Hüdroksüpropüülmetüültsellulooson mitteioonse tselluloosi segueeter. Erinevalt ioonsest metüülkarboksümetüültselluloosi segueetrist ei reageeri see raskmetallidega. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi metoksüüli ja hüdroksüpropüüli sisalduse erinevate suhete ja erineva viskoossuse tõttu on palju sorte, millel on erinevad omadused, näiteks kõrge metoksüüli ja madal hüdroksüpropüüli sisaldus. Selle omadused on sarnased metüültselluloosi omadega, samas kui madala metoksüüli ja kõrge hüdroksüpropüüli sisalduse korral on omadused sarnased hüdroksüpropüülmetüültselluloosi omadega. Siiski on igas sordis, isegi kui hüdroksüpropüülrühma või metoksüülrühma on vähe, orgaanilistes lahustites lahustuvus või vesilahuste flokulatsioonitemperatuur on väga erinev.
(1) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvusomadused
① Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus veesHüdroksüpropüülmetüültsellulooson tegelikult propüleenoksiidiga (metoksüpropüleen) modifitseeritud metüültselluloos, seega on sellel samad omadused nagu metüültselluloosil – külmas vees lahustuvus ja kuumas vees lahustumatus on sarnased. Modifitseeritud hüdroksüpropüülrühma tõttu on selle geelistumistemperatuur kuumas vees aga palju kõrgem kui metüültselluloosil. Näiteks on 2% metoksüsisaldusega hüdroksüpropüülmetüültselluloosi vesilahuse viskoossus 2% metoksürühma sisaldusega (asendusaste DS = 0,73 ja hüdroksüpropüülrühma sisaldus MS = 0,46) 500 mpa·s temperatuuril 20 °C ja selle geelistumistemperatuur võib ulatuda peaaegu 100 °C-ni, samas kui metüültselluloos on samal temperatuuril vaid umbes 55 °C. Ka selle lahustuvus vees on oluliselt paranenud. Näiteks pulbristatud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (granulaarne kuju 0,2–0,5 mm temperatuuril 20 °C ja 4% vesilahuse viskoossus 2 pa·s) saab osta toatemperatuuril ja see lahustub vees kergesti ilma jahutamiseta.
② Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus orgaanilistes lahustites Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus orgaanilistes lahustites on samuti parem kui metüültselluloosil. Metüültselluloosi metoksüülasendusaste peab olema 2,1. Ülaltoodud produktid, mis sisaldavad hüdroksüpropüüli MS = 1,5–1,8 ja metoksüd DS = 0,2–1,0, on kõrge viskoossusega hüdroksüpropüülmetüültselluloos, mille koguasendusaste on üle 1,8, lahustuvad veevabas metanooli- ja etanoolilahuses ning on termoplastiline ja vees lahustuv. See lahustub ka klooritud süsivesinikes, nagu metüleenkloriid ja kloroform, ning orgaanilistes lahustites, nagu atsetoon, isopropanool ja diatsetoonalkohol. Selle lahustuvus orgaanilistes lahustites on parem kui vees lahustuvus.
(2) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi viskoossust mõjutavad tegurid Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi standardne viskoossuse määramine on sama, mis teistel tsellulooseetritel. Seda mõõdetakse temperatuuril 20 °C, kasutades standardina 2% vesilahust. Sama toote viskoossus suureneb kontsentratsiooni suurenemisega. Erineva molekulmassiga toodete puhul samal kontsentratsioonil on suurema molekulmassiga tootel suurem viskoossus. Selle seos temperatuuriga on sarnane metüültselluloosi omaga. Temperatuuri tõustes hakkab viskoossus langema, kuid teatud temperatuurini jõudes tõuseb viskoossus järsult ja toimub geelistumine. Madala viskoossusega toodete geelitemperatuur on kõrgem. Selle geelistumispunkt ei ole seotud ainult eetri viskoossusega, vaid ka eetri metoksüül- ja hüdroksüpropüülrühmade koostise suhtega ning koguasendusastme suurusega. Tuleb märkida, et hüdroksüpropüülmetüültselluloos on samuti pseudoplastiline ja selle lahus on toatemperatuuril stabiilne ilma viskoossuse languseta, välja arvatud ensümaatilise lagunemise võimalus.
(3) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi soolataluvus Kuna hüdroksüpropüülmetüültselluloos on mitteioonne eeter, ei ioniseeru see vesikeskkonnas, erinevalt teistest ioonsetest tsellulooseetritest, näiteks karboksümetüültselluloosist, mis lahuses raskmetallide ioonidega reageerides sadestub. Üldised soolad, nagu kloriid, bromiid, fosfaat, nitraat jne, ei sadestu vesilahusele lisamisel. Soola lisamine mõjutab aga vesilahuse flokulatsioonitemperatuuri. Soola kontsentratsiooni suurenedes langeb geeli temperatuur. Kui soola kontsentratsioon on alla flokulatsioonipunkti, kipub lahuse viskoossus suurenema. Seetõttu lisatakse teatud kogus soola, et saavutada paksendav efekt säästlikumalt. Seetõttu on mõnes rakenduses paksendava efekti saavutamiseks parem kasutada tsellulooseetri ja soola segu kui suurema kontsentratsiooniga eetrilahust.
(4) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi happe- ja leeliskindlus Hüdroksüpropüülmetüültselluloos on üldiselt hapete ja leeliste suhtes stabiilne ning pH 2–12 ei mõjuta seda. See talub teatud kogust kergeid happeid, näiteks sipelghapet, äädikhapet, sidrunhapet, merevaikhapet, fosforhapet, boorhapet jne. Kontsentreeritud happel on aga viskoossust vähendav toime. Leelised, näiteks naatriumhüdroksiid, kaaliumhüdroksiid ja lubjavesi, ei mõjuta seda, kuid võivad lahuse viskoossust veidi suurendada ja seejärel aeglaselt vähendada.
(5) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi segunevus Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahust saab segada vees lahustuvate polümeerühenditega, et saada ühtlane, läbipaistev ja suurema viskoossusega lahus. Nende polümeerühendite hulka kuuluvad polüetüleenglükool, polüvinüülatsetaat, polüsilikoon, polümetüülvinüülsiloksaan, hüdroksüetüültselluloos ja metüültselluloos. Looduslikud kõrgmolekulaarsed ühendid, nagu akaatsiakumm, jaanileivapuujahu, karaiakumm jne, sobivad lahusega samuti hästi kokku. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi saab segada ka steariinhappe või palmitiinhappe mannitoolestri või sorbitoolestriga ning samuti glütseriini, sorbitooli ja mannitoolga ning neid ühendeid saab kasutada tselluloosi hüdroksüpropüülmetüültselluloosi plastifikaatorina.
(6) Lahustumatu vees lahustuvtselluloosi eetridHüdroksüpropüülmetüültselluloos võib läbi viia pinna ristseotuse aldehüüdidega, nii et need vees lahustuvad eetrid sadestuvad lahuses ja muutuvad vees lahustumatuks. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustumatuks muutvate aldehüüdide hulka kuuluvad formaldehüüd, glüoksaal, merevaikhape, adipaldehüüd jne. Formaldehüüdi kasutamisel tuleb pöörata erilist tähelepanu lahuse pH väärtusele, mille hulgas reageerib glüoksaal kiiremini, seetõttu kasutatakse glüoksaali tavaliselt ristseotuse ainena tööstuslikus tootmises. Sellise ristseotuse ainena annus lahuses on 0,2–10% eetri massist, eelistatavalt 7–10%, näiteks kõige sobivam on 3,3–6% glüoksaali. Üldiselt on töötlemistemperatuur 0–30 ℃ ja aeg 1–120 minutit. Ristseostumise reaktsioon tuleb läbi viia happelises keskkonnas. Üldiselt reguleeritakse lahuse pH umbes 2–6-ni, lisades lahusele anorgaanilist tugevat hapet või orgaanilist karboksüülhapet, eelistatavalt vahemikku 4–6, ja seejärel lisatakse ristseostumise reaktsiooni läbiviimiseks aldehüüdid. Kasutatav hape on vesinikkloriidhape, väävelhape, fosforhape, sipelghape, äädikhape, hüdroksüäädikhape, merevaikhape või sidrunhape jne, kusjuures sipelghape või äädikhape on soovitatav ja sipelghape on optimaalne. Hapet ja aldehüüdi võib lisada ka samaaegselt, et lahus saaks läbida ristseostumise reaktsiooni soovitud pH vahemikus. Seda reaktsiooni kasutatakse sageli tsellulooseetrite valmistamisprotsessi viimases töötlemisprotsessis. Pärast seda, kui tsellulooseeter on lahustumatu, on seda mugav kasutada.
Pesemiseks ja puhastamiseks 20–25 ℃ vett. Toote kasutamisel võib toote lahusele lisada aluselisi aineid, et reguleerida lahuse pH aluseliseks, ja toode lahustub lahuses kiiresti. Seda meetodit saab rakendada ka kile töötlemiseks pärast tsellulooseetri lahuse kileks muutmist, et muuta see lahustumatuks kileks.
(7) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ensüümiresistentsus on teoreetiliselt tselluloosi derivaatide, näiteks iga anhüdroglükoosi rühma puhul, kui seal on kindlalt seotud asendusrühm, mikroorganismid seda kergesti ei nakata, kuid tegelikult lagundavad ensüümid valmistoodet, kui asendusväärtus ületab 1. See tähendab, et tselluloosiahela iga rühma asendusaste ei ole piisavalt ühtlane ja mikroorganismid võivad asendamata anhüdroglükoosi rühma erodeerida, moodustades suhkruid, mis on mikroorganismidele toitained. Seega, kui tselluloosi eetristumise asendamise aste suureneb, suureneb ka tsellulooseetri ensümaatilise erosiooni resistentsus. Aruannete kohaselt on kontrollitud tingimustes ensüümide hüdrolüüsi tulemuste kohaselt hüdroksüpropüülmetüültselluloosi jääkviskoossus (DS = 1,9) 13,2%, metüültselluloosi (DS = 1,83) 7,3%, metüültselluloosi (DS = 1,66) 3,8% ja hüdroksüetüültselluloosi 1,7%. On näha, et hüdroksüpropüülmetüültselluloosil on tugev ensüümivastane toime. Seetõttu kasutatakse hüdroksüpropüülmetüültselluloosi suurepärast ensüümiresistentsust koos hea dispergeeruvuse, paksenemise ja kile moodustamise omadustega vees emulsioonkattekihtides jne ning üldiselt ei ole vaja lisada säilitusaineid. Lahuse pikaajaliseks säilitamiseks või võimaliku välise saastumise vältimiseks võib ettevaatusabinõuna lisada säilitusaineid ja valiku saab teha vastavalt lahuse lõplikele nõuetele. Fenüülelavhõbedaatsetaat ja mangaanfluorosilikaat on tõhusad säilitusained, kuid neil kõigil on toksilisus, seega tuleb pöörata tähelepanu kasutamisele. Üldiselt võib lahusele lisada 1–5 mg fenüülelavhõbedaatsetaati liitri annuse kohta.
(8) ToimivushüdroksüpropüülmetüültselluloosHüdroksüpropüülmetüültselluloosi kile omab suurepäraseid kile moodustavaid omadusi. Selle vesilahus või orgaanilise lahusti lahus kantakse klaasplaadile ning pärast kuivamist muutub see värvituks ja läbipaistvaks. Ja vastupidav kile. Sellel on hea niiskuskindlus ja see püsib kõrgetel temperatuuridel tahke. Hügroskoopse plastifikaatori lisamisel saab selle venivust ja paindlikkust parandada. Paindlikkuse parandamiseks on kõige sobivamad plastifikaatorid nagu glütseriin ja sorbitool. Üldiselt on lahuse kontsentratsioon 2–3% ja plastifikaatori kogus on 10–20% tsellulooseetrist. Kui plastifikaatori sisaldus on liiga kõrge, toimub kõrge õhuniiskuse korral kolloidne dehüdratsioon ja kokkutõmbumine. Plastifikaatori lisamisega kile tõmbetugevus on palju suurem kui ilma plastifikaatorita kile ja see suureneb lisatud koguse suurenemisega. Kile hügroskoopsus suureneb samuti plastifikaatori koguse suurenemisega.
Postituse aeg: 25. aprill 2024