Celuloze un hidroksipropilmetilcelluloze (HPMC) ir gan svarīgi savienojumi ar dažādiem lietojumiem, īpaši tādās nozarēs kā farmaceitiski izstrādājumi, pārtika, kosmētika un būvniecība. Kaut arī viņiem ir dažas līdzības, viņiem ir arī atšķirības to ķīmiskās struktūras, īpašību, lietošanas un ražošanas procesu atšķirībās.
1. Ķīmiskā struktūra:
Celuloze:
Celuloze ir polisaharīds, kas sastāv no garām glikozes molekulu ķēdēm, kuras savieno β-1,4-glikozīdu saites. Tas ir galvenā augu šūnu sienu sastāvdaļa, nodrošinot augu audos strukturālo atbalstu un stingrību. Celulozes molekulas veido mikrofibrilas, izmantojot ūdeņraža saiti, veicinot celulozes stiprību un nešķīstību ūdenī un vairumam organisko šķīdinātāju.
HPMC:
Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir daļēji sintētisks polimērs, kas iegūts no celulozes, izmantojot ķīmiskas modifikācijas. To ražo, ārstējot celulozi ar propilēnoksīdu un metilhlorīdu, lai celulozes mugurkaulā ieviestu hidroksipropila un metoksi grupas. Šo grupu aizvietošanas pakāpe (DS) var atšķirties, ietekmējot HPMC īpašības, piemēram, šķīdību, viskozitāti un želācijas izturēšanos.
2.Properijas:
Celuloze:
Nešķīstība: tīra celuloze nešķīst ūdenī un organiskos šķīdinātājos, ņemot vērā tās plašo ūdeņraža saiti un kristālisko struktūru.
Bioloģiskā noārdīšanās: celuloze ir bioloģiski noārdāma, padarot to videi draudzīgu un piemērotu dažādām videi draudzīgām lietojumprogrammām.
Mehāniskā izturība: celulozes šķiedrām ir augsta stiepes izturība, kas veicina to izmantošanu papīrā, tekstilizstrādājumos un kompozītmateriālos.
Reaģētspējas trūkums: celuloze ir ķīmiski inerta un normālos apstākļos viegli nereaģē ar citiem savienojumiem.
HPMC:
Šķīdība: HPMC uzrāda šķīdību ūdenī, veidojot caurspīdīgus un viskozus šķīdumus. Šķīdība ir atkarīga no tādiem faktoriem kā aizstāšanas pakāpe, molekulmasa un temperatūra.
Filmas veidošanās: HPMC pēc žāvēšanas var veidot elastīgas un caurspīdīgas plēves, padarot to noderīgu farmaceitiskos pārklājumos, pārtikas iepakojumā un citos lietojumos.
Viskozitāte: HPMC šķīdumiem ir regulējama viskozitāte, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā koncentrācija, temperatūra un aizvietošanas pakāpe. Šis īpašums ir būtisks, lai kontrolētu formulējumu reoloģisko izturēšanos.
Bioadhēzija: HPMC ir bioadhezīvas īpašības, ļaujot tai ievērot bioloģiskās virsmas, piemēram, gļotādas membrānas. Šī funkcija tiek izmantota farmaceitiskos preparātos kontrolētai zāļu piegādei.
3.Aplicinājumi:
Celuloze:
Papīrs un kartons: celulozes šķiedras ir galvenā izejviela papīra un kartona ražošanai to pārpilnības un izturības dēļ.
Tekstilizstrādājumi: Kokvilna, dabiska šķiedra, kas sastāv galvenokārt no celulozes, tekstilrūpniecībā plaši izmanto apģērbam, polsterējumam un citiem produktiem, kas balstīti uz audumiem.
Būvmateriāli: celulozes materiāli, piemēram, koks, saplākšņa un skaidu plāksne, ir bieži sastopami konstrukcijas un dekoratīvos nolūkos.
Pārtikas piedevas: Celulozes atvasinājumi, piemēram, mikrokristāliska celuloze un karboksimetilceluloze, tiek izmantoti kā sabiezētāji, stabilizatori un saurlūku līdzekļi pārtikas produktos.
HPMC:
Farmaceitiskās formulējumi: HPMC plaši izmanto farmaceitiskos līdzekļos kā saistviela, filmu bijušais, kontrolētas darbības līdzeklis un viskozitātes modifikators tabletēs, kapsulās, oftalmiskos risinājumos un aktuālos formulējumos.
Būvniecības materiāli: HPMC tiek pievienots uz cementa balstītiem produktiem, piemēram, javas, flīžu līmēm un pašlīmējošiem savienojumiem, lai uzlabotu darbojamību, ūdens aizturi un adhēzijas īpašības.
Pārtikas rūpniecība: HPMC izmanto kā biezinātāju, emulgatoru, stabilizatoru un uztura šķiedrvielu piedevu dažādos pārtikas produktos, ieskaitot mērces, desertus un pārstrādātu gaļu.
Personīgās aprūpes produkti: HPMC ir atrodams kosmētikā, tualetes piederumos un personīgās higiēnas priekšmetos, piemēram, losjonos, krēmos, šampūnos un zobu pastā kā reoloģijas modifikatoru, emulgatoru un filmu bijušo.
4. ražošanas process:
Celuloze:
Celulozi galvenokārt iegūst no augu avotiem, izmantojot tādus procesus kā mehāniskā celulēšana (piemēram, malkas šķembas), ķīmiskā celulēšana (piemēram, kraft process) vai baktēriju fermentācija (piemēram, baktēriju celulozes veidošana). Ekstrahētajā celulozē tiek attīrīta un apstrāde, lai iegūtu dažādas formas, kas piemērotas dažādām lietojumprogrammām.
HPMC:
HPMC ražošana ietver vairākas darbības, sākot ar celulozes ekstrakciju no augu avotiem, piemēram, koka mīkstuma vai kokvilnas oderēm. Pēc tam celulozi apstrādā ar sārmiem, lai noņemtu piemaisījumus pirms ēterifikācijas reakcijām ar propilēnoksīdu un metilhlorīdu, lai attiecīgi ieviestu hidroksipropilu un metoksi grupas. Iegūtais HPMC tiek attīrīts, žāvēts un sasmalcināts vēlamajā daļiņu lielumā komerciālai lietošanai.
Gan celuloze, gan HPMC ir svarīgi savienojumi ar dažādām lietojumiem dažādās nozarēs. Kamēr celuloze ir dabisks polisaharīds, kas atrodams augu šūnu sienās, HPMC ir modificēts celulozes atvasinājums ar pastiprinātu šķīdību un funkcionalitāti. To atšķirības ķīmiskajā struktūrā, īpašībās, lietojumos un ražošanas procesos padara tās piemērotas atšķirīgām lietojumiem, sākot no tradicionālās papīra veidošanas un tekstilizstrādājumiem un beidzot ar progresējošām farmaceitiskām zāļu formām un celtniecības materiāliem. Izpratne par šīm atšķirībām ir būtiska, lai izmantotu celulozes un HPMC unikālās īpašības, izstrādājot novatoriskus produktus un ilgtspējīgus risinājumus.
Pasta laiks: 18.-1825. Februāris