La hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) es un éter mixto de celulosa no iónico en una variedad y éter mixto de metilcarboximetilcelulosa iónico, no reacciona con metales pesados. Un radical de oxígeno debido al contenido de hidroxipropilmetilcelulosa y la diferente proporción de contenido de hidroxipropilo y viscosidad, se convirtieron en variedades distintas en el rendimiento, por ejemplo, las variedades con alto contenido de metoxilo y bajo contenido de hidroxipropilo, su rendimiento es similar al de la metilcelulosa y las variedades con bajo contenido de metoxilo y alto contenido de hidroxipropilo, su rendimiento es similar al de la hidroxipropilmetilcelulosa producida. Pero en cada variedad, aunque solo contiene una pequeña cantidad de hidroxipropilo o una pequeña cantidad de metoxilo, la solubilidad en solventes orgánicos o la temperatura de floculación en solución acuosa, hay una gran diferencia.
1, solubilidad de la hidroxipropilmetilcelulosa
La hidroxipropilmetilcelulosa en agua es en realidad un tipo de metilcelulosa modificada con óxido de propileno (anillo de metiloxipropilo), por lo que aún presenta características similares a las de la metilcelulosa, siendo soluble en agua fría e insoluble en agua caliente. Sin embargo, la temperatura de gelificación de la hidroxipropilmetilcelulosa modificada es mucho mayor que la de la metilcelulosa en agua caliente. Por ejemplo, la viscosidad de una solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa con un 2 % de metoxi (DS=0,73) y un contenido de hidroxipropilo (MS=0,46) es de 500 mpa a 20 °C. La temperatura de gelificación del producto S es cercana a los 100 °C, mientras que la de la metilcelulosa a la misma temperatura es de solo unos 55 °C. En cuanto a su solubilidad en agua, también ha mejorado mucho; por ejemplo, después de triturar la hidroxipropilmetilcelulosa (forma de grano de 0,2 a 0,5 mm a 20 ℃, viscosidad acuosa del 4 % de 2 pA), los productos S se pueden disolver fácilmente en agua sin refrigeración a temperatura ambiente.
(2) La hidroxipropilmetilcelulosa en disolventes orgánicos tiene una solubilidad superior a la de la metilcelulosa. La metilcelulosa requiere un grado de sustitución metoxi de 2,1 o más, y contiene hidroxipropil MS=1,5~1,8 y metoxi DS=0,2~1,0. La hidroxipropilmetilcelulosa de alta viscosidad con un grado de sustitución total superior a 1,8 es soluble en soluciones de metanol y etanol anhidros, y posee termoplásticos y solubilidad en agua. También es soluble en hidrocarburos clorados como el diclorometano y el triclorometano, y en disolventes orgánicos como la acetona, el alcohol isopropílico y el alcohol diacetónico. Su solubilidad en disolventes orgánicos es superior a la solubilidad en agua.
2. Viscosidad de la hidroxipropilmetilcelulosa y factores influyentes
Los factores de viscosidad de la hidroxipropilmetilcelulosa, la determinación de la viscosidad estándar de la hidroxipropilmetilcelulosa y otros éteres de celulosa son los mismos, a 20℃ con una solución acuosa al 2% como determinación estándar. La viscosidad del mismo producto, con el aumento de la concentración, aumenta, a la misma concentración, productos de diferente peso molecular, el producto de mayor peso molecular tiene mayor viscosidad. Su relación con la temperatura es similar a la de la metilcelulosa. Cuando la temperatura aumenta, la viscosidad comienza a disminuir, pero cuando alcanza cierta temperatura, la viscosidad aumenta repentinamente y ocurre la gelificación. La temperatura de gelificación de los productos con baja viscosidad es más alta que la de los productos con alta viscosidad. El nivel de su punto de gelificación, además de la alta y baja viscosidad del éter, también está relacionado con la proporción de composición de los grupos metoxi e hidroxipropilo del éter y el grado total de sustitución. Debe señalarse que la hidroxipropilmetilcelulosa también es pseudoplástica; su solución es estable cuando se almacena a temperatura ambiente y no muestra ninguna degradación de la viscosidad excepto la posibilidad de degradación enzimática.
3, resistencia a ácidos y álcalis de la hidroxipropilmetilcelulosa
El ácido hidroxipropilmetilcelulosa y los álcalis son generalmente estables y no se ven afectados en el rango de pH de 2 a 12. Pueden soportar cierta cantidad de ácidos ligeros, como ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido succínico, ácido fosfórico, ácido bórico, etc. Sin embargo, los ácidos concentrados reducen su viscosidad. Los álcalis como la sosa cáustica, la sosa cáustica potásica y el agua de cal no lo afectan, pero el ligero aumento de viscosidad de la solución disminuye gradualmente con el tiempo.
4, la hidroxipropilmetilcelulosa se puede mezclar
La solución de hidroxipropilmetilcelulosa se puede mezclar con compuestos poliméricos solubles en agua, obteniendo una solución transparente y uniforme de mayor viscosidad. Entre estos compuestos de alto peso molecular se encuentran el polietilenglicol, el acetato de polivinilo, la polisilicona, el polimetilvinilsiloxano, la hidroxietilcelulosa y la metilcelulosa, entre otros. Los compuestos poliméricos naturales, como la goma arábiga, la goma de algarrobo y la goma de espino, también se mezclan bien con esta solución. La hidroxipropilmetilcelulosa también se puede mezclar con éster de manitol, éster de sorbitol, ácido esteárico o ácido palmítico, así como con glicerol, sorbitol y manitol; estos compuestos se pueden utilizar como plastificantes de hidroxipropilmetilcelulosa.
5, hidroxipropilmetilcelulosa insoluble soluble en agua
La hidroxipropilmetilcelulosa, insoluble en agua, puede reticularse superficialmente con aldehídos, y hacer que estos éteres solubles en agua precipiten en solución, volviéndose insolubles en agua. Y hacer que la hidroxipropilmetilcelulosa sea insoluble en aldehído, formaldehído, glioxal, succinaldehído, dialdehído, etc. El uso de formaldehído debe prestar especial atención al valor de pH de la solución, en el que la reacción del glioxal es más rápida, por lo que en la producción industrial se usa comúnmente glioxal como agente reticulante. La dosis de este tipo de agente reticulante en solución es 0,2%~10% de la masa de éter, siendo el mejor 7%~10%, por ejemplo, el uso de glioxal con 3,3%~6% es lo más apropiado. La temperatura de tratamiento general es 0~30℃, el tiempo es 1~120 min. La reacción de reticulación debe llevarse a cabo en condiciones ácidas. Generalmente, se añade un ácido fuerte inorgánico o un ácido carboxílico orgánico a la solución para ajustar su pH a aproximadamente 2-6, preferiblemente entre 4-6, y luego se añaden aldehídos para la reacción de reticulación. Los ácidos utilizados son ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido fórmico, ácido acético, ácido hidroxiacético, ácido succínico o ácido cítrico, siendo el ácido fórmico o el ácido acético los más adecuados. También se pueden añadir ácidos y aldehídos simultáneamente para permitir la reticulación de la solución en el rango de pH deseado. Esta reacción se utiliza a menudo en el proceso final de preparación del éter de celulosa, de modo que el éter de celulosa no se disuelve fácilmente, pudiendo lavarse y purificarse con agua a 20-25 °C. Al utilizar el producto, se pueden añadir sustancias alcalinas a la solución para ajustar su pH a un valor alcalino, lo que facilita su rápida disolución. Este método también puede utilizarse cuando se emplea una solución de éter de celulosa para elaborar una película y, posteriormente, dicha película se trata para obtener una película insoluble.
6, hidroxipropilmetilcelulosa antienzimática
La resistencia enzimática de la hidroxipropilmetilcelulosa de los derivados de celulosa en teoría, como cada grupo de anhidroglucosa como hay una combinación sólida de grupos de reemplazo, la erosión de microorganismos es menos susceptible a la infección, pero de hecho el producto terminado para reemplazar el valor más de 1, también por degradación enzimática, esta es la descripción de cada grupo en el grado de sustitución de cadena de celulosa no uniforme, los microorganismos pueden erosionar cerca de los grupos de glucosa deshidratados no sustituidos para formar azúcares, que pueden ser absorbidos por los microorganismos como alimento. Por lo tanto, si el grado de sustitución de eterificación de la celulosa aumenta, la resistencia del éter de celulosa será mejorada. Se informa que bajo condiciones controladas, la viscosidad residual de la hidroxipropilmetilcelulosa (DS=1.9), metilcelulosa (DS=1.83), metilcelulosa (DS=1.66) e hidroxietilcelulosa (1.7%) fue 13.2%, 7.3%, 3.8% y 1.7%, respectivamente. La hidroxipropilmetilcelulosa posee una fuerte capacidad antienzimática. Por lo tanto, su excelente actividad antienzimática, combinada con su buena dispersión, capacidad de espesamiento y formación de película, permite su aplicación en recubrimientos de emulsión, entre otros, sin necesidad de añadir conservantes. Sin embargo, para evitar el almacenamiento prolongado de la solución o la posible contaminación externa, se pueden añadir conservantes, cuya selección dependerá de los requisitos finales de la solución. El acetato de fenilmercurio y el fluorosilicato de manganeso son conservantes eficaces, pero son tóxicos y deben manipularse con precaución. Generalmente, se pueden añadir entre 1 y 5 mg de acetato de fenilmercurio por litro de solución.
7. Rendimiento de la membrana de hidroxipropilmetilcelulosa
El rendimiento de la película de hidroxipropilmetilcelulosa es excelente. Su solución acuosa o solución de solvente orgánico, aplicada sobre una placa de vidrio, se convierte en una película incolora, transparente y resistente tras el secado. Posee buena resistencia a la humedad y permanece sólida a altas temperaturas. La adición de un plastificante higroscópico puede mejorar su elongación y flexibilidad. Para mejorar la flexión, el glicerol, el sorbitol y otros plastificantes son los más adecuados. La concentración general de la solución es del 2% al 3%, y la dosificación del plastificante es del 10% al 20% del éter de celulosa. Si el contenido de plastificante es excesivo, puede producirse el fenómeno de contracción por deshidratación coloidal en ambientes de alta humedad. La resistencia a la tracción de la película con plastificante añadido es mucho mayor que la de la película sin plastificante, y aumenta con la cantidad añadida, al igual que la higroscopicidad de la película.
Fecha de publicación: 8 de septiembre de 2022