معرفی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) + ۵ کاربرد کلیدی آن

HPMC چیست؟

HPMC  یا هیدروکسی پروپیل متیل سلولز یکی از مشتقات سلولز است که در صنایع مختلف به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب یک پلیمر نیمه‌سنتتیک است که از واکنش شیمیایی سلولز با متیل کلراید و پروپیلن گلیکول ساخته می‌شود. HPMC  به دلیل حلالیت بالا در آب، ویسکوزیته قابل تنظیم، پایداری حرارتی و شیمیایی و بی‌خطری در کاربردهای خوراکی و دارویی، اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است.

سلولز، که یکی از فراوان‌ترین پلیمرهای طبیعی است، به‌طور سنتی در صنایع نساجی و کاغذ استفاده می‌شد. با پیشرفت شیمی پلیمر، دانشمندان توانستند سلولز را اصلاح کرده و مشتقات آن مانند HPMC را تولید کنند.  HPMC  برای اولین بار در دهه ۱۹۳۰ به‌صورت صنعتی تولید شد و از آن زمان تا کنون، در صنایع ساختمان، داروسازی، غذایی و آرایشی-بهداشتی کاربرد گسترده‌ای یافته است.

HPMC  به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود برای کاربردهای صنعتی ایده‌آل است. ویژگی‌هایی از جمله اینکه در آب سرد به راحتی حل می‌شود و محلول‌های شفاف و یکنواخت تولید می‌کند. ویسکوزیته محلول‌های HPMC بسته به نوع و درجه آن می‌تواند از چند سانتی‌پواز تا هزاران سانتی‌پواز متفاوت باشد، که این ویژگی برای کنترل غلظت در صنایع مختلف حیاتی است. HPMC در محدوده دمایی و pH وسیع پایداری خود را حفظ می‌کند و در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است.

“Hydroxypropyl methylcellulose (Hypromellose, HPMC) is a well-known excipient used in the pharmaceutical and nutraceutical fields due to its versatile properties such as film-forming, hydrophilicity and biocompatibility.” PMC

ترجمه:

«هیدروکسی‌پروپیل متیل‌سلولز (Hypromellose, HPMC) به دلیل خواص چندمنظوره‌اش مانند تشکیل فیلم، هیدروفیلیک بودن و سازگاری زیستی یک افزودنی شناخته‌شده در زمینه داروسازی و تغذیه‌ای است.»

از کجا بخرم؟

شرکت شهرشیمی محصول HPMC را در تنوع مختلف با قیمت و کیقیتی رقابتی به فروش می‌رساند. جهت خرید HPMC با قیمت رقابتی با کارشناسان فروش ما در ارتباط باشید.

خرید HPMC

تفاوت HPMC با سایر سلولزهای اصلاح شده

HPMC  با دیگر مشتقات سلولز مانند CMC (Carboxymethyl Cellulose)  و MC (Methylcellulose)  تفاوت دارد. مهم‌ترین تفاوت در حلالیت، ویسکوزیته و قابلیت کاربرد در دماهای مختلف است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود HPMC در کاربردهایی که نیاز به پایداری حرارتی و ویسکوزیته بالاتر دارند، ترجیح داده شود.

ماده	حلالیت	ویسکوزیته	کاربرد اصلی
HPMC	آب سرد	بالا	چندمنظوره
CMC	آب سرد/گرم	متوسط	غذایی (یونی)
HEC	آب سرد	بالا	آرایشی (غیر یونی)
MC	فقط آب سرد	پایین	پوشش‌دهی

فرآیند تولید HPMC

مواد اولیه و واکنش‌های شیمیایی

مواد اولیه اصلی HPMC شامل سلولز خالص، متیل کلراید و پروپیلن گلیکول است. در فرایند تولید، سلولز با این مواد واکنش داده و گروه‌های متوکسی و هیدروکسی پروپیل به زنجیره سلولز اضافه می‌شوند. این اصلاح شیمیایی موجب افزایش حلالیت و کنترل ویسکوزیته می‌شود.

مراحل کلیدی تولید و کنترل کیفیت

فرایند تولید HPMC شامل مراحل زیر است:

1. پیش‌تصفیه سلولز: حذف ناخالصی‌ها و آماده‌سازی سلولز برای واکنش.
2. واکنش شیمیایی: افزودن گروه‌های متوکسی و هیدروکسی پروپیل.
3. خشک‌سازی و آسیاب: تولید پودر HPMC با ذرات یکنواخت.
4. کنترل کیفیت: بررسی ویسکوزیته، درجه پایداری حرارتی و حلالیت.

کاربردهای HPMC

HPMC  به دلیل ویژگی‌های چندمنظوره خود، در صنایع مختلف کاربرد دارد. در ادامه پنج کاربرد کلیدی آن بررسی می‌شود:

کاربرد ۱ – صنعت ساختمان

در صنعت ساختمان، HPMC  به عنوان افزودنی ملات و سیمان استفاده می‌شود.

• بهبود کارایی ملات و سیمان: افزودن HPMC باعث افزایش زمان کارپذیری و جلوگیری از خشک شدن سریع ملات می‌شود.
• افزایش چسبندگی و مقاومت:  HPMC  موجب چسبندگی بهتر ملات به سطوح و افزایش مقاومت مکانیکی نهایی می‌شود.
• مثال واقعی: ملات خودتراز Mapei® حاوی ۰.۳٪ HPMC

“HPMC forms a colloidal film with a 3D network structure in water, which changed the ability of water to migrate … A positive correlation was observed between the plastic viscosity and the water holding capacity of cement mortar.” ResearchGate

ترجمه:

« HPMC یک فیلم کلوئیدی با ساختار شبکه سه‌بعدی در آب تشکیل می‌دهد که توان مهاجرت آب را تغییر می‌دهد … همبستگی مثبتی بین ویسکوزیته پلاستیکی و ظرفیت نگهداری آب در ملات سیمانی مشاهده می‌شود.»

کاربرد ۲ – داروسازی

در صنعت داروسازی، HPMC  یکی از مهم‌ترین پلیمرها برای تولید قرص و کپسول است.

• پوشش داروها و کپسول‌ها:  HPMC  به عنوان پوشش محافظ برای داروها عمل می‌کند و از تماس مستقیم با محیط جلوگیری می‌کند.
• تأثیر بر زمان آزادسازی دارو: با تنظیم ویسکوزیته و ضخامت، HPMC  می‌تواند سرعت آزادسازی دارو در بدن را کنترل کند، که در تولید داروهای کنترل‌شده و تاخیری حیاتی است.
• مثال واقعی: متفورمین XR با ۴۰٪ HPMC K100M

“By forming a thin film around the drug, HPMC prevents moisture from penetrating the tablet or capsule, thereby reducing the risk of chemical degradation.” hpmcmanufacturer.com

ترجمه:

«با تشکیل یک فیلم نازک پیرامون دارو، HPMC  از نفوذ رطوبت به قرص یا کپسول جلوگیری می‌کند و به این ترتیب ریسک تجزیه شیمیایی را کاهش می‌دهد.»

کاربرد ۳ – صنایع غذایی

در صنایع غذایی، HPMC  به عنوان جایگزین چربی، غلظت‌دهنده و تثبیت‌کننده بافت استفاده می‌شود.

• جایگزین چربی و تثبیت‌کننده:  HPMC  می‌تواند بافت خامه‌ای و چسبندگی لازم را بدون افزایش چربی فراهم کند.
• افزایش بافت و ویسکوزیته: استفاده از HPMC در سوپ‌ها، سس‌ها و محصولات پخته باعث بهبود قوام و یکدست شدن محصول نهایی می‌شود.
• مثال واقعی: بستنی بدون شکر با ۰.۲٪ HPMC (جلوگیری از کریستال یخ)

کاربرد ۴ – لوازم آرایشی و بهداشتی

در کرم‌ها، لوسیون‌ها و ژل‌های آرایشی، HPMC  نقش مهمی در ایجاد بافت مناسب و پایدار دارد.

• بهبود قوام کرم‌ها و ژل‌ها:  HPMC  باعث افزایش غلظت و یکنواختی محصول می‌شود.
• خاصیت نگهدارندگی و مرطوب‌کنندگی: این ترکیب به حفظ رطوبت پوست کمک کرده و طول عمر محصول را افزایش می‌دهد.
• مثال واقعی: کرم مرطوب‌کننده Nivea® Q10 حاوی  HPMC

کاربرد ۵ – سایر صنایع تخصصی

علاوه بر کاربردهای بالا، HPMC  در برخی صنایع تخصصی نیز استفاده می‌شود:

• چاپ و پوشش‌دهی: به عنوان فیلم‌ساز و غلظت‌دهنده در جوهرها و پوشش‌ها.
• صنایع پتروشیمی و کاغذ:  HPMC  به کنترل ویسکوزیته و کیفیت محصولات کمک می‌کند.
• مثال واقعی: کاغذ حرارتی با پوشش HPMC (Shin-Etsu)

مزایا و محدودیت‌های HPMC

مزایای استفاده از  HPMC

• ایمنی و سازگاری زیستی:  HPMC  برای مصرف انسانی و حیوانی بی‌خطر است.
• پایداری در شرایط مختلف: مقاومت در برابر تغییرات دما، Ph  و مواد شیمیایی.
• چندمنظوره بودن: کاربردهای گسترده در صنایع مختلف، از دارویی تا غذایی و ساختمانی.

محدودیت‌ها و چالش‌های فنی

• هزینه تولید: تولید HPMC به دلیل مراحل شیمیایی و کنترل کیفیت نیازمند هزینه بالا است.
• حساسیت به دما و pH : اگرچه HPMC پایدار است، در شرایط بسیار شدید ممکن است خواص خود را از دست بدهد.

نکات فنی برای انتخاب و استفاده از  HPMC

برای بهره‌برداری بهینه از HPMC، رعایت نکات فنی زیر ضروری است:

• انتخاب درجه ویسکوزیته مناسب: بسته به کاربرد، ویسکوزیته باید به‌طور دقیق انتخاب شود.
• نکات سازگاری با سایر مواد:  HPMC  باید با مواد دیگر ترکیب شده و واکنش ناخواسته ندهد.
• نگهداری و ذخیره‌سازی صحیح: پودر HPMC باید در محیط خشک و خنک نگهداری شود تا خواص آن حفظ شود.

سخن پایانی

HPMC  یک پلیمر چندمنظوره و ایمن است که کاربردهای گسترده‌ای در صنایع ساختمان، داروسازی، غذایی، آرایشی و بهداشتی دارد. ویژگی‌هایی مانند حلالیت بالا، ویسکوزیته قابل تنظیم و پایداری حرارتی و شیمیایی، آن را به ماده‌ای استراتژیک برای تولید محصولات با کیفیت بالا تبدیل کرده است. با توجه به پیشرفت‌های تکنولوژی و افزایش تقاضا در صنایع مختلف، انتظار می‌رود HPMC  همچنان نقش کلیدی خود را در نوآوری محصولات حفظ کند.