Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir nejonu celulozes jaukts ēteris, kas ietilpst dažādo šķirņu un jonu metilkarboksimetilcelulozes jauktajos ēteros, un tas nereaģē ar smagajiem metāliem. Pateicoties hidroksipropilmetilcelulozes saturam un atšķirīgajai hidroksipropilgrupas satura un viskozitātes attiecībai, rodas skābekļa radikāļi, kas rada atšķirīgas īpašības. Piemēram, ar augstu metoksīla saturu un zemu hidroksipropilgrupas saturu tās īpašības ir līdzīgas metilcelulozei un zemu metoksīla saturu un augstu hidroksipropilgrupas saturu, un tās īpašības ir līdzīgas ražotās hidroksipropilmetilcelulozes īpašībām. Tomēr katrā šķirnē, pat ja tā satur tikai nelielu daudzumu hidroksipropilgrupas vai nelielu daudzumu metoksīla, šķīdība organiskajos šķīdinātājos vai flokulācijas temperatūra ūdens šķīdumā ievērojami atšķiras.
1, hidroksipropilmetilcelulozes šķīdība
Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdība ūdenī patiesībā ir propilēnoksīda (metiloksipropilgredzena) modificēta metilceluloze, tāpēc tai joprojām ir līdzīgas aukstā ūdenī šķīstošas un karstā ūdenī nešķīstošas īpašības kā metilcelulozei. Tomēr modificētās hidroksipropila želejveida konsistence ir daudz augstāka nekā metilcelulozei karstā ūdenī. Piemēram, hidroksipropilmetilcelulozes ūdens šķīduma ar 2% metoksīda saturu DS = 0,73 un hidroksipropila saturu MS = 0,46 viskozitāte 20 °C temperatūrā ir 500 MPa. S produkta želejveida konsistence ir tuvu 100 °C, savukārt metilcelulozes temperatūra tajā pašā temperatūrā ir tikai aptuveni 55 °C. Arī tās šķīdība ūdenī ievērojami uzlabojas, piemēram, pēc hidroksipropilmetilcelulozes (graudu forma 0,2–0,5 mm pie 20 °C) sasmalcināšanas 4% ūdens šķīduma viskozitāte 2pA? S produktus var viegli izšķīdināt ūdenī bez atdzesēšanas istabas temperatūrā.
(2) Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdība organiskajos šķīdinātājos ir labāka nekā metilcelulozei, metilcelulozei metoksigrupu aizvietošanas pakāpei jābūt 2,1 vai vairāk, un tās hidroksipropila MS ir 1,5–1,8 un metoksigrupu DS ir 0,2–1,0. Augstas viskozitātes hidroksipropilmetilceluloze ar kopējo aizvietošanas pakāpi virs 1,8 šķīst bezūdens metanola un etanola šķīdumos, tai ir termoplastiska šķīdība un šķīdība ūdenī. Tā šķīst arī hlorētos ogļūdeņražos, piemēram, dihlormetānā un trihlormetānā, un organiskajos šķīdinātājos, piemēram, acetonā, izopropilspirtā un diacetona spirtā. Tās šķīdība organiskajos šķīdinātājos ir labāka nekā šķīdība ūdenī.
2, ietekmējošo faktoru hidroksipropilmetilcelulozes viskozitāte
Hidroksipropilmetilcelulozes viskozitātes koeficienti hidroksipropilmetilcelulozes standarta viskozitātes noteikšanai un citiem celulozes ēteriem ir vienādi, tie ir 20 ℃ temperatūrā ar 2% ūdens šķīdumu kā standarta noteikšana. Viena un tā paša produkta viskozitāte, palielinoties koncentrācijai un palielinoties dažādu molekulmasu produktu koncentrācijai, iegūst augstu molekulmasu. Tās saistība ar temperatūru ir līdzīga metilcelulozei. Kad temperatūra paaugstinās, viskozitāte sāk samazināties, bet, sasniedzot noteiktu temperatūru, viskozitāte pēkšņi palielinās un notiek želejveida veidošanās. Zemas viskozitātes produktu želejveida veidošanās temperatūra ir augstāka nekā augstas viskozitātes produktu želejveida veidošanās temperatūra. Tās želejveida veidošanās punkta līmenis ir saistīts ne tikai ar ētera augsto un zemo viskozitāti, bet arī ar ētera metoksi- un hidroksipropilgrupu sastāva attiecību un kopējo aizvietošanas pakāpi. Jāatzīmē, ka hidroksipropilmetilceluloze ir arī pseidoplastiska; tās šķīdums ir stabils, uzglabājot istabas temperatūrā, un neuzrāda nekādu viskozitātes degradāciju, izņemot iespējamu fermentatīvu degradāciju.
3, hidroksipropilmetilceluloze, izturība pret skābēm un sārmiem
Hidroksipropilmetilceluloze un sārmu hidroksipropilmetilceluloze parasti ir stabila pH diapazonā PH2-12, tā neiztur noteiktu daudzumu vieglo skābju, piemēram, skudrskābes, etiķskābes, citronskābes, dzintarskābes, fosforskābes, borskābes utt. Bet koncentrēta skābe samazina viskozitāti. Sārmi, piemēram, kaustiskā soda, kālija kaustiskā skābe un kaļķūdens, to neietekmē, bet nelielas šķīduma viskozitātes palielināšanās nākotnē lēnām samazināsies.
4, hidroksipropilmetilcelulozi var sajaukt
Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdumu var sajaukt ar ūdenī šķīstošiem polimēru savienojumiem, iegūstot vienmērīgu, caurspīdīgu šķīdumu ar augstāku viskozitāti. Šie lielmolekulārie savienojumi ir polietilēnglikols, polivinilacetāts, polisilikons, polimetilvinilsiloksāns, hidroksietilceluloze un metilceluloze utt. Arī tādi dabiskie polimēru savienojumi kā gumiarābiks, ceratoniju sēklu sveķi, ērkšķu koka sveķi un tamlīdzīgi labi sajaucas ar šķīdumu. Hidroksipropilmetilcelulozi var sajaukt arī ar stearīnskābi vai palmitīnskābes mannīta esteri vai sorbīta esteri, kā arī ar glicerīnu, sorbītu un mannītu, šos savienojumus var izmantot kā hidroksipropilmetilcelulozes plastifikatoru.
5, hidroksipropilmetilceluloze, nešķīstoša, ūdenī šķīstoša
Hidroksipropilmetilceluloze, kas nešķīst ūdenī, ir celulozes ēteris, kas var veidot virsmas šķērssaistīšanas savienojumus ar aldehīdiem, padarot šos ūdenī šķīstošos ēterus nogulsnētus šķīdumā un nešķīstošus ūdenī. Lai hidroksipropilmetilceluloze nešķīstošo aldehīdu, formaldehīdu, glioksālu, sukcinaldehīdu, dialdehīdu utt., formaldehīda lietošanā īpaša uzmanība jāpievērš šķīduma pH vērtībai, jo glioksāla reakcija notiek ātrāk, tāpēc rūpnieciskajā ražošanā glioksālu parasti izmanto kā šķērssaistīšanas līdzekli. Šāda šķērssaistīšanas līdzekļa deva šķīdumā ir 0,2–10 % no ētera masas, optimālā deva ir 7–10 %, vispiemērotākā ir glioksāla koncentrācija 3,3–6 %. Vispārējā apstrādes temperatūra ir 0–30 ℃, laiks ir 1–120 minūtes. Šķērssaistīšanas reakcija jāveic skābā vidē. Parasti šķīdumam pievieno neorganisku stipru skābi vai organisku karbonskābi, lai noregulētu šķīduma pH līmeni līdz aptuveni 2–6, vēlams no 4 līdz 6, un pēc tam pievieno aldehidus šķērssaistīšanas reakcijai. Izmantotās skābes ir sālsskābe, sērskābe, fosforskābe, skudrskābe, etiķskābe, hidroksietiķskābe, dzintarskābe vai citronskābe, no kurām vislabāk piemērotas ir skudrskābe vai etiķskābe, bet vislabāk piemērota ir skudrskābe. Skābes un aldehidus var pievienot arī vienlaikus, lai šķīdums varētu šķērssaistīties vēlamajā pH diapazonā. Šo reakciju bieži izmanto celulozes ētera sagatavošanas procesa pēdējā posmā, lai celulozes ēteris nešķīst, to ir viegli mazgāt un attīrīt 20–25 ℃ ūdenī. Lietojot produktu, produkta šķīdumam var pievienot sārmainas vielas, lai noregulētu šķīduma pH līmeni līdz sārmainam, un produkts ātri izšķīst šķīdumā. Šo metodi var izmantot arī tad, ja celulozes ētera šķīdumu izmanto plēves veidošanai, un pēc tam plēvi apstrādā, lai izveidotu nešķīstošu plēvi.
6, hidroksipropilmetilceluloze pret enzīmu
Teorētiski hidroksipropilmetilcelulozes celulozes atvasinājumi, piemēram, katra anhidroglikozes grupa, kurā ir stabila aizstājēju grupu kombinācija, mikroorganismu erozija ir mazāk uzņēmīga pret infekcijām, bet faktiski gatavajā produktā, lai aizstātu vērtību, kas lielāka par 1, arī fermentu degradācijas dēļ, katras grupas apraksts celulozes ķēdē nav vienāds. Mikroorganismi var erodēt tuvu neaizvietotām dehidrētām glikozes grupām, veidojot cukurus, kurus mikroorganismi var absorbēt kā pārtiku. Tādēļ, palielinoties celulozes ēterifikācijas aizvietošanas pakāpei, palielināsies arī celulozes ētera izturība pret fermentatīvo eroziju. Ir ziņots, ka kontrolētos apstākļos hidroksipropilmetilcelulozes (DS = 1,9), metilcelulozes (DS = 1,83), metilcelulozes (DS = 1,66) un hidroksietilcelulozes (1,7 %) atlikušā viskozitāte bija attiecīgi 13,2 %, 7,3 %, 3,8 % un 1,7 %. Hidroksipropilmetilcelulozei piemīt spēcīga antienzīmu spēja. Tādējādi hidroksipropilmetilceluloze ir lieliska antienzīmu viela, kas apvienojumā ar labām dispersijas, sabiezināšanas un plēves veidošanās īpašībām, ko izmanto emulsijas pārklājumos utt., un tai parasti nav jāpievieno konservanti. Tomēr, lai novērstu šķīduma ilgstošu uzglabāšanu vai iespējamu piesārņojumu no ārpasaules, var pievienot konservantus, kuru izvēli var noteikt atbilstoši šķīduma galīgajām prasībām. Fenildzīvsudraba acetāts un mangāna fluorsilikāts ir efektīvi konservanti, taču tie ir toksiski un ar tiem jārīkojas uzmanīgi. Parasti uz katru šķīduma litru var pievienot 1–5 mg fenildzīvsudraba acetāta.
7, hidroksipropilmetilcelulozes membrānas veiktspēja
Hidroksipropilmetilcelulozes plēvei ir lieliskas īpašības. Pēc hidroksipropilmetilcelulozes uzklāšanas uz stikla plāksnes ūdens šķīdumā vai organiskā šķīdinātāja šķīdumā tā pēc žāvēšanas kļūst par bezkrāsainu, caurspīdīgu un izturīgu plēvi. Tai ir laba mitruma izturība un tā saglabā cietību augstā temperatūrā. Higroskopiska plastifikatora pievienošana var palielināt tās pagarinājumu un elastību, un locīšanas uzlabošanai vispiemērotākie ir glicerīns, sorbīts un citi plastifikatori. Vispārējā šķīduma koncentrācija ir 2–3%, plastifikatora deva ir 10–20% celulozes ētera. Ja plastifikatora saturs ir liels, augstā mitrumā var rasties koloīdās dehidratācijas saraušanās parādība. Plēves stiepes izturība ar pievienoto plastifikatoru ir daudz lielāka nekā bez tā, un tā palielinās, palielinoties pievienotā plastifikatora daudzumam, jo plēves higroskopiskums palielinās, palielinoties plastifikatora daudzumam.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 8. septembris