Hidroksipropil metil selulosa (HPMC) adalah eter campuran selulosa non-ionik dan eter campuran metil karboksimetil selulosa ionik, yang tidak bereaksi dengan logam berat. Radikal oksigen tunggal karena kandungan hidroksipropil metil selulosa dan proporsi kandungan hidroksipropil yang berbeda serta viskositasnya, menghasilkan varietas yang berbeda dalam hal kinerja. Misalnya, varietas dengan kandungan metoksil tinggi dan kandungan hidroksipropil rendah memiliki kinerja yang mendekati metil selulosa, dan varietas dengan kandungan metoksil rendah dan kandungan hidroksipropil tinggi memiliki kinerja yang mendekati hidroksipropil metil selulosa. Namun, pada setiap varietas, meskipun hanya mengandung sedikit hidroksipropil atau sedikit metoksi, kelarutan dalam pelarut organik atau suhu flokulasi dalam larutan berair memiliki perbedaan yang besar.
1, kelarutan hidroksipropil metil selulosa
Hidroksipropil metil selulosa dalam air sebenarnya merupakan sejenis metil selulosa yang dimodifikasi dengan propilen oksida (cincin metil oksipropil), sehingga masih memiliki karakteristik yang mirip dengan metil selulosa, yaitu larut dalam air dingin dan tidak larut dalam air panas. Namun, suhu gelasi hidroksipropil yang dimodifikasi jauh lebih tinggi daripada metil selulosa dalam air panas. Misalnya, viskositas larutan berair hidroksipropil metilselulosa dengan kandungan metoksi 2% DS=0,73 dan kandungan hidroksipropil MS=0,46 adalah 500 mpa pada 20℃. Suhu gelasi produk S mendekati 100℃, sedangkan metil selulosa pada suhu yang sama hanya sekitar 55℃. Adapun kelarutannya dalam air, juga sangat meningkat, misalnya, setelah penghancuran hidroksipropil metilselulosa (bentuk butiran 0,2~0,5mm pada suhu 20℃ dengan viskositas air 4% sebesar 2pA? Produk S dapat dengan mudah larut dalam air tanpa pendinginan pada suhu ruang.
(2) Kelarutan hidroksipropil metil selulosa dalam pelarut organik juga lebih baik daripada metil selulosa. Metil selulosa membutuhkan produk dengan derajat substitusi metoksi 2,1 atau lebih, dan mengandung hidroksipropil MS=1,5~1,8 dan metoksi DS=0,2~1,0. Hidroksipropil metil selulosa dengan viskositas tinggi dan derajat substitusi total di atas 1,8 larut dalam larutan metanol dan etanol anhidrat, serta memiliki kelarutan termoplastik dan air. Ia juga larut dalam hidrokarbon terklorinasi seperti diklorometana dan triklorometana, serta pelarut organik seperti aseton, isopropil alkohol, dan diaseton alkohol. Kelarutannya dalam pelarut organik lebih unggul daripada kelarutan dalam air.
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas hidroksipropil metil selulosa
Faktor viskositas hidroksipropil metilselulosa, penentuan viskositas standar hidroksipropil metilselulosa, dan eter selulosa lainnya sama, dilakukan pada suhu 20℃ dengan larutan berair 2% sebagai standar penentuan. Viskositas produk yang sama, dengan peningkatan konsentrasi, dan produk dengan berat molekul berbeda pada konsentrasi yang sama, produk dengan berat molekul tinggi 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 meningkat dan terjadi gelasi. Suhu gelasi produk dengan viskositas rendah lebih tinggi daripada produk dengan viskositas tinggi. Tingkat titik gelasinya, selain viskositas tinggi dan rendah eter, juga berhubungan dengan rasio komposisi gugus metoksi dan hidroksipropil eter serta derajat substitusi total. Perlu dicatat bahwa hidroksipropil metilselulosa juga bersifat pseudoplastik; larutannya stabil ketika disimpan pada suhu kamar dan tidak menunjukkan degradasi viskositas kecuali kemungkinan degradasi enzimatik.
3, hidroksipropil metil selulosa tahan asam dan basa
Hidroksipropil metilselulosa, umumnya stabil dalam kisaran pH 2-12, tidak terpengaruh, dan dapat menahan sejumlah asam ringan tertentu, seperti asam format, asam asetat, asam sitrat, asam suksinat, asam fosfat, asam borat, dll. Namun, asam pekat memiliki efek mengurangi viskositas. Alkali seperti soda kaustik, kalium kaustik, dan air kapur tidak berpengaruh, tetapi efek sedikit meningkatkan viskositas larutan akan berkurang perlahan di kemudian hari.
4. Hidroksipropil metil selulosa dapat dicampur.
Larutan hidroksipropil metil selulosa dapat dicampur dengan senyawa polimer yang larut dalam air, dan menjadi larutan transparan seragam dengan viskositas yang lebih tinggi. Senyawa bermolekul tinggi ini adalah polietilen glikol, polivinil asetat, polisilikon, polimetil vinil siloksan, dan hidroksietil selulosa serta metil selulosa, dll. Senyawa polimer alami seperti gom arab, gom kacang akasia, gom pohon duri, dan sebagainya juga memiliki campuran yang baik dengan larutannya. Hidroksipropil metil selulosa juga dapat dicampur dengan asam stearat atau asam palmitat, ester manitol atau ester sorbitol, tetapi juga dengan gliserol, sorbitol, dan manitol; senyawa-senyawa ini dapat digunakan sebagai plasticizer hidroksipropil metil selulosa.
5, hidroksipropil metil selulosa tidak larut dalam air larut dalam air
Hidroksipropil metil selulosa, eter selulosa yang tidak larut dalam air, dapat dihubungkan silang permukaannya dengan aldehida, dan membuat eter yang larut dalam air ini mengendap dalam larutan, menjadi tidak larut dalam air. Dan membuat hidroksipropil metilselulosa tidak larut dalam aldehida, formaldehida, glioksal, suksinaldehida, dialdehida, dll. Penggunaan formaldehida harus memperhatikan nilai pH larutan, di mana reaksi glioksal lebih cepat, sehingga dalam produksi industri umumnya digunakan glioksal sebagai agen penghubung silang. Dosis agen penghubung silang ini dalam larutan adalah 0,2%~10% dari massa eter, yang terbaik adalah 7%~10%, misalnya penggunaan glioksal dengan 3,3%~6% adalah yang paling tepat. Suhu perlakuan umum adalah 0~30℃, waktu 1~120 menit. Reaksi penghubung silang perlu dilakukan dalam kondisi asam. Umumnya, asam kuat anorganik atau asam karboksilat organik ditambahkan ke dalam larutan untuk menyesuaikan pH larutan menjadi sekitar 2~6, lebih disukai antara 4~6, kemudian aldehida ditambahkan untuk reaksi ikatan silang. Asam yang digunakan adalah asam klorida, asam sulfat, asam fosfat, asam format, asam asetat, asam hidroksi asetat, asam suksinat, atau asam sitrat, di antaranya asam format atau asam asetat adalah yang terbaik, sedangkan asam format adalah yang paling baik. Asam dan aldehida juga dapat ditambahkan secara bersamaan agar larutan dapat mengalami ikatan silang dalam kisaran pH yang diinginkan. Reaksi ini sering digunakan dalam proses akhir pembuatan eter selulosa, sehingga eter selulosa tidak larut, mudah dicuci dan dimurnikan dengan air 20~25℃. Saat produk digunakan, zat alkali dapat ditambahkan ke dalam larutan produk untuk menyesuaikan pH larutan menjadi basa, dan produk akan cepat larut dalam larutan. Metode ini juga dapat digunakan ketika larutan selulosa eter digunakan untuk membuat film, dan kemudian film tersebut diolah untuk membuat film yang tidak larut.
6, hidroksipropil metil selulosa anti-enzim
Secara teori, ketahanan enzim hidroksipropil metil selulosa terhadap turunan selulosa, seperti setiap gugus anhidroglukosa yang memiliki kombinasi padat dengan gugus pengganti, membuat erosi mikroorganisme kurang rentan terhadap infeksi. Namun, pada kenyataannya, produk jadi dengan nilai penggantian lebih dari 1, juga mengalami degradasi enzim. Hal ini menunjukkan bahwa derajat substitusi setiap gugus dalam rantai selulosa tidak seragam, sehingga mikroorganisme dapat mengikis gugus glukosa dehidrasi yang tidak tersubstitusi di dekatnya untuk membentuk gula, yang dapat diserap oleh mikroorganisme sebagai makanan. Oleh karena itu, jika derajat substitusi eterifikasi selulosa meningkat, ketahanan eter selulosa terhadap erosi enzim akan meningkat. Dilaporkan bahwa dalam kondisi terkontrol, viskositas sisa hidroksipropil metil selulosa (DS=1,9), metil selulosa (DS=1,83), metil selulosa (DS=1,66), dan hidroksietil selulosa (1,7%) masing-masing adalah 13,2%, 7,3%, 3,8%, dan 1,7%. Hidroksipropil metil selulosa memiliki kemampuan anti-enzim yang kuat. Dengan demikian, hidroksipropil metilselulosa memiliki kemampuan anti-enzim yang sangat baik, dikombinasikan dengan dispersi, pengentalan, dan pembentukan film yang baik, sehingga diaplikasikan dalam pelapis emulsi, dll., dan umumnya tidak perlu menambahkan pengawet. Namun, untuk mencegah penyimpanan larutan jangka panjang atau kemungkinan kontaminasi dari luar, pengawet dapat ditambahkan, yang pemilihannya dapat ditentukan sesuai dengan persyaratan akhir larutan. Fenilmerkuri asetat dan mangan fluosilikat adalah pengawet yang efektif, tetapi bersifat toksik dan harus dioperasikan dengan hati-hati. Umumnya, 1~5 mg fenilmerkuri asetat dapat ditambahkan ke setiap liter larutan.
7. Kinerja membran hidroksipropil metil selulosa
Film hidroksipropil metil selulosa memiliki kinerja yang sangat baik. Larutan berair atau larutan pelarut organiknya, yang dilapisi pada pelat kaca, setelah kering menjadi film yang tidak berwarna, transparan, dan kuat. Film ini memiliki ketahanan terhadap kelembapan yang baik dan tetap padat pada suhu tinggi. Penambahan plasticizer higroskopis dapat meningkatkan elongasi dan fleksibilitasnya. Untuk meningkatkan kelenturan, gliserol dan sorbitol serta plasticizer lainnya adalah yang paling tepat. Konsentrasi larutan umumnya 2%~3%, dosis plasticizer adalah 10%~20% dari eter selulosa. Jika kandungan plasticizer terlalu tinggi, fenomena penyusutan akibat dehidrasi koloid dapat terjadi pada kelembapan tinggi. Kekuatan tarik film yang ditambahkan plasticizer jauh lebih besar daripada yang tidak ditambahkan, dan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah yang ditambahkan. Sedangkan untuk higroskopisitas film juga meningkat seiring dengan peningkatan jumlah plasticizer.
Waktu posting: 08-Sep-2022