L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è un etere misto di cellulosa non ionico, presente in diverse varietà, e un etere misto di metilcarbossimetilcellulosa ionico, che non reagisce con i metalli pesanti. A causa della presenza di radicali liberi dell'ossigeno, il contenuto di idrossipropilmetilcellulosa e la diversa proporzione di gruppi idrossipropilici, nonché la viscosità, danno origine a varietà con prestazioni distinte. Ad esempio, le varietà con alto contenuto di metossile e basso contenuto di idrossipropile hanno prestazioni simili alla metilcellulosa, mentre le varietà con basso contenuto di metossile e alto contenuto di idrossipropile hanno prestazioni simili all'idrossipropilmetilcellulosa. Tuttavia, in ogni varietà, pur contenendo solo una piccola quantità di gruppi idrossipropilici o metossilici, si riscontrano notevoli differenze nella solubilità nei solventi organici o nella temperatura di flocculazione in soluzione acquosa.
1, solubilità dell'idrossipropilmetilcellulosa
L'idrossipropilmetilcellulosa in acqua è in realtà un tipo di metilcellulosa modificata con ossido di propilene (anello metilossipropilico), quindi ha ancora caratteristiche simili alla metilcellulosa, ovvero solubile in acqua fredda e insolubile in acqua calda. Tuttavia, la temperatura di gelificazione dell'idrossipropil modificata è molto più alta di quella della metilcellulosa in acqua calda. Ad esempio, la viscosità di una soluzione acquosa di idrossipropilmetilcellulosa con un contenuto di metossile del 2% DS=0,73 e un contenuto di idrossipropil MS=0,46 è di 500 mPa a 20°C. La temperatura di gelificazione del prodotto S è vicina a 100°C, mentre quella della metilcellulosa alla stessa temperatura è solo di circa 55°C. Per quanto riguarda la sua solubilità in acqua, anch'essa notevolmente migliorata, ad esempio, dopo la frantumazione dell'idrossipropilmetilcellulosa (forma dei grani 0,2~0,5mm a 20℃ 4% viscosità acquosa di 2pA? I prodotti S possono essere facilmente disciolti in acqua senza raffreddamento a temperatura ambiente.
(2) La solubilità dell'idrossipropilmetilcellulosa nei solventi organici è migliore della metilcellulosa, la metilcellulosa necessita di un grado di sostituzione metossilica di 2,1 o superiore nei prodotti e contiene idrossipropil MS=1,5~1,8 e metossi DS=0,2~1,0. L'idrossipropilmetilcellulosa ad alta viscosità con un grado di sostituzione totale superiore a 1,8 è solubile in soluzioni di metanolo ed etanolo anidri e ha termoplasticità e solubilità in acqua. È anche solubile in idrocarburi clorurati come diclorometano e triclorometano e solventi organici come acetone, alcol isopropilico e alcol diacetonico. La sua solubilità nei solventi organici è superiore alla solubilità in acqua.
2, viscosità dell'idrossipropilmetilcellulosa dei fattori che influenzano
Fattori di viscosità dell'idrossipropilmetilcellulosa Determinazione della viscosità standard dell'idrossipropilmetilcellulosa e di altri eteri di cellulosa, che sono uguali, a 20℃ con soluzione acquosa al 2% come determinazione standard. La viscosità dello stesso prodotto, con l'aumento della concentrazione e dell'aumento, la stessa concentrazione di prodotti con peso molecolare diverso, il prodotto con peso molecolare più elevato ha una viscosità maggiore. La sua relazione con la temperatura è simile a quella della metilcellulosa. Quando la temperatura aumenta, la viscosità inizia a diminuire, ma quando raggiunge una certa temperatura, la viscosità aumenta improvvisamente e si verifica la gelificazione. La temperatura di gelificazione dei prodotti a bassa viscosità è più alta di quella dei prodotti ad alta viscosità. Il livello del suo punto di gelificazione, oltre all'alta e bassa viscosità dell'etere, ma anche al rapporto di composizione dei gruppi metossi e idrossipropilici dell'etere e al grado totale di sostituzione sono correlati. Va notato che l'idrossipropilmetilcellulosa è anche pseudoplastica; La sua soluzione è stabile se conservata a temperatura ambiente e non presenta alcuna perdita di viscosità, fatta eccezione per la possibilità di degradazione enzimatica.
3, idrossipropilmetilcellulosa resistenza agli acidi e agli alcali
L'idrossipropilmetilcellulosa è generalmente stabile in presenza di acidi e alcali, e non subisce alterazioni nell'intervallo di pH 2~12. Può resistere a una certa quantità di acidi deboli, come acido formico, acido acetico, acido citrico, acido succinico, acido fosforico, acido borico, ecc. Tuttavia, gli acidi concentrati hanno l'effetto di ridurre la viscosità. Alcali come la soda caustica, la soda caustica di potassio e l'acqua di calce non hanno alcun effetto su di essa, ma l'effetto di un leggero aumento della viscosità della soluzione diminuirà lentamente nel tempo.
4, l'idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata
La soluzione di idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata con composti polimerici idrosolubili, ottenendo una soluzione trasparente uniforme ad alta viscosità. Tra questi composti ad alto peso molecolare si annoverano polietilenglicole, polivinilacetato, polisilicone, polimetil vinil silossano, idrossietilcellulosa e metilcellulosa. Anche composti polimerici naturali come la gomma arabica, la gomma di carruba, la gomma di biancospino e simili si miscelino bene con la soluzione. L'idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata anche con acido stearico, acido palmitico, estere di mannitolo o estere di sorbitolo, nonché con glicerolo, sorbitolo e mannitolo; questi composti possono essere utilizzati come plastificanti per l'idrossipropilmetilcellulosa.
5, idrossipropilmetilcellulosa insolubile in acqua solubile
L'idrossipropilmetilcellulosa, un etere di cellulosa insolubile in acqua, può essere reticolata superficialmente con aldeidi, rendendo questi eteri idrosolubili precipitati in soluzione e insolubili in acqua. L'idrossipropilmetilcellulosa può essere resa insolubile in aldeidi, formaldeide, gliossale, succinaldeide, dialdeide, ecc. L'uso di formaldeide richiede particolare attenzione al valore di pH della soluzione, poiché il gliossale reagisce più velocemente, quindi nella produzione industriale si utilizza comunemente il gliossale come agente reticolante. Il dosaggio di questo tipo di agente reticolante in soluzione è compreso tra lo 0,2% e il 10% della massa dell'etere, con un valore ottimale tra il 7% e il 10%; ad esempio, l'uso di gliossale al 3,3%-6% è il più appropriato. La temperatura di trattamento generale è compresa tra 0 e 30 °C, con un tempo di reazione compreso tra 1 e 120 minuti. La reazione di reticolazione deve essere condotta in condizioni acide. Generalmente, si aggiunge un acido forte inorganico o un acido carbossilico organico alla soluzione per regolarne il pH a circa 2-6, preferibilmente tra 4 e 6, e successivamente si aggiungono aldeidi per la reazione di reticolazione. Gli acidi utilizzati sono acido cloridrico, acido solforico, acido fosforico, acido formico, acido acetico, acido idrossiacetico, acido succinico o acido citrico, tra i quali l'acido formico e l'acido acetico sono i migliori, mentre l'acido formico è il più efficace. Acidi e aldeidi possono anche essere aggiunti contemporaneamente per consentire la reticolazione della soluzione nell'intervallo di pH desiderato. Questa reazione è spesso utilizzata nel processo finale di preparazione dell'etere di cellulosa, in modo che l'etere di cellulosa non si dissolva, sia facilmente lavabile e purificabile con acqua a 20-25 °C. Quando il prodotto viene utilizzato, è possibile aggiungere sostanze alcaline alla soluzione per regolarne il pH a un valore alcalino, e il prodotto si dissolve rapidamente nella soluzione. Questo metodo può essere utilizzato anche quando si impiega una soluzione di etere di cellulosa per realizzare una pellicola, che viene poi trattata per ottenere una pellicola insolubile.
6, idrossipropilmetilcellulosa antienzima
La resistenza enzimatica dell'idrossipropilmetilcellulosa dei derivati della cellulosa, in teoria, come ogni gruppo anidroglucosio, ad esempio, presenta una solida combinazione di gruppi sostitutivi, rendendo l'erosione da parte dei microrganismi meno suscettibile all'infezione. Tuttavia, in realtà, il prodotto finito presenta un valore di sostituzione superiore a 1, anche a causa della degradazione enzimatica. Questa è la descrizione del fatto che il grado di sostituzione di ciascun gruppo nella catena di cellulosa non è uniforme. I microrganismi possono erodere i gruppi di glucosio disidratati non sostituiti per formare zuccheri, che possono essere assorbiti dai microrganismi come nutrimento. Pertanto, se il grado di sostituzione dell'eterificazione della cellulosa aumenta, la resistenza dell'etere di cellulosa all'erosione enzimatica sarà migliorata. È stato riportato che, in condizioni controllate, la viscosità residua di idrossipropilmetilcellulosa (DS=1,9), metilcellulosa (DS=1,83), metilcellulosa (DS=1,66) e idrossietilcellulosa (1,7%) era rispettivamente del 13,2%, 7,3%, 3,8% e 1,7%. L'idrossipropilmetilcellulosa ha una forte capacità antienzimatica. Pertanto, l'idrossipropilmetilcellulosa, eccellente antienzimatica, combinata con la sua buona dispersione, addensamento e formazione di film, applicata in rivestimenti in emulsione, ecc., generalmente non necessita dell'aggiunta di conservanti. Tuttavia, per prevenire la conservazione a lungo termine della soluzione o una possibile contaminazione dall'esterno, è possibile aggiungere conservanti, la cui scelta può essere determinata in base ai requisiti finali della soluzione. L'acetato di fenilmercurio e il fluosilicato di manganese sono conservanti efficaci, ma sono tossici e devono essere maneggiati con cautela. In genere, si possono aggiungere da 1 a 5 mg di acetato di fenilmercurio per ogni litro di soluzione.
7, prestazioni della membrana di idrossipropilmetilcellulosa
Le prestazioni del film di idrossipropilmetilcellulosa (Hmetilcellulosa) sono eccellenti. La sua soluzione acquosa o in solvente organico, applicata su una lastra di vetro, dopo l'essiccazione diventa un film incolore, trasparente e resistente. Ha una buona resistenza all'umidità e rimane solido ad alte temperature. L'aggiunta di plastificanti igroscopici può migliorarne l'allungamento e la flessibilità; per migliorare la flessione, i plastificanti più adatti sono glicerolo e sorbitolo. La concentrazione della soluzione è generalmente del 2%~3%, con un dosaggio di plastificante pari al 10%~20% dell'etere di cellulosa. Se il contenuto di plastificante è eccessivo, in presenza di elevata umidità può verificarsi il fenomeno di restringimento dovuto alla disidratazione colloidale. La resistenza alla trazione del film con aggiunta di plastificante è molto maggiore rispetto a quella del film senza plastificante e aumenta con l'aumentare della quantità aggiunta; allo stesso modo, anche l'igroscopicità del film aumenta con l'aumentare della quantità di plastificante.
Data di pubblicazione: 8 settembre 2022