Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on mitteioonne tselluloosi eetri segu, mis on saadaval nii ioonse kui ka metüülkarboksümetüültselluloosi eetri seguna, mis ei reageeri raskmetallidega. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi sisalduse ja hüdroksüpropüüli sisalduse ning viskoossuse erinevuse tõttu moodustavad need hapnikuradikaalid erinevad omadused. Näiteks kõrge metoksüüli sisalduse ja madala hüdroksüpropüüli sisalduse korral on omadused sarnased metüültselluloosi ja madala metoksüüli sisalduse ning kõrge hüdroksüpropüüli sisaldusega sortidega. Samas on iga variandi puhul, isegi kui see sisaldab vaid väikest kogust hüdroksüpropüüli või väikest kogust metoksüt, lahustuvus orgaanilistes lahustites või flokulatsioonitemperatuur vesilahuses väga erinev.
1, hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi vees lahustuv hüdroksüpropüülmetüültselluloos on tegelikult propüleenoksiidiga (metüüloksüpropüültsükliga) modifitseeritud metüültselluloos, seega on sellel külmas vees lahustuva ja kuumas vees lahustumatu toime metüültselluloosiga. Modifitseeritud hüdroksüpropüüli geelistumistemperatuur on aga kuumas vees palju kõrgem kui metüültselluloosil. Näiteks 2% metoksürühma sisaldusega hüdroksüpropüülmetüültselluloosi vesilahuse viskoossus (DS = 0,73 ja hüdroksüpropüüli sisaldus MS = 0,46) on temperatuuril 20 °C 500 mpa. S-produkti geelistumistemperatuur on ligikaudu 100 °C, samas kui sama temperatuuriga metüültselluloosi geelistumistemperatuur on vaid umbes 55 °C. Ka selle lahustuvus vees paraneb oluliselt, näiteks pärast hüdroksüpropüülmetüültselluloosi purustamist (terakuju 0,2–0,5 mm temperatuuril 20 °C) saab 4% vesilahuse viskoossusega 2pA? S-produkti saab toatemperatuuril jahutamata vees kergesti lahustada.
(2) Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahustuvus orgaanilistes lahustites on samuti parem kui metüültselluloosil, kuid metüültselluloosi metoksüasendusaste peab olema vähemalt 2,1 ning hüdroksüpropüüli MS = 1,5–1,8 ja metoksü DS = 0,2–1,0. Kõrge viskoossusega hüdroksüpropüülmetüültselluloos, mille koguasendusaste on üle 1,8, lahustub veevabas metanoolis ja etanoolis ning on termoplastne ja vees lahustuv. See lahustub ka klooritud süsivesinikes, nagu diklorometaan ja triklorometaan, ning orgaanilistes lahustites, nagu atsetoon, isopropüülalkohol ja diatsetoonalkohol. Selle lahustuvus orgaanilistes lahustites on parem kui vees lahustuvus.
2, hüdroksüpropüülmetüültselluloosi viskoossust mõjutavad tegurid
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi viskoossustegurid hüdroksüpropüülmetüültselluloosi standardviskoossuse määramisel ja teistel tsellulooseetritel on samad, mõõdetuna temperatuuril 20 ℃ 2% vesilahuses standardmääramisena. Sama toote viskoossuse kontsentratsiooni suurenemisega ja erineva molekulmassiga toodete sama kontsentratsiooni suurenemisega on toote molekulmass kõrge. 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 geelistumistemperatuur on kõrgem kui kõrge viskoossusega toodetel. Selle geelistumistemperatuuri tase on lisaks eetri kõrgele ja madalale viskoossusele seotud ka eetri metoksü- ja hüdroksüpropüülrühmade koostise suhtega ning kogu asendusastmega. Tuleb märkida, et hüdroksüpropüülmetüültselluloos on samuti pseudoplastiline; selle lahus on toatemperatuuril säilitamisel stabiilne ega näita viskoossuse langust, välja arvatud ensümaatilise lagunemise võimalus.
3, hüdroksüpropüülmetüültselluloos, happe- ja leeliseliskindlus
Hüdroksüpropüülmetüültsellulooshape, leelishape, hüdroksüpropüülmetüültsellulooshape, hape ja leelishape on üldiselt stabiilsed ja pH vahemikus PH2–12 ei muutu. See talub teatud kogust 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 lahuse viskoossuse kerge suurendamise mõju väheneb tulevikus aeglaselt.
4, hüdroksüpropüülmetüültselluloosi saab segada
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahust saab segada vees lahustuvate polümeerühenditega, saades ühtlase ja läbipaistva lahuse, millel on suurem viskoossus. Need kõrgmolekulaarsed ühendid on polüetüleenglükool, polüvinüülatsetaat, polüsilikoon, polümetüülvinüülsiloksaan ning hüdroksüetüültselluloos ja metüültselluloos jne. Looduslikud polümeerühendid, nagu näiteks akaatsiakumm, jaanileivapuu kummi, okaspuu kummi jne, sobivad samuti lahusega hästi. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi saab segada ka steariinhappe või palmitiinhappe mannitoolestri või sorbitoolestriga, aga ka glütserooli, sorbitooli ja mannitoolga, neid ühendeid saab kasutada hüdroksüpropüülmetüültselluloosi plastifikaatorina.
5, hüdroksüpropüülmetüültselluloos, lahustumatu, vees lahustuv
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosis lahustumatu vees lahustuv tsellulooseeter saab pinnapealselt ristseotud aldehüüdidega muuta, muutes need vees lahustuvad eetrid lahuses sadestatuks ja vees lahustumatuks. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosis lahustumatuks muudetud aldehüüdi, formaldehüüdi, glüoksaali, suktsinaaldehüüdi, dialdehüüdi jms puhul tuleks formaldehüüdi kasutamisel pöörata erilist tähelepanu lahuse pH väärtusele, kuna glüoksaali reaktsioon on kiirem. Seetõttu kasutatakse tööstuslikus tootmises ristseotuse ainena glüoksaali tavaliselt. Selle ristseotuse agendi annus lahuses on 0,2–10% eetri massist, optimaalne kontsentratsioon on 7–10%, näiteks glüoksaali kontsentratsioon on 3,3–6%. Üldine töötlemistemperatuur on 0–30 ℃, töötlemisaeg 1–120 minutit. Ristseostumise reaktsioon tuleb läbi viia happelises keskkonnas. Üldiselt lisatakse lahusele anorgaanilist tugevat hapet või orgaanilist karboksüülhapet, et reguleerida lahuse pH umbes 2–6-ni, eelistatavalt 4–6-ni, ja seejärel lisatakse ristseostumise reaktsiooniks aldehüüdid. Kasutatavad happed on vesinikkloriidhape, väävelhape, fosforhape, sipelghape, äädikhape, hüdroksüäädikhape, merevaikhape või sidrunhape, millest sipelghape või äädikhape on parimad, samas kui sipelghape on parim. Happeid ja aldehüüde võib lisada ka samaaegselt, et võimaldada lahuse ristseotust soovitud pH vahemikus. Seda reaktsiooni kasutatakse sageli tsellulooseetri valmistamisprotsessi viimases protsessis, nii et tsellulooseeter ei lahustu, seda on lihtne pesta ja puhastada 20–25 ℃ veega. Toote kasutamisel võib toote lahusele lisada aluselisi aineid, et reguleerida lahuse pH leeliseliseks, ja toode lahustub lahuses kiiresti. Seda meetodit saab kasutada ka siis, kui tsellulooseetri lahust kasutatakse kile valmistamiseks ja seejärel töödeldakse kilet lahustumatu kile saamiseks.
6, hüdroksüpropüülmetüültselluloos antiensüüm
Tselluloosi derivaatide hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ensüümiresistentsus on teoreetiliselt olemas, kuna iga anhüdroglükoosi rühm sisaldab kindlat asendusrühma, mistõttu mikroorganismid on vähem vastuvõtlikud infektsioonidele. Tegelikult on valmistoote asendatud väärtus suurem kui 1, mis on tingitud ensüümide lagunemisest. See tähendab, et tselluloosiahela iga rühma asendusaste ei ole ühtlane. Mikroorganismid võivad erodeerida asendamata dehüdreeritud glükoosirühmi, moodustades suhkruid, mida mikroorganismid saavad toiduna omastada. Seega, kui tselluloosi eetristamise asendusaste suureneb, suureneb ka tsellulooseetri resistentsus ensümaatilise erosiooni suhtes. Kontrollitud tingimustes on hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (DS = 1,9), metüültselluloosi (DS = 1,83), metüültselluloosi (DS = 1,66) ja hüdroksüetüültselluloosi (1,7%) jääkviskoossus vastavalt 13,2%, 7,3%, 3,8% ja 1,7%. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosil on tugev ensüümivastane toime. Seega on hüdroksüpropüülmetüültselluloos suurepärane ensüümivastane aine koos hea dispergeerumis-, paksenemis- ja kilemoodustusomadustega, mida kasutatakse emulsioonkatetes jne, ning üldiselt ei vaja säilitusainete lisamist. Lahuse pikaajalise säilitamise või võimaliku välismaailmast saastumise vältimiseks võib siiski lisada säilitusaineid, mille valik sõltub lahuse lõplikest nõuetest. Fenüülelavhõbedaatsetaat ja mangaanfluosilikaat on tõhusad säilitusained, kuid mürgised ja nendega tuleb ettevaatlikult ümber käia. Üldiselt võib iga liitri lahuse kohta lisada 1–5 mg fenüülelavhõbedaatsetaati.
7, hüdroksüpropüülmetüültselluloosmembraani jõudlus
Hüdroksüpropüülmetüültsellulooskile Hüdroksüpropüülmetüültsellulooskile omab suurepäraseid omadusi. Pärast vesilahuse või orgaanilise lahusti lahuse pealekandmist klaasplaadile muutub kile pärast kuivamist värvituks, läbipaistvaks ja vastupidavaks. Sellel on hea niiskuskindlus ja see püsib kõrgetel temperatuuridel tahke. Hügroskoopse plastifikaatori lisamine võib suurendada selle venivust ja paindlikkust. Painde parandamiseks on kõige sobivam kasutada glütserooli, sorbitooli ja muid plastifikaatoreid. Lahuse üldine kontsentratsioon on 2–3% ja plastifikaatori annus on 10–20% tsellulooseetrit. Kui plastifikaatori sisaldus on suur, võib kõrge õhuniiskuse korral tekkida kolloidse dehüdratsiooni kahanemise fenomen. Lisatud plastifikaatoriga kilele on tõmbetugevus palju suurem kui lisamata plastifikaatorile ja see suureneb lisatud koguse suurenemisega, kuna kile hügroskoopsus suureneb samuti plastifikaatori koguse suurenemisega.
Postituse aeg: 08.09.2022