תכונות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז

הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז HPMC הוא סוג של אתר מעורב תאית לא יוני. בניגוד לאתר מעורב מתיל קרבוקסימיתל צלולוז יוני, הוא אינו מגיב עם מתכות כבדות. בשל היחסים השונים בין תכולת מתוקסיל ותכולת הידרוקסיפרופיל בהידרוקסיפרופיל מתילצלולוז וצמיגות שונות, ישנם זנים רבים בעלי תכונות שונות, לדוגמה, תכולת מתוקסיל גבוהה ותכולת הידרוקסיפרופיל נמוכה. ביצועיו קרובים לאלה של מתיל צלולוז, בעוד שביצועי תכולת מתוקסיל נמוכה ותכולת הידרוקסיפרופיל גבוהה קרובים לאלה של הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז. 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 הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז במים הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז הוא למעשה סוג של מתילצלולוז שעבר שינוי על ידי פרופילן אוקסיד (מתוקסיפרופילן), כך שעדיין יש לו את אותן תכונות כמו מתילצלולוז. לתאית יש מאפיינים דומים של מסיסות במים קרים ואי-מסיסות במים חמים. עם זאת, בשל קבוצת ההידרוקסיפרופיל שעברה שינוי, טמפרטורת הג'לציה שלו במים חמים גבוהה בהרבה מזו של מתילצלולוז. לדוגמה, הצמיגות של תמיסת הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז 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 שמתילצלולוז באותה טמפרטורה היא רק כ-55°C. באשר למסיסותה במים, גם היא שופרה מאוד. לדוגמה, ניתן לרכוש הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז כתוש (צורה גרגירית 0.2~0.5 מ"מ ב-20°C עם צמיגות של 2pa•s בתמיסה מימית של 4%). בטמפרטורת החדר, הוא מסיס בקלות במים ללא קירור.

② מסיסות הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז בממסים אורגניים. המסיסות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז בממסים אורגניים טובה יותר מזו של מתילצלולוז. עבור מוצרים מעל 2.1, הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז בעל צמיגות גבוהה המכיל הידרוקסיפרופיל MS=1.5~1.8 ומתוקסי DS=0.2~1.0, עם דרגת החלפה כוללת מעל 1.8, מסיסה בתמיסות מתנול ואתנול נטול מים. היא בינונית, ותרמופלסטית ומסיסה במים. היא גם מסיסה בפחמימנים כלוריים כגון מתילן כלוריד וכלורופורם, ובממסים אורגניים כגון אצטון, איזופרופנול ואלכוהול דיאצטון. מסיסותה בממסים אורגניים טובה יותר ממסיסותה במים.

(2) גורמים המשפיעים על צמיגות הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז קביעת הצמיגות הסטנדרטית של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז זהה לאתרי תאית אחרים, ונמדדת 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 מתילצלולוז. 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 מתילצלולוז 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 מיינן בסביבת מים, בניגוד לאתרים יוניים אחרים של תאית. לדוגמה, קרבוקסימתיל תאית מגיב עם יוני מתכות כבדות ומשקע בתמיסה. מלחים כלליים כמו כלוריד, ברומיד, פוספט, ניטרט וכו' לא ישקעו כאשר מוסיפים אותם לתמיסה המימית. עם זאת, הוספת מלח משפיעה במידה מסוימת על טמפרטורת ההפתקה של התמיסה המימית. כאשר ריכוז המלח עולה, טמפרטורת הג'ל יורדת. כאשר ריכוז המלח נמוך מנקודת ההפתקה, צמיגות התמיסה נוטה לעלות. לכן, מוסיפים כמות מסוימת של מלח, ובכך 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 כגון 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, פולימתילווינילסילוקסאן, 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) אתרים בלתי מסיסים במים של תאית של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז ניתנים לקישור צולב עם אלדהידים על פני השטח, כך שאתרים מסיסים במים אלה שוקעים בתמיסה והופכים בלתי 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. כמות חומר קישור צולב מסוג זה בתמיסה היא 0.2%~10% ממסת האתר, רצוי 7%~10%, לדוגמה, 3.3%~6% של גליוקסל הוא המתאים ביותר. באופן כללי, הטיפול...

הטמפרטורה היא 0~30℃, והזמן הוא 1~120 דקות. יש לבצע את תגובת הקישור הצולב בתנאים חומציים. באופן כללי, מוסיפים תחילה לתמיסה חומצה חזקה אנאורגנית או חומצה קרבוקסילית אורגנית כדי להתאים את רמת החומציות של התמיסה לכ-2~6, רצוי בין 4~6, ולאחר מכן מוסיפים אלדהידים כדי לבצע את תגובת הקישור הצולב. החומצה המשמשת כוללת חומצה הידרוכלורית, חומצה גופרתית, חומצה זרחתית, חומצה פורמית, חומצה אצטית, חומצה הידרוקסיאצטית, חומצה סוקסינית או חומצת לימון וכו', כאשר מומלץ להשתמש בחומצה פורמית או חומצה אצטית, וחומצה פורמית היא אופטימלית. ניתן גם להוסיף חומצה ואלדהיד 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, נוח להשתמש בו.

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 האנדרוגלוקוז הלא מוחלפת וליצור סוכרים, כחומרי הזנה למיקרואורגניזמים לספיגה. לכן, אם מידת ההחלפה האתריפית של התאית עולה, העמידות לשחיקה אנזימטית של אתר תאית גם תגדל. על פי דיווחים, בתנאים מבוקרים, תוצאות ההידרוליזה של האנזימים, 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) ביצועי סרט הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז להידרוקסיפרופיל מתילצלולוז יש תכונות יצירת סרט מצוינות. תמיסה מימית או תמיסת ממס אורגני מצופה על צלחת זכוכית, והוא הופך חסר צבע ושקוף לאחר ייבוש. סרט 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% של אתר תאית. אם תכולת הפלסטייזר גבוהה מדי, תתרחש התכווצות התייבשות קולואידית בלחות גבוהה. חוזק המתיחה של הסרט עם

כמות הפלסטייזר הנוסף גדולה בהרבה מזו ללא פלסטייזר, והיא עולה עם העלייה בכמות הנוספת. באשר להיגרוסקופיות של הסרט, גם היא עולה עם העלייה בכמות הפלסטייזר.