Гідраксіпрапілметылцэлюлоза ГПМЦ — гэта неіённы змешаны эфір цэлюлозы, які адрозніваецца ад іённага змешанага эфіру метылкарбаксіметылцэлюлозы і не рэагуе з цяжкімі металамі. Адзін з радыкалаў кіслароду мае розныя характарыстыкі з-за ўтрымання гідраксіпрапілметылцэлюлозы, рознай прапорцыі гідраксіпрапілу і глейкасці, і мае розныя тыпы кіслароду, якія адрозніваюцца па сваіх характарыстыках. Напрыклад, тыпы з высокім утрыманнем метоксілу і нізкім утрыманнем гідраксіпрапілу блізкія да метылцэлюлозы, а тыпы з нізкім утрыманнем метоксілу і высокім утрыманнем гідраксіпрапілу блізкія да гідраксіпрапілметылцэлюлозы. Аднак, нягледзячы на тое, што ўтрымліваецца толькі невялікая колькасць гідраксіпрапілу або невялікая колькасць метоксілу, растваральнасць у арганічных растваральніках або тэмпература флокуляцыі ў водным растворы істотна адрозніваецца.
1, растваральнасць гідраксіпрапілметылцэлюлозы
Гідраксіпрапілметылцэлюлоза ў вадзе, растваральная ў гідраксіпрапілметылцэлюлоза, насамрэч з'яўляецца мадыфікаванай метылцэлюлозай, аксідам прапілену (метылаксіпрапілавым кольцам), таму яна мае падобныя з метылцэлюлозай характарыстыкі растваральнасці ў халоднай вадзе і нерастваральнасці ў гарачай вадзе. Аднак тэмпература гелеўтварэння мадыфікаванай гідраксіпрапілавай цэлюлозы значна вышэйшая, чым у метылцэлюлозы ў гарачай вадзе. Напрыклад, глейкасць воднага раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы з 2% утрыманнем метоксі DS = 0,73 і ўтрыманнем гідраксіпрапілу MS = 0,46 складае 500 МПа пры 20℃. Тэмпература гелеўтварэння прадукту S блізкая да 100℃, у той час як метылцэлюлозы пры той жа тэмпературы складае ўсяго каля 55℃. Што тычыцца растваральнасці ў вадзе, яна таксама значна паляпшаецца, напрыклад, пасля драбнення гідраксіпрапілметылцэлюлозы (форма зерняў 0,2~0,5 мм пры 20℃) глейкасць 4% воднага раствора складае 2пА. Прадукты S можна лёгка раствараць у вадзе без астуджэння пры пакаёвай тэмпературы.
(2) Гідраксіпрапілметылцэлюлоза ў арганічных растваральніках раствараецца лепш, чым гідраксіпрапілметылцэлюлоза ў арганічных растваральніках, і метылцэлюлоза мае ступень метоксізамешчання 2,1 або больш прадуктаў, утрымліваючы гідраксіпрапіл MS = 1,5~1,8 і метоксі DS = 0,2~1,0. Высокаглейкая гідраксіпрапілметылцэлюлоза з агульнай ступенню замяшчэння вышэй за 1,8 раствараецца ў бязводных метанольных і этанольных растворах і мае тэрмапластычную і вадзяную растваральнасць. Яна таксама раствараецца ў хлараваных вуглевадародах, такіх як дыхлармэтан і трыхларметан, і арганічных растваральніках, такіх як ацэтон, ізапрапілавы спірт і дыацэтонавы спірт. Яе растваральнасць у арганічных растваральніках перавышае растваральнасць у вадзе.
2, гідраксіпрапілметылцэлюлоза, глейкасць фактараў, якія ўплываюць
Каэфіцыенты глейкасці гідраксіпрапілметылцэлюлозы для вызначэння стандартнай глейкасці гідраксіпрапілметылцэлюлозы і іншых эфіраў цэлюлозы аднолькавыя і вымяраюцца пры тэмпературы 20℃ з 2% водным растворам у якасці стандартнага вызначэння. Глейкасць аднаго і таго ж прадукту, з павелічэннем канцэнтрацыі і павелічэннем аднолькавай канцэнтрацыі прадуктаў з рознай малекулярнай масай, мае высокую малекулярную масу прадукту. Яе сувязь з тэмпературай падобная да залежнасці ад метылцэлюлозы. Пры павышэнні тэмпературы глейкасць пачынае зніжацца, але пры дасягненні пэўнай тэмпературы глейкасць рэзка павялічваецца і адбываецца гелеўтварэнне. Тэмпература гелеўтварэння прадуктаў з нізкай глейкасцю вышэйшая, чым у прадуктаў з высокай глейкасцю. Узровень кропкі гелеўтварэння, акрамя высокай і нізкай глейкасці эфіру, таксама звязаны з суадносінамі метоксі- і гідраксіпрапільных груп эфіру і агульнай ступенню замяшчэння. Варта адзначыць, што гідраксіпрапілметылцэлюлоза таксама з'яўляецца псеўдапластычнай; яе раствор стабільны пры захоўванні пры пакаёвай тэмпературы і не дэградуе глейкасць, за выключэннем магчымасці ферментатыўнага раскладання.
3, гідраксіпрапілметылцэлюлоза, устойлівая да кіслот і шчолачаў
Гідраксіпрапілметылцэлюлозная кіслата, шчолач і гідраксіпрапілметылцэлюлозная кіслата, як правіла, стабільныя і не змяняюцца ў дыяпазоне pH PH2~12, вытрымліваючы пэўную колькасць лёгкіх кіслот, такіх як мурашыная кіслата, воцатная кіслата, цытрынавая кіслата, бурштынавая кіслата, фосфарная кіслата, борная кіслата і г.д. Канцэнтраваныя кіслаты зніжаюць глейкасць. Шчолачы, такія як каўстычная сода, каўстычная калійная кіслата і вапнавая вада, не ўплываюць на іх, але ўплыў невялікага павелічэння глейкасці раствора будзе паступова змяншацца ў будучыні.
4, гідраксіпрапілметылцэлюлозу можна змешваць
Раствор гідраксіпрапілметылцэлюлозы можна змешваць з водарастваральнымі палімернымі злучэннямі, утвараючы аднастайны празрысты раствор з падвышанай глейкасцю. Да такіх высокамалекулярных злучэнняў адносяцца поліэтыленгліколь, полівінілацэтат, полісілікон, поліметылвінілсілаксан, гідраксіэтылцэлюлоза і метылцэлюлоза і г.д. Натуральныя палімерныя злучэнні, такія як гуміарабік, камедь ражковага дрэва, камедь цярновага дрэва і г.д., таксама добра спалучаюцца са сваім растворам. Гідраксіпрапілметылцэлюлозу таксама можна змешваць са стэарынавай або пальміцінавай кіслатой, манітолавым эфірам або сарбітавым эфірам, а таксама з гліцэрынай, сарбітам і манітолам; гэтыя злучэнні можна выкарыстоўваць у якасці пластыфікатара гідраксіпрапілметылцэлюлозы.
5, гідраксіпрапілметылцэлюлоза нерастваральная ў вадзе растваральная
Гідраксіпрапілметылцэлюлоза, нерастваральны ў вадзе эфір цэлюлозы, можа павярхоўна зшывацца з альдэгідамі, у выніку чаго гэтыя водарастваральныя эфіры выпадаюць у асадак і становяцца нерастваральнымі ў вадзе. Акрамя таго, гідраксіпрапілметылцэлюлоза не растваральная ў альдэгідах, фармальдэгідах, гліяксалях, сукцынальдэгідах, дыальдэгідах і г.д. Пры выкарыстанні фармальдэгіду варта звярнуць асаблівую ўвагу на pH раствора, бо пры гэтым рэакцыя з гліяксалем ідзе хутчэй, таму ў прамысловай вытворчасці гліяксаль звычайна выкарыстоўваецца ў якасці зшывальнага агента. Дазоўка гэтага зшывальнага агента ў растворы складае 0,2%~10% ад масы эфіру, найлепшым чынам 7%~10%, напрыклад, найбольш прыдатным з'яўляецца выкарыстанне гліяксалю з 3,3%~6%. Звычайная тэмпература апрацоўкі складае 0~30℃, час - 1~120 хвілін. Рэакцыя зшывання павінна праводзіцца ў кіслых умовах. Звычайна, у раствор дадаюць неарганічную моцную кіслату або арганічную карбоновую кіслату, каб давесці pH раствора да значэння прыкладна 2~6, пераважна ад 4~6, а затым дадаюць альдэгіды для рэакцыі зшывання. У якасці кіслот выкарыстоўваюцца саляная кіслата, серная кіслата, фосфарная кіслата, мурашыная кіслата, воцатная кіслата, гідраксівоцатная кіслата, бурштынавая кіслата або цытрынавая кіслата, сярод якіх мурашыная кіслата або воцатная кіслата з'яўляюцца найлепшымі, а мурашыная кіслата - найлепшай. Кіслоты і альдэгіды таксама могуць быць дададзены адначасова, каб раствор зшыўся ў патрэбным дыяпазоне pH. Гэтая рэакцыя часта выкарыстоўваецца ў канчатковым працэсе атрымання эфіру цэлюлозы, каб эфір цэлюлозы не раствараўся, для прамывання і ачысткі лёгка выкарыстоўваць ваду з тэмпературай 20~25℃. Пры выкарыстанні прадукту ў раствор прадукту можна дадаваць шчолачныя рэчывы, каб давесці pH раствора да шчолачнага ўзроўню, і прадукт хутка раствараецца ў растворы. Гэты метад таксама можна выкарыстоўваць, калі раствор эфіру цэлюлозы выкарыстоўваецца для стварэння плёнкі, а затым плёнка апрацоўваецца для стварэння нерастваральнай плёнкі.
6, антыфермент гідраксіпрапілметылцэлюлозы
Тэарэтычна, гідраксіпрапілметылцэлюлоза мае ўстойлівасць да ферментаў, бо кожная ангідраглюкозная група ўтварае цвёрдую камбінацыю замяшчальных груп, што дазваляе мікраарганізмам менш інфікавацца, але на самой справе гатовая прадукцыя са значэннем замяшчэння больш за 1 таксама дэградуе ферментамі. Гэта апісанне ступені замяшчэння кожнай групы ў ланцугу цэлюлозы неаднастайная. Мікраарганізмы могуць разбураць незамешчаныя дэгідратаваныя глюкозныя групы, утвараючы цукры, якія могуць засвойвацца мікраарганізмамі ў якасці ежы. Такім чынам, калі ступень этэрыфікацыйнага замяшчэння цэлюлозы павялічваецца, устойлівасць эфіру цэлюлозы да ферментатыўнай эрозіі павялічваецца. Паведамляецца, што ў кантраляваных умовах рэшткавая глейкасць гідраксіпрапілметылцэлюлозы (DS = 1,9), метылцэлюлозы (DS = 1,83), метылцэлюлозы (DS = 1,66) і гідраксіэтылцэлюлозы (1,7%) складала 13,2%, 7,3%, 3,8% і 1,7% адпаведна. Гідраксіпрапілметылцэлюлоза валодае моцнай антыферментнай здольнасцю. Такім чынам, гідраксіпрапілметылцэлюлоза з'яўляецца выдатным антыферментным сродкам у спалучэнні з добрай дысперсіяй, загушчэннем і ўтварэннем плёнкі, прымяняецца ў эмульсійных пакрыццях і г.д., звычайна не патрабуе дадання кансервантаў. Аднак, каб прадухіліць працяглае захоўванне раствора або магчымае забруджванне знешняга свету, можна дадаваць кансерванты, выбар якіх можа вызначацца ў залежнасці ад канчатковых патрабаванняў да раствора. Фенілацэтат ртуці і фтарысілікат марганцу з'яўляюцца эфектыўнымі кансервантамі, але яны таксічныя і павінны быць асцярожна выкарыстаны. Звычайна на кожны літр раствора можна дадаваць 1~5 мг фенілртуціацэтату.
7, прадукцыйнасць мембраны з гідраксіпрапілметылцэлюлозы
Плёнка з гідраксіпрапілметылцэлюлозы гідраксіпрапілметылцэлюлозы мае выдатныя характарыстыкі. Яе водны раствор або раствор арганічнага растваральніка, нанесены на шкляную пласціну, пасля высыхання становіцца бясколернай, празрыстай і трывалай. Яна мае добрую вільгацятрываласць і застаецца цвёрдай пры высокіх тэмпературах. Напрыклад, даданне гіграскапічнага пластыфікатара можа павялічыць яе падаўжэнне і гнуткасць, а для паляпшэння згінання найбольш прыдатнымі з'яўляюцца гліцэрына, сарбіт і іншыя пластыфікатары. Звычайная канцэнтрацыя раствора складае 2%~3%, доза пластыфікатара складае 10%~20% эфіру цэлюлозы. Пры вялікай колькасці пластыфікатара пры высокай вільготнасці можа адбыцца ўсаджванне або дэгідратацыя калоіднай сумесі. Трываласць на разрыў плёнкі з дададзеным пластыфікатарам значна большая, чым з недададзеным, і павялічваецца з павелічэннем колькасці дададзенага пластыфікатара, а гіграскапічнасць плёнкі таксама павялічваецца з павелічэннем колькасці пластыфікатара.
Час публікацыі: 8 верасня 2022 г.