Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի հատկությունները

Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզ HPMC-ն ոչ իոնային ցելյուլոզային խառը եթերի տեսակ է: Ի տարբերություն իոնային մեթիլ կարբօքսիմեթիլ ցելյուլոզային խառը եթերի, այն չի փոխազդում ծանր մետաղների հետ: Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզում մետօքսիլային և հիդրօքսիպրոպիլային պարունակությունների տարբեր հարաբերակցությունների և տարբեր մածուցիկության պատճառով կան բազմաթիվ տեսակներ՝ տարբեր հատկություններով, օրինակ՝ բարձր մետօքսիլային և ցածր հիդրօքսիպրոպիլային պարունակություններով: Դրա արդյունավետությունը մոտ է մեթիլցելյուլոզային, մինչդեռ ցածր մետօքսիլային և բարձր հիդրօքսիպրոպիլային պարունակություններով այն մոտ է հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային: Այնուամենայնիվ, յուրաքանչյուր տեսակի մեջ, չնայած պարունակվում է միայն փոքր քանակությամբ հիդրօքսիպրոպիլ խումբ կամ փոքր քանակությամբ մետօքսիլ խումբ, կան մեծ տարբերություններ օրգանական լուծիչներում լուծելիության կամ ջրային լուծույթներում ֆլոկուլյացիայի ջերմաստիճանի մեջ:

(1) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծելիության հատկությունները

① Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծելիությունը ջրում։ Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը իրականում պրոպիլենօքսիդով (մետօքսիպրոպիլեն) մոդիֆիկացված մեթիլցելյուլոզի տեսակ է, ուստի այն դեռևս ունի նույն հատկությունները, ինչ մեթիլցելյուլոզը։ Ցելյուլոզն ունի սառը ջրում լուծելիության և տաք ջրում անլուծելիության նմանատիպ բնութագրեր։ Սակայն, մոդիֆիկացված հիդրօքսիպրոպիլ խմբի պատճառով, տաք ջրում դրա գելացման ջերմաստիճանը շատ ավելի բարձր է, քան մեթիլցելյուլոզինը։ Օրինակ՝ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթի մածուցիկությունը՝ 2% մետօքսի պարունակությամբ փոխարինման աստիճանով՝ DS=0.73 և հիդրօքսիպրոպիլ պարունակությամբ՝ MS=0.46, կազմում է 500 մպա·վրկ 20°C ջերմաստիճանում, իսկ գելացման ջերմաստիճանը կարող է հասնել մոտ 100°C-ի, մինչդեռ մեթիլցելյուլոզը նույն ջերմաստիճանում կազմում է ընդամենը մոտ 55°C։ Ինչ վերաբերում է ջրում լուծելիությանը, այն նույնպես զգալիորեն բարելավվել է։ Օրինակ, փոշիացված հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը (հատիկավոր ձև՝ 0.2~0.5 մմ 20°C ջերմաստիճանում և 2պա•վրկ 4% ջրային լուծույթի մածուցիկությամբ) կարելի է ձեռք բերել հետևյալ չափանիշով՝

2. Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծելիությունը օրգանական լուծիչներում։ Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծելիությունը օրգանական լուծիչներում նույնպես ավելի լավ է, քան մեթիլցելյուլոզինը։ 2.1-ից բարձր պարունակությամբ արգասիքների դեպքում, բարձր մածուցիկության հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը, որը պարունակում է հիդրօքսիպրոպիլ MS=1.5~1.8 և մետօքսի DS=0.2~1.0, 1.8-ից բարձր ընդհանուր փոխարինման աստիճանով, լուծելի է անջուր մեթանոլի և էթանոլի լուծույթներում, ինչպես նաև ջերմապլաստիկ և ջրում լուծելի։ Այն նաև լուծելի է քլորացված ածխաջրածիններում, ինչպիսիք են մեթիլեն քլորիդը և քլորոֆորմը, և օրգանական լուծիչներում, ինչպիսիք են ացետոնը, իզոպրոպանոլը և դիացետոնի սպիրտը։ Դրա լուծելիությունը օրգանական լուծիչներում ավելի լավ է, քան ջրում լուծելիությունը։

(2) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի մածուցիկության վրա ազդող գործոններ Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ստանդարտ մածուցիկության որոշումը նույնն է, ինչ մյուս ցելյուլոզային եթերների դեպքում, և չափվում է 20°C ջերմաստիճանում՝ ստանդարտ 2% ջրային լուծույթով։ Նույն արտադրանքի մածուցիկությունը մեծանում է կոնցենտրացիայի աճին զուգընթաց։ Նույն կոնցենտրացիայի դեպքում տարբեր մոլեկուլային քաշ ունեցող արտադրանքի համար ավելի մեծ մոլեկուլային քաշ ունեցող արտադրանքն ունի ավելի բարձր մածուցիկություն։ Ջերմաստիճանի հետ դրա կապը նման է մեթիլցելյուլոզի կապին։ Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, մածուցիկությունը սկսում է նվազել, բայց երբ այն հասնում է որոշակի ջերմաստիճանի,

Մածուցիկությունը հանկարծակի բարձրանում է, և տեղի է ունենում գելացում։ Ցածր մածուցիկությամբ արտադրանքի գելացման ջերմաստիճանը բարձր է։ Դրա գելացման կետը կապված է ոչ միայն եթերի մածուցիկության հետ, այլև եթերում մետօքսիլային և հիդրօքսիպրոպիլային խմբերի բաղադրության հարաբերակցության և ընդհանուր փոխարինման աստիճանի մեծության հետ։ Պետք է նշել, որ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը նաև պսևդոպլաստիկ է, և դրա լուծույթը կայուն է սենյակային ջերմաստիճանում՝ առանց մածուցիկության որևէ քայքայման, բացառությամբ ֆերմենտատիվ քայքայման հնարավորության։

(3) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի աղային դիմադրողականությունը Քանի որ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը ոչ իոնային եթեր է, այն չի իոնացվում ջրային միջավայրում, ի տարբերություն այլ իոնային ցելյուլոզային եթերների։ Օրինակ՝ կարբօքսիմեթիլ ցելյուլոզը ռեակցիայի մեջ է մտնում ծանր մետաղների իոնների հետ և նստվածք է առաջացնում լուծույթում։ Ընդհանուր աղերը, ինչպիսիք են քլորիդը, բրոմիդը, ֆոսֆատը, նիտրատը և այլն, չեն նստվածք առաջացնում, երբ ավելացվում են դրա ջրային լուծույթին։ Այնուամենայնիվ, աղի ավելացումը որոշակի ազդեցություն ունի դրա ջրային լուծույթի ֆլոկուլյացիայի ջերմաստիճանի վրա։ Երբ աղի կոնցենտրացիան մեծանում է, գելի ջերմաստիճանը նվազում է։ Երբ աղի կոնցենտրացիան ցածր է ֆլոկուլյացիայի կետից, լուծույթի մածուցիկությունը հակված է մեծանալու։ Հետևաբար, որոշակի քանակությամբ աղ է ավելացվում, կիրառման մեջ այն կարող է ավելի տնտեսապես հասնել խտացման ազդեցության։ Հետևաբար, որոշ կիրառություններում խտացման ազդեցությանը հասնելու համար ավելի լավ է օգտագործել ցելյուլոզային եթերի և աղի խառնուրդ, քան եթերի ավելի բարձր կոնցենտրացիայի լուծույթ։

(4) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզայի թթվային և ալկալիային դիմադրություն Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը, որպես կանոն, կայուն է թթուների և ալկալիների նկատմամբ և չի տուժում pH 2-12 միջակայքում: Այն կարող է դիմանալ որոշակի քանակությամբ թեթև թթուների, ինչպիսիք են մրջնաթթուն, քացախաթթուն, կիտրոնաթթուն, սուկցինաթթուն, ֆոսֆորական թթուն, բորաթթուն և այլն: Սակայն խտացված թթուն ունի մածուցիկության նվազեցման ազդեցություն: Ալկալիները, ինչպիսիք են կծու սոդան, կծու կալիումը և կրաջուրը, դրա վրա ազդեցություն չունեն, բայց կարող են փոքր-ինչ բարձրացնել լուծույթի մածուցիկությունը, ապա դանդաղորեն նվազեցնել այն:

(5) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի խառնվելու ունակությունը։ Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի լուծույթը կարող է խառնվել ջրում լուծվող պոլիմերային միացությունների հետ՝ ստանալով միատարր և թափանցիկ լուծույթ՝ բարձր մածուցիկությամբ։ Այս պոլիմերային միացությունների թվում են պոլիէթիլենգլիկոլը, պոլիվինիլացետատը, պոլիսիլիկոնը, պոլիմեթիլվինիլսիլօքսանը, հիդրօքսիէթիլցելյուլոզը և մեթիլցելյուլոզը։ Բնական բարձրամոլեկուլային միացությունները, ինչպիսիք են արաբական խեժը, մորեխի խեժը, կարայայի խեժը և այլն, նույնպես լավ համատեղելի են իրենց լուծույթի հետ։ Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը կարող է նաև խառնվել մանիտոլի էսթերի կամ ստեարինաթթվի կամ պալմիտինաթթվի սորբիտոլի էսթերի հետ, ինչպես նաև կարող է խառնվել գլիցերինի, սորբիտոլի և մանիտոլի հետ, և այս միացությունները կարող են օգտագործվել որպես հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզ՝ ցելյուլոզի պլաստիկացնող միջոց։

(6) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի անլուծելի ջրում լուծվող ցելյուլոզային եթերները կարող են խաչաձև կապվել մակերեսին գտնվող ալդեհիդների հետ, այնպես որ այս ջրում լուծվող եթերները նստվածք են տալիս լուծույթում և դառնում են անլուծելի ջրում: Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը անլուծելի դարձնող ալդեհիդներից են ֆորմալդեհիդը, գլիօքսալը, սուկցինային ալդեհիդը, ադիպալդեհիդը և այլն: Ֆորմալդեհիդ օգտագործելիս հատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել լուծույթի pH արժեքին, որոնց մեջ գլիօքսալն ավելի արագ է արձագանքում, ուստի գլիօքսալը սովորաբար օգտագործվում է որպես խաչաձև կապող նյութ արդյունաբերական արտադրության մեջ: Այս տեսակի խաչաձև կապող նյութի քանակը լուծույթում կազմում է եթերի զանգվածի 0.2%-10%-ը, նախընտրելի է՝ 7%-10%, օրինակ՝ գլիօքսալի 3.3%-6%-ը ամենահարմարն է: Ընդհանուր առմամբ, մշակումը

Ջերմաստիճանը 0~30℃ է, իսկ ժամանակը 1~120 րոպե։ Խաչաձև կապի ռեակցիան պետք է իրականացվի թթվային պայմաններում։ Սովորաբար, լուծույթին նախ ավելացվում է անօրգանական ուժեղ թթու կամ օրգանական կարբոնաթթու՝ լուծույթի pH-ը մոտ 2~6-ի հասցնելու համար, ցանկալի է՝ 4~6-ի սահմաններում, ապա ավելացվում են ալդեհիդներ՝ խաչաձև կապի ռեակցիան իրականացնելու համար։ Օգտագործվող թթուն պարունակում է աղաթթու, ծծմբական թթու, ֆոսֆորական թթու, մրջնաթթու, քացախաթթու, հիդրօքսիքացախաթթու, սուկցինաթթու կամ կիտրոնաթթու և այլն, որտեղ խորհուրդ է տրվում օգտագործել մրջնաթթու կամ քացախաթթու, իսկ մրջնաթթուն՝ օպտիմալ։ Թթուն և ալդեհիդը կարող են նաև միաժամանակ ավելացվել՝ լուծույթին խաչաձև կապի ռեակցիա թույլ տալու համար ցանկալի pH միջակայքում։ Այս ռեակցիան հաճախ օգտագործվում է ցելյուլոզային եթերների պատրաստման գործընթացում վերջնական մշակման գործընթացում։ Երբ ցելյուլոզային եթերը անլուծելի է, այն հարմար է օգտագործել։

20~25℃ ջուր՝ լվացման և մաքրման համար։ Երբ արտադրանքը օգտագործվում է, լուծույթին կարելի է ավելացնել ալկալային նյութեր՝ լուծույթի pH-ը ալկալային դարձնելու համար, և արտադրանքը արագ կլուծվի լուծույթում։ Այս մեթոդը կիրառելի է նաև թաղանթի մշակման համար, այն բանից հետո, երբ ցելյուլոզային եթերի լուծույթը թաղանթ է վերածվում՝ այն անլուծելի թաղանթ դարձնելու համար։

(7) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի ֆերմենտային դիմադրությունը տեսականորեն ցելյուլոզի ածանցյալներ են, ինչպիսիք են յուրաքանչյուր անհիդրոգլյուկոզային խումբը։ Եթե կա ամուր կապված տեղակալիչ խումբ, այն հեշտությամբ չի վարակվում միկրոօրգանիզմներով, բայց իրականում պատրաստի արտադրանքը, երբ փոխարինման արժեքը գերազանցում է 1-ը, այն նույնպես քայքայվում է ֆերմենտներով, ինչը նշանակում է, որ ցելյուլոզային շղթայի վրա յուրաքանչյուր խմբի փոխարինման աստիճանը բավականաչափ միատարր չէ, և միկրոօրգանիզմները կարող են քայքայվել չփոխարինված անհիդրոգլյուկոզային խմբի վրա՝ առաջացնելով շաքարներ, որոնք միկրոօրգանիզմների կողմից կլանվող սննդանյութեր են։ Հետևաբար, եթե ցելյուլոզի եթերային փոխարինման աստիճանը մեծանում է, ցելյուլոզային եթերի ֆերմենտային էրոզիայի դիմադրությունը նույնպես կաճի։ Հաղորդագրությունների համաձայն, վերահսկվող պայմաններում, ֆերմենտների հիդրոլիզի արդյունքում, հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի մնացորդային մածուցիկությունը (DS=1.9) կազմում է 13.2%, մեթիլցելյուլոզը (DS=1.83)՝ 7.3%, մեթիլցելյուլոզը (DS=1.66)՝ 3.8%, իսկ հիդրօքսիէթիլցելյուլոզը՝ 1.7%։ Կարելի է տեսնել, որ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը ունի ուժեղ հակաֆերմենտային ունակություն: Հետևաբար, հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզի գերազանց ֆերմենտային դիմադրությունը, զուգորդված լավ ցրման, խտացման և թաղանթագոյացման հատկությունների հետ, օգտագործվում է ջրային-էմուլսիոն ծածկույթներում և այլն, և ընդհանուր առմամբ անհրաժեշտ չէ կոնսերվանտներ ավելացնել: Այնուամենայնիվ, լուծույթի երկարատև պահպանման կամ արտաքինից հնարավոր աղտոտման դեպքում, կոնսերվանտներ կարող են ավելացվել որպես նախազգուշական միջոց, և ընտրությունը կարող է որոշվել լուծույթի վերջնական պահանջներին համապատասխան: Ֆենիլսնդիկի ացետատը և մանգանի ֆտորսիլիկատը արդյունավետ կոնսերվանտներ են, բայց դրանք բոլորն էլ ունեն թունավորություն, ուստի պետք է ուշադրություն դարձնել գործողությանը: Ընդհանուր առմամբ, լուծույթին կարելի է ավելացնել 1~5 մգ ֆենիլսնդիկի ացետատ՝ դեղաչափի յուրաքանչյուր լիտրի համար:

(8) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզայի թաղանթի արդյունավետությունը։ Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզը ունի գերազանց թաղանթագոյացման հատկություններ։ Դրա ջրային լուծույթը կամ օրգանական լուծիչի լուծույթը պատվում է ապակե թիթեղի վրա, և չորանալուց հետո այն դառնում է անգույն և թափանցիկ։ Եվ ամուր թաղանթ։ Այն ունի լավ խոնավության դիմադրություն և մնում է պինդ բարձր ջերմաստիճաններում։ Եթե ավելացվի հիգրոսկոպիկ պլաստիկացնող նյութ, դրա երկարացումը և ճկունությունը կարող են բարելավվել։ Ճկունությունը բարելավելու առումով առավել հարմար են պլաստիկացնող նյութերը, ինչպիսիք են գլիցերինը և սորբիտոլը։ Ընդհանուր առմամբ, լուծույթի կոնցենտրացիան 2%~3% է, իսկ պլաստիկացնող նյութի քանակը՝ 10%~20% ցելյուլոզային եթեր։ Եթե պլաստիկացնող նյութի պարունակությունը չափազանց բարձր է, բարձր խոնավության դեպքում կտեղի ունենա կոլոիդային ջրազրկման կծկում։ Թաղանթի ձգման ամրությունը

Ավելացված պլաստիկացնողի քանակն ավելի մեծ է, քան առանց պլաստիկացնողի, և այն մեծանում է ավելացված քանակի ավելացման հետ մեկտեղ: Ինչ վերաբերում է թաղանթի հիգրոսկոպիկությանը, այն նույնպես մեծանում է պլաստիկացնողի քանակի ավելացման հետ մեկտեղ: