Hidroksipropil metilselulosaMetilselulosa adalah sejenis eter campuran selulosa non-ionik. Tidak seperti eter campuran metil karboksimetil selulosa ionik, ia tidak bereaksi dengan logam berat. Karena rasio kandungan metoksil dan hidroksipropil yang berbeda dalam hidroksipropil metilselulosa dan viskositas yang berbeda, terdapat banyak varietas dengan sifat yang berbeda, misalnya, kandungan metoksil tinggi dan kandungan hidroksipropil rendah memiliki kinerja yang mendekati metilselulosa, sedangkan kinerja kandungan metoksil rendah dan kandungan hidroksipropil tinggi juga mendekati hidroksipropil metilselulosa. Namun, pada setiap varietas, meskipun hanya mengandung sedikit gugus hidroksipropil atau sedikit gugus metoksil, terdapat perbedaan besar dalam kelarutan dalam pelarut organik atau suhu flokulasi dalam larutan berair.
(1) Sifat kelarutan hidroksipropil metilselulosa
① Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam airHidroksipropil metilselulosaSebenarnya, ini adalah sejenis metilselulosa yang dimodifikasi dengan propilen oksida (metoksi-propilen), sehingga masih memiliki sifat yang sama dengan metilselulosa, yaitu karakteristik kelarutan dalam air dingin dan ketidaklarutan dalam air panas yang serupa. Namun, karena adanya gugus hidroksipropil yang dimodifikasi, suhu gelasinya dalam air panas jauh lebih tinggi daripada metilselulosa. Misalnya, viskositas larutan air hidroksipropil metilselulosa dengan derajat substitusi metoksi 2% (DS=0,73) dan kandungan hidroksipropil (MS=0,46) adalah 500 mpa·s pada suhu 20°C, dan suhu gelasinya dapat mencapai hampir 100°C, sedangkan metilselulosa pada suhu yang sama hanya sekitar 55°C. Adapun kelarutannya dalam air, juga telah meningkat secara signifikan. Sebagai contoh, hidroksipropil metilselulosa bubuk (bentuk butiran 0,2~0,5 mm pada suhu 20°C dengan viskositas larutan air 4% sebesar 2 pa•s) dapat dibeli pada suhu ruang, dan mudah larut dalam air tanpa pendinginan.
② Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam pelarut organik. Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam pelarut organik juga lebih baik daripada metilselulosa. Metilselulosa perlu memiliki derajat substitusi metoksil 2,1. Produk di atas, tetapi dengan kandungan hidroksipropil MS=1,5~1,8 dan metoksi DS=0,2~1,0, hidroksipropil metilselulosa viskositas tinggi dengan total derajat substitusi di atas 1,8 larut dalam larutan metanol dan etanol anhidrat, dan memiliki termoplastisitas dan kelarutan dalam air. Ia juga larut dalam hidrokarbon terklorinasi seperti metilen klorida dan kloroform, serta pelarut organik seperti aseton, isopropanol, dan diaseton alkohol. Kelarutannya dalam pelarut organik lebih baik daripada kelarutan dalam air.
(2) Faktor-faktor yang Mempengaruhi Viskositas Hidroksipropil Metil Selulosa Penentuan viskositas standar hidroksipropil metil selulosa sama dengan eter selulosa lainnya. Viskositas diukur pada suhu 20°C dengan larutan berair 2% sebagai standar. Viskositas produk yang sama meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi. Untuk produk dengan berat molekul berbeda pada konsentrasi yang sama, produk dengan berat molekul lebih besar memiliki viskositas yang lebih tinggi. Hubungannya dengan suhu mirip dengan metil selulosa. Ketika suhu naik, viskositas mulai menurun, tetapi ketika mencapai suhu tertentu, viskositas tiba-tiba naik dan terjadi gelasi. Suhu gelasi produk dengan viskositas rendah lebih tinggi. Titik gelasinya tidak hanya terkait dengan viskositas eter, tetapi juga terkait dengan rasio komposisi gugus metoksil dan gugus hidroksipropil dalam eter dan ukuran derajat substitusi total. Perlu dicatat bahwa hidroksipropil metilselulosa juga bersifat pseudoplastik, dan larutannya stabil pada suhu ruang tanpa penurunan viskositas kecuali kemungkinan degradasi enzimatik.
(3) Toleransi garam hidroksipropil metilselulosa Karena hidroksipropil metilselulosa adalah eter non-ionik, ia tidak terionisasi dalam media air, tidak seperti eter selulosa ionik lainnya, seperti karboksimetil selulosa basa, yang dalam larutan bereaksi dengan ion logam berat dan mengendap. Garam umum seperti klorida, bromida, fosfat, nitrat, dll. tidak akan mengendap ketika ditambahkan ke dalam larutan airnya. Namun, penambahan garam memiliki pengaruh pada suhu flokulasi larutan airnya. Ketika konsentrasi garam meningkat, suhu gel menurun. Ketika konsentrasi garam di bawah titik flokulasi, viskositas larutan cenderung meningkat. Oleh karena itu, penambahan sejumlah garam tertentu, dalam aplikasinya, dapat mencapai efek pengentalan yang lebih ekonomis. Karena itu, dalam beberapa aplikasi, lebih baik menggunakan campuran eter selulosa dan garam daripada larutan eter dengan konsentrasi lebih tinggi untuk mencapai efek pengentalan.
(4) Ketahanan Hidroksipropil Metilselulosa terhadap Asam dan Basa Hidroksipropil metilselulosa umumnya stabil terhadap asam dan basa, dan tidak terpengaruh dalam kisaran pH 2~12. Ia dapat menahan sejumlah asam ringan, seperti asam format, asam asetat, asam sitrat, asam suksinat, asam fosfat, asam borat, dll. Namun asam pekat memiliki efek mengurangi viskositas. Basa seperti soda kaustik, kalium hidroksida, dan air kapur tidak berpengaruh padanya, tetapi dapat sedikit meningkatkan viskositas larutan, dan kemudian perlahan menurunkannya.
(5) Ketercampuran hidroksipropil metilselulosa Larutan hidroksipropil metilselulosa dapat dicampur dengan senyawa polimer yang larut dalam air untuk menjadi larutan yang seragam dan transparan dengan viskositas yang lebih tinggi. Senyawa polimer ini meliputi polietilen glikol, polivinil asetat, polisilikon, polimetilvinil siloksan, hidroksietil selulosa, dan metil selulosa. Senyawa molekul tinggi alami seperti gom arab, gom kacang locust, gom karaya, dll. juga memiliki kompatibilitas yang baik dengan larutannya. Hidroksipropil metilselulosa juga dapat dicampur dengan ester manitol atau ester sorbitol dari asam stearat atau asam palmitat, dan juga dapat dicampur dengan gliserin, sorbitol dan manitol, dan senyawa-senyawa ini dapat digunakan sebagai plasticizer hidroksipropil metilselulosa untuk selulosa.
(6) Tidak larut dalam aireter selulosaHidroksipropil metilselulosa dapat melakukan ikatan silang permukaan dengan aldehida, sehingga eter yang larut dalam air ini mengendap dalam larutan dan menjadi tidak larut dalam air. Aldehida yang membuat hidroksipropil metilselulosa tidak larut meliputi formaldehida, glioksal, suksinat aldehida, adipaldehida, dll. Saat menggunakan formaldehida, perhatian khusus harus diberikan pada nilai pH larutan, di mana glioksal bereaksi lebih cepat, sehingga glioksal umumnya digunakan sebagai agen pengikat silang dalam produksi industri. Dosis agen pengikat silang jenis ini dalam larutan adalah 0,2%~10% dari massa eter, lebih disukai 7%~10%, misalnya, 3,3%~6% glioksal adalah yang paling sesuai. Umumnya, suhu perlakuan adalah 0~30℃, dan waktunya adalah 1~120 menit. Reaksi pengikatan silang perlu dilakukan dalam kondisi asam. Secara umum, pH larutan disesuaikan menjadi sekitar 2~6 dengan menambahkan asam kuat anorganik atau asam karboksilat organik ke dalam larutan, lebih disukai antara 4~6, kemudian aldehida ditambahkan untuk melakukan reaksi pengikatan silang. Asam yang digunakan meliputi asam klorida, asam sulfat, asam fosfat, asam format, asam asetat, asam hidroksi-asetat, asam suksinat, atau asam sitrat, di mana penggunaan asam format atau asam asetat lebih disarankan, dan asam format adalah yang optimal. Asam dan aldehida juga dapat ditambahkan secara bersamaan agar larutan dapat mengalami reaksi pengikatan silang dalam kisaran pH yang diinginkan. Reaksi ini sering digunakan dalam proses pengolahan akhir dalam proses pembuatan eter selulosa. Setelah eter selulosa tidak larut, penggunaannya menjadi lebih mudah.
Gunakan air bersuhu 20~25℃ untuk pencucian dan pemurnian. Saat produk digunakan, zat alkali dapat ditambahkan ke dalam larutan produk untuk menyesuaikan pH larutan menjadi basa, dan produk akan larut dalam larutan dengan cepat. Metode ini juga berlaku untuk pengolahan film setelah larutan selulosa eter dibuat menjadi film agar menjadi film yang tidak larut.
(7) Ketahanan enzim hidroksipropil metilselulosa secara teoritis merupakan turunan selulosa, seperti setiap gugus anhidroglukosa, jika terdapat gugus substituen yang terikat kuat, maka tidak mudah terinfeksi oleh mikroorganisme, namun pada kenyataannya produk jadi Ketika nilai substitusi melebihi 1, maka akan terdegradasi oleh enzim, yang berarti bahwa derajat substitusi setiap gugus pada rantai selulosa tidak cukup seragam, dan mikroorganisme dapat mengikis gugus anhidroglukosa yang tidak tersubstitusi untuk membentuk gula, sebagai nutrisi bagi mikroorganisme untuk diserap. Oleh karena itu, jika derajat substitusi eterifikasi selulosa meningkat, maka ketahanan terhadap erosi enzim selulosa eter juga akan meningkat. Menurut laporan, dalam kondisi terkontrol, hasil hidrolisis enzim yang dihasilkan menunjukkan viskositas sisa hidroksipropil metilselulosa (DS=1,9) sebesar 13,2%, metilselulosa (DS=1,83) sebesar 7,3%, metilselulosa (DS=1,66) sebesar 3,8%, dan hidroksietil selulosa sebesar 1,7%. Terlihat bahwa hidroksipropil metilselulosa memiliki kemampuan anti-enzim yang kuat. Oleh karena itu, ketahanan enzim yang sangat baik dari hidroksipropil metilselulosa, dikombinasikan dengan kemampuan dispersi, pengentalan, dan pembentukan film yang baik, digunakan dalam pelapis emulsi air, dll., dan umumnya tidak perlu menambahkan pengawet. Namun, untuk penyimpanan larutan jangka panjang atau kemungkinan kontaminasi dari luar, pengawet dapat ditambahkan sebagai tindakan pencegahan, dan pilihannya dapat ditentukan sesuai dengan persyaratan akhir larutan. Fenilmerkuri asetat dan mangan fluorosilikat adalah pengawet yang efektif, tetapi keduanya memiliki toksisitas, sehingga perlu diperhatikan cara penggunaannya. Umumnya, 1~5 mg fenilmerkuri asetat dapat ditambahkan ke dalam larutan per liter dosis.
(8) Kinerjahidroksipropil metilselulosaFilm hidroksipropil metilselulosa memiliki sifat pembentukan film yang sangat baik. Larutan berair atau larutan pelarut organik dilapisi pada pelat kaca, dan menjadi tidak berwarna dan transparan setelah kering. Film ini juga kuat. Film ini memiliki ketahanan terhadap kelembapan yang baik dan tetap padat pada suhu tinggi. Jika ditambahkan plasticizer higroskopis, elongasi dan fleksibilitasnya dapat ditingkatkan. Dalam hal peningkatan fleksibilitas, plasticizer seperti gliserin dan sorbitol adalah yang paling cocok. Umumnya, konsentrasi larutan adalah 2%~3%, dan jumlah plasticizer adalah 10%~20% dari eter selulosa. Jika kandungan plasticizer terlalu tinggi, penyusutan dehidrasi koloid akan terjadi pada kelembapan tinggi. Kekuatan tarik film dengan penambahan plasticizer jauh lebih besar daripada tanpa plasticizer, dan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah yang ditambahkan. Sedangkan untuk higroskopisitas film, juga meningkat seiring dengan peningkatan jumlah plasticizer.
Waktu posting: 25 April 2024