Hidroksipropilmetilceliuliozė yra nejoninių celiuliozės mišriųjų eterių rūšis. Skirtingai nuo joninių metilkarboksimetilceliuliozės mišriųjų eterių, ji nereaguoja su sunkiaisiais metalais. Dėl skirtingo metoksilo ir hidroksipropilo kiekio santykio hidroksipropilmetilceliuliozėje ir skirtingo klampumo yra daug rūšių, pasižyminčių skirtingomis savybėmis, pavyzdžiui, dideliu metoksilo ir mažu hidroksipropilo kiekiu. Jos savybės artimos metilceliuliozės savybėms, o mažo metoksilo ir didelio hidroksipropilo kiekio – hidroksipropilmetilceliuliozės savybėms. Tačiau kiekvienoje veislėje, nors ir yra tik nedidelis hidroksipropilo grupės arba nedidelis metoksilo grupės kiekis, tirpumas organiniuose tirpikliuose arba flokuliacijos temperatūra vandeniniuose tirpaluose labai skiriasi.
(1) Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumo savybės
①Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas vandenyje Hidroksipropilmetilceliuliozė iš tikrųjų yra metilceliuliozės rūšis, modifikuota propileno oksidu (metoksipropilenu), todėl ji turi tas pačias savybes kaip ir metilceliuliozė. Celiuliozė pasižymi panašiomis tirpumo šaltame vandenyje ir netirpumo karštame vandenyje savybėmis. Tačiau dėl modifikuotos hidroksipropilo grupės jos stingimo temperatūra karštame vandenyje yra daug aukštesnė nei metilceliuliozės. Pavyzdžiui, hidroksipropilmetilceliuliozės vandeninio tirpalo, kurio metoksi grupės kiekis yra 2 % (pakeitimo laipsnis DS = 0,73), o hidroksipropilo grupės kiekis = 0,46, klampumas yra 500 mpa·s esant 20 °C temperatūrai, o jos gelio temperatūra gali siekti beveik 100 °C, o metilceliuliozė toje pačioje temperatūroje yra tik apie 55 °C. Kalbant apie jos tirpumą vandenyje, jis taip pat labai pagerėjo. Pavyzdžiui, galima įsigyti pulverizuotos hidroksipropilmetilceliuliozės (granulių forma 0,2–0,5 mm 20 °C temperatūroje, kurios 4 % vandeninio tirpalo klampumas yra 2 Pa•s). Kambario temperatūroje ji lengvai tirpsta vandenyje be aušinimo.
②Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas organiniuose tirpikliuose Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas organiniuose tirpikliuose taip pat yra geresnis nei metilceliuliozės. Produktams, kurių klampumas didesnis nei 2,1, didelės klampos hidroksipropilmetilceliuliozė, kurios hidroksipropilo MS = 1,5–1,8 ir metoksigrupė DS = 0,2–1,0, o bendras pakeitimo laipsnis didesnis nei 1,8, tirpsta bevandeniuose metanolio ir etanolio tirpaluose. Ji yra termoplastinė ir tirpi 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, ir 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 didesnę 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 aukšta. Jo geliacijos 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 atsparumas druskoms Kadangi hidroksipropilmetilceliuliozė yra nejoninis eteris, ji, skirtingai nei kiti joniniai celiuliozės eteriai, nejonizuojasi vandens terpėje. Pavyzdžiui, karboksimetilceliuliozė reaguoja su sunkiųjų metalų jonais ir nusėda tirpale. Į vandeninį tirpalą įpiltos 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, jos neveikia pH 2–12 diapazonas. Ji gali atlaikyti tam tikrą kiekį lengvųjų 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 suderinamumas Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpalą galima maišyti su vandenyje tirpiais polimerų junginiais, kad susidarytų vienodas ir skaidrus didesnio klampumo tirpalas. Šie polimerų 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 suderinami 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 tirpūs hidroksipropilmetilceliuliozės celiuliozės eteriai gali atlikti paviršinius skersinius jungimus 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, iš kurių glioksalas reaguoja greičiau, todėl glioksalas dažniausiai naudojamas kaip skersinis junginys pramoninėje gamyboje. Šio tipo skersinio jungimo agento kiekis tirpale yra 0,2–10 % eterio masės, pageidautina 7–10 %, pavyzdžiui, tinkamiausias 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 į tirpalą pirmiausia įpilama stiprios neorganinės rūgšties arba organinės karboksirūgšties, kad tirpalo pH būtų maždaug 2–6, geriausia – 4–6, o tada įpilama aldehidų, kad būtų vykdoma skersinio sujungimo reakcija. Naudojama rūgštis gali būti druskos rūgštis, sieros rūgštis, fosforo rūgštis, skruzdžių rūgštis, acto rūgštis, hidroksiacto rūgštis, gintaro rūgštis arba citrinų rūgštis ir kt., kur patartina naudoti skruzdžių 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) Hidroksipropilmetilceliuliozės atsparumas fermentams Teoriškai celiuliozės dariniai, tokie kaip tvirtai sujungta pakaitinė grupė kiekvienoje anhidrogliukozės grupėje, nėra jautrūs mikrobų erozijai, tačiau iš tikrųjų, kai gatavo produkto pakeitimo vertė viršija 1, jį taip pat skaido fermentai, o tai reiškia, kad kiekvienos grupės pakeitimo laipsnis celiuliozės grandinėje nėra pakankamai vienodas, ir mikroorganizmai gali ardyti nepakeistą anhidrogliukozės grupę. Susidaro cukrūs, kurie absorbuojami kaip mikroorganizmų maistinės medžiagos. Todėl, jei padidėja celiuliozės eterifikacijos pakeitimo laipsnis, padidėja ir celiuliozės eterio atsparumas fermentinei erozijai. Remiantis ataskaitomis, kontroliuojamomis sąlygomis, hidrolizuojant fermentus, hidroksipropilmetilceliuliozės (DS = 1,9) liekamasis klampumas 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) Hidroksipropilmetilceliuliozės plėvelės savybės Hidroksipropilmetilceliuliozė pasižymi puikiomis plėvelę formuojančiomis savybėmis. Jos vandeninis tirpalas arba organinio tirpiklio tirpalas padengiamas ant stiklo plokštės, o išdžiūvus ji tampa laisva. Spalvota, skaidri ir 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. Plėvelės higroskopiškumas taip pat didėja didėjant plastifikatoriaus kiekiui.
Įrašo laikas: 2022 m. gruodžio 20 d.