Hidroxipropil-metilcellulózegyfajta nemionos cellulózkeverék-éter. Az ionos metil-karboximetil-cellulózkeverék-éterrel ellentétben nem reagál nehézfémekkel. A hidroxipropil-metilcellulóz metoxil- és hidroxipropil-tartalmának eltérő aránya és a különböző viszkozitások miatt számos változata létezik, eltérő tulajdonságokkal, például magas metoxil- és alacsony hidroxipropil-tartalmú. Teljesítménye közel áll a metilcellulózéhoz, míg az alacsony metoxil- és magas hidroxipropil-tartalmú változatok teljesítménye közel áll a hidroxipropil-metilcellulózéhoz. Azonban az egyes változatokban, bár csak kis mennyiségű hidroxipropil-csoportot vagy kis mennyiségű metoxilcsoportot tartalmaz, nagy különbségek vannak a szerves oldószerekben való oldhatóságban vagy a vizes oldatokban való flokkulációs hőmérsékletben.
(1) A hidroxipropil-metilcellulóz oldhatósági tulajdonságai
① A hidroxipropil-metilcellulóz vízben való oldhatóságaHidroxipropil-metilcellulózvalójában egy propilén-oxiddal (metoxi-propilénnel) módosított metilcellulózfajta, így ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint a metilcellulóz, hasonló hideg vízben való oldhatósági és forró vízben való oldhatatlansági jellemzőkkel. A módosított hidroxipropil-csoport miatt azonban a gélesedési hőmérséklete forró vízben sokkal magasabb, mint a metilcellulózá. Például a 2%-os metoxitartalmú (DS=0,73 szubsztitúciós fok) és hidroxipropil-tartalmú (MS=0,46) hidroxipropil-metilcellulóz vizes oldatának viszkozitása 20°C-on 500 mpa·s, gélesedési hőmérséklete pedig közel 100°C-ot érhet el, míg a metilcellulóz ugyanezen a hőmérsékleten csak körülbelül 55°C. Ami a vízben való oldhatóságát illeti, az is jelentősen javult. Például a porított hidroxipropil-metilcellulóz (szemcsés alak 0,2~0,5 mm 20°C-on, 4%-os vizes oldat viszkozitása 2pa·s) szobahőmérsékleten is megvásárolható, hűtés nélkül könnyen oldódik vízben.
② A hidroxipropil-metilcellulóz oldhatósága szerves oldószerekben A hidroxipropil-metilcellulóz oldhatósága szerves oldószerekben jobb, mint a metilcellulózáé. A metilcellulóz metoxil-szubsztitúciós fokának 2,1-nek kell lennie. A fenti termékek, de hidroxipropil MS=1,5~1,8 és metoxil DS=0,2~1,0 tartalmúak, a nagy viszkozitású hidroxipropil-metilcellulóz, amelynek teljes szubsztitúciós foka 1,8 felett van, vízmentes metanolos és etanolos oldatokban oldódik, termoplaszticitással és vízoldhatósággal rendelkezik. Oldódik klórozott szénhidrogénekben, például metilén-kloridban és kloroformban, valamint szerves oldószerekben, például acetonban, izopropanolban és diaceton-alkoholban is. Szerves oldószerekben való oldhatósága jobb, mint a vízoldhatósága.
(2) A hidroxipropil-metilcellulóz viszkozitását befolyásoló tényezők A hidroxipropil-metilcellulóz standard viszkozitásmeghatározása megegyezik a többi cellulóz-éter viszkozitásának meghatározásával. 20°C-on mérik, 2%-os vizes oldatot használva standardként. Ugyanazon termék viszkozitása a koncentráció növekedésével növekszik. Különböző molekulatömegű termékek esetén azonos koncentrációban a nagyobb molekulatömegű termék viszkozitása magasabb. A hőmérséklettel való összefüggése hasonló a metilcellulózéhoz. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a viszkozitás csökkenni kezd, de egy bizonyos hőmérséklet elérésekor a viszkozitás hirtelen megemelkedik és gélesedés következik be. Az alacsony viszkozitású termékek gélhőmérséklete magasabb. Gélesedési pontja nemcsak az éter viszkozitásával függ össze, hanem az éterben lévő metoxilcsoport és hidroxipropilcsoport összetételi arányával és a teljes helyettesítési fok nagyságával is. Meg kell jegyezni, hogy a hidroxipropil-metilcellulóz szintén pszeudoplasztikus, és oldata szobahőmérsékleten stabil a viszkozitás romlása nélkül, kivéve az enzimes lebomlás lehetőségét.
(3) A hidroxipropil-metilcellulóz sótűrése Mivel a hidroxipropil-metilcellulóz egy nemionos éter, vizes közegben nem ionizálódik, ellentétben más ionos cellulóz-éterekkel, például a karboximetil-cellulózzal, amely oldatban nehézfém-ionokkal reagálva kicsapódik. Az általános sók, például a klorid, bromid, foszfát, nitrát stb. nem csapódnak ki, ha vizes oldathoz adjuk. A só hozzáadása azonban bizonyos mértékben befolyásolja a vizes oldat flokkulációs hőmérsékletét. Amikor a sókoncentráció növekszik, a gél hőmérséklete csökken. Amikor a sókoncentráció a flokkulációs pont alatt van, az oldat viszkozitása általában növekszik. Ezért egy bizonyos mennyiségű só hozzáadása alkalmazáskor gazdaságosabban érheti el a sűrítő hatást. Ezért bizonyos alkalmazásokban jobb cellulóz-éter és só keverékét használni, mint nagyobb koncentrációjú éteroldatot a sűrítő hatás eléréséhez.
(4) Hidroxipropil-metilcellulóz sav- és lúgállóság A hidroxipropil-metilcellulóz általában savakkal és lúgokkal szemben ellenálló, és pH 2-12 tartományban nem változik. Bizonyos mennyiségű könnyű savat, például hangyasavat, ecetsavat, citromsavat, borostyánkősavat, foszforsavat, bórsavat stb. is elvisel. A tömény sav azonban csökkenti a viszkozitást. Az olyan lúgok, mint a marónátron, a marónátron és a mészvíz, nincsenek hatással rá, de kissé növelhetik az oldat viszkozitását, majd lassan csökkenthetik azt.
(5) A hidroxipropil-metilcellulóz elegyíthetősége A hidroxipropil-metilcellulóz oldat vízben oldódó polimer vegyületekkel keverhető, így egyenletes, átlátszó és nagyobb viszkozitású oldatot kapunk. Ezek a polimer vegyületek közé tartozik a polietilénglikol, a polivinil-acetát, a poliszilikon, a polimetilvinil-sziloxán, a hidroxietil-cellulóz és a metilcellulóz. A természetes nagy molekulatömegű vegyületek, mint például a gumiarábikum, a szentjánoskenyérmag-liszt, a karaya-liszt stb. szintén jól kompatibilitással rendelkeznek az oldattal. A hidroxipropil-metilcellulóz keverhető sztearinsav vagy palmitinsav mannit-észterével vagy szorbit-észterével, valamint glicerinnel, szorbittal és mannittal is, és ezek a vegyületek hidroxipropil-metilcellulóz lágyítóként használhatók cellulózhoz.
(6) Az oldhatatlan, vízben oldódócellulóz-éterekA hidroxipropil-metilcellulóz felületi térhálósítást végezhet aldehidekkel, így ezek a vízoldható éterek kicsapódnak az oldatban és vízben oldhatatlanná válnak. A hidroxipropil-metilcellulózt oldhatatlanná tevő aldehidek közé tartozik a formaldehid, a glioxál, a borostyánkősav-aldehid, az adipaldehid stb. Formaldehid használatakor különös figyelmet kell fordítani az oldat pH-értékére, amelyek közül a glioxál gyorsabban reagál, ezért a glioxált általában térhálósítószerként használják az ipari termelésben. Az ilyen típusú térhálósítószer adagolása az oldatban az éter tömegének 0,2%~10%-a, előnyösen 7%~10%, például a legmegfelelőbb a 3,3%~6% glioxál. Általában a kezelési hőmérséklet 0~30 ℃, az idő pedig 1~120 perc. A térhálósítási reakciót savas körülmények között kell végrehajtani. Az oldat pH-ját általában 2-6-ra állítják be szervetlen erős sav vagy szerves karbonsav hozzáadásával, előnyösen 4-6 közé, majd aldehideket adnak hozzá a térhálósító reakció végrehajtásához. Az alkalmazott sav lehet sósav, kénsav, foszforsav, hangyasav, ecetsav, hidroxi-ecetsav, borostyánkősav vagy citromsav stb., ahol hangyasav vagy ecetsav használata ajánlott, és a hangyasav az optimális. A savat és az aldehidet egyidejűleg is adagolhatjuk, hogy az oldat a kívánt pH-tartományon belül térhálósító reakción menjen keresztül. Ezt a reakciót gyakran alkalmazzák a cellulóz-éterek előállítási folyamatának végső kezelési folyamatában. Miután a cellulóz-éter oldhatatlanná válik, kényelmesen használható.
20–25 °C-os víz mosáshoz és tisztításhoz. Használat közben lúgos anyagokat adhatunk az oldat pH-értékének lúgosra állításához, így a termék gyorsan feloldódik az oldatban. Ez a módszer a cellulóz-éter oldat filmre készítés utáni oldhatatlan film kezelésére is alkalmazható.
(7) A hidroxipropil-metilcellulóz enzimrezisztenciája elméletileg a cellulózszármazékokra, például az egyes anhidroglükózcsoportokra jellemző, hogy ha erősen kötődik egy szubsztituens, akkor a mikroorganizmusok nem fertőzhetik meg könnyen. Valójában azonban a késztermék, amikor a szubsztitúciós érték meghaladja az 1-et, azt is lebontják az enzimek. Ez azt jelenti, hogy a cellulózláncon lévő egyes csoportok szubsztitúciójának mértéke nem elég egyenletes, és a mikroorganizmusok a szubsztituálatlan anhidroglükózcsoporton cukrokat képezhetnek, amelyek tápanyagként szolgálnak a mikroorganizmusok számára. Ezért, ha a cellulóz éterifikációs szubsztitúciójának mértéke növekszik, a cellulóz-éter enzimes erózióval szembeni ellenállása is növekszik. A jelentések szerint kontrollált körülmények között az enzimek hidrolízisének eredményeként a hidroxipropil-metilcellulóz (DS=1,9) maradék viszkozitása 13,2%, a metilcellulóz (DS=1,83) 7,3%, a metilcellulóz (DS=1,66) 3,8%, a hidroxietil-cellulóz pedig 1,7%. Látható, hogy a hidroxipropil-metilcellulóz erős enzimellenes képességgel rendelkezik. Ezért a hidroxipropil-metilcellulóz kiváló enzimrezisztenciája, jó diszpergálhatóságával, sűrítő és filmképző tulajdonságaival kombinálva, vízemulziós bevonatokban stb. használatos, és általában nem igényel tartósítószerek hozzáadását. Az oldat hosszú távú tárolása vagy a külső szennyeződés esetleges elkerülése érdekében azonban óvintézkedésként tartósítószerek adhatók, és a választás az oldat végső követelményei szerint határozható meg. A fenil-higany-acetát és a mangán-fluor-szilikát hatékony tartósítószerek, de mindegyikük toxikus, ezért figyelmet kell fordítani a műveletre. Általában 1-5 mg fenil-higany-acetát adható az oldathoz literenként.
(8) A teljesítményhidroxipropil-metilcellulózA hidroxipropil-metilcellulóz film kiváló filmképző tulajdonságokkal rendelkezik. Vizes oldatát vagy szerves oldószeres oldatát üveglapra vonják be, és száradás után színtelenné és átlátszóvá válik. És kemény film. Jó nedvességállósággal rendelkezik, és magas hőmérsékleten is szilárd marad. Ha higroszkópos lágyítót adnak hozzá, a nyúlása és rugalmassága javítható. A rugalmasság javítása szempontjából a glicerin és a szorbitol lágyítók a legalkalmasabbak. Általában az oldat koncentrációja 2% ~ 3%, a lágyító mennyisége pedig 10% ~ 20% cellulóz-éter. Ha a lágyító tartalma túl magas, magas páratartalom mellett kolloidális dehidratációs zsugorodás következik be. A lágyítóval hozzáadott film szakítószilárdsága sokkal nagyobb, mint a lágyító nélkülié, és a hozzáadott mennyiség növekedésével növekszik. Ami a film higroszkóposságát illeti, az szintén növekszik a lágyító mennyiségének növekedésével.
Közzététel ideje: 2024. április 25.