике, повседневной химии, пищевой промышленности и т.д. Как же сделать порошок HPMC? Основные этапы: подготовка сырья, обработка щелочью, этерификация, метилирование, гидроксипропилирование, очистка и сушка.

Подготовка сырья

Производство порошка гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMC) начинается с целлюлозы в качестве основного материала. Распространенными источниками являются древесная целлюлоза и хлопковый катышек. Древесная целлюлоза, будучи экономически эффективной, сначала обрабатывается для удаления лигнина и других нецеллюлозных компонентов. Хлопковые катышки имеют высокое содержание целлюлозы, поэтому при использовании очищенного хлопка в качестве сырья для производства HPMC вязкость будет выше.

Обработка щелочью

Отобранная целлюлоза обрабатывается щелочью, обычно гидроксидом натрия (NaOH). Эта обработка служит двум основным целям. Во-первых, она вызывает набухание целлюлозных волокон. По мере того как целлюлоза поглощает раствор щелочи, внутренние водородные связи в структуре целлюлозы нарушаются. Это физическое набухание позволяет лучше проникать последующим реактивам. Во-вторых, целлюлоза активируется химически. Гидроксильные группы (-OH) на целлюлозе становятся более реакционноспособными, что имеет решающее значение для следующего этапа процесса.

Этерификация

Этерификация - основной этап производства HPMC. Используются два ключевых реагента: метилхлорид (CH₃Cl) и пропиленоксид (C₃H₆O).

Метилирование

Хлористый метил вступает в реакцию с активированной целлюлозой в результате реакции нуклеофильного замещения. Атом хлора в хлористом метиле замещается метильной группой (-CH₃) на гидроксильных группах целлюлозы. Этот этап метилирования влияет на растворимость и гидрофобность конечного продукта.

Гидроксипропилирование

Оксид пропилена вступает в реакцию с оставшимися гидроксильными группами целлюлозы. Эпоксидное кольцо пропиленоксида размыкается, и гидроксипропильная группа (-CH₂CH(OH)CH₃) присоединяется к целлюлозе. Это придает HPMC растворимость в воде и другие полезные свойства. Реакция происходит в реакционном сосуде, где температура обычно поддерживается в пределах 50-100°C, а давление регулируется в соответствии с требованиями реакции. Время реакции составляет несколько часов для обеспечения надлежащего замещения.

Очистка и сушка

После реакции этерификации смесь содержит непрореагировавшие химические вещества, побочные продукты и соли, а также сырой HPMC. Для удаления этих примесей ее промывают водой или подходящим растворителем, а затем нейтрализуют. Промытый HPMC отделяют от жидкой фазы, например, путем фильтрации или центрифугирования. Наконец, его сушат, часто путем распылительной сушки. При распылительной сушке влажный HPMC превращается в мелкие капли и высушивается горячим воздухом, в результате чего получается тонкий порошок с однородным размером частиц.

Резюме

Производство и изготовление HPMC требует определенных условий. Небольшие мастерские с соответствующим оборудованием также могут производить его, но качество не может быть гарантировано. Чтобы найти высококачественный порошок HPMC, необходимо заручиться поддержкой постоянные производители HPMC!