האם אתה יודע את הביצועים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז?

הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזהוא סוג של אתר מעורב תאית לא יוני. בניגוד לאתר מעורב מתיל קרבוקסימיתיל תאית יוני, הוא אינו מגיב עם מתכות כבדות. בשל היחסים השונים בין תכולת מתוקסיל ותכולת הידרוקסיפרופיל בהידרוקסיפרופיל מתיל תאית וצמיגות שונות, ישנם זנים רבים בעלי תכונות שונות, לדוגמה, תכולת מתוקסיל גבוהה ותכולת הידרוקסיפרופיל נמוכה. ביצועיו קרובים לאלה של מתיל תאית, בעוד שהביצועים של תכולת מתוקסיל נמוכה ותכולת הידרוקסיפרופיל גבוהה קרובים לאלה של הידרוקסיפרופיל מתיל תאית. עם זאת, בכל זן, למרות שרק כמות קטנה של קבוצת הידרוקסיפרופיל או כמות קטנה של קבוצת מתוקסיל כלולה, ישנם הבדלים גדולים במסיסות בממסים אורגניים או בטמפרטורת הפתתה בתמיסות מימיות.

(1) תכונות מסיסות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז

① מסיסות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז במיםהידרוקסיפרופיל מתילצלולוזלמעשה, מתיל צלולוז הוא סוג של מתיל צלולוז שעבר שינוי על ידי פרופילן אוקסיד (מתוקסי-פרופילן), כך שעדיין יש לו את אותן תכונות כמו מתיל צלולוז. יש לו מאפיינים דומים של מסיסות במים קרים ואי-מסיסות במים חמים. עם זאת, בשל קבוצת ההידרוקסיפרופיל המותאמת, טמפרטורת הג'לציה שלו במים חמים גבוהה בהרבה מזו של מתיל צלולוז. לדוגמה, הצמיגות של תמיסת הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז מימית עם תכולת מתוקסי של 2%, דרגת החלפה DS=0.73 ותכולת הידרוקסיפרופיל MS=0.46 היא 500 mpa•s ב-20°C, וטמפרטורת הג'ל שלו יכולה להגיע קרוב ל-100°C, בעוד שמתיל צלולוז באותה טמפרטורה היא רק כ-55°C. באשר למסיסות שלו במים, היא גם שופרה מאוד. לדוגמה, ניתן לרכוש הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז כתוש (צורת גרגירים 0.2~0.5 מ"מ ב-20°C עם צמיגות תמיסה מימית של 4% של 2pa•s) בטמפרטורת החדר, והוא מסיסה בקלות במים ללא קירור.

② מסיסות הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז בממסים אורגניים. מסיסות הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז בממסים אורגניים טובה יותר מזו של מתילצלולוז. מתילצלולוז צריכה להיות בעלת דרגת החלפה מתוקסיל של 2.1. המוצרים הנ"ל, אך מכילים הידרוקסיפרופיל MS=1.5~1.8 ומתוקסי DS=0.2~1.0, הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז בעל צמיגות גבוהה ודרגת החלפה כוללת מעל 1.8 מומס בתמיסות מתנול ואתנול נטול מים, ובעל גמישות תרמית ומסיסות במים. הוא מסיס גם בפחמימנים כלוריים כמו מתילן כלוריד וכלורופורם, ובממסים אורגניים כמו אצטון, איזופרופנול ואלכוהול דיאצטון. מסיסותו בממסים אורגניים טובה יותר ממסיסות המים.

(2) גורמים המשפיעים על צמיגות הידרוקסיפרופיל מתיל תאית קביעת הצמיגות הסטנדרטית של הידרוקסיפרופיל מתיל תאית זהה לזו של אתרי תאית אחרים. היא נמדדת ב-20 מעלות צלזיוס עם תמיסה מימית של 2% כסטנדרט. הצמיגות של אותו מוצר עולה עם עליית הריכוז. עבור מוצרים בעלי משקלים מולקולריים שונים באותו ריכוז, למוצר בעל משקל מולקולרי גדול יותר יש צמיגות גבוהה יותר. הקשר שלו עם הטמפרטורה דומה לזה של מתיל תאית. כאשר הטמפרטורה עולה, הצמיגות מתחילה לרדת, אך כאשר היא מגיעה לטמפרטורה מסוימת, הצמיגות עולה לפתע ומתרחשת ג'לציה. טמפרטורת הג'ל של מוצרים בעלי צמיגות נמוכה גבוהה יותר. נקודת הג'ל שלו אינה קשורה רק לצמיגות האתר, אלא גם ליחס ההרכב של קבוצת המתוקסיל וקבוצת הידרוקסיפרופיל באתר ולגודל דרגת ההחלפה הכוללת. יש לציין כי הידרוקסיפרופיל מתיל תאית הוא גם פסאודופלסטי, והתמיסה שלו יציבה בטמפרטורת החדר ללא כל ירידה בצמיגות למעט אפשרות של פירוק אנזימטי.

(3) סבילות המלח של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז מכיוון שהידרוקסיפרופיל מתילצלולוז הוא אתר לא יוני, הוא אינו מיונן בסביבת מים, בניגוד לאתרי תאית יוניים אחרים, כגון תאית בסיסית קרבוקסימתיל, בתמיסה כדי להגיב עם יוני מתכות כבדות ולשקוע. מלחים כלליים כגון כלוריד, ברומיד, פוספט, ניטרט וכו' לא ישקעו כאשר מוסיפים אותם לתמיסה המימית שלהם. עם זאת, הוספת מלח משפיעה במידה מסוימת על טמפרטורת ההפתקה של התמיסה המימית שלה. כאשר ריכוז המלח עולה, טמפרטורת הג'ל יורדת. כאשר ריכוז המלח נמוך מנקודת ההפתקה, צמיגות התמיסה נוטה לעלות. לכן, מוסיפים כמות מסוימת של מלח, שביישום זה ניתן להשיג אפקט מעבה בצורה חסכונית יותר. לכן, ביישומים מסוימים, עדיף להשתמש בתערובת של אתר תאית ומלח מאשר בריכוז גבוה יותר של תמיסת אתר כדי להשיג את אפקט המעבה.

(4) עמידות בפני חומצה ובסיס הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז בדרך כלל יציב לחומצות ובסיסים, ואינו מושפע בטווח pH של 2~12. הוא יכול לעמוד בכמות מסוימת של חומצות קלות, כגון חומצה פורמית, חומצה אצטית, חומצת לימון, חומצה סוקסינית, חומצה זרחתית, חומצה בורית וכו'. אך לחומצה מרוכזת יש השפעה של הפחתת צמיגות. בסיסים כמו סודה קאוסטית, אשלגן קאוסטי ומי סיד אינם משפיעים עליה, אך הם יכולים להגביר מעט את צמיגות התמיסה, ולאחר מכן להפחית אותה בהדרגה.

(5) ערבוב של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז ניתן לערבב תמיסת הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז עם תרכובות פולימר מסיסות במים כדי לקבל תמיסה אחידה ושקופה בעלת צמיגות גבוהה יותר. תרכובות פולימר אלה כוללות פוליאתילן גליקול, פוליוויניל אצטט, פוליסיליקון, פולימתילוויניל סילוקסאן, הידרוקסיאתיל צלולוז ומתיל צלולוז. תרכובות טבעיות בעלות מולקולות גבוהות כגון גומי ערבי, גאם שעועית ארבה, גאם קאריה וכו' גם הן בעלות תאימות טובה לתמיסה שלהן. ניתן לערבב הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז גם עם אסטר מניטול או אסטר סורביטול של חומצה סטארית או חומצה פלמיטית, וניתן גם לערבב אותן עם גליצרין, סורביטול ומניטול, ותרכובות אלו יכולות לשמש כפלסטייקר הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז לתאית.

(6) מסיס במים בלתי מסיסאתרי תאיתשל הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז יכול לבצע קישור צולב על פני השטח עם אלדהידים, כך שאתרים מסיסים במים אלה שוקעים בתמיסה והופכים לבלתי מסיסים במים. האלדהידים שהופכים הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז לבלתי מסיס כוללים פורמלדהיד, גליוקסל, אלדהיד סוקסיני, אדיפאלדהיד וכו'. בעת שימוש בפורמלדהיד, יש לשים לב במיוחד לערך ה-pH של התמיסה, שביניהם גליוקסל מגיב מהר יותר, ולכן גליוקסל משמש בדרך כלל כחומר קישור צולב בייצור תעשייתי. המינון של חומר קישור צולב מסוג זה בתמיסה הוא 0.2%~10% ממסת האתר, רצוי 7%~10%, לדוגמה, 3.3%~6% של גליוקסל הוא המתאים ביותר. בדרך כלל, טמפרטורת הטיפול היא 0~30℃, והזמן הוא 1~120 דקות. תגובת הקישור צולב צריכה להתבצע בתנאים חומציים. באופן כללי, רמת החומציות (pH) של התמיסה מותאמת לכ-2-6 על ידי הוספת חומצה חזקה אנאורגנית או חומצה קרבוקסילית אורגנית לתמיסה, רצוי בין 4-6, ולאחר מכן מוסיפים אלדהידים לביצוע תגובת קישור צולב. החומצה המשמשת כוללת חומצה הידרוכלורית, חומצה גופרתית, חומצה זרחתית, חומצה פורמית, חומצה אצטית, חומצה הידרוקסי-אצטית, חומצה סוקסינית או חומצת לימון וכו', כאשר מומלץ להשתמש בחומצה פורמית או חומצה אצטית, וחומצה פורמית היא אופטימלית. ניתן גם להוסיף את החומצה והאלדהיד בו זמנית כדי לאפשר לתמיסה לעבור תגובת קישור צולב בטווח ה-pH הרצוי. תגובה זו משמשת לעתים קרובות בתהליך הטיפול הסופי בתהליך הכנת אתרי תאית. לאחר שאתר התאית אינו מסיס, הוא נוח לשימוש.

מים בטמפרטורה של 20~25 מעלות צלזיוס לשטיפה וטיהור. כאשר המוצר נמצא בשימוש, ניתן להוסיף חומרים אלקליים לתמיסה כדי להתאים את רמת החומציות (pH) של התמיסה לבסיס, והמוצר יתמוסס בתמיסה במהירות. שיטה זו ישימה גם לטיפול בסרט לאחר הפיכת תמיסת אתר התאית לסרט בלתי מסיס.

(7) עמידות האנזימים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז היא תיאורטית נגזרות תאית, כגון כל קבוצת אנהידרוגלוקוז, אם יש קבוצת תחליפים קשורה היטב, לא קל להידבק על ידי מיקרואורגניזמים, אך למעשה המוצר המוגמר כאשר ערך ההחלפה עולה על 1, הוא גם יתפרק על ידי אנזימים, מה שאומר שמידת ההחלפה של כל קבוצה בשרשרת התאית אינה אחידה מספיק, ומיקרואורגניזמים יכולים לשחוק את קבוצת האנהידרוגלוקוז הלא מוחלפת וליצור סוכרים, כחומר מזינים למיקרואורגניזמים לספיגה. לכן, אם מידת ההחלפה האתריפית של התאית עולה, גם העמידות לשחיקה אנזימטית של אתר תאית תגדל. על פי דיווחים, בתנאים מבוקרים, תוצאות ההידרוליזה של האנזימים המיוצרים, צמיגות שיורית של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז (DS=1.9) היא 13.2%, מתילצלולוז (DS=1.83) היא 7.3%, מתילצלולוז (DS=1.66) היא 3.8%, והידרוקסיאתיל צלולוז היא 1.7%. ניתן לראות כי להידרוקסיפרופיל מתילצלולוז יש יכולת אנטי-אנזים חזקה. לכן, עמידותו המצוינת לאנזימים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז, בשילוב עם תכונות פיזור, עיבוי ויצירת שכבה טובה, משמשת בציפויי אמולסיה במים וכו', ובדרך כלל אין צורך להוסיף חומרים משמרים. עם זאת, לאחסון ארוך טווח של התמיסה או לזיהום אפשרי מבחוץ, ניתן להוסיף חומרים משמרים כאמצעי זהירות, וניתן לקבוע את הבחירה בהתאם לדרישות הסופיות של התמיסה. פניל ​​כספית אצטט ומנגן פלואורוסיליקט הם חומרים משמרים יעילים, אך לכולם יש רעילות, ויש לשים לב לפעולה. בדרך כלל, ניתן להוסיף 1~5 מ"ג של פניל ​​כספית אצטט לתמיסה לכל ליטר של המינון.

(8) ביצועיהידרוקסיפרופיל מתילצלולוזלסרט הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז יש תכונות יצירת שכבה מצוינות. תמיסה מימית או תמיסת ממס אורגני מצופה על צלחת זכוכית, והוא הופך חסר צבע ושקוף לאחר ייבוש. וסרט קשיח. יש לו עמידות טובה ללחות והוא נשאר מוצק בטמפרטורות גבוהות. אם מוסיפים פלסטייזר היגרוסקופי, ניתן לשפר את התארכותו וגמישותו. מבחינת שיפור הגמישות, פלסטייזרים כמו גליצרין וסורביטול הם המתאימים ביותר. בדרך כלל, ריכוז התמיסה הוא 2% ~ 3%, וכמות הפלסטייזר היא 10% ~ 20% אתר תאית. אם תכולת הפלסטייזר גבוהה מדי, תתרחש התכווצות התייבשות קולואידית בלחות גבוהה. חוזק המתיחה של הסרט עם פלסטייזר נוסף גדול בהרבה מזה ללא פלסטייזר, והוא עולה עם העלייה בכמות הנוספת. באשר להיגרוסקופיות של הסרט, גם היא עולה עם העלייה בכמות הפלסטייזר.