HPC-羟丙纤维素

00日本曹达股份有限公司01序言CELNY是环氧丙烷与纤维素经反应生成的羟丙基醚。通常被称作HPC（羟丙纤维素），1971年被载入日本药典。2005年8月被指定为食品添加物，在多个领域中的应用备受瞩目。作为食品添加物并没有使用标准，表示名称为“羟丙纤维素”或“HPC”。●制作方法木浆添加环氧丙烷羟丙纤维素结构式中的R：代表H或{-CH2-CH(CH3)-O}mH基，m为1以上的整数*CELNY是白色~带黄白色的无味的粉末。●主要特点1.CELNY在室温下可溶于水和主要的极性有机溶剂。2.可根据用途和处方选择相应的聚合度（粘度）。3.CELNY具有化学惰性，与其他成分几乎不会发生反应。●主要用途在医药品领域中，羟丙纤维素作为片剂和颗粒剂的粘合剂与包衣剂被广泛使用。在食品领域，基于其特点，它作为增稠剂、稳定剂、凝胶化剂、施胶剂、乳化剂、分散剂、粘合剂和成膜剂的使用被人们寄予厚望。●CELNY的类型汇总根据粘度（分子量）的不同，CELNY分为五种类型。（其粒形分为普通型和微粉型两种）类型粘度（mPa·s）成膜剂粘合剂各种增稠性在20℃条件下，2%CELNY水溶液的粘度02●粒度分布针对不同用途，我们设计了两种粒径的CELNY。一般来说，普通型需溶解使用，微粉型则适用于以粉末形式混合。CELNYL微粉CELNYL网眼：u●物理化学性质1.假比重：0.5~0.6g/ml2.热稳定性：开始变色的温度195~210℃真比重：1.2224碳化温度260~275℃●粉体特性●软化温度LL微粉密度疏松软化温度/℃0.380.35（g·cc）振实型号第一第二第三H730.480.47压缩度%16425221.725.5休止角度M6817825350.541.1崩溃角度L6018525516.820.5SL68192255差角度33.320.7SSL75183抹角度63.464.7粒径um82.360.0以日本工业规格JISK-7196“通过热可塑性塑料薄膜或薄片的热机械分析进行的软化温度试验”的结果为依据。但为避免低温的一端发生蠕变而造成影响，我们选用了5mN的输入电压针。●溶解特性HPC易溶于无水低级乙醇和极性溶剂，生成透明的、稳定的溶液。不溶于苯、二甲苯、四氯化碳、脂肪族烃等物质。在水和代表性的有机溶剂中的溶解度类型SSLSLLMH溶剂水70g50g40g20g10g甲醇7050402010乙醇7040352010异丙醇402015105丙二醇4020100.50.5*在100g溶剂中的溶解量03●溶解方法配制2%的CELNY水溶液的溶解步骤1.搅拌法（使用CELNY-L）①在容器中注入适量的20~30℃的水。②将称量好的CELNY倒入水中。*必须首先将水注入。但是，在溶解大量CELNY时，需一边搅拌一边缓缓加入CELNY，尽量避免出现结块。③强力搅拌约两小时使之溶解。①注入水后加入CELNY②搅拌30分钟后③搅拌60分钟后：仍有部分未溶解④搅拌120分钟后：溶解042.混合搅拌法（使用CELNY-L）①在其中一个容器中倒入适量的CELNY。②用另一个容器称量出预计使用量的水，将其中一部分水注入盛有CELNY的容器。③用玻璃棒等工具充分搅拌使之混合。（约15分钟后水与CELNY充分混合为糊状物）④将剩余的水注入此容器并搅拌约60分钟使之溶解。①倒入2%的CELNY后注入少量的水②搅拌15分钟③注入剩余的水④搅拌60分钟后：溶解053.加温法（使用CELNY-M：溶解粘度较高的CELNY时效果较好）①将所需水量的1/2~1/3加温至80℃左右。②边搅拌边加入CELNY。*在这个温度下CELNY并不溶解，而是分散在水中。（参照下页图2）③在CELNY分散均匀呈浆状时注入剩余的水。④将液体温度保持在40℃以下，整体搅拌使CELNY均匀溶解。①在1/2量的温水（80℃）中掺入CELNY②搅拌10分钟后：均匀分散（温度为65℃）③注入剩余的水（注入后温度为50℃）④搅拌60分钟后：溶解（温度为37℃）06●粘度与浓度的关系水溶液的粘度CELNY的水溶液为透明稳定的溶液，如图2所示，其粘度随着温度的升高而降低，温度升至45℃以上时粘度急剧下降。这是由溶解度的界限引起的，此过程是完全可逆的。乙醇溶液的粘度无水乙醇溶液的浓度与粘度的关系与水溶液相似。虽然无水乙醇溶液的粘度也会随温度的升高而逐渐降低，但与水溶液不同的是，它并不会出现因凝胶化从而导致黏度急剧下降的情况。图1浓度与粘度的关系图2温度与粘度的关系粘度（mPa·s）粘度（mPa·s）温度（℃）水溶液浓度（%）图3浓度与粘度的关系图4温度与粘度的关系粘度（mPa·s）粘度（mPa·s）乙醇溶液浓度（%）温度（℃）07●在各种条件下的稳定性平衡水分含有率时间变化以及相对湿度与吸湿率的关系分别如图5和图6所示。吸湿率指的是用称量瓶精确地称量出在100~105℃下干燥至衡重的HPC，将其放置在相对湿度恒定（50%RH和80%RH）的25℃的环境中，数日后的重量增加率。图5搁置天数与吸湿率的关系图6相对湿度与吸湿率的关系吸湿率（%）吸湿率（%）相对湿度（%）搁置天数（天）图7CELNY水溶液的粘度随PH的变化图8紫外线照射条件下CELNY水溶液粘度随时间的变化粘度（mPa·s）粘度（mPa·s）经过天数（天）在20℃条件下将2%的SL、2%的L、1%的M和0.5%的H分别溶解在PH1~PH11的水溶液中时它们的粘度变化。将2%的L、M、H水溶液在20℃下用紫外线灯（波长2537A、槽内温度25~30℃、装置：弗罗因德产业生产的LifeTesterLT-6）照射30天，在20℃条件下测定它们各自的粘度变化。●安全性急性毒性（一次性服用/口服/小白鼠）：LD50＞5g/kg体重重复服用毒性（13周/混合饵料/小白鼠）：并未出现因为重复服用引起的不良反应08●使用CELNY制作片剂在片剂制作中加入一定比例的CELNY可以充分提高片剂的硬度并降低其磨损度。这里介绍一下在典型的“湿法制粒”和“直接压片”方法中使用CELNY制成的片剂的特性。CELNY片剂检测No.1湿法制粒（不含主要成分）1.制作方法将赋形剂以粉末形式混合，再将CELNY溶于水或乙醇等溶剂生成的溶液以喷雾的方式喷在粉末上实现制粒。最后将制成的颗粒放入压片机中进行压片。制粒机：SPIRA-A-FLOW（弗罗因德产业）制粒法：将8%的HPC水溶液喷雾在乳糖上压片机：菊水立式成型机No6B-2压片法：在制粒品中添加1%的糖酯（润滑剂）（上下杵：8mmφ压片压力：600~700Kg重量：180~185mg/片）2.片剂组成表1片剂组成*片剂压片压力=600Kg/cm2值：wt.%片剂组成No.ABCD赋形剂：乳糖99.098.096.094.0粘合剂：CELNY-L0.01.03.05.0润滑剂：蔗糖脂肪酸酯（*1）1.01.01.01.0（*1）型号S-370F3.片剂性质测定方法①硬度：片剂20片，ERWEKA硬度计【ERWEKA公司/TBH28型号】②磨损度：片剂20片，磨损度试验器【萱垣医理科工业（股）】③崩解时间：片剂6片，崩解试验器【富山产业（股）/NT-2型号】崩解时间是指6片片剂在38℃的水温下全部崩解所需的时间。4.结果表2片剂性质片剂组成No.ABCDCELNY-L添加量（wt.%）0.01.03.05.0硬度（kg）5.110.010.912.6磨损度（%）1.20.50.30.3崩解时间（分）8.013.017.019.0图3崩解时间图1硬度图2磨损度磨损度（%）崩解时间（分）硬度（kg）CELNY添加量（%）CELNY添加量（%）CELNY添加量（%）09CELNY片剂检测No.2湿法制粒（抗坏血酸）1.制作方法将主要成分与赋形剂以粉末形式混合，再将CELNY溶于水或乙醇等溶剂生成的溶液以喷雾的方式喷在粉末上实现制粒。最后将制成的颗粒用压片机压片。一般来说，与直接压片法相比，这种方法具有较强的粘合力，可以制成硬度较高的片剂。制粒机：SPIRA-A-FLOW（弗罗因德产业）制粒法：将8%的HPC水溶液喷雾在抗坏血酸（50%）、乳糖（30%）和玉米淀粉（20%）的混合粉末上压片机：菊水立式成型机No6B-2压片法：在制粒品中添加1%的糖酯（润滑剂）（上下杵：8mmφ压片压力：600~700Kg重量：180~185mg/片）2.片剂组成（本试验添加了大剂量的通常难以制成片剂的抗坏血酸，以获取检测数据）表1片剂组成*片剂压片压力=600~700Kg/cm2；片剂重量=180~185mg/片）片剂组成No.（wt%）ABCD主要成分：抗坏血酸50.050.050.050.0赋形剂：乳糖30.030.030.030.0赋形剂：玉米淀粉20.020.020.020.0粘合剂：CELNY-L1.01.53.05.0润滑剂：蔗糖脂肪酸酯（*1）1.01.01.01.0（*1）型号S-370F3.片剂性质测定方法①硬度：片剂20片，ERWEKA硬度计【ERWEKA公司/TBH28型号】②磨损度：片剂20片，磨损度试验器【萱垣医理科工业（股）】③崩解时间：片剂6片，崩解试验器【富山产业（股）/NT-2型号】崩解时间是指6片片剂在38℃的水温下全部崩解所需的时间。4.结果表2片剂性质片剂组成No.ABCDCELNY-L添加量（wt.%）1.01.53.05.0硬度（kg）3.33.88.611.1磨损度（%）--0.30.2崩解时间（分）2.54.510.013.0图2崩解时间图1硬度崩解时间（分）硬度（kg）CELNY添加量（%）CELNY添加量（%）10CELNY片剂检测No.3直接压片（抗坏血酸）1.制作方法将主要成分、赋形剂、润滑剂和CELNY（微粉）以粉末形式混合，用压片机整理并压片。压片机：菊水立式成型机No6B-2压片法：在制粒品中添加2%的糖酯（润滑剂）（上下杵：8mmφ压片压力：600~700Kg重量：180~185mg/片）2.片剂组成表1片剂组成*片剂压片压力=600~700Kg/cm2；片剂重量=180~185mg/片）片剂组成No.（wt.%）ABC主要成分：抗坏血酸10.010.010.0赋形剂：乳糖52.851.650.4赋形剂：玉米淀粉35.234.433.6粘合剂：CELNY-L微粉1.03.05.0润滑剂：蔗糖脂肪酸酯（*1）1.01.01.0（*1）类型S-370F3.片剂性质测定方法①硬度：片剂20片，ERWEKA硬度计【ERWEKA公司/TBH28型号】②磨损度：片剂20片，磨损度试验器【萱垣医理科工业（股）】③崩解时间：片剂6片，崩解试验器【富山产业（股）/NT-2型号】崩解时间是指6片片剂在38℃的水温下全部崩解所需的时间。4.结果表2片剂性质片剂组成No.ABCCELNY-L添加量（wt.%）1.03.05.0硬度（kg）4.54.85.4磨损度（%）0.80.60.5崩解时间（分）479图1硬度图2磨损度磨损度（%）硬度（kg）CELNY添加量（%）CELNY添加量（%）图3崩解时间崩解时间（分）CELNY添加量（%）11●使用CELNY制作片剂作为健康食品素材的葡萄糖胺和胶原难以制成片剂，现在我们以这两种物质为主要成分来进行片剂检测。湿法制粒（葡萄糖胺、胶原）1.制作方法①将葡萄糖胺或胶原与赋形剂分别称量后共同放入球磨机，在无球状态下混合15分钟，再使用流化床制粒机制粒。②将制粒品用30mesh的筛子过滤后加入润滑剂，再共同放入球磨机，在无球状态下混合30分钟。③将简易振子附在压片机的粉体供给器上加振压片。制粒机：SPIRA-A-FLOW（弗罗因德产业）制粒法：将8%的CELNY水溶液喷雾制粒压片机：菊水立式成型机No6B-2压片法：在制粒品中添加1%的糖酯（润滑剂）（上下杵：8mmφ压片压力：600~700Kg重量：180~185mg/片）2.片剂性质测定方法①硬度：片剂20片，ERWEKA硬度计【ERWEKA公司/TBH28型号】②磨损度：片剂20片，磨损度