Hidroksipropilmetilceliuliozėyra nejoninio celiuliozės mišraus eterio rūšis. Skirtingai nuo joninio metilkarboksimetilceliuliozės mišraus eterio, jis nereaguoja su sunkiaisiais metalais. Dėl skirtingo metoksilo ir hidroksipropilo kiekio santykio hidroksipropilmetilceliuliozėje ir skirtingo klampumo yra daug rūšių su skirtingomis savybėmis, pavyzdžiui, didelis metoksilo ir mažas hidroksipropilo kiekis. Jo veikimas artimas metilceliuliozės veikimui, o mažas metoksilo ir didelis hidroksipropilo kiekis artimas hidroksipropilmetilceliuliozės veikimui. Tačiau kiekvienoje veislėje, nors yra tik nedidelis hidroksipropilo grupės arba nedidelis metoksilo grupės kiekis, tirpumas organiniuose tirpikliuose arba flokuliacijos temperatūra vandeniniuose tirpaluose labai skiriasi.
(1) Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumo savybės
① Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas vandenyjeHidroksipropilmetilceliuliozėiš tikrųjų yra metilceliuliozės rūšis, modifikuota propileno oksidu (metoksipropilenu), todėl ji vis dar turi tas pačias savybes kaip ir metilceliuliozė, turinti panašias tirpumo šaltame vandenyje ir netirpumo karštame vandenyje charakteristikas. Tačiau dėl modifikuotos hidroksipropilo grupės jos stingimo temperatūra karštame vandenyje yra daug aukštesnė nei metilceliuliozės. Pavyzdžiui, hidroksipropilmetilceliuliozės vandeninio tirpalo su 2 % metoksigrupės pakeitimo laipsniu DS = 0,73 ir hidroksipropilgrupės kiekiu MS = 0,46 klampumas yra 500 mpa·s esant 20 °C temperatūrai, o jos gelio temperatūra gali siekti beveik 100 °C, o metilceliuliozės toje pačioje temperatūroje yra tik apie 55 °C. Kalbant apie jos tirpumą vandenyje, ji taip pat buvo labai pagerinta. Pavyzdžiui, pulverizuotą hidroksipropilmetilceliuliozę (granulių forma 0,2–0,5 mm esant 20 °C temperatūrai, kurios 4 % vandeninio tirpalo klampumas yra 2 pa·s) galima įsigyti kambario temperatūroje, ji lengvai tirpsta vandenyje be aušinimo.
② Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas organiniuose tirpikliuose Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas organiniuose tirpikliuose taip pat yra geresnis nei metilceliuliozės. Metilceliuliozės metoksilo pakeitimo laipsnis turi būti 2,1. Aukščiau minėti produktai, kurių sudėtyje yra hidroksipropilo MS = 1,5–1,8 ir metoksilo DS = 0,2–1,0, yra didelio klampumo hidroksipropilmetilceliuliozė, kurios bendras pakeitimo laipsnis yra didesnis nei 1,8, tirpsta bevandeniuose metanolio ir etanolio tirpaluose, pasižymi termoplastiškumu ir tirpumu vandenyje. Ji taip pat tirpsta chlorintuose angliavandeniliuose, tokiuose kaip metileno chloridas ir chloroformas, ir organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip acetonas, izopropanolis ir diacetono alkoholis. Jos tirpumas organiniuose tirpikliuose yra geresnis nei vandenyje.
(2) Hidroksipropilmetilceliuliozės klampumą įtakojantys veiksniai Standartinis hidroksipropilmetilceliuliozės klampumo nustatymas yra toks pat kaip ir kitų celiuliozės eterių. Jis matuojamas 20 °C temperatūroje, naudojant 2 % vandeninį tirpalą kaip standartą. To paties produkto klampumas didėja didėjant koncentracijai. Produktų, kurių molekulinė masė skiriasi, esant tai pačiai koncentracijai, atveju didesnės molekulinės masės produktas turi didesnį klampumą. Jo ryšys su temperatūra yra panašus į metilceliuliozės. Kai temperatūra kyla, klampumas pradeda mažėti, tačiau pasiekus tam tikrą temperatūrą, klampumas staiga pakyla ir vyksta geliacija. Mažos klampos produktų gelio temperatūra yra aukštesnė. Jo stingimo temperatūra susijusi ne tik su eterio klampumu, bet ir su metoksilo grupės ir hidroksipropilo grupės sudėties santykiu eteryje bei bendro pakeitimo laipsnio dydžiu. Reikia pažymėti, kad hidroksipropilmetilceliuliozė taip pat yra pseudoplastinė, o jos tirpalas yra stabilus kambario temperatūroje, klampumas nesumažėja, išskyrus galimą fermentinį skaidymą.
(3) Hidroksipropilmetilceliuliozės druskos tolerancija Kadangi hidroksipropilmetilceliuliozė yra nejoninis eteris, ji, skirtingai nei kiti joniniai celiuliozės eteriai, tokie kaip karboksimetilceliuliozė, tirpale nejonizuojasi vandens terpėje, nereaguoja su sunkiųjų metalų jonais ir nenusėda. Į vandeninį tirpalą įlašintos bendrosios druskos, tokios kaip chloridas, bromidas, fosfatas, nitratas ir kt., nenusėda. Tačiau druskos pridėjimas turi įtakos vandeninio tirpalo flokuliacijos temperatūrai. Didėjant druskos koncentracijai, gelio temperatūra mažėja. Kai druskos koncentracija yra mažesnė už flokuliacijos tašką, tirpalo klampumas linkęs didėti. Todėl, naudojant, tam tikras druskos kiekis gali būti ekonomiškesnis tirštinimo efekto pasiekimui. Todėl kai kuriais atvejais, norint pasiekti tirštinimo efektą, geriau naudoti celiuliozės eterio ir druskos mišinį, o ne didesnės koncentracijos eterio tirpalą.
(4) Hidroksipropilmetilceliuliozės atsparumas rūgštims ir šarmams Hidroksipropilmetilceliuliozė paprastai yra atspari rūgštims ir šarmams, ir jai įtakos neturi pH 2–12 diapazonas. Ji gali atlaikyti tam tikrą kiekį lengvų rūgščių, tokių kaip skruzdžių rūgštis, acto rūgštis, citrinų rūgštis, gintaro rūgštis, fosforo rūgštis, boro rūgštis ir kt. Tačiau koncentruota rūgštis mažina klampumą. Šarmai, tokie kaip kaustinė soda, kalio šarmas ir kalkių vanduo, neturi jokios įtakos, tačiau gali šiek tiek padidinti tirpalo klampumą, o po to jį lėtai sumažinti.
(5) Hidroksipropilmetilceliuliozės maišymasis Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpalą galima maišyti su vandenyje tirpiais polimeriniais junginiais, kad gautųsi vienalytis ir skaidrus, didesnio klampumo tirpalas. Šie polimeriniai junginiai yra polietilenglikolis, polivinilacetatas, polisilikonas, polimetilvinilsiloksanas, hidroksietilceliuliozė ir metilceliuliozė. Natūralūs didelės molekulinės masės junginiai, tokie kaip gumiarabikas, saldžiavaisio pupmedžio derva, karaja derva ir kt., taip pat gerai dera su tirpalu. Hidroksipropilmetilceliuliozė taip pat gali būti maišoma su stearino rūgšties arba palmitino rūgšties manitolio esteriu arba sorbitolio esteriu, taip pat su glicerinu, sorbitoliu ir manitoliu, ir šie junginiai gali būti naudojami kaip hidroksipropilmetilceliuliozės plastifikatorius celiuliozei.
(6) Netirpūs vandenyje tirpūsceliuliozės eteriaiHidroksipropilmetilceliuliozė gali atlikti paviršiaus skersinį jungimą su aldehidais, todėl šie vandenyje tirpūs eteriai nusodinami tirpale ir tampa netirpūs vandenyje. Aldehidai, kurie padaro hidroksipropilmetilceliuliozę netirpią, yra formaldehidas, glioksalas, gintaro aldehidas, adipaldehidas ir kt. Naudojant formaldehidą, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas tirpalo pH vertei, tarp kurių glioksalas reaguoja greičiau, todėl glioksalas dažniausiai naudojamas kaip skersinis junginys pramoninėje gamyboje. Šio tipo skersinio jungimo agento dozė tirpale yra 0,2–10 % eterio masės, pageidautina 7–10 %, pavyzdžiui, tinkamiausia yra 3,3–6 % glioksalo. Paprastai apdorojimo temperatūra yra 0–30 ℃, o laikas – 1–120 min. Skersinio jungimo reakcija turi būti atliekama rūgštinėje aplinkoje. Paprastai tirpalo pH sureguliuojamas iki maždaug 2–6, į tirpalą įpilant neorganinės stiprios rūgšties arba organinės karboksirūgšties, geriausia nuo 4 iki 6, o tada įpilama aldehidų, kad būtų vykdoma skersinio sujungimo reakcija. Naudojama rūgštis yra druskos rūgštis, sieros rūgštis, fosforo rūgštis, skruzdžių rūgštis, acto rūgštis, hidroksiacto rūgštis, gintaro rūgštis arba citrinų rūgštis ir kt., kur patartina naudoti skruzdžių rūgštį arba acto rūgštį, o skruzdžių rūgštis yra optimali. Rūgštį ir aldehidą taip pat galima įpilti vienu metu, kad tirpalas galėtų vykti skersinio sujungimo reakcija norimame pH diapazone. Ši reakcija dažnai naudojama galutiniame apdorojimo procese, gaminant celiuliozės eterius. Kai celiuliozės eteris tampa netirpus, jį patogu naudoti.
20–25 ℃ vandens plovimui ir valymui. Naudojant produktą, į produkto tirpalą galima įpilti šarminių medžiagų, kad tirpalo pH būtų šarminis, ir produktas greitai ištirps tirpale. Šis metodas taip pat taikomas plėvelės apdorojimui po to, kai celiuliozės eterio tirpalas paverčiamas plėvele, kad ji taptų netirpi.
(7) Teoriškai hidroksipropilmetilceliuliozės atsparumas fermentams yra celiuliozės dariniai, tokie kaip kiekviena anhidrogliukozės grupė. Jei yra tvirtai sujungta pakaitinė grupė, mikroorganizmai sunkiai užkrečia juos. Tačiau iš tikrųjų, kai pakeitimo vertė viršija 1, fermentai taip pat skaido galutinį produktą. Tai reiškia, kad kiekvienos celiuliozės grandinės grupės pakeitimo laipsnis nėra pakankamai vienodas, todėl mikroorganizmai gali ardyti nepakeistą anhidrogliukozės grupę ir sudaryti cukrų, kurie yra mikroorganizmų absorbuojamos maistinės medžiagos. Todėl, jei padidėja celiuliozės eterinimo pakeitimo laipsnis, padidėja ir celiuliozės eterio atsparumas fermentinei erozijai. Remiantis ataskaitomis, kontroliuojamomis sąlygomis hidrolizuojant fermentus, hidroksipropilmetilceliuliozės (DS = 1,9) liekamoji klampa yra 13,2 %, metilceliuliozės (DS = 1,83) – 7,3 %, metilceliuliozės (DS = 1,66) – 3,8 %, o hidroksietilceliuliozės – 1,7 %. Matyti, kad hidroksipropilmetilceliuliozė pasižymi stipriu antifermentiniu poveikiu. Todėl puikus hidroksipropilmetilceliuliozės atsparumas fermentams, kartu su geru dispersiškumu, tirštėjimu ir plėvelę formuojančiomis savybėmis, naudojama vandens emulsijos dangose ir kt., ir paprastai nereikia dėti konservantų. Tačiau ilgalaikiam tirpalo laikymui arba galimam užteršimui iš išorės, konservantų galima pridėti kaip atsargumo priemonę, o jų pasirinkimas gali būti nustatomas pagal galutinius tirpalo reikalavimus. Fenilgyvsidabrio acetatas ir mangano fluorosilikatas yra veiksmingi konservantai, tačiau visi jie yra toksiški, todėl reikia atkreipti dėmesį į veikimą. Paprastai į tirpalą galima įlašinti 1–5 mg fenilgyvsidabrio acetato vienam litrui dozės.
(8) VeiklahidroksipropilmetilceliuliozėHidroksipropilmetilceliuliozės plėvelė pasižymi puikiomis plėvelę formuojančiomis savybėmis. Jos vandeninis tirpalas arba organinio tirpiklio tirpalas padengiamas ant stiklo plokštės, ir po džiovinimo ji tampa bespalvė ir skaidri. Ji yra tvirta plėvelė. Ji pasižymi geru atsparumu drėgmei ir išlieka kieta aukštoje temperatūroje. Pridėjus higroskopinio plastifikatoriaus, galima padidinti jos pailgėjimą ir lankstumą. Lankstumo gerinimo požiūriu tinkamiausi yra plastifikatoriai, tokie kaip glicerinas ir sorbitolis. Paprastai tirpalo koncentracija yra 2–3 %, o plastifikatoriaus kiekis yra 10–20 % celiuliozės eterio. Jei plastifikatoriaus kiekis yra per didelis, esant didelei drėgmei, atsiranda koloidinis dehidratacijos susitraukimas. Plėvelės su pridėtu plastifikatoriumi tempiamasis stipris yra daug didesnis nei be plastifikatoriaus, ir jis didėja didėjant pridėto kiekio. Kalbant apie plėvelės higroskopiškumą, jis taip pat didėja didėjant plastifikatoriaus kiekiui.
Įrašo laikas: 2024 m. balandžio 25 d.