ساختار شیمیایی و خواص
ساختار شیمیایی
HPMC یک اتر سلولزی است که از طریق جایگزینی گروه‌های هیدروکسیل (-OH) در زنجیره سلولز با گروه‌های متیل (-CH₃) و هیدروکسی پروپیل (-OCH₂CH(OH)CH₃) تولید می‌شود. این جایگزینی‌ها به HPMC خواص هیدروفیلی و توانایی حل شدن در آب را می‌بخشد. ساختار کلی HPMC را می‌توان به‌صورت زیر نشان داد:
- ساختار پایه: پلیمر سلولز، که از واحدهای β-D-گلوکز تشکیل شده و با پیوندهای β-1,4-گلیکوزیدی به هم متصل هستند.
- جایگزینی‌ها: گروه‌های متیل و هیدروکسی پروپیل به گروه‌های هیدروکسیل در موقعیت‌های 2، 3، یا 6 واحدهای گلوکز متصل می‌شوند.
- درجه جایگزینی (DS): معمولاً محتوای متیل در HPMC بین 28-30% و محتوای هیدروکسی پروپیل بین 7-12% است. این مقادیر بسته به گرید HPMC متفاوت است.
خواص فیزیکی و شیمیایی
HPMC به دلیل ساختار شیمیایی خاص خود، خواص متنوعی دارد که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می‌کند:
- حلالیت: HPMC در آب سرد (0–30°C) و برخی حلال‌های آلی قطبی حل می‌شود، اما در دماهای بالاتر (75–90°C) ژل تشکیل می‌دهد.
- ویسکوزیته: ویسکوزیته محلول‌های HPMC به وزن مولکولی و غلظت آن بستگی دارد و می‌تواند از چند mPa·s تا بیش از 100,000 mPa·s متغیر باشد.
- تشکیل ژل حرارتی: HPMC در دماهای بالا ژل‌های برگشت‌پذیر تشکیل می‌دهد، که این خاصیت در کاربردهای دارویی و غذایی مفید است.
- فیلم‌سازی: محلول‌های آبی HPMC می‌توانند فیلم‌های شفاف، انعطاف‌پذیر و مقاوم در برابر روغن تشکیل دهند، که در پوشش‌های دارویی و بسته‌بندی‌های غذایی کاربرد دارد.
- زیست‌سازگاری: HPMC غیرسمی، زیست‌تجزیه‌پذیر، و زیست‌سازگار است، که آن را برای کاربردهای دارویی و غذایی ایمن می‌کند.