هیدروکسی پروپیل متیل سلولز HPMC یک اتر مخلوط سلولز غیر یونی در انواع مختلف و اتر مخلوط متیل کربوکسی متیل سلولز یونی است که با فلزات سنگین واکنش نمیدهد. به دلیل وجود رادیکالهای آزاد اکسیژن و نسبتهای مختلف هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، عملکرد انواع مختلف آن متمایز میشود، به عنوان مثال، با وجود محتوای متوکسیل بالا و محتوای کم هیدروکسی پروپیل، عملکرد آن نزدیک به متیل سلولز است و با وجود محتوای متوکسیل پایین و محتوای بالای هیدروکسی پروپیل، عملکرد آن نزدیک به هیدروکسی پروپیل متیل سلولز تولید میشود. اما در هر نوع، اگرچه فقط حاوی مقدار کمی هیدروکسی پروپیل یا مقدار کمی متوکسی است، اما از نظر حلالیت در حلالهای آلی یا دمای لخته شدن در محلول آبی تفاوت زیادی وجود دارد.
۱، حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در آب هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در واقع نوعی متیل سلولز اصلاح شده با پروپیلن اکسید (حلقه متیل اکسی پروپیل) است، بنابراین هنوز هم ویژگیهای محلول در آب سرد و نامحلول در آب گرم مشابه متیل سلولز را دارد. با این حال، دمای ژل شدن هیدروکسی پروپیل اصلاح شده بسیار بالاتر از متیل سلولز در آب گرم است. به عنوان مثال، ویسکوزیته محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با ۲٪ محتوای متوکسی DS=0.73 و محتوای هیدروکسی پروپیل MS=0.46 در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد ۵۰۰ مگاپاسکال است. دمای ژل شدن محصول S نزدیک به ۱۰۰ درجه سانتیگراد است، در حالی که دمای ژل شدن متیل سلولز در همان دما تنها حدود ۵۵ درجه سانتیگراد است. در مورد حلالیت آن در آب، به عنوان مثال، پس از خرد کردن هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (شکل دانه 0.2 تا 0.5 میلیمتر در دمای 20 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته آبی 4٪ 2pA؟ S) محصولات به راحتی و بدون خنک شدن در دمای اتاق در آب حل میشوند.
(2) حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در حلالهای آلی، همچنین از متیل سلولز بهتر است. متیل سلولز به درجه جایگزینی متوکسی 2.1 یا بیشتر محصول نیاز دارد و حاوی هیدروکسی پروپیل MS=1.5~1.8 و متوکسی DS=0.2~1.0 است. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با ویسکوزیته بالا و درجه جایگزینی کل بالاتر از 1.8 در محلولهای متانول و اتانول بیآب محلول است و حلالیت ترموپلاستیک و آب دارد. همچنین در هیدروکربنهای کلردار مانند دی کلرومتان و تری کلرومتان و حلالهای آلی مانند استون، ایزوپروپیل الکل و دی استون الکل محلول است. حلالیت آن در حلالهای آلی از حلالیت در آب برتر است.
2، عوامل مؤثر بر ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
فاکتورهای ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، تعیین ویسکوزیته استاندارد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و سایر اتر سلولز یکسان است، در دمای 20 درجه سانتیگراد با محلول آبی 2٪ به عنوان استاندارد تعیین میشوند. ویسکوزیته همان محصول، با افزایش غلظت و افزایش غلظت یکسان محصولات با وزن مولکولی مختلف، وزن مولکولی محصول ویسکوزیته بالایی دارد. رابطه آن با دما مشابه متیل سلولز است. وقتی دما افزایش مییابد، ویسکوزیته شروع به کاهش میکند، اما وقتی به دمای خاصی میرسد، ویسکوزیته ناگهان افزایش مییابد و ژل شدن رخ میدهد. دمای ژل شدن محصولات با ویسکوزیته پایین بالاتر از محصولات با ویسکوزیته بالا است. سطح نقطه ژل آن، علاوه بر ویسکوزیته بالا و پایین اتر، با نسبت ترکیب گروه متوکسی و هیدروکسی پروپیل اتر و درجه کل جایگزینی نیز مرتبط است. لازم به ذکر است که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز نیز شبه پلاستیک است. محلول آن در دمای اتاق پایدار است و هیچ گونه تخریب ویسکوزیتهای به جز احتمال تخریب آنزیمی نشان نمیدهد.
۳، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اسید و مقاومت قلیایی
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اسید قلیایی و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اسید قلیایی، به طور کلی پایدار است، در محدوده PH2 ~ 12 تحت تأثیر قرار نمیگیرد، میتواند مقدار مشخصی از اسیدهای سبک مانند اسید فرمیک، اسید استیک، اسید سیتریک، اسید سوکسینیک، اسید فسفریک، اسید بوریک و غیره را تحمل کند. اما اسید غلیظ اثر کاهش ویسکوزیته را دارد. قلیاهایی مانند سود سوزآور، پتاسیم سوزآور و آب آهک هیچ تاثیری بر آن ندارند، اما اثر افزایش جزئی ویسکوزیته محلول در آینده به آرامی کاهش مییابد.
4، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را میتوان مخلوط کرد
محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را میتوان با ترکیبات پلیمری محلول در آب مخلوط کرد و به یک محلول شفاف یکنواخت با ویسکوزیته بالاتر تبدیل کرد. این ترکیبات مولکولی بالا عبارتند از پلی اتیلن گلیکول، پلی وینیل استات، پلی سیلیکون، پلی متیل وینیل سیلوکسان و هیدروکسی اتیل سلولز و متیل سلولز و غیره. ترکیبات پلیمری طبیعی مانند صمغ عربی، صمغ دانه خرنوب، صمغ درخت خار و غیره نیز مخلوط خوبی با محلول آن دارند. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز همچنین میتواند با اسید استئاریک یا اسید پالمیتیک، استر مانیتول یا استر سوربیتول مخلوط شود، اما همچنین با گلیسرول، سوربیتول و مانیتول، این ترکیبات میتوانند به عنوان نرمکننده هیدروکسی پروپیل متیل سلولز استفاده شوند.
۵، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز نامحلول در آب محلول
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، اتر سلولز نامحلول در آب است که میتواند با آلدهیدها پیوند عرضی سطحی برقرار کند و این اتر محلول در آب را که در محلول رسوب میکنند، در آب نامحلول کند. و برای نامحلول کردن هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در آلدهید، فرمالدئید، گلیوکسال، سوکسینالدئید، دی آلدئید و غیره، استفاده از فرمالدئید باید به مقدار PH محلول توجه ویژهای داشته باشد، که در آن واکنش گلیوکسال سریعتر است، بنابراین در تولید صنعتی معمولاً از گلیوکسال به عنوان عامل پیوند عرضی استفاده میشود. دوز این نوع عامل پیوند عرضی در محلول 0.2٪ ~ 10٪ از جرم اتر است، بهترین مقدار 7٪ ~ 10٪ است، مانند استفاده از گلیوکسال با 3.3٪ ~ 6٪ مناسبترین است. دمای عملیات عمومی 0 ~ 30 ℃ و زمان 1 ~ 120 دقیقه است. واکنش پیوند عرضی باید در شرایط اسیدی انجام شود. به طور کلی، اسید قوی معدنی یا اسید کربوکسیلیک آلی به محلول اضافه میشود تا pH محلول را در حدود 2 تا 6، ترجیحاً بین 4 تا 6، تنظیم کند و سپس آلدهیدها برای واکنش پیوند عرضی اضافه میشوند. اسیدهای مورد استفاده عبارتند از اسید هیدروکلریک، اسید سولفوریک، اسید فسفریک، اسید فرمیک، اسید استیک، اسید هیدروکسی استیک، اسید سوکسینیک یا اسید سیتریک که در بین آنها اسید فرمیک یا اسید استیک بهترین هستند، در حالی که اسید فرمیک بهترین است. اسیدها و آلدهیدها نیز ممکن است همزمان اضافه شوند تا محلول در محدوده pH مورد نظر پیوند عرضی داشته باشد. این واکنش اغلب در فرآیند نهایی تهیه اتر سلولز استفاده میشود، به طوری که اتر سلولز حل نمیشود و به راحتی میتوان از آب 20 تا 25 درجه سانتیگراد برای شستشو و تصفیه استفاده کرد. هنگام استفاده از محصول، میتوان مواد قلیایی را به محلول محصول اضافه کرد تا pH محلول را به قلیایی تنظیم کند و محصول به سرعت در محلول حل شود. این روش همچنین میتواند زمانی استفاده شود که از محلول اتر سلولز برای ساخت فیلم استفاده میشود و سپس فیلم برای ساخت یک فیلم نامحلول تحت عملیات قرار میگیرد.
۶، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز آنتی آنزیم
مقاومت آنزیمی مشتقات سلولز در برابر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز از نظر تئوری، مانند هر گروه انیدروگلوکز مانند ترکیب جامدی از گروههای جایگزین وجود دارد، فرسایش میکروارگانیسمها کمتر مستعد عفونت است، اما در واقع محصول نهایی برای جایگزینی مقدار بیش از 1، همچنین با تخریب آنزیم، این توصیف هر گروه در زنجیره سلولز است که درجه جایگزینی یکنواخت نیست. میکروارگانیسمها میتوانند گروههای گلوکز دهیدراته بدون جایگزین را در نزدیکی فرسایش دهند تا قندهایی تشکیل دهند که میتوانند توسط میکروارگانیسمها به عنوان غذا جذب شوند. بنابراین، اگر درجه جایگزینی اتری سلولز افزایش یابد، مقاومت اتر سلولز در برابر فرسایش آنزیمی افزایش مییابد. گزارش شده است که در شرایط کنترل شده، ویسکوزیته باقیمانده هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (DS=1.9)، متیل سلولز (DS=1.83)، متیل سلولز (DS=1.66) و هیدروکسی اتیل سلولز (1.7٪) به ترتیب 13.2٪، 7.3٪، 3.8٪ و 1.7٪ بود. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز خاصیت ضد آنزیمی قوی دارد. بنابراین، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به عنوان یک ضد آنزیم عالی، همراه با پراکندگی، غلظت دهندگی و تشکیل فیلم خوب، در پوششهای امولسیونی و غیره استفاده میشود و عموماً نیازی به افزودن مواد نگهدارنده ندارد. با این حال، برای جلوگیری از نگهداری طولانی مدت محلول یا آلودگی احتمالی از دنیای خارج، میتوان مواد نگهدارنده اضافه کرد که انتخاب آنها با توجه به نیازهای نهایی محلول قابل تعیین است. استات فنیل مرکوریک و فلوسیلیکات منگنز مواد نگهدارنده موثری هستند، اما سمی هستند و باید با دقت عمل شوند. به طور کلی، میتوان 1 تا 5 میلیگرم استات فنیل مرکوریک را به هر لیتر محلول اضافه کرد.
7، عملکرد غشای هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
عملکرد فیلم هیدروکسی پروپیل متیل سلولز هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، فیلم بسیار خوبی است، محلول آبی یا محلول حلال آلی آن، پس از خشک شدن، به فیلمی بیرنگ، شفاف و سفت تبدیل میشود. مقاومت رطوبتی خوبی دارد و در دماهای بالا جامد باقی میماند. مانند افزودن نرمکننده رطوبتگیر، میتواند ازدیاد طول و انعطافپذیری آن را افزایش دهد، برای بهبود خمش، گلیسرول و سوربیتول و سایر نرمکنندهها مناسبترین هستند. غلظت محلول عمومی 2٪ تا 3٪ است، دوز نرمکننده 10٪ تا 20٪ اتر سلولز است. اگر محتوای نرمکننده زیاد باشد، پدیده انقباض و کمآبی کلوئیدی میتواند در رطوبت بالا رخ دهد. استحکام کششی نرمکننده اضافه شده به فیلم بسیار بیشتر از نرمکننده اضافه نشده است و با افزایش مقدار نرمکننده اضافه شده افزایش مییابد، زیرا رطوبتپذیری فیلم نیز با افزایش مقدار نرمکننده افزایش مییابد.
زمان ارسال: سپتامبر-08-2022