Egenskaber af hydroxypropylmethylcellulose

Hydroxypropylmethylcellulose er en type ikke-ionisk blandet celluloseether. I modsætning til ionisk blandet methylcarboxymethylcelluloseether 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 den med lavt methoxylindhold og højt hydroxypropylindhold er tæt på hydroxypropylmethylcelluloses. Men selvom der kun er en lille mængde hydroxypropylgruppe eller en lille mængde methoxygruppe i hver variant, er der store forskelle i opløseligheden i organiske opløsningsmidler eller flokkuleringstemperaturen i vandige opløsninger.

(1) Opløselighedsegenskaber af hydroxypropylmethylcellulose
①Opløselighed af hydroxypropylmethylcellulose i vand Hydroxypropylmethylcellulose er faktisk en slags methylcellulose modificeret med propylenoxid (methoxypropylen), så den har stadig de samme egenskaber som methylcellulose. Cellulose har lignende karakteristika for koldtvandsopløselighed og varmtvandsuopløselighed. På grund af den modificerede hydroxypropylgruppe er dens geleringstemperatur i varmt vand imidlertid meget højere end methylcelluloses. For eksempel er viskositeten af ​​en vandig opløsning af hydroxypropylmethylcellulose 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 2 pa•s i en 4 % vandig opløsning) købes hos [navn på produktnavn]. Ved stuetemperatur er den let opløselig i vand uden afkøling.

②Opløselighed af hydroxypropylmethylcellulose i organiske opløsningsmidler. Hydroxypropylmethylcelluloses opløselighed i organiske opløsningsmidler er også bedre end methylcelluloses. For produkter over 2,1 er højviskos hydroxypropylmethylcellulose, der indeholder hydroxypropyl MS = 1,5 ~ 1,8 og methoxy DS = 0,2 ~ 1,0, med en samlet substitutionsgrad over 1,8, opløselig i vandfri methanol- og ethanolopløsninger. Medium, termoplastisk og vandopløselig. 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 og måles ved 20°C med en 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 der opstår geldannelse. 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, ioniserer den ikke i vandmedier, i modsætning til andre ioniske celluloseethere. For eksempel reagerer carboxymethylcellulose med tungmetalioner og udfældes i opløsningen. Generelle salte såsom klorid, bromid, fosfat, nitrat osv. vil ikke udfældes, 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 mere økonomisk i nogle anvendelser. 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) Kompatibilitet af hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcelluloseopløsning kan blandes med vandopløselige polymerforbindelser for at danne 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 deres opløsning. 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 hydroxypropylmethylcellulose-blødgører til cellulose.

(6) Uopløselige vandopløselige celluloseethere af 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. Mængden af ​​denne type tværbindingsmiddel i opløsningen er 0,2%~10% af etherens masse, fortrinsvis 7%~10%, for eksempel er 3,3%~6% glyoxal det mest passende. Generelt er behandlingstemperaturen 0~30℃, og tiden er 1~120 min. Tværbindingsreaktionen skal udføres under sure forhold. Generelt tilsættes opløsningen først uorganisk stærk syre eller organisk carboxylsyre for at justere opløsningens pH til ca. 2~6, 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 lade opløsningen 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 det praktisk 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) Enzymresistens af hydroxypropylmethylcellulose I teorien er cellulosederivater, såsom en fast bundet substituentgruppe på hver anhydroglucosegruppe, ikke modtagelige for mikrobiel erosion, men faktisk, når substitutionsværdien af ​​det færdige produkt overstiger 1, vil det 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. Sukkerarter dannes og absorberes som næringsstoffer for mikroorganismer. Derfor, hvis graden af ​​etherificeringssubstitution af cellulose stiger, vil resistensen over for enzymatisk erosion af celluloseether også stige. Ifølge rapporter er hydrolyseresultaterne af enzymerne 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) Ydeevne af hydroxypropylmethylcellulosefilm Hydroxypropylmethylcellulose har fremragende filmdannende egenskaber. Dens vandige opløsning eller organiske opløsningsmiddelopløsning belægges på en glasplade, og den bliver fri efter tørring. Farve, transparent og sej 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 dehydreringskrympning 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.