HPMC hydroxypropylmethylcelulózy je neiontový směsný ether celulózy a iontový směsný ether methylkarboxymethylcelulózy, který nereaguje s těžkými kovy. Díky obsahu hydroxypropylmethylcelulózy a odlišnému poměru hydroxypropylmethylcelulózy a viskozity se kyslíkové radikály liší svými vlastnostmi. Například varianty s vysokým obsahem methoxylových skupin a nízkým obsahem hydroxypropylových skupin se svými vlastnostmi blíží methylcelulóze, zatímco varianty s nízkým obsahem methoxylových skupin a vysokým obsahem hydroxypropylových skupin se svými vlastnostmi blíží hydroxypropylmethylcelulóze. I když každá varianta obsahuje malé množství hydroxypropylových skupin nebo malé množství methoxylových skupin, rozpustnost v organických rozpouštědlech nebo teplota flokulace ve vodném roztoku se značně liší.
1, rozpustnost hydroxypropylmethylcelulózy
Hydroxypropylmethylcelulóza je ve vodě rozpustná hydroxypropylmethylcelulóza, která je ve skutečnosti druhem modifikované methylcelulózy propylenoxidem (methyloxypropylový kruh), takže má podobné vlastnosti jako methylcelulóza, ať už rozpustná ve studené vodě nebo nerozpustná v horké vodě. Teplota gelace modifikované hydroxypropylmethylcelulózy je však v horké vodě mnohem vyšší než teplota gelace methylcelulózy. Například viskozita vodného roztoku hydroxypropylmethylcelulózy s 2% obsahem methoxyskupiny DS=0,73 a obsahem hydroxypropylskupiny MS=0,46 je 500 MPa při 20 °C. Teplota gelace produktu S' je blízká 100 °C, zatímco u methylcelulózy při stejné teplotě je pouze asi 55 °C. Rozpustnost ve vodě se také výrazně zlepšuje, například po rozdrcení hydroxypropylmethylcelulózy (tvar zrn 0,2~0,5 mm při 20 °C) je viskozita 4% vodného roztoku 2pA. Produkty S' lze snadno rozpustit ve vodě bez chlazení při pokojové teplotě.
(2) Hydroxypropylmethylcelulóza v organických rozpouštědlech Rozpustnost hydroxypropylmethylcelulózy v organických rozpouštědlech je také lepší než rozpustnost methylcelulózy, methylcelulóza potřebuje stupeň methoxy substituce 2,1 nebo více produktů a obsahuje hydroxypropyl MS = 1,5 ~ 1,8 a methoxy DS = 0,2 ~ 1,0. Vysokoviskózní hydroxypropylmethylcelulóza s celkovým stupněm substituce nad 1,8 je rozpustná v bezvodém methanolu a ethanolu a má termoplastickou a vodní rozpustnost. Je také rozpustná v chlorovaných uhlovodících, jako je dichlormethan a trichlormethan, a v organických rozpouštědlech, jako je aceton, isopropylalkohol a diacetonalkohol. Její rozpustnost v organických rozpouštědlech je lepší než rozpustnost ve vodě.
2, viskozita hydroxypropylmethylcelulózy z ovlivňujících faktorů
Faktory viskozity hydroxypropylmethylcelulózy pro standardní stanovení viskozity hydroxypropylmethylcelulózy a dalších etherů celulózy jsou stejné a jsou stanoveny při 20 °C s 2% vodným roztokem jako standardním roztokem. Viskozita stejného produktu se zvyšuje se zvyšující se koncentrací a s produkty s různou molekulovou hmotností se zvyšuje i molekulová hmotnost produktu. Její vztah k teplotě je podobný vztahu methylcelulózy. Se zvyšující se teplotou viskozita začíná klesat, ale když dosáhne určité teploty, viskozita náhle stoupá a dochází k gelování. Teplota gelování produktů s nízkou viskozitou je vyšší než u produktů s vysokou viskozitou. Bod gelování, kromě vysoké a nízké viskozity etheru, souvisí také s poměrem methoxyskupin a hydroxypropylskupin etheru a celkovým stupněm substituce. Je třeba poznamenat, že hydroxypropylmethylcelulóza je také pseudoplastická; její roztok je stabilní při skladování při pokojové teplotě a nevykazuje žádnou degradaci viskozity, s výjimkou možnosti enzymatické degradace.
3, hydroxypropylmethylcelulóza, odolnost vůči kyselinám a zásadám
Kyselina hydroxypropylmethylcelulóza, alkálie a hydroxypropylmethylcelulóza, kyselina hydroxypropylmethylcelulóza a alkálie jsou obecně stabilní a v rozmezí pH PH2~12 nejsou ovlivněny. Snesou určité množství lehkých kyselin, jako je kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina citronová, kyselina jantarová, kyselina fosforečná, kyselina boritá atd. Koncentrované kyseliny však snižují viskozitu. Alkálie, jako je louh sodný, louh draselný a vápenná voda, na viskozitu nemají žádný vliv, ale mírné zvýšení viskozity roztoku se bude v budoucnu pomalu snižovat.
4, hydroxypropylmethylcelulóza může být smíchána
Roztok hydroxypropylmethylcelulózy lze smíchat s ve vodě rozpustnými polymerními sloučeninami a vytvořit tak jednotný průhledný roztok s vyšší viskozitou. Mezi tyto vysokomolekulární sloučeniny patří polyethylenglykol, polyvinylacetát, polysilikon, polymethylvinylsiloxan, hydroxyethylcelulóza a methylcelulóza atd. Přírodní polymerní sloučeniny, jako je arabská guma, guma z rohovky, guma z trnitého stromu atd., se také dobře mísí se svým roztokem. Hydroxypropylmethylcelulóza se také může smíchat s kyselinou stearovou nebo kyselinou palmitovou, mannitolem nebo sorbitolem, ale také s glycerolem, sorbitolem a mannitolem. Tyto sloučeniny lze použít jako změkčovadlo hydroxypropylmethylcelulózy.
5, hydroxypropylmethylcelulóza nerozpustná ve vodě rozpustná
Hydroxypropylmethylcelulóza, ve vodě nerozpustný éter celulózy, může být povrchově zesíťována aldehydy, čímž se tyto ve vodě rozpustné étery vysrážejí v roztoku a stávají se nerozpustnými ve vodě. Hydroxypropylmethylcelulóza, která se vysráží ve vodě, se stává nerozpustnou ve vodě, a proto je při použití formaldehydu, formaldehydu, glyoxalu, sukcinaldehydu, dialdehydu atd., třeba věnovat zvláštní pozornost hodnotě pH roztoku, aby se reakce glyoxalu urychlila. Proto se v průmyslové výrobě běžně používá glyoxal jako zesíťovací činidlo. Dávkování tohoto zesíťovacího činidla v roztoku je 0,2 % až 10 % hmotnosti éteru, nejlépe 7 % až 10 %, například nejvhodnější je použití glyoxalu s 3,3 % až 6 %. Obecná teplota zpracování je 0 až 30 °C a doba trvání 1 až 120 minut. Zesíťovací reakce musí probíhat za kyselého prostředí. Obecně se do roztoku přidává anorganická silná kyselina nebo organická karboxylová kyselina, aby se upravila hodnota pH roztoku na přibližně 2–6, s výhodou mezi 4–6, a poté se pro zesíťovací reakci přidávají aldehydy. Použité kyseliny jsou kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina fosforečná, kyselina mravenčí, kyselina octová, hydroxyoctová, kyselina jantarová nebo kyselina citronová, z nichž kyselina mravenčí nebo kyselina octová je nejlepší, zatímco kyselina mravenčí je nejlepší. Kyseliny a aldehydy lze také přidat současně, aby se roztok zesítil v požadovaném rozmezí pH. Tato reakce se často používá v konečném procesu přípravy etheru celulózy, aby se ether celulózy nerozpustil, a proto se k promytí a čištění snadno používá voda o teplotě 20–25 °C. Při použití produktu lze do roztoku produktu přidat alkalické látky, aby se upravila hodnota pH roztoku na alkalickou hodnotu, a produkt se v roztoku rychle rozpustí. Tuto metodu lze také použít, když se roztok etheru celulózy použije k vytvoření filmu a poté se film upraví za účelem vytvoření nerozpustného filmu.
6, hydroxypropylmethylcelulóza anti-enzym
Rezistence derivátů celulózy na enzymatické erozi hydroxypropylmethylcelulózy teoreticky znamená, že každá anhydroglukózová skupina má pevnou kombinaci nahrazujících skupin, což mikroorganismy méně náchylné k infekci. Ve skutečnosti je však hodnota nahrazení hotového produktu vyšší než 1, což je také způsobeno enzymatickou degradací. Stupeň substituce celé skupiny v celulózovém řetězci není jednotný. Mikroorganismy mohou erodovat v blízkosti nesubstituovaných dehydratovaných glukózových skupin za vzniku cukrů, které mohou mikroorganismy absorbovat jako potravu. Pokud se tedy zvýší stupeň etherifikace celulózy, zvýší se odolnost etheru celulózy vůči enzymatické erozi. Uvádí se, že za kontrolovaných podmínek byla zbytková viskozita hydroxypropylmethylcelulózy (DS = 1,9), methylcelulózy (DS = 1,83), methylcelulózy (DS = 1,66) a hydroxyethylcelulózy (1,7 %) 13,2 %, 7,3 %, 3,8 % a 1,7 %. Hydroxypropylmethylcelulóza má silnou antienzymatickou aktivitu. Hydroxypropylmethylcelulóza je tedy vynikající antienzym v kombinaci s dobrou disperzí, zahušťovadlem a tvorbou filmu, aplikovaná v emulzních povlacích atd., a obecně nevyžaduje přidávání konzervačních látek. Aby se však zabránilo dlouhodobému skladování roztoku nebo možné kontaminaci z vnějšího světa, lze přidat konzervační látky, jejichž výběr lze určit podle konečných požadavků na roztok. Fenylrtuťnatý a fluorokřemičitan manganatý jsou účinné konzervační látky, ale jsou toxické a musí se s nimi zacházet opatrně. Obecně lze na každý litr roztoku přidat 1–5 mg fenylrtuťnatého.
7, výkon hydroxypropylmethylcelulózové membrány
Hydroxypropylmethylcelulózová fólie hydroxypropylmethylcelulózy má vynikající vlastnosti. Její vodný roztok nebo roztok v organickém rozpouštědle, nanesený na skleněnou desku, po vysušení se stává bezbarvým, průhledným a pevným filmem. Má dobrou odolnost proti vlhkosti a zůstává pevný i při vysokých teplotách. Například přidáním hygroskopického změkčovadla se může zvýšit jeho prodloužení a pružnost. Pro zlepšení ohybu je nejvhodnější glycerol, sorbitol a další změkčovadla. Obecná koncentrace roztoku je 2 % až 3 %, dávka změkčovadla je 10 % až 20 % éteru celulózy. Pokud je obsah změkčovadla vysoký, může při vysoké vlhkosti dojít ke smrštění v důsledku dehydratace koloidu. Pevnost v tahu fólie s přidaným změkčovadlem je mnohem větší než u nepřidaného změkčovadla a zvyšuje se se zvyšujícím se množstvím přidaného změkčovadla. Hygroskopičnost fólie se také zvyšuje se zvyšujícím se množstvím změkčovadla.
Čas zveřejnění: 8. září 2022