Methyl cellulose là gì

Hydroxypropyl methylcellulose [HPMC] hay còn có tên gọi khác là Hypromellose là một polyme bán tổng hợp, là một dẫn chất cellulose được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp dược phẩm. HPMC gồm có 2 loại là HPMC có độ nhớt thấp và HPMC có độ nhớt cao.

Đặc điểm cấu trúc và đặc tính hóa lý của HPMC

Cấu trúc

Hypromellose [HPMC] là một dẫn chất O-methyl hóa và O-[2-hydroxypropyl] hóa của cellulose. Các loại HPMC khác nhau sẽ có số lượng nhóm methyl và hydroxymethyl khác nhau do đó có khối lượng phân tử và độ nhớt khác nhau. Khối lượng phân tử của HPMC xấp xỉ khoảng 10,000-1,500,000.

Đặc tính lý hóa

HPMC tồn tại dạng bột hoặc hạt không mùi và không vị, màu trắng hoặc trắng kem và tạo thành dịch keo khi hòa tan trong nước.

Dịch thể HPMC 2% trong nước có pH khoảng 5,0-8,0.

Độ tan: HPMC tan được trong nước lạnh tạo thành dung dịch keo nhớt, thực tế không tan trong nước nóng, cloroform, ethanol 95% và ete nhưng có khả năng hòa tan trong hỗn hợp ethanol và diclomethan, hỗn hợp methanol và diclomethan hay hỗn hợp nước và alcol với tỉ lệ thích hợp và hàm lượng alcol nhỏ hơn 50%. Một số loại HPMC có thể hòa tan trong dung dịch aceton trong nước hay hỗn hợp của diclomethan và propan-2-ol và các dung môi hữu cơ khác. Một số loại khác có thể trương nở trong ethanol.

Nhiệt độ nóng chảy: HPMC hóa nâu ở 190-200°C; hóa than ở 225-230°C.

Nhiệt độ chuyển kính là 170-180°C.

Khả năng hút ẩm: HPMC dễ hút ẩm từ không khí và lượng nước hấp thụ phụ thuộc vào hàm ẩm ban đầu của HPMC và nhiệt độ và độ ẩm tương đối của môi trường.

Trọng lượng riêng của HPMC là 1,26.

Độ nhớt

Dung dịch HPMC trong nước thường được sử dụng hơn so với dung dịch HPMC trong hỗn hợp rượu-nước. Dung dịch HPMC trong dung môi hữu cơ thường có độ nhớt cao hơn dung dịch nước ở cùng một nồng độ HPMC. Độ nhớt cũng tăng lên khi tăng nồng độ của HPMC.

Để pha chế dịch thể HPMC trong nước nên làm như sau: phân tán đều HPMC và ngâm trong 20-30% nước cho trương nở hoàn toàn. Sau đó khuấy mạnh và đun nóng hỗn hợp đến 80–90°C rồi bổ sung thêm HPMC. Cuối cùng thêm nước lạnh vừa đủ để tạo dung dịch có độ nhớt thích hợp, chú ý cần khuấy liên tục khi thêm.

Độ ổn định, tương kỵ và điều kiện bảo quản

Độ ổn định: bột HPMC tương đối ổn định ở điều kiện thường tuy nhiên dạng bột khô dễ hút ẩm. HPMC dạng dung dịch trong nước ổn định ở pH 3-11. HPMC có thể chuyển dạng sol-gel thuận nghịch khi thay đổi nhiệt độ [khi làm nóng và làm mát]. Nhiệt độ hồ hóa của HPMC trong khoảng 50-90°C phụ thuộc vào bản chất và nồng độ của chính HPMC.

Nếu như nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa, độ nhớt của dung dịch sẽ giảm khi nhiệt độ tăng lên còn vượt quá nhiệt độ hồ hóa thì độ nhớt của dung dịch tăng lên khi nhiệt độ tăng. Dung dịch HPMC trong nước kháng enzyme tương đối tốt nên khá ổn định trong quá trình bảo quản

Tuy nhiên dung dịch nước dễ bị làm hỏng bởi vi sinh vật và nấm mốc do đó cần thêm các chất bảo quản như natri benzoate, acid benzoic, paraben, … Benzalkonium clorid thường được dùng làm chất bảo quản trong các chế phẩm nhãn khoa có chứa HPMC. Hoặc cũng có thể được khử trùng bằng cách hấp tiệt trùng tuy nhiên khi đó các polyme đông tụ phải được phân tán lại bằng cách lắc.khi làm nguội.

Tương kỵ: với các tác nhân oxy hóa.

Điều kiện bảo quản: Bột HPMC nên được bảo quản trong bao bì kín, ở nơi khô ráo, thoáng mát.

Ứng dụng của HPMC trong bào chế dược phẩm

HPMC là một tá dược được sử dụng rộng rãi trong các chế phẩm thuốc uống, nhỏ mắt, nhỏ mũi và bôi ngoài da. HPMC có thể đóng vai trò làm tá dược dính, tá dược độn, tá dược rã và tá dược bao trong viên nén, chất nhũ hóa trong nhũ tương, chất gây thấm và chất làm ổn định hỗn dịch.

Trong bào chế viên nén, viên nang: HPMC thường được dùng làm tá dược dính với nồng độ từ 2-5% trong quá trình tạo hạt khô hoặc tạo hạt ướt. Ngoài ra HPMC có độ nhớt cao có thể được sử dụng trong công thức viên nang, viên nén giải phóng kéo dài với tỉ lệ từ 10-80%. HPMC còn đóng vai trò làm tá dược rã do khả năng trương nở trong nước và một số dung môi khác gây rã viên. Các HPMC có độ nhớt khác nhau sẽ có vai trò khác nhau trong một công thức thuốc. HPMC có độ nhớt thấp thường sử dụng làm tá dược dính hoặc bao chống ẩm như E6, E15, E3, K3, … còn HPMC độ nhớt cao thường sử dụng làm tá dược độn tạo cốt hoặc màng bao trong viên giải phóng kéo dài [2-20%] như K4M, K100M, E10M, K15M,… HPMC có nhiều ưu điểm như bền với các yếu tố ngoại môi [độ ẩm, ánh sáng, nhiệt độ,…], không có mùi vị riêng và dễ phối hợp với chất màu nên là tá dược bao được sử dụng nhiều trong bao bảo vệ.

Trong bào chế nhũ tương: HPMC đóng vai trò là chất nhũ hóa ổn định có tác dụng ổn định nhũ tương do làm tăng độ nhớt pha ngoại, hoặc hấp phụ lên bề mặt phân cách pha, cân bằng tỷ trọng hai pha. Ngoài ra HPMC ngăn các giọt tiểu phân hợp nhất nên tránh hiện tượng tách lớp.

Trong bào chế hỗn dịch: HPMC đóng vai trò chất gây thấm do tạo lớp áo ngoài thân nước bao quanh các tiểu phân dược chất giúp dễ dàng phân tán đều các tiểu phân dược chất vào môi trường phân tán là nước. HPMC có độ nhớt cao đóng vai trò chất gây treo tiểu phân phân tán giúp giảm sa lắng, ổn định hỗn dịch.

Trong các chế phẩm nhãn khoa: So với các dẫn chất cellulose khác, HPMC dạng dung dịch trong nước có độ trong hơn, ít có các sợi không tan do đó được ưu tiên trong các công thức thuốc dùng cho nhãn khoa. HPMC với nồng độ 0,45–1,0% có thể được thêm vào làm chất làm đặc cho thuốc nhỏ mắt và dung dịch nước mắt nhân tạo.

HPMC còn đóng vai trò làm chất làm đặc trong một số chế phẩm thuốc mềm dùng trên da, niêm mạc.

Tham khảo thêm: Tinh bột là gì? Ứng dụng của tinh bột trong sản xuất dược phẩm

Tính an toàn của HPMC

HPMC được coi là một chất không độc hại và không gây khó chịu khi sử dụng. Tuy nhiên nếu dùng một lượng quá nhiều qua đường uống có thể gây ra tác dụng nhuận tràng. Trên thực tế, HPMC liều cao đang được nghiên cứu để điều trị hội chứng chuyển hóa.

Nhiều năm trở lại đây, ngành công nghiệp khai khoáng đã có những bước phát triển mạnh mẽ không chỉ ở nước ta mà còn ở nhiều quốc gia trên Thế giới. Để làm được điều này, không thể thiếu đi sự hỗ trợ của các loại hóa chất và phụ gia tạo đặc, mà trong số đó, phụ gia CMC là một trong những chất quan trọng nhất. Bài viết dưới đây sẽ cung cấp cho các bạn một số thông tin xoay quanh vấn đề CMC là gì, các đặc điểm và tính chất của chất này.

CMC là gì? Đặc điểm và tính chất của phụ gia CMC

CMC là gì? Carboxymethyl là gì? Phụ gia tạo đặc CMC

CMC là viết tắt của Carboxymethyl Cellulose. CMC là một dẫn xuất xenlulo sở hữu các nhóm carboxymethyl [-CH 2 -COOH] liên kết cùng một số nhóm hydroxyl của các monome glucopyranose, từ đó, tạo thành khung sườn cellulose. Ngoài ra, CMC cũng thường được người ta sử dụng như muối Natri, còn được biết đến với tên gọi là Natri Carboxymethyl Cellulose.

Cấu tạo hóa học của phụ gia CMC

Phụ gia tạo đặc CMC được biết đến là một polime tạo nên bằng cách hòa tan trong nước anion có nguồn gốc từ poly - cellulose phong phú nhất Thế giới. Tác dụng của hóa chất này tương tự như một chất làm đặc, chất ổn định, chất kết dính, chất kiểm soát dòng chảy, keo bảo vệ,...

Nguồn gốc của phụ gia CMC

CMC lần đầu tiên được sản xuất trên thị trường là vào năm 1918. Tuy nhiên, mãi cho đến khi được giới thiệu thương mại tại Hoa Kỳ bởi Hercules Incorporated vào năm 1946, CMC mới dần được biết đến và sử dụng rộng rãi.

Nhờ vào những khả năng đặc trưng như làm đặc, ổn định nhũ tương, kết dính,... CMC dần trở nên phổ biến và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống.

Đặc điểm của phụ gia CMC

Để hiểu hơn về CMC là gì, hãy cùng điểm qua một số đặc điểm nổi bật của chất phụ gia này nhé. Một số đặc trưng chính của chất tạo đặc CMC bao gồm:

• Phụ thuộc vào giá trị DS [mức độ thay thế]. Giá trị DS cao sẽ dẫn đến độ hòa tan cùng nhiệt độ tạo kết tủa thấp và ngược lại. Lý giải về điều này chính là do sự cản trở của các nhóm Hydro phân cực.
• Tan tốt ở nhiệt độ từ 40 - 50 độ C.
• Phương pháp tốt nhất để hòa tan CMC trong nước là sử dụng nước nóng. Lúc này, các hạt Cellulose Methyl sẽ phân tán trong nước, chờ đến khi nhiệt độ hạ xuống, chỉ cần khuấy nhẹ, các hạt sẽ bắt đầu tan ra.

Phụ gia CMC sở hữu nhiều đặc trưng khác biệt với các chất hóa học khác

• Trong trường hợp dẫn xuất dưới 0.4, CMC sẽ không thể hòa tan trong nước.
• Sở hữu khả năng tạo đông thành một khối vững chắc với độ ẩm rất cao lên đến 98%. Tuy nhiên, độ bền chắc và tốc độ đông cũng cần phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt của dung dịch cùng số lượng nhóm acetat được thêm vào để tạo đông.
• Nồng độ tối thiểu phải đáp ứng để CMC có thể tạo động rơi vào khoảng 0.2% và của nhóm acetat là khoảng 7% so với CMC.

Tính chất của phụ gia CMC

Ngoài ra, định nghĩa CMC là gì cũng có thể được giải đáp và bổ sung bằng các tính chất đặc trưng của hóa chất này, bao gồm:

• Có dạng bột trắng, hơi ngả vàng, hầu như không có mùi hạt hút ẩm.
• Không độc hại, không gây dị ứng
• Có khả năng tạo dung dịch dạng keo bằng cách kết hợp với nước.
• Không thể hòa tan trong Ethanol.
• So với Cellulose, phân tử của CMC ngắn hơn.
• Có thể được sử dụng trong thực phẩm, nhưng chỉ với liều lượng khoảng 0.5 - 0.75%.
• Dạng muối và cả dạng Acid đều có khả năng trở thành tác nhân tạo đông tốt.
• Tạo khối đông vững chắc với độ ẩm cao lên đến 98%, tuy nhiên độ chắc và tốc độ tạo đông lại bị phụ thuộc vào hàm lượng acetat nhôm.
• Hầu hết đều sẽ tan trong nước lạnh.
• Có khả năng giữ được nước cho dù ở bất kì môi trường nhiệt độ nào.
• Có thể được dùng như chất ổn định nhũ tương, có tác dụng kiểm soát độ nhớt mà không cần dùng đến gel.
• Có thể sử dụng như chất kết dính khuôn mẫu áp dụng cho các cải tiến dẻo.
• Được đánh giá cao về khả năng kết dính, tính ổn định, đặc biệt, hiệu lực phân tán sẽ tăng cao khi tác dụng lên các chất màu.

Một số ứng dụng phổ biến của CMC trong đời sống

Ứng dụng CMC là gì? Được áp dụng trong những lĩnh vực nào? Cùng tìm hiểu nhé!

Lĩnh vực sản xuất thực phẩm

CMC được ứng dụng trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm sẽ mang đến các tác dụng dưới đây:

• Tăng độ dày, đặc cho sản phẩm
• Cải thiện về mặt cấu trúc
• Tăng cảm giác ngon miệng
• Tăng khả năng giữ nước
• Tăng tính ổn định
• Kiểm soát sự hình thành của các tinh thể đá trong các trường hợp thực phẩm đông lạnh

Lĩnh vực y tế

• Ngăn ngừa, hạn chế các tình trạng chảy máu cam
• Sử dụng để thay thế băng gạc
• Sử dụng sau khi phẫu thuật

Lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng

CMC được người ta sử dụng để làm một trong những thành phần của các sản phẩm dưới đây:

• Kem đánh răng
• Giấy
• Hóa chất tẩy rửa
• Thuốc nhuận tràng
• Nước sơn
• KY Jelly
• Một số sản phẩm tiêu dùng khác

CMC được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng

Những thông tin trên bài viết đã chia sẻ và cung cấp cho bạn các thông tin nhằm trả lời cho câu hỏi CMC là gì. Hy vọng những thông tin này sẽ có ích cho bạn trong nhiều trường hợp nhé.