Hydroxypropylmethylcelluloseer en slags ikke-ionisk celluloseblandet ether. I modsætning til ionisk methylcarboxymethylcelluloseblandet ether reagerer den ikke med tungmetaller. På grund af de forskellige forhold mellem methoxylindhold og hydroxypropylindhold i hydroxypropylmethylcellulose og forskellige viskositeter findes der mange varianter med forskellige egenskaber, for eksempel højt methoxylindhold og lavt hydroxypropylindhold. Dens ydeevne er tæt på methylcelluloses, mens ydeevnen ved lavt methoxylindhold og højt hydroxypropylindhold er tæt på hydroxypropylmethylcelluloses. Men selvom der kun er en lille mængde hydroxypropylgruppe eller en lille mængde methoxygruppe indeholdt i hver variant, er der store forskelle i opløseligheden i organiske opløsningsmidler eller flokkuleringstemperaturen i vandige opløsninger.
(1) Opløselighedsegenskaber af hydroxypropylmethylcellulose
① Opløselighed af hydroxypropylmethylcellulose i vandHydroxypropylmethylcelluloseer faktisk en slags methylcellulose modificeret med propylenoxid (methoxypropylen), så den har stadig de samme egenskaber som methylcellulose og har lignende karakteristika for koldtvandsopløselighed og varmtvandsuopløselighed. På grund af den modificerede hydroxypropylgruppe er dens geleringstemperatur i varmt vand dog meget højere end methylcelluloses. For eksempel er viskositeten af hydroxypropylmethylcellulose i vandig opløsning med 2% methoxyindhold, substitutionsgrad DS=0,73 og hydroxypropylindhold MS=0,46 500 mpa·s ved 20°C, og dens geleringstemperatur kan nå tæt på 100°C, mens methylcellulose ved samme temperatur kun er omkring 55°C. Med hensyn til dens opløselighed i vand er den også blevet betydeligt forbedret. For eksempel kan pulveriseret hydroxypropylmethylcellulose (granulær form 0,2~0,5 mm ved 20°C med en viskositet på 2pa•s i 4% vandig opløsning) købes ved stuetemperatur. Den er letopløselig i vand uden afkøling.
② Opløselighed af hydroxypropylmethylcellulose i organiske opløsningsmidler. Opløseligheden af hydroxypropylmethylcellulose i organiske opløsningsmidler er også bedre end methylcellulose. Methylcellulose skal have en methoxysubstitutionsgrad på 2,1. Ovenstående produkter, men indeholdende hydroxypropyl MS = 1,5 ~ 1,8 og methoxy DS = 0,2 ~ 1,0, er højviskos hydroxypropylmethylcellulose med en samlet substitutionsgrad over 1,8 opløst i vandfri methanol- og ethanolopløsninger og har termoplasticitet og vandopløselighed. Den er også opløselig i klorerede kulbrinter såsom methylenchlorid og chloroform, og organiske opløsningsmidler såsom acetone, isopropanol og diacetonealkohol. Dens opløselighed i organiske opløsningsmidler er bedre end vandopløselighed.
(2) Faktorer, der påvirker viskositeten af hydroxypropylmethylcellulose Standardviskositetsbestemmelsen af hydroxypropylmethylcellulose er den samme som for andre celluloseethere. Den måles ved 20°C med 2% vandig opløsning som standard. Viskositeten af det samme produkt stiger med stigende koncentration. For produkter med forskellige molekylvægte ved samme koncentration har produktet med en større molekylvægt en højere viskositet. Dets forhold til temperaturen ligner methylcelluloses. Når temperaturen stiger, begynder viskositeten at falde, men når den når en bestemt temperatur, stiger viskositeten pludselig, og gelering finder sted. Geltemperaturen for produkter med lav viskositet er højere. Gelpunktet er ikke kun relateret til etherens viskositet, men også til forholdet mellem methoxylgruppe og hydroxypropylgruppe i ether og størrelsen af den samlede substitutionsgrad. Det skal bemærkes, at hydroxypropylmethylcellulose også er pseudoplastisk, og dets opløsning er stabil ved stuetemperatur uden nogen nedbrydning af viskositeten bortset fra muligheden for enzymatisk nedbrydning.
(3) Salttolerancen for hydroxypropylmethylcellulose Da hydroxypropylmethylcellulose er en ikke-ionisk ether, ioniseres den ikke i vandmedier, i modsætning til andre ioniske celluloseethere, såsom carboxymethylbasecellulose, i opløsningen, hvor den reagerer med tungmetalioner og udfældes. Generelle salte såsom klorid, bromid, fosfat, nitrat osv. udfældes ikke, når de tilsættes den vandige opløsning. Tilsætning af salt har dog en vis indflydelse på flokkuleringstemperaturen for den vandige opløsning. Når saltkoncentrationen stiger, falder geltemperaturen. Når saltkoncentrationen er under flokkuleringspunktet, har opløsningens viskositet en tendens til at stige. Derfor tilsættes en vis mængde salt, hvilket kan opnå en fortykningseffekt på en mere økonomisk måde. Derfor er det i nogle anvendelser bedre at bruge en blanding af celluloseether og salt end en højere koncentration af etheropløsning for at opnå fortykningseffekten.
(4) Syre- og alkaliresistens over for hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcellulose er generelt stabil over for syrer og alkalier og påvirkes ikke i pH-området 2~12. Den kan modstå en vis mængde lette syrer, såsom myresyre, eddikesyre, citronsyre, ravsyre, fosforsyre, borsyre osv. Men koncentreret syre har den effekt, at den reducerer viskositeten. Alkalier såsom kaustisk soda, kaustisk potaske og kalkvand har ingen effekt på det, men de kan øge opløsningens viskositet en smule og derefter langsomt mindske den.
(5) Blandbarhed af hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcelluloseopløsning kan blandes med vandopløselige polymerforbindelser for at opnå en ensartet og transparent opløsning med højere viskositet. Disse polymerforbindelser omfatter polyethylenglycol, polyvinylacetat, polysilicone, polymethylvinylsiloxan, hydroxyethylcellulose og methylcellulose. Naturlige højmolekylære forbindelser såsom gummi arabicum, johannesbrødkernemel, karayagummi osv. har også god kompatibilitet med opløsningen. Hydroxypropylmethylcellulose kan også blandes med mannitolester eller sorbitolester af stearinsyre eller palmitinsyre og kan også blandes med glycerin, sorbitol og mannitol, og disse forbindelser kan bruges som blødgørere til hydroxypropylmethylcellulose til cellulose.
(6) Det uopløselige vandopløseligecelluloseethereAf hydroxypropylmethylcellulose kan udføre overfladetværbinding med aldehyder, således at disse vandopløselige ethere udfældes i opløsningen og bliver uopløselige i vand. De aldehyder, der gør hydroxypropylmethylcellulose uopløselig, omfatter formaldehyd, glyoxal, ravsyrealdehyd, adipaldehyd osv. Ved brug af formaldehyd skal der lægges særlig vægt på opløsningens pH-værdi, hvor glyoxal reagerer hurtigere, så glyoxal anvendes almindeligvis som tværbindingsmiddel i industriel produktion. Doseringen af denne type tværbindingsmiddel i opløsningen er 0,2%~10% af etherens masse, fortrinsvis 7%~10%, for eksempel er 3,3%~6% glyoxal den mest passende. Generelt er behandlingstemperaturen 0~30℃, og tiden er 1~120 min. Tværbindingsreaktionen skal udføres under sure forhold. Generelt justeres opløsningens pH-værdi til ca. 2~6 ved at tilsætte uorganisk stærk syre eller organisk carboxylsyre til opløsningen, fortrinsvis mellem 4~6, og derefter tilsættes aldehyder for at udføre tværbindingsreaktionen. Den anvendte syre indeholder saltsyre, svovlsyre, fosforsyre, myresyre, eddikesyre, hydroxyeddikesyre, ravsyre eller citronsyre osv., hvor myresyre eller eddikesyre er tilrådeligt, og myresyre er optimal. Syren og aldehydet kan også tilsættes samtidigt for at tillade opløsningen at gennemgå en tværbindingsreaktion inden for det ønskede pH-område. Denne reaktion anvendes ofte i den endelige behandlingsproces i fremstillingsprocessen af celluloseethere. Når celluloseetheren er uopløselig, er den bekvem at bruge.
20~25 ℃ vand til vask og rensning. Når produktet er i brug, kan alkaliske stoffer tilsættes produktets opløsning for at justere opløsningens pH-værdi til alkalisk opløsning, hvorved produktet hurtigt opløses i opløsningen. Denne metode kan også anvendes til behandling af filmen, efter at celluloseetheropløsningen er blevet lavet til en uopløselig film.
(7) Enzymresistensen af hydroxypropylmethylcellulose er teoretisk set cellulosederivater, såsom hver anhydroglucosegruppe. Hvis der er en fast bundet substituentgruppe, er det ikke let at blive inficeret af mikroorganismer. Men faktisk vil det færdige produkt, når substitutionsværdien overstiger 1, også blive nedbrudt af enzymer, hvilket betyder, at substitutionsgraden af hver gruppe på cellulosekæden ikke er ensartet nok, og mikroorganismer kan erodere på den usubstituerede anhydroglucosegruppe og danne sukkerarter, som næringsstoffer, som mikroorganismer kan absorbere. Derfor, hvis graden af etherificeringssubstitution af cellulose stiger, vil resistensen over for enzymatisk erosion af celluloseether også stige. Ifølge rapporter er hydrolyseresultaterne af de fremstillede enzymer under kontrollerede forhold, hvor den resterende viskositet af hydroxypropylmethylcellulose (DS=1,9) er 13,2%, methylcellulose (DS=1,83) er 7,3%, methylcellulose (DS=1,66) er 3,8% og hydroxyethylcellulose er 1,7%. Det kan ses, at hydroxypropylmethylcellulose har en stærk anti-enzym evne. Derfor anvendes hydroxypropylmethylcelluloses fremragende enzymresistens, kombineret med dens gode dispergerbarhed, fortykningsevne og filmdannende egenskaber, i vandemulsionsbelægninger osv., og det er generelt ikke nødvendigt at tilsætte konserveringsmidler. Ved langtidsopbevaring af opløsningen eller ved mulig kontaminering udefra kan konserveringsmidler dog tilsættes som en sikkerhedsforanstaltning, og valget kan bestemmes i henhold til opløsningens endelige krav. Phenylkviksølvacetat og manganfluorosilicat er effektive konserveringsmidler, men de har alle toksicitet, og der skal tages hensyn til driften. Generelt kan 1~5 mg phenylkviksølvacetat tilsættes opløsningen pr. liter af doseringen.
(8) Ydelse afhydroxypropylmethylcelluloseHydroxypropylmethylcellulose har fremragende filmdannende egenskaber. Dens vandige opløsning eller organiske opløsningsmiddel påføres en glasplade, og den bliver farveløs og transparent efter tørring. En stærk film. Den har god fugtighedsbestandighed og forbliver fast ved høje temperaturer. Hvis der tilsættes hygroskopisk blødgører, kan dens forlængelse og fleksibilitet forbedres. Med hensyn til forbedring af fleksibiliteten er blødgørere som glycerin og sorbitol de mest egnede. Generelt er opløsningskoncentrationen 2%~3%, og mængden af blødgører er 10%~20% celluloseether. Hvis indholdet af blødgører er for højt, vil der forekomme kolloid dehydrering ved høj luftfugtighed. Trækstyrken af filmen med tilsat blødgører er meget større end filmen uden blødgører, og den stiger med stigende mængde. Hvad angår filmens hygroskopicitet, stiger den også med stigende mængde blødgører.
Opslagstidspunkt: 25. april 2024