Гидроксипропил метилцеллюлозасының қасиеттері

Гидроксипропил метилцеллюлозасы HPMC - иондық емес целлюлоза аралас эфирінің бір түрі. Иондық метилкарбоксиметилцеллюлоза аралас эфирінен айырмашылығы, ол ауыр металдармен әрекеттеспейді. Гидроксипропил метилцеллюлозасындағы метоксил мөлшері мен гидроксипропил мөлшерінің әртүрлі арақатынасына және әртүрлі тұтқырлықтарға байланысты әртүрлі қасиеттері бар көптеген түрлері бар, мысалы, жоғары метоксил мөлшері және төмен гидроксипропил мөлшері. Оның өнімділігі метилцеллюлозаның өнімділігіне жақын, ал төмен метоксил мөлшері мен жоғары гидроксипропил мөлшері гидроксипропил метилцеллюлозаның өнімділігіне жақын. Дегенмен, әрбір түрдің құрамында аз мөлшерде гидроксипропил тобы немесе аз мөлшерде метоксил тобы болса да, органикалық еріткіштердегі ерігіштігінде немесе сулы ерітінділердегі флокуляция температурасында үлкен айырмашылықтар бар.

(1) Гидроксипропил метилцеллюлозаның ерігіштік қасиеттері

①Гидроксипропил метилцеллюлозасының судағы ерігіштігі Гидроксипропил метилцеллюлозасы іс жүзінде пропилен оксидімен (метоксипропилен) модификацияланған метилцеллюлозаның бір түрі болып табылады, сондықтан ол метилцеллюлозамен бірдей қасиеттерге ие. Целлюлоза суық суда ерігіштігі және ыстық суда ерімейтіндігі сияқты ұқсас сипаттамаларға ие. Дегенмен, модификацияланған гидроксипропил тобына байланысты оның ыстық судағы гельдену температурасы метилцеллюлозаға қарағанда әлдеқайда жоғары. Мысалы, 2% метокси құрамының орын басу дәрежесі DS=0,73 және гидроксипропил құрамы MS=0,46 гидроксипропил метилцеллюлоза сулы ерітіндісінің тұтқырлығы 20°C температурада 500 мПа·с құрайды, ал оның гель температурасы 100°C-қа жуық жетуі мүмкін, ал метилцеллюлоза сол температурада тек 55°C шамасында. Суда ерігіштігіне келетін болсақ, ол да айтарлықтай жақсарды. Мысалы, ұнтақталған гидроксипропил метилцеллюлозасын (түйіршікті пішіні 0,2-0,5 мм, 20°C температурада 4% сулы ерітіндінің тұтқырлығы 2 па•с) бөлме температурасында сатып алуға болады, ол салқындатусыз суда оңай ериді.

2 Гидроксипропил метилцеллюлозаның органикалық еріткіштердегі ерігіштігі Гидроксипропил метилцеллюлозаның органикалық еріткіштердегі ерігіштігі метилцеллюлозаға қарағанда жақсы. 2,1-ден жоғары өнімдер үшін, жалпы алмастыру дәрежесі 1,8-ден жоғары гидроксипропил MS=1,5~1,8 және метокси DS=0,2~1,0 бар жоғары тұтқырлықтағы гидроксипропил метилцеллюлозасы сусыз метанол және этанол ерітінділерінде, ортада, термопластикалық және суда ериді. Ол сондай-ақ метиленхлорид және хлороформ сияқты хлорланған көмірсутектерде және ацетон, изопропанол және диацетон спирті сияқты органикалық еріткіштерде ериді. Оның органикалық еріткіштердегі ерігіштігі суда ерігіштігінен жақсы.

(2) Гидроксипропилметилцеллюлозаның тұтқырлығына әсер ететін факторлар Гидроксипропилметилцеллюлозаның стандартты тұтқырлығын анықтау басқа целлюлоза эфирлерімен бірдей және 20°C температурада стандарт ретінде 2% сулы ерітіндімен өлшенеді. Сол өнімнің тұтқырлығы концентрацияның жоғарылауымен артады. Бірдей концентрациядағы әртүрлі молекулалық салмағы бар өнімдер үшін үлкен молекулалық салмағы бар өнімнің тұтқырлығы жоғары болады. Оның температурамен байланысы метилцеллюлозаның байланысына ұқсас. Температура көтерілгенде тұтқырлық төмендей бастайды, бірақ белгілі бір температураға жеткенде,

Тұтқырлық кенеттен артып, гельдену жүреді. Тұтқырлығы төмен өнімдердің гель температурасы жоғары болады. Оның гель нүктесі тек эфирдің тұтқырлығымен ғана емес, сонымен қатар эфирдегі метоксил тобы мен гидроксипропил тобының құрамдық қатынасымен және жалпы алмастыру дәрежесінің өлшемімен де байланысты. Гидроксипропил метилцеллюлозаның да псевдопластикалық екенін және оның ерітіндісі бөлме температурасында тұрақты екенін, ферментативті ыдырау мүмкіндігінен басқа тұтқырлығының ыдырауынсыз екенін атап өткен жөн.

(3) Гидроксипропил метилцеллюлозасының тұзға төзімділігі Гидроксипропил метилцеллюлоза иондық емес эфир болғандықтан, ол басқа иондық целлюлоза эфирлерінен айырмашылығы, су ортасында иондалмайды. Мысалы, карбоксиметилцеллюлоза ауыр металл иондарымен әрекеттесіп, ерітіндіде тұнбаға түседі. Хлорид, бромид, фосфат, нитрат және т.б. сияқты жалпы тұздар оның сулы ерітіндісіне қосылған кезде тұнбаға түспейді. Дегенмен, тұз қосу оның сулы ерітіндісінің флокуляция температурасына белгілі бір әсер етеді. Тұз концентрациясы жоғарылаған кезде гель температурасы төмендейді. Тұз концентрациясы флокуляция нүктесінен төмен болған кезде, ерітіндінің тұтқырлығы артуға бейім. Сондықтан белгілі бір мөлшерде тұз қосылады. Қолдану кезінде қоюландыру әсеріне үнемді түрде қол жеткізуге болады. Сондықтан, кейбір қолданбаларда қоюландыру әсеріне қол жеткізу үшін эфир ерітіндісінің жоғары концентрациясына қарағанда целлюлоза эфирі мен тұз қоспасын қолданған дұрыс.

(4) Гидроксипропил метилцеллюлоза қышқылына және сілтіге төзімділік Гидроксипропил метилцеллюлозасы әдетте қышқылдар мен сілтілерге тұрақты және рН 2 ~ 12 диапазонында әсер етпейді. Ол құмырсқа қышқылы, сірке қышқылы, лимон қышқылы, янтарь қышқылы, фосфор қышқылы, бор қышқылы және т.б. сияқты белгілі бір мөлшерде жеңіл қышқылдарға төтеп бере алады. Бірақ концентрлі қышқыл тұтқырлықты төмендетуге әсер етеді. Күйдіргіш сода, күйдіргіш калий және әк суы сияқты сілтілер оған ешқандай әсер етпейді, бірақ олар ерітіндінің тұтқырлығын аздап арттырып, содан кейін баяу төмендетуі мүмкін.

(5) Гидроксипропил метилцеллюлозасының араласуы Гидроксипропил метилцеллюлоза ерітіндісін суда еритін полимер қосылыстарымен араластырып, тұтқырлығы жоғары біркелкі және мөлдір ерітіндіге айналдыруға болады. Бұл полимер қосылыстарына полиэтиленгликоль, поливинилацетат, полисиликон, полиметилвинилсилоксан, гидроксиэтилцеллюлоза және метилцеллюлоза жатады. Араб гумиі, шегіртке бұршағы гумиі, карая гумиі және т.б. сияқты табиғи жоғары молекулалық қосылыстар да оның ерітіндісімен жақсы үйлесімділікке ие. Гидроксипропил метилцеллюлозаны маннитол эфирімен немесе стеарин қышқылының немесе пальмитин қышқылының сорбитол эфирімен араластыруға болады, сондай-ақ глицерин, сорбитол және маннитолмен араластыруға болады, және бұл қосылыстарды целлюлозаға арналған гидроксипропил метилцеллюлоза пластификаторы ретінде пайдалануға болады.

(6) Гидроксипропил метилцеллюлозасының ерімейтін суда еритін целлюлоза эфирлері бетіндегі альдегидтермен айқас байланыса алады, сондықтан бұл суда еритін эфирлер ерітіндіде тұнбаға түсіп, суда ерімейтін болады. Гидроксипропил метилцеллюлозаны ерімейтін ететін альдегидтерге формальдегид, глиоксал, янтарь альдегиді, адипальдегид және т.б. жатады. Формальдегидті қолданған кезде ерітіндінің рН мәніне ерекше назар аудару керек, олардың ішінде глиоксал тезірек әрекеттеседі, сондықтан глиоксал өнеркәсіптік өндірісте айқас байланыстырушы агент ретінде жиі қолданылады. Ерітіндідегі мұндай айқас байланыстырушы агенттің мөлшері эфир массасының 0,2% ~ 10% құрайды, жақсырақ 7% ~ 10%, мысалы, глиоксалдың 3,3% ~ 6% -ы ең қолайлы болып табылады. Жалпы алғанда, емдеу

Температура 0~30℃, ал уақыт 1~120 мин. Айқас байланыс реакциясын қышқылдық жағдайда жүргізу қажет. Әдетте, ерітіндіге алдымен бейорганикалық күшті қышқыл немесе органикалық карбон қышқылы қосылып, ерітіндінің рН шамамен 2~6 дейін, жақсырақ 4~6 аралығында реттеледі, содан кейін айқас байланыс реакциясын жүргізу үшін альдегидтер қосылады. Қолданылған қышқылдың құрамында тұз қышқылы, күкірт қышқылы, фосфор қышқылы, құмырсқа қышқылы, сірке қышқылы, гидроксисірке қышқылы, янтарь қышқылы немесе лимон қышқылы және т.б. бар, мұнда құмырсқа қышқылы немесе сірке қышқылы ұсынылады, ал құмырсқа қышқылы оңтайлы болып табылады. Ерітінді қажетті рН диапазонында айқас байланыс реакциясынан өтуі үшін қышқыл мен альдегидті бір уақытта қосуға болады. Бұл реакция көбінесе целлюлоза эфирлерін дайындау процесінде соңғы өңдеу процесінде қолданылады. Целлюлоза эфирі ерімегеннен кейін, оны пайдалану ыңғайлы.

Жуу және тазарту үшін 20~25℃ су. Өнімді пайдалану кезінде ерітіндінің рН мәнін сілтілік ету үшін өнім ерітіндісіне сілтілі заттарды қосуға болады, сонда өнім ерітіндіде тез ериді. Бұл әдіс целлюлоза эфирінің ерітіндісі ерімейтін пленкаға айналған пленканы өңдеуге де қолданылады.

(7) Гидроксипропил метилцеллюлозаның ферменттік төзімділігі теориялық тұрғыдан целлюлоза туындылары болып табылады, мысалы, әрбір ангидраглюкоза тобында, егер тығыз байланысқан орынбасар тобы болса, микроорганизмдермен жұқтыру оңай емес, бірақ шын мәнінде дайын өнім. Орынбасарлық мәні 1-ден асқан кезде, ол ферменттермен де ыдырайды, бұл целлюлоза тізбегіндегі әрбір топтың орынбасарлық дәрежесі жеткілікті түрде біркелкі емес дегенді білдіреді және микроорганизмдер алмастырылмаған ангидраглюкоза тобында қант түзіп, микроорганизмдердің сіңіруі үшін қоректік заттар ретінде эрозияға ұшырауы мүмкін. Сондықтан, егер целлюлозаның эфирлену орнын басу дәрежесі артса, целлюлоза эфирінің ферменттік эрозияға төзімділігі де артады. Есептерге сәйкес, бақыланатын жағдайларда ферменттердің гидролизі нәтижесінде гидроксипропил метилцеллюлозаның (DS=1.9) қалдық тұтқырлығы 13.2%, метилцеллюлоза (DS=1.83) 7.3%, метилцеллюлоза (DS=1.66) 3.8% және гидроксиэтилцеллюлоза 1.7% құрайды. Гидроксипропил метилцеллюлозаның күшті антиферменттік қабілеті бар екенін көруге болады. Сондықтан гидроксипропил метилцеллюлозаның ферменттерге төзімділігі, оның жақсы дисперсиялануы, қоюлануы және қабық түзу қасиеттерімен бірге су эмульсиясы жабындарында және т.б. қолданылады және әдетте консерванттарды қосудың қажеті жоқ. Дегенмен, ерітіндіні ұзақ уақыт сақтау немесе сырттан ластану мүмкіндігі үшін сақтық шарасы ретінде консерванттарды қосуға болады және таңдауды ерітіндінің соңғы талаптарына сәйкес анықтауға болады. Фенилсынап ацетаты және марганец фторсиликаты тиімді консерванттар болып табылады, бірақ олардың барлығының уыттылығы бар, сондықтан жұмысына назар аудару керек. Әдетте, ерітіндіге дозаның әр литріне 1-5 мг фенилсынап ацетаты қосуға болады.

(8) Гидроксипропил метилцеллюлоза пленкасының өнімділігі Гидроксипропил метилцеллюлозаның пленка түзуші қасиеттері өте жақсы. Оның сулы ерітіндісі немесе органикалық еріткіш ерітіндісі шыны пластинаға жағылады, кепкеннен кейін түссіз және мөлдір болады. Және берік пленка. Ол ылғалға жақсы төзімді және жоғары температурада қатты болып қалады. Егер гигроскопиялық пластификатор қосылса, оның созылуы мен икемділігін арттыруға болады. Икемділікті жақсарту тұрғысынан глицерин және сорбитол сияқты пластификаторлар ең қолайлы. Әдетте, ерітінді концентрациясы 2% ~ 3%, ал пластификатор мөлшері целлюлоза эфирінің 10% ~ 20% құрайды. Егер пластификатордың мөлшері тым жоғары болса, жоғары ылғалдылықта коллоидты дегидратация кезінде жиырылу пайда болады. Пленканың созылу беріктігі...

Пластификатор қосылатын мөлшер пластификаторсыз қосылатын мөлшерге қарағанда әлдеқайда көп және қосылған мөлшердің артуымен артады. Пленканың гигроскопиялықтығына келетін болсақ, ол пластификатор мөлшерінің артуымен де артады.