HPMC

HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) چیست

HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) یک ترکیب همه کاره است که در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد. این ماده به عنوان مشتقی مصنوعی از سلولز، یک پلیمر طبیعی است که در دیواره سلولی گیاهان یافت می‌شود. سلولز از این منابع گیاهی استخراج می­شود و از طریق واکنش با اکسید پروپیلن، گروه‌های هیدروکسی پروپیل را تشکیل می‌دهد که نتیجه آن، تولید HPMC است.

یکی از کاربردهای رایج این محصول که همه ما با آن آشنایی داریم، استفاده در اشک مصنوعی به عنوان جایگزین اشک طبیعی است. در این مقاله قصد داریم به معرفی ساختار شیمیایی این ترکیب، کاربردها و موارد استفاده و هم چنین ویژگی‌های آن بپردازیم. با ما همراه باشید.

HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) و ساختار شیمیایی آن

ساختار شیمیایی HPMC، شامل یک ستون سلولزی است که گروه‌های هیدروکسیل آن با گروه‌های متیل و هیدروکسی پروپیل جایگزین شده‌اند. اصلاح ساختار در این ترکیب شیمیایی، حلالیت و پایداری آن را در هر دو سیستم آبی و غیرآبی افزایش داده و باعث تعیین درجه جایگزینی ویسکوزیته و ایجاد سایر خواص فیزیکی HPMC شده است.

ساختار مولکولی اچ پی ام سی (HPMC) متشکل از زنجیره‌های بلند واحدهای گلوکز بوده که توسط پیوندهای گلیکوزیدی (β-1,4-glycosidic) به هم متصل شده‌اند. درجه جایگزینی (DS) در این ترکیب به میانگین تعداد گروه های هیدروکسی پروپیل یا متیل در هر واحد گلوکز اشاره دارد. به این صورت که DS بالاتر، منجر به افزایش حلالیت در آب و کاهش دمای آن می‌شود.

توزیع وزن مولکولی نیز بر خواص HPMC تأثیر می‌گذارد. گریدهایی با وزن مولکولی بالاتر، توانایی ضخیم‌شدن بهتری دارند؛ اما سرعت انحلال آهسته‌تری را در مقایسه با گریدهایی با وزن مولکولی پایین‌تر، ارائه می‌دهند. توجه داشته باشید که ویسکوزیته محلول‌های HPMC به عواملی مانند غلظت، دما و pH بستگی دارد. این پارامترها بر درهم‌تنیدگی بین زنجیره‌های پلیمری تأثیر می‌گذارند و رفتار جریان محلول‌های HPMC را تعیین می‌کنند.

ویژگی‌ها و خواص هیدروکسی پروپیل متیل سلولز

HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) پودری سفید و بدون بو است که به آسانی در آب حل می‌شود و محلولی شفاف و چسبناک را ایجاد می­کند. دمای تغیر رنگ این ترکیب شیمیایی بسیار بالا است (190 تا 200 درجه سانتیگراد) و اندازه ذرات آن نیز بین 40 تا 60 مش می‌تواند متغیر باشد. هم چنین این ماده در دمای بالای حدود 280 درجه سانتیگراد کربونيزه می‌شود.

از دیگر ویژگی‌های HPMC می‌توان به انسجام مناسب ذرات آن، متعادل سازی ph ترکیب‌های شیمیایی، قابلیت ضخیم‌شدن مناسب، سازگاری با سایر مواد، مقاومت آنزیمی گسترده، پایداری حرارتی و ظرفیت بالای نگهداری آب اشاره کرد.

کاربردهای HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز)

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد، به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربرد این ترکیب را می‌توان در بخش‌های مختلفی نظیر داروسازی، ساخت و ساز، مواد غذایی و محصولات مراقبت شخصی مشاهده کرد.

• HPMC به عنوان ماده اولیه مواد شوینده

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز یکی از موادی است جهت تغلیط محصولات شوینده شامل مایع دستشویی، مایع ظرفشویی استفاده می شود.

• داروسازی

یکی از کاربردهای HPMC، استفاده در بخش داروسازی به عنوان بایندر قرص است. این ترکیب به نگه داشتن مواد در کنار هم و ایجاد قرص‌هایی با انسجام مناسب کمک می‌کند. علاوه بر این، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز باعث ایجاد یک پوشش محافظ روی قرص‌ها و کپسول‌ها می­شود که پایداری و طول عمر آنها را افزایش می‌دهد.

یکی دیگر از کاربردهای مهم HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) در این بخش، استفاده به عنوان یک اصلاح‌کننده ویسکوزیته است. از این ماده می‌توان برای کنترل خواص رئولوژیکی فرمولاسیون‌های مایع مانند سوسپانسیون‌ها و امولسیون‌ها استفاده کرد. با تنظیم غلظت HPMC می‌توان به ویژگی‌های مورد نظر دست‌ یافت و از تجویز دوز مناسب دارو اطمینان حاصل کرد.

• ساخت و ساز

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به دلیل ویژگی ضخیم کنندگی که دارد، در صنعت ساخت و ساز و محصولات مبتنی بر سیمان مورد استفاده زیادی قرار می‌گیرد. این ترکیب، کارایی و قوام ملاط و بتن را بهبود می­ بخشد و امکان کاربرد آسان و چسبندگی بهتر به سطوح را فراهم می‌کند. علاوه بر این، HPMC به عنوان یک عامل حفظ آب نیز عمل کرده و از تبخیر سریع آب از مخلوط سیمان جلوگیری می‌کند.

از طرفی خاصیت ضخیم کنندگی HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) باعث استفاده آن در صنایع گچ‌سازی نیز شده است. این ویژگی، استحکام و دوام بهتری را به این مواد می‌بخشد و ترک خوردگی و انقباض را هنگام خشک شدن کاهش می‌دهد.

همچنین HPMC نقشی حیاتی در بهبود عملکرد سیستم‌های تکمیل عایق خارجی (EIFS) ایفا می‌کند. این ماده به عنوان یک غلیظ کننده در پوشش‌های پایه EIFS عمل کرده و مقاومت بالایی در برابر ترک و انعطاف پذیری را ارائه می‌دهد و چسبندگی بین لایه‌های پایه و تخته‌های عایق را بهبود می‌بخشد.

• صنایع غذایی

یکی از کاربردهای اولیه HPMC در صنایع غذایی، استفاده به عنوان عامل غلیظ کننده است. این ترکیب، ویسکوزیته مایعات را افزایش می­دهد و بافت و ساختار آنها را بهبود می‌بخشد. به­عنوان­مثال افزودن این ترکیب به سوپ‌های آماده و سس‌ها باعث ایجاد قوام یکدست و حالت خامه‌ای در این محصولات می‌شود. HPMC به عنوان یک امولسیفایر در محصولات غذایی مختلف نیز عمل می‌کند. این ترکیب با جلوگیری از جداسازی روغن و آب، به تثبیت امولسیون‌های روغن در آب در محصولاتی مانند بستنی، سس مایونز، سس سالاد و… کمک می‌کند.

• محصولات مراقبت شخصی

هیپروملوز کاملاً غیرسمی و زیست‌تخریب‌پذیر است؛ به همین دلیل به طور گسترده در محصولات مراقبت شخصی استفاده می‌شود. توانایی بالای HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) در حفظ رطوبت، آن را به یک عنصر ایده­آل برای لوسیون‌ها، کرم‌ها و مرطوب‌کننده‌ها تبدیل کرده است. استفاده از این ماده در محصولات مراقبت شخصی حفظ رطوبت پوست را افزایش می­ دهد و باعث هیدراته نگه داشتن آن می‌شود. هم چنین به دلیل ویسکوزیته بالا، در تولید محصولاتی مانند ژل‌های مو و حالت‌دهنده‌ها نیز نقش مؤثری دارد.

جمع بندی

هیپروملوز یا HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز)، پودری سفید رنگ متمایل به زرد و بدون بو و مزه است که مزایای مختلفی نظیر خواص ضخیم کنندگی و سازگاری با محیط زیست را ارائه می‌دهد. با این حال این ترکیب از برخی معایب مانند هزینه بالا، حلالیت محدود در دماهای پایین و ایجاد مشکلات گوارشی در برخی موارد برخوردار است. درک صحیحی از مزایا و معایب این ماده به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که تصمیمات آگاهانه‌ای را هنگام استفاده از HPMC در محصولات یا فرمولاسیون‌های خود اتخاذ کنند.