Hidroksipropil metilceluloza HPMC je vrsta neionskog miješanog etera celuloze. Za razliku od ionskog miješanog etera metil karboksimetil celuloze, ne reagira s teškim metalima. Zbog različitih omjera sadržaja metoksila i sadržaja hidroksipropila u hidroksipropil metilcelulozi i različitih viskoziteta, postoje mnoge vrste s različitim svojstvima, na primjer, visok sadržaj metoksila i nizak sadržaj hidroksipropila. Njihova svojstva su bliska svojstvima metil celuloze, dok su svojstva niskog sadržaja metoksila i visokog sadržaja hidroksipropila bliska svojstvima hidroksipropil metil celuloze. Međutim, u svakoj vrsti, iako sadrži samo malu količinu hidroksipropilne skupine ili malu količinu metoksilne skupine, postoje velike razlike u topljivosti u organskim otapalima ili temperaturi flokulacije u vodenim otopinama.
(1) Svojstva topljivosti hidroksipropil metilceluloze
①Topljivost hidroksipropil metilceluloze u vodi Hidroksipropil metilceluloza je zapravo vrsta metilceluloze modificirane propilen oksidom (metoksipropilenom), tako da i dalje ima ista svojstva kao metilceluloza Celuloza ima slične karakteristike topljivosti u hladnoj vodi i netopljivosti u vrućoj vodi. Međutim, zbog modificirane hidroksipropilne skupine, njezina temperatura želiranja u vrućoj vodi je mnogo viša od temperature metilceluloze. Na primjer, viskoznost vodene otopine hidroksipropil metilceluloze s 2% stupnja supstitucije metoksi skupine DS=0,73 i sadržajem hidroksipropila MS=0,46 iznosi 500 mpa·s na 20°C, a temperatura želiranja može doseći blizu 100°C, dok je metilceluloza na istoj temperaturi samo oko 55°C. Što se tiče njezine topljivosti u vodi, također je znatno poboljšana. Na primjer, usitnjena hidroksipropil metilceluloza (granularni oblik 0,2~0,5 mm na 20°C s viskoznošću 4% vodene otopine od 2 pa•s može se kupiti po cijeni. Na sobnoj temperaturi lako je topljiva u vodi bez hlađenja.
②Topljivost hidroksipropil metilceluloze u organskim otapalima Topljivost hidroksipropil metilceluloze u organskim otapalima također je bolja od topljivosti metilceluloze. Za proizvode iznad 2,1, hidroksipropil metilceluloza visoke viskoznosti koja sadrži hidroksipropil MS = 1,5~1,8 i metoksi DS = 0,2~1,0, s ukupnim stupnjem supstitucije iznad 1,8, srednje je topljiva u bezvodnim otopinama metanola i etanola, termoplastična i topljiva u vodi. Također je topljiva u kloriranim ugljikovodicima poput metilen klorida i kloroforma, te organskim otapalima poput acetona, izopropanola i diacetonskog alkohola. Njena topljivost u organskim otapalima je bolja od topljivosti u vodi.
(2) Čimbenici koji utječu na viskoznost hidroksipropil metilceluloze Standardno određivanje viskoznosti hidroksipropil metilceluloze isto je kao i kod drugih celuloznih etera i mjeri se na 20 °C s 2%-tnom vodenom otopinom kao standardom. Viskoznost istog produkta raste s povećanjem koncentracije. Za produkte s različitim molekularnim težinama pri istoj koncentraciji, produkt s većom molekularnom težinom ima veću viskoznost. Njegov odnos s temperaturom sličan je onome kod metilceluloze. Kada temperatura poraste, viskoznost počinje opadati, ali kada dostigne određenu temperaturu,
Viskoznost naglo raste i dolazi do želiranja. Temperatura gela kod proizvoda niske viskoznosti je viša. Točka želiranja nije povezana samo s viskoznošću etera, već i s omjerom metoksilne i hidroksipropilne skupine u eteru te veličinom ukupnog stupnja supstitucije. Treba napomenuti da je hidroksipropil metilceluloza također pseudoplastična, a njezina otopina je stabilna na sobnoj temperaturi bez ikakve degradacije viskoznosti, osim mogućnosti enzimske degradacije.
(3) Tolerancija hidroksipropil metilceluloze na sol Budući da je hidroksipropil metilceluloza neionski eter, ne ionizira u vodenom mediju, za razliku od drugih ionskih celuloznih etera. Na primjer, karboksimetil celuloza reagira s ionima teških metala i taloži se u otopini. Opće soli poput klorida, bromida, fosfata, nitrata itd. neće se taložiti kada se dodaju u vodenu otopinu. Međutim, dodavanje soli ima određeni utjecaj na temperaturu flokulacije vodene otopine. Kada se koncentracija soli poveća, temperatura gela se smanji. Kada je koncentracija soli ispod točke flokulacije, viskoznost otopine se obično povećava. Stoga se dodavanjem određene količine soli u primjeni može postići učinak zgušnjavanja ekonomičnije. Stoga je u nekim primjenama bolje koristiti smjesu celuloznog etera i soli nego otopinu etera veće koncentracije kako bi se postigao učinak zgušnjavanja.
(4) Otpornost hidroksipropil metilceluloze na kiseline i lužine Hidroksipropil metilceluloza je općenito stabilna na kiseline i lužine i nije pogođena u rasponu pH 2~12. Može izdržati određenu količinu lakih kiselina, poput mravlje kiseline, octene kiseline, limunske kiseline, jantarne kiseline, fosforne kiseline, borne kiseline itd. Ali koncentrirana kiselina ima učinak smanjenja viskoznosti. Lužine poput kaustične sode, kaustične potaše i vapnene vode nemaju učinka na nju, ali mogu malo povećati viskoznost otopine, a zatim je polako smanjiti.
(5) Miješljivost hidroksipropil metilceluloze Otopina hidroksipropil metilceluloze može se pomiješati s vodotopivim polimernim spojevima kako bi se dobila ujednačena i prozirna otopina veće viskoznosti. Ovi polimerni spojevi uključuju polietilen glikol, polivinil acetat, polisilikon, polimetilvinilsiloksan, hidroksietil celulozu i metil celulozu. Prirodni visokomolekularni spojevi poput arabike, gume rogača, karaya gume itd. također imaju dobru kompatibilnost s otopinom. Hidroksipropil metilceluloza može se miješati i s manitol esterom ili sorbitol esterom stearinske kiseline ili palmitinske kiseline, a može se miješati i s glicerinom, sorbitolom i manitolom, a ovi spojevi mogu se koristiti kao plastifikator za celulozu na bazi hidroksipropil metilceluloze.
(6) Netopljivi u vodi topljivi celulozni eteri hidroksipropil metilceluloze mogu se umrežiti s aldehidima na površini, tako da se ti u vodi topljivi eteri talože u otopini i postaju netopljivi u vodi. Aldehidi koji čine hidroksipropil metilcelulozu netopljivom uključuju formaldehid, glioksal, sukcinalni aldehid, adipaldehid itd. Pri korištenju formaldehida posebnu pozornost treba posvetiti pH vrijednosti otopine, među kojima glioksal reagira brže, pa se glioksal obično koristi kao sredstvo za umrežavanje u industrijskoj proizvodnji. Količina ove vrste sredstva za umrežavanje u otopini je 0,2%~10% mase etera, po mogućnosti 7%~10%, na primjer, 3,3%~6% glioksala je najprikladnije. Općenito, tretman
Temperatura je 0~30℃, a vrijeme je 1~120 min. Reakcija umrežavanja mora se provesti u kiselim uvjetima. Općenito, otopini se prvo doda jaka anorganska kiselina ili organska karboksilna kiselina kako bi se pH otopine podesio na oko 2~6, po mogućnosti između 4~6, a zatim se dodaju aldehidi kako bi se provela reakcija umrežavanja. Korištena kiselina može biti klorovodična kiselina, sumporna kiselina, fosforna kiselina, mravlja kiselina, octena kiselina, hidroksioctena kiselina, jantarna kiselina ili limunska kiselina itd., pri čemu je preporučljivo koristiti mravlju kiselinu ili octenu kiselinu, a mravlja kiselina je optimalna. Kiselina i aldehid mogu se dodati i istovremeno kako bi se otopini omogućilo da prođe reakciju umrežavanja unutar željenog raspona pH. Ova se reakcija često koristi u završnom procesu obrade u procesu pripreme celuloznih etera. Nakon što je celulozni eter netopljiv, prikladno je koristiti
Voda temperature 20~25℃ za pranje i pročišćavanje. Kada se proizvod koristi, u otopinu proizvoda mogu se dodati alkalne tvari kako bi se pH otopine prilagodio na alkalnu vrijednost, a proizvod će se brzo otopiti u otopini. Ova metoda je također primjenjiva za obradu filma nakon što se otopina celuloznog etera pretvori u film kako bi se dobio netopljivi film.
(7) Otpornost hidroksipropil metilceluloze na enzime teoretski je vezana za derivate celuloze, poput svake anhidroglukozne skupine. Ako postoji čvrsto vezana supstituentna skupina, nije lako biti zaražen mikroorganizmima. Međutim, kada vrijednost supstitucije premaši 1, gotov proizvod će također biti razgrađen enzimima, što znači da stupanj supstitucije svake skupine na celuloznom lancu nije dovoljno ujednačen i mikroorganizmi mogu erodirati nesupstituiranu anhidroglukoznu skupinu stvarajući šećere, kao hranjive tvari koje mikroorganizmi apsorbiraju. Stoga, ako se stupanj eterifikacijske supstitucije celuloze poveća, povećat će se i otpornost na enzimsku eroziju celuloznog etera. Prema izvješćima, pod kontroliranim uvjetima, hidroliza koja je rezultat djelovanja enzima, rezultirajuća viskoznost hidroksipropil metilceluloze (DS = 1,9) iznosi 13,2%, metilceluloze (DS = 1,83) 7,3%, metilceluloze (DS = 1,66) 3,8%, a hidroksietilceluloze 1,7%. Može se vidjeti da hidroksipropil metilceluloza ima snažnu antienzimsku sposobnost. Stoga se izvrsna otpornost hidroksipropil metilceluloze na enzime, u kombinaciji s dobrom disperzibilnošću, zgušnjavanjem i stvaranjem filma, koristi u premazima na bazi vodene emulzije itd. i općenito ne treba dodavati konzervanse. Međutim, za dugotrajno skladištenje otopine ili moguću kontaminaciju izvana, konzervansi se mogu dodati kao mjera opreza, a izbor se može odrediti prema konačnim zahtjevima otopine. Fenilživa acetat i manganov fluorosilikat su učinkoviti konzervansi, ali svi imaju toksičnost, pa se mora obratiti pozornost na postupak. Općenito, 1~5 mg fenilživa acetata može se dodati u otopinu po litri doze.
(8) Performanse hidroksipropil metilceluloznog filma Hidroksipropil metilceluloza ima izvrsna svojstva stvaranja filma. Njena vodena otopina ili otopina organskog otapala nanosi se na staklenu ploču, a nakon sušenja postaje bezbojna i prozirna. I čvrst film. Ima dobru otpornost na vlagu i ostaje čvrst na visokim temperaturama. Ako se doda higroskopni plastifikator, može se poboljšati njegovo istezanje i fleksibilnost. U smislu poboljšanja fleksibilnosti, najprikladniji su plastifikatori poput glicerina i sorbitola. Općenito, koncentracija otopine je 2%~3%, a količina plastifikatora je 10%~20% celuloznog etera. Ako je sadržaj plastifikatora previsok, doći će do koloidnog skupljanja uslijed dehidracije pri visokoj vlažnosti. Vlačna čvrstoća filma s
Količina dodanog plastifikatora je mnogo veća nego bez plastifikatora, a povećava se s povećanjem dodane količine. Što se tiče higroskopnosti filma, ona se također povećava s povećanjem količine plastifikatora.
Vrijeme objave: 24. studenog 2022.