Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) yra nejoninis celiuliozės mišrus eteris, esantis įvairių rūšių ir joninių metilkarboksimetilceliuliozės mišriųjų eterių pavidalu, nereaguojantis su sunkiaisiais metalais. Dėl hidroksipropilmetilceliuliozės kiekio ir skirtingo hidroksipropilo kiekio bei klampumo santykio susidaro deguonies radikalai, dėl kurių šios rūšys skiriasi savo savybėmis. Pavyzdžiui, didelės ir mažos hidroksipropilo koncentracijos turinčiose rūšyse jų savybės artimos metilceliuliozės ir mažos metoksipropilo koncentracijos turinčiose ir didelės hidroksipropilo koncentracijos turinčiose rūšyse, o jų savybės artimos hidroksipropilmetilceliuliozės gamybai. Tačiau kiekvienoje rūšyje, nors ir yra tik nedidelis hidroksipropilo arba nedidelis metoksipropilo kiekis, tirpumas organiniuose tirpikliuose arba flokuliacijos temperatūra vandeniniame tirpale labai skiriasi.
1, hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas
Vandenyje tirpi hidroksipropilmetilceliuliozė iš tikrųjų yra propileno oksido (metiloksipropilo žiedu) modifikuota metilceliuliozė, todėl ji panašiai tirpsta šaltame ir netirpsta karštame vandenyje kaip ir metilceliuliozė. Tačiau modifikuotos hidroksipropilo stingimo temperatūra karštame vandenyje yra daug aukštesnė nei metilceliuliozės. Pavyzdžiui, hidroksipropilmetilceliuliozės vandeninio tirpalo, kuriame yra 2 % metoksigrupės, klampumas (DS = 0,73, o hidroksipropilo kiekis = 0,46) yra 500 MPa esant 20 ℃ temperatūrai. S produkto gelio temperatūra yra artima 100 ℃, o metilceliuliozės, esančios toje pačioje temperatūroje, temperatūra yra tik apie 55 ℃. Tirpumas vandenyje taip pat labai pagerėja, pavyzdžiui, po hidroksipropilmetilceliuliozės (grūdelių forma 0,2–0,5 mm esant 20 ℃ temperatūrai) susmulkinimo, 4 % vandeninio tirpalo klampumas 2pA? S produktai gali būti lengvai ištirpinami vandenyje be aušinimo kambario temperatūroje.
(2) Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas organiniuose tirpikliuose taip pat yra geresnis nei metilceliuliozės, metilceliuliozės metoksigrupių pakeitimo laipsnis turi būti 2,1 ar daugiau, o hidroksipropilo MS = 1,5–1,8 ir metoksigrupių DS = 0,2–1,0. Didelės klampos hidroksipropilmetilceliuliozė, kurios bendras pakeitimo laipsnis didesnis nei 1,8, tirpsta bevandeniuose metanolio ir etanolio tirpaluose, yra termoplastinė ir tirpi vandenyje. Ji taip pat tirpsta chlorintuose angliavandeniliuose, tokiuose kaip dichlormetanas ir trichlormetanas, ir organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip acetonas, izopropilo alkoholis ir diacetono alkoholis. Jos tirpumas organiniuose tirpikliuose yra geresnis nei vandenyje.
2, hidroksipropilmetilceliuliozės klampumo veiksniai
Hidroksipropilmetilceliuliozės klampumo koeficientai. Standartinis hidroksipropilmetilceliuliozės klampumo nustatymas ir kitų celiuliozės eterių klampumo nustatymas yra toks pat, kai klampumas nustatomas 20 ℃ temperatūroje, naudojant 2 % vandeninį tirpalą. To paties produkto klampumas, didėjant koncentracijai ir didėjant skirtingos molekulinės masės produktų koncentracijai, produkto molekulinė masė yra didelė. Jo ryšys su temperatūra yra panašus į metilceliuliozės. Kai temperatūra pakyla, klampumas pradeda mažėti, tačiau pasiekus tam tikrą temperatūrą, klampumas staiga pakyla ir vyksta stingimas. Mažos klampos produktų stingimo temperatūra yra aukštesnė nei didelės klampos produktų. Jo stingimo taško lygis, be didelio ir mažo eterio klampumo, taip pat susijęs su eterio metoksi ir hidroksipropilo grupių sudėties santykiu ir bendru pakeitimo laipsniu. Reikia pažymėti, kad hidroksipropilmetilceliuliozė taip pat yra pseudoplastinė; jos tirpalas yra stabilus laikant kambario temperatūroje ir nerodo jokio klampumo sumažėjimo, išskyrus galimą fermentinį skaidymą.
3, hidroksipropilmetilceliuliozė, atspari rūgštims ir šarmams
Hidroksipropilmetilceliuliozės rūgšties ir šarmo hidroksipropilmetilceliuliozės rūgštis paprastai yra stabili, pH PH2–12 diapazone ji nepaveikiama, 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 sumažina klampumą. Šarmai, tokie kaip kaustinė soda, kalio šarmas ir kalkių vanduo, tam neturi įtakos, tačiau šiek tiek padidinus tirpalo klampumą, ateityje poveikis pamažu mažės.
4, hidroksipropilmetilceliuliozė gali būti maišoma
Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpalą galima maišyti su vandenyje tirpiais polimerų junginiais ir gauti vienalytį, skaidrų, didesnio klampumo tirpalą. Šie didelės molekulinės masės junginiai yra polietilenglikolis, polivinilacetatas, polisilikonas, polimetilvinilsiloksanas, hidroksietilceliuliozė ir metilceliuliozė ir kt. Natūralūs polimerų junginiai, tokie kaip gumiarabikas, saldžiavaisio pupmedžio derva, erškėčių derva ir kt., taip pat gerai dera su tirpalu. Hidroksipropilmetilceliuliozė taip pat gali būti maišoma su stearino rūgštimi arba palmitino rūgštimi, manitolio esteriu arba sorbitolio esteriu, taip pat su gliceroliu, sorbitoliu ir manitoliu, šie junginiai gali būti naudojami kaip hidroksipropilmetilceliuliozės plastifikatorius.
5, hidroksipropilmetilceliuliozė, netirpi vandenyje tirpi
Hidroksipropilmetilceliuliozė, netirpi vandenyje tirpi celiuliozės eteris, gali būti paviršiniu būdu susietas su aldehidais, todėl šie vandenyje tirpūs eteriai nusėda tirpale ir tampa netirpūs vandenyje. Naudojant formaldehidą, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas tirpalo pH vertei, nes glioksalo reakcija vyksta greičiau, todėl pramoninėje gamyboje glioksalas dažniausiai naudojamas kaip susietinimo agentas. Šio tipo susietinimo agento dozė tirpale yra 0,2–10 % eterio masės, geriausia – 7–10 %, pavyzdžiui, tinkamiausia yra glioksalo koncentracija, kurios koncentracija yra 3,3–6 %. Bendra apdorojimo temperatūra yra 0–30 ℃, laikas – 1–120 min. Susiejimo reakcija turi būti atliekama rūgštinėje aplinkoje. Paprastai į tirpalą pridedama neorganinės stiprios rūgšties arba organinės karboksirūgšties, kad tirpalo pH būtų maždaug 2–6, geriausia – 4–6, o tada pridedama aldehidų, kad susidarytų skersinio sujungimo reakcija. Naudojamos rūgštys yra druskos rūgštis, sieros rūgštis, fosforo rūgštis, skruzdžių rūgštis, acto rūgštis, hidroksiacto rūgštis, gintaro rūgštis arba citrinų rūgštis, iš kurių geriausiai tinka skruzdžių rūgštis arba acto rūgštis, o skruzdžių rūgštis – geriausia. Rūgštys ir aldehidai taip pat gali būti pridedami tuo pačiu metu, kad tirpalas būtų susietas norimame pH diapazone. Ši reakcija dažnai naudojama paskutiniame celiuliozės eterio gamybos procese, kad celiuliozės eteris netirptų, jį lengva plauti ir valyti 20–25 ℃ vandeniu. Naudojant produktą, į produkto tirpalą galima pridėti šarminių medžiagų, kad tirpalo pH būtų šarminis, ir produktas greitai ištirptų tirpale. Šis metodas taip pat gali būti naudojamas, kai plėvelė gaminama iš celiuliozės eterio tirpalo, o po to plėvelė apdorojama, kad susidarytų netirpi plėvelė.
6, hidroksipropilmetilceliuliozė, antifermentas
Teoriškai hidroksipropilmetilceliuliozės dariniai, tokie kaip kiekviena anhidrogliukozės grupė, turi tvirtą pakeičiančių grupių derinį, todėl mikroorganizmai yra mažiau jautrūs infekcijoms, tačiau iš tikrųjų galutinio produkto pakeičiamoji vertė yra didesnė nei 1, taip pat dėl fermentų skaidymo. Tai reiškia, kad kiekvienos grupės pakeitimo laipsnis celiuliozės grandinėje nėra vienodas. Mikroorganizmai gali ardyti beveik nepakeistas dehidratuotas gliukozės grupes, sudarydami cukrų, kurį mikroorganizmai gali absorbuoti kaip maistą. Todėl, jei padidėja celiuliozės eterifikavimo pakeitimo laipsnis, padidėja ir celiuliozės eterio atsparumas fermentinei erozijai. Pranešama, kad kontroliuojamomis sąlygomis hidroksipropilmetilceliuliozės (DS = 1,9), metilceliuliozės (DS = 1,83), metilceliuliozės (DS = 1,66) ir hidroksietilceliuliozės (1,7 %) likutinis klampumas yra atitinkamai 13,2 %, 7,3 %, 3,8 % ir 1,7 %. Hidroksipropilmetilceliuliozė pasižymi stipriu antifermentiniu poveikiu. Taigi, hidroksipropilmetilceliuliozė, pasižyminti puikiomis antifermentinėmis savybėmis, pasižymi geromis dispersinėmis, tirštinamosiomis ir plėvelės formavimo savybėmis, naudojama emulsinėse dangose ir kt., todėl paprastai nereikia dėti konservantų. Tačiau siekiant išvengti ilgalaikio tirpalo laikymo ar galimo užteršimo iš išorinio pasaulio, galima pridėti konservantų, kurių pasirinkimas priklauso nuo galutinių tirpalo reikalavimų. Fenilgyvsidabrio acetatas ir mangano fluosilikatas yra veiksmingi konservantai, tačiau jie yra toksiški ir su jais reikia elgtis atsargiai. Paprastai į kiekvieną litrą tirpalo galima įlašinti 1–5 mg fenilgyvsidabrio acetato.
7, hidroksipropilmetilceliuliozės membranos veikimas
Hidroksipropilmetilceliuliozės plėvelė pasižymi puikiomis savybėmis. Jos vandeninis tirpalas arba organinio tirpiklio tirpalas, padengtas stiklo plokšte, po džiovinimo tampa bespalve, skaidria ir tvirta plėvele. Ji pasižymi geru atsparumu drėgmei ir išlieka kieta aukštoje temperatūroje. Pridėjus higroskopinio plastifikatoriaus, galima padidinti jos pailgėjimą ir lankstumą, o lenkimui pagerinti tinkamiausi yra glicerolis, sorbitolis ir kiti plastifikatoriai. Įprasta tirpalo koncentracija yra 2–3 %, o plastifikatoriaus dozė – 10–20 % celiuliozės eterio. Jei plastifikatoriaus kiekis yra didelis, esant didelei drėgmei, gali pasireikšti koloidinio dehidratacijos reiškinys. Plėvelės, į kurią pridėta plastifikatoriaus, tempiamasis stipris yra daug didesnis nei neįdėtos plėvelės ir didėja didėjant pridėto plastifikatoriaus kiekiui, o plėvelės higroskopiškumas taip pat didėja didėjant plastifikatoriaus kiekiui.
Įrašo laikas: 2022-09-08