هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) مادة بوليمرية شبه اصطناعية، غير سامة، متعددة الوظائف، تُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الدوائية والغذائية ومستحضرات التجميل والكيميائية. وفي تركيبات المنظفات، أصبحت مادة HPMC مادة مضافة مهمة بفضل خصائصها الممتازة في التكثيف والتثبيت والترطيب وغيرها.
1. الخصائص الأساسية لـ HPMC
HPMC هو مركب إيثر سليلوزي، يُستخرج من السليلوز الطبيعي عن طريق التعديل الكيميائي. ومن أهم خصائصه:
قابلية جيدة للذوبان في الماء: يمكن لـ HPMC أن يذوب بسرعة في الماء البارد لتكوين محلول شفاف ولزج.
تأثير التكثيف: يتمتع HPMC بتأثير تكثيف ممتاز، ويمكنه زيادة لزوجة المحلول بشكل كبير عند تركيزات منخفضة، وهو مناسب لمختلف تركيبات السوائل.
خصائص تشكيل الفيلم: بعد تبخر الماء، يمكن لـ HPMC تشكيل فيلم مرن وشفاف لتعزيز التصاق المنظفات.
مضادات الأكسدة والاستقرار الكيميائي: يتمتع HPMC بخمول كيميائي عالي، ويمكن أن يظل مستقرًا في مجموعة متنوعة من البيئات الكيميائية، ومقاوم للأحماض والقلويات، ومضاد للأكسدة.
خاصية الترطيب: تتمتع HPMC بقدرة ترطيب جيدة ويمكنها تأخير فقدان الماء، خاصة في منظفات العناية بالبشرة.
2. آلية عمل HPMC في المنظفات
في تركيبات المنظفات، وخاصةً السائلة منها، يُعدّ الثبات من أهم خصائصها. يجب أن تحافظ المنظفات على ثبات خصائصها الفيزيائية والكيميائية لفترة طويلة، ويلعب HPMC دورًا هامًا في ذلك، لا سيما في الجوانب التالية:
منع انفصال الطور: عادةً ما تحتوي المنظفات السائلة على مكونات متنوعة، مثل الماء، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والمكثفات، والعطور، وغيرها، والتي تكون عرضة لانفصال الطور أثناء التخزين طويل الأمد. يُعزز تأثير HPMC المُكثِّف لزوجة النظام بفعالية، مما يُتيح توزيعًا متساويًا لكل مكون، ويمنع التكتل والترسيب.
تحسين ثبات الرغوة: يُعدّ ثبات الرغوة أمرًا بالغ الأهمية أثناء عملية الغسيل. يُمكن لمادة HPMC زيادة لزوجة السائل وتأخير انفجار الرغوة، مما يُحسّن من متانتها. وهذا يُؤثّر بشكل كبير على تجربة استخدام المُنظّف، خاصةً عند الغسيل اليدوي أو مع المنتجات ذات رغوة التنظيف القوية.
تأثير تكثيف مُحسَّن: يُحسّن تأثير HPMC التكثيفي سيولة المنظفات السائلة ويمنعها من أن تكون رقيقة أو سميكة جدًا. في نطاق واسع من درجة الحموضة (pH)، يكون تأثير HPMC التكثيفي مستقرًا نسبيًا، وهو مناسب بشكل خاص لتركيبات المنظفات شديدة القلوية، مثل منظفات الغسيل وسوائل تنظيف المراحيض.
ثباتية ضد التجمد والذوبان: قد تتقشر بعض المنظفات أو تتبلور في درجات الحرارة المنخفضة، مما يؤدي إلى فقدان المنتج لزخمه أو توزيعه بشكل غير متساوٍ. يُحسّن HPMC مقاومة التركيبة للتجمد والذوبان، ويحافظ على خصائصها الفيزيائية ثابتة خلال دورات التجمد والذوبان المتكررة، ويمنع التأثير على فعالية المنظف.
منع الالتصاق والترسيب: في المنظفات التي تحتوي على مواد جزيئية (مثل جزيئات المنظفات أو جزيئات الفرك)، يمكن لـ HPMC منع هذه الجزيئات من الاستقرار أثناء التخزين، مما يحسن بشكل فعال استقرار تعليق المنتج.
3. استخدام HPMC في أنواع مختلفة من المنظفات
(1). منظف الملابس
يُستخدم HPMC كمكثّف ومثبّت في منظفات الغسيل. وظيفته الرئيسية هي منع تكوّن طبقات المنظفات، وتعزيز ثبات الرغوة، وضمان توزيع متجانس للمكونات الفعالة أثناء عملية الغسيل. يضمن توافقه الحيوي الجيد وعدم سميّته عدم تسببه في تهيج الجلد عند غسل الملابس.
(2). سائل غسيل الأطباق
في سوائل غسل الأطباق، لا يُحسّن HPMC سيولتها فحسب، بل يُحسّن أيضًا متانة الرغوة ويُحسّن تجربة المستخدم. كما يمنع ترسب المواد الخافضة للتوتر السطحي، مما يُحافظ على المنتج صافيًا وشفافًا أثناء التخزين.
(3). منتجات التنظيف التجميلية
يُستخدم HPMC بكثرة في منتجات مثل غسول الوجه وجل الاستحمام. وظيفته الرئيسية هي تحسين ملمس المنتج وسلاسة استخدامه مع توفير تأثير ترطيب. ولأن HPMC غير سام ولطيف، فإنه لا يسبب تهيجًا للجلد، وهو مناسب للاستخدام في منتجات التنظيف لمختلف أنواع البشرة.
(4). المنظفات الصناعية
من بين المنظفات الصناعية، يتميز HPMC بثباته وقدرته على التكثيف، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للبيئات الصناعية القاسية. على سبيل المثال، في منظفات المعادن، يحافظ على توزيع متساوٍ للمكونات الفعالة ويمنع التكتل أثناء التخزين.
4. العوامل المؤثرة على استقرار المنظفات المحسنة بواسطة HPMC
على الرغم من أن HPMC يظهر تحسنًا ممتازًا في الاستقرار في تركيبات المنظفات، إلا أن تأثيره يتأثر ببعض العوامل:
التركيز: تؤثر كمية HPMC بشكل مباشر على ثبات المنظف وسلاسته. قد يؤدي التركيز المرتفع جدًا إلى لزوجة المنظف، مما يؤثر على تجربة المستخدم؛ بينما قد لا يُظهر التركيز المنخفض جدًا تأثيره المستقر بالكامل.
درجة الحرارة: يتأثر تأثير HPMC المُكثِّف بدرجة الحرارة، وقد تنخفض لزوجته عند ارتفاع درجات الحرارة. لذلك، عند استخدامه في بيئات ذات درجات حرارة عالية، يجب تعديل التركيبة للحفاظ على اللزوجة المناسبة.
قيمة الرقم الهيدروجيني: على الرغم من أن HPMC يتمتع بثبات جيد في نطاق واسع من الرقم الهيدروجيني، إلا أن البيئات الحمضية والقلوية الشديدة قد تؤثر على أدائه، وخاصة في التركيبات القلوية للغاية، عن طريق تعديل النسبة أو إضافة إضافات أخرى لتعزيز الاستقرار.
التوافق مع المكونات الأخرى: يجب أن يتمتع HPMC بتوافق جيد مع المكونات الأخرى في المنظفات، مثل المواد الخافضة للتوتر السطحي والعطور، لتجنب التفاعلات الضارة أو الترسب. غالبًا ما يتطلب تصميم وصفة طبية إجراء تجارب دقيقة لضمان تآزر جميع المكونات.
يُحسّن استخدام HPMC في المنظفات ثبات المنتج بشكل ملحوظ. فهو لا يمنع انفصال الطور في المنظفات ويحسّن ثبات الرغوة فحسب، بل يُعزز أيضًا مقاومة التجمد والذوبان ويزيد من سيولته. في الوقت نفسه، فإن ثبات HPMC الكيميائي ولطفه وعدم سميته يجعله مناسبًا لأنواع مختلفة من تركيبات المنظفات، بما في ذلك المنتجات المنزلية والصناعية ومنتجات العناية الشخصية. ومع ذلك، لا يزال تأثير استخدام HPMC بحاجة إلى تحسين وفقًا لتركيبات محددة لضمان أفضل أداء في بيئات مختلفة.
وقت النشر: ١٨ أكتوبر ٢٠٢٤