Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on mitteioonne tselluloosisegueeter. Erinevalt ioonsest metüülkarboksümetüültselluloosisegueetrist ei reageeri see raskmetallidega. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi metoksüüli ja hüdroksüpropüüli sisalduse erineva suhte ja erineva viskoossuse tõttu on olemas 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 sisaldusega sordid on sarnased hüdroksüpropüülmetüültselluloosi omadega. Kuid igas sordis, isegi kui hüdroksüpropüülrühma või metoksüülrühma on vähe, on orgaanilistes lahustites lahustuvuses või vesilahustes flokulatsioonitemperatuuris suuri erinevusi.
(1) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvusomadused
①Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus vees Hüdroksüpropüülmetüültselluloos on tegelikult propüleenoksiidiga (metoksüpropüleen) modifitseeritud metüültselluloos, seega on sellel samad omadused kui metüültselluloosil. Tselluloosil on sarnased külmas vees lahustuvuse ja kuumas vees lahustumatuse omadused. Modifitseeritud hüdroksüpropüülrühma tõttu on selle geelistumistemperatuur kuumas vees aga palju kõrgem kui metüültselluloosil. Näiteks 2% metoksüsisaldusega hüdroksüpropüülmetüültselluloosi vesilahuse viskoossus, mille asendusaste on DS = 0,73 ja hüdroksüpropüüli sisaldus MS = 0,46, on 20 °C juures 500 mpa·s ja selle geelistumistemperatuur võib ulatuda peaaegu 100 °C-ni, samas kui metüültselluloosi lahustuvus samal temperatuuril on vaid umbes 55 °C. Ka selle lahustuvus vees on oluliselt paranenud. Näiteks pulbristatud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (graanulite kuju 0,2–0,5 mm temperatuuril 20 °C, 4% vesilahuse viskoossus 2 Pa•s) saab osta toatemperatuuril ning see lahustub vees kergesti ilma jahutamiseta.
②Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus orgaanilistes lahustites Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus orgaanilistes lahustites on samuti parem kui metüültselluloosil. Toodete puhul, mis on kõrgemad kui 2,1, on kõrge viskoossusega hüdroksüpropüülmetüültselluloos, mis sisaldab hüdroksüpropüüli MS = 1,5–1,8 ja metoksü DS = 0,2–1,0, mille koguasendusaste on üle 1,8, lahustuv veevabas metanooli- ja etanoolilahuses. See on termoplastne 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.
(2) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi viskoossust mõjutavad tegurid Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi standardviskoossuse määramine on sama, mis teistel tsellulooseetritel, ja seda mõõdetakse temperatuuril 20 °C, kasutades standardina 2% vesilahust. Sama toote viskoossus suureneb kontsentratsiooni suurenemisega. Erineva molekulmassiga toodete puhul samas kontsentratsioonis on suurema molekulmassiga tootel suurem viskoossus. Selle seos temperatuuriga on sarnane metüültselluloosi omaga. Temperatuuri tõustes hakkab viskoossus vähenema, kuid teatud temperatuuri saavutamisel...
viskoossus tõuseb järsult ja toimub geelistumine. Madala viskoossusega toodete geelitemperatuur on kõrgem. Selle geelistumispunkt ei ole seotud ainult eetri viskoossusega, vaid ka eetri metoksüülrühma ja hüdroksüpropüülrühma koostise suhtega ning kogu asendusastme 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 vees, erinevalt teistest ioonsetest tsellulooseetritest. Näiteks karboksümetüültselluloos reageerib raskmetallide ioonidega ja sadestub lahuses välja. Üldised soolad, nagu kloriid, bromiid, fosfaat, nitraat jne, ei sadene vesilahusele lisamisel. Soola lisamine mõjutab aga vesilahuse flokulatsioonitemperatuuri. Kui soola kontsentratsioon suureneb, langeb geeli temperatuur. Kui soola kontsentratsioon on alla flokulatsioonipunkti, kipub lahuse viskoossus suurenema. Seetõttu lisatakse teatud kogus soola, et rakenduses 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 koguses kergeid happeid, nagu sipelghape, äädikhape, sidrunhape, merevaikhape, fosforhape, boorhape jne. Kontsentreeritud hape aga vähendab viskoossust. Leelised, nagu 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 hästi kokku. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi saab segada ka steariinhappe või palmitiinhappe mannitoolestri või sorbitoolestriga, samuti glütseriini, sorbitooli ja mannitoolga ning neid ühendeid saab kasutada tselluloosi hüdroksüpropüülmetüültselluloosi plastifikaatorina.
(6) Lahustumatuid vees lahustuvaid hüdroksüpropüülmetüültselluloosi tsellulooseetreid saab pinnal ristseotud 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, seega kasutatakse glüoksaali tavaliselt ristseotuse ainena tööstuslikus tootmises. Sellise ristseotuse ainena kogus lahuses on 0,2–10% eetri massist, eelistatavalt 7–10%, näiteks kõige sobivam on 3,3–6% glüoksaali. Üldiselt on töötlus
Temperatuur on 0–30 ℃ ja aeg on 1–120 minutit. Ristsidumisreaktsioon tuleb läbi viia happelises keskkonnas. Üldiselt lisatakse lahusele kõigepealt anorgaaniline tugev hape või orgaaniline karboksüülhape, et reguleerida lahuse pH umbes 2–6-ni, eelistatavalt 4–6-ni, ja seejärel lisatakse ristsidumisreaktsiooni 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 ristsidumisreaktsiooni soovitud pH vahemikus. Seda reaktsiooni kasutatakse sageli tsellulooseetrite valmistamisprotsessi viimases töötlusprotsessis. Kui tsellulooseeter on lahustumatu, on 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 tulemusel 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) Hüdroksüpropüülmetüültsellulooskile omadused Hüdroksüpropüülmetüültselluloosil on suurepärased kile moodustamise omadused. 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. Kile tõmbetugevus
Lisatud plastifikaatori kogus on palju suurem kui ilma plastifikaatorita ja see suureneb lisatud koguse suurenemisega. Mis puutub kile hügroskoopsusesse, siis see suureneb samuti plastifikaatori koguse suurenemisega.
Postituse aeg: 24. november 2022