Својства на хидроксипропил метилцелулоза

Хидроксипропил метилцелулоза е вид на нејонски целулозен мешан етер. За разлика од јонскиот метил карбоксиметил целулоза, тој не реагира со тешки метали. Поради различните соодноси на содржината на метоксид и содржината на хидроксипропил во хидроксипропил метилцелулозата и различните вискозности, постојат многу варијанти со различни својства, на пример, висока содржина на метоксид и ниска содржина на хидроксипропил, неговите перформанси се блиску до оние на метил целулоза, додека оние на ниска содржина на метоксид и висока содржина на хидроксипропил се блиску до оние на хидроксипропил метил целулоза. Сепак, во секоја варијанта, иако е содржана само мала количина на хидроксипропил група или мала количина на метоксил група, постојат големи разлики во растворливоста во органски растворувачи или температурата на флокулација во водени раствори.

(1) Својства на растворливост на хидроксипропил метилцелулоза
①Растворливост на хидроксипропил метилцелулоза во вода Хидроксипропил метилцелулозата е всушност еден вид метилцелулоза модифицирана со пропилен оксид (метоксипропилен), па затоа сè уште ги има истите својства како метилцелулозата. Целулозата има слични карактеристики на растворливост во ладна вода и нерастворливост во топла вода. Сепак, поради модифицираната хидроксипропил група, нејзината температура на желатинирање во топла вода е многу повисока од онаа на метилцелулозата. На пример, вискозитетот на водениот раствор на хидроксипропил метилцелулоза со степен на супституција од 2% содржина на метокси DS = 0,73 и содржина на хидроксипропил MS = 0,46 е 500 mpa·s на 20°C, а нејзината температура на желатинирање може да достигне близу 100°C, додека метилцелулозата на истата температура е само околу 55°C. Што се однесува до нејзината растворливост во вода, таа е исто така значително подобрена. На пример, пулверизираната хидроксипропил метилцелулоза (грануларна форма 0,2~0,5 mm на 20°C со вискозитет на 4% воден раствор од 2pa•s) може да се купи на собна температура, лесно се раствора во вода без ладење.

②Растворливост на хидроксипропил метилцелулоза во органски растворувачи Растворливоста на хидроксипропил метилцелулоза во органски растворувачи е исто така подобра од онаа на метилцелулозата. За производи над 2,1, хидроксипропил метилцелулозата со висок вискозитет што содржи хидроксипропил MS=1,5~1,8 и метокси DS=0,2~1,0, со вкупен степен на супституција над 1,8, е растворлива во безводен метанол и етанол раствори, како и во термопластични и во вода. Исто така е растворлива во хлорирани јаглеводороди како што се метилен хлорид и хлороформ, и органски растворувачи како што се ацетон, изопропанол и диацетон алкохол. Нејзината растворливост во органски растворувачи е подобра од растворливоста во вода.

(2) Фактори што влијаат на вискозитетот на хидроксипропил метилцелулоза Стандардното одредување на вискозитетот на хидроксипропил метилцелулозата е исто како и кај другите целулозни етери и се мери на 20°C со 2% воден раствор како стандард. Вискозитетот на истиот производ се зголемува со зголемување на концентрацијата. За производи со различни молекуларни тежини при иста концентрација, производот со поголема молекуларна тежина има повисок вискозитет. Неговиот однос со температурата е сличен на оној на метил целулозата. Кога температурата се зголемува, вискозитетот почнува да се намалува, но кога ќе достигне одредена температура, вискозитетот одеднаш се зголемува и се јавува желатинација. Температурата на гелирање кај производите со низок вискозитет е повисока. Неговата точка на гелирање не е поврзана само со вискозитетот на етерот, туку и со односот на составот на метоксилната група и хидроксипропил групата во етерот и големината на вкупниот степен на супституција. Мора да се напомене дека хидроксипропил метилцелулозата е исто така псевдопластична, а нејзиниот раствор е стабилен на собна температура без никаква деградација на вискозитетот, освен можноста за ензимска деградација.

(3) Толеранција на сол на хидроксипропил метилцелулоза Бидејќи хидроксипропил метилцелулозата е нејонски етер, таа не јонизира во воден медиум, за разлика од другите јонски целулозни етери. На пример, карбоксиметил целулозата реагира со јони на тешки метали и се таложи во растворот. Општите соли како што се хлорид, бромид, фосфат, нитрат итн. нема да таложат кога ќе се додадат во нивниот воден раствор. Сепак, додавањето сол има одредено влијание врз температурата на флокулација на нејзиниот воден раствор. Кога концентрацијата на сол се зголемува, температурата на гелот се намалува. Кога концентрацијата на сол е под точката на флокулација, вискозитетот на растворот има тенденција да се зголемува. Затоа, се додава одредена количина сол. При примена, може да се постигне ефект на згуснување поекономично. Затоа, во некои апликации, подобро е да се користи мешавина од целулозен етер и сол отколку раствор од етер со поголема концентрација за да се постигне ефект на згуснување.

(4) Отпорност на хидроксипропил метилцелулоза на киселина и алкалии Хидроксипропил метилцелулозата е генерално стабилна на киселини и алкалии и не е засегната во опсегот на pH од 2 до 12. Може да издржи одредена количина на лесни киселини, како што се мравја киселина, оцетна киселина, лимонска киселина, сукцинска киселина, фосфорна киселина, борна киселина итн. Но, концентрираната киселина има ефект на намалување на вискозитетот. Алкалии како што се каустична сода, каустичен поташа и вар вода немаат ефект врз неа, но можат малку да ја зголемат вискозноста на растворот, а потоа полека да ја намалат.

(5) Компатибилност на хидроксипропил метилцелулоза Растворот на хидроксипропил метилцелулоза може да се меша со полимерни соединенија растворливи во вода за да се формира униформен и транспарентен раствор со повисок вискозитет. Овие полимерни соединенија вклучуваат полиетилен гликол, поливинил ацетат, полисиликон, полиметилвинилсилоксан, хидроксиетил целулоза и метил целулоза. Природните високомолекуларни соединенија како што се арабска гума, гума од багрем, гума караја итн., исто така, имаат добра компатибилност со својот раствор. Хидроксипропил метилцелулозата може да се меша и со манитол естер или сорбитол естер на стеаринска киселина или палмитинска киселина, а може да се меша и со глицерин, сорбитол и манитол, а овие соединенија може да се користат како хидроксипропил метилцелулоза како пластификатор за целулоза.

(6) Нерастворливите во вода растворливи целулозни етери на хидроксипропил метилцелулоза можат да извршат површинско вкрстено поврзување со алдехиди, така што овие во вода растворливи етери се таложат во растворот и стануваат нерастворливи во вода. Алдехидите што ја прават хидроксипропил метилцелулозата нерастворлива вклучуваат формалдехид, глиоксал, сукцински алдехид, адипалдехид итн. При употреба на формалдехид, посебно внимание треба да се посвети на pH вредноста на растворот, меѓу кои глиоксалот реагира побрзо, па затоа глиоксалот најчесто се користи како средство за вкрстено поврзување во индустриското производство. Количината на овој вид средство за вкрстено поврзување во растворот е 0,2%~10% од масата на етерот, по можност 7%~10%, на пример, 3,3%~6% глиоксал е најсоодветен. Општо земено, температурата на третманот е 0~30℃, а времето е 1~120 минути. Реакцијата на вкрстено поврзување треба да се изврши под кисели услови. Општо земено, растворот прво се додава со неорганска силна киселина или органска карбоксилна киселина за да се прилагоди pH вредноста на растворот на околу 2~6, по можност помеѓу 4~6, а потоа се додаваат алдехиди за да се изврши реакцијата на вкрстено поврзување. Употребената киселина содржи хлороводородна киселина, сулфурна киселина, фосфорна киселина, мравја киселина, оцетна киселина, хидроксиоцетна киселина, сукцинска киселина или лимонска киселина итн., при што е препорачливо мравја киселина или оцетна киселина, а мравја киселина е оптимална. Киселината и алдехидот може да се додадат истовремено за да се овозможи растворот да помине низ реакција на вкрстено поврзување во рамките на посакуваниот pH опсег. Оваа реакција често се користи во процесот на финален третман во процесот на подготовка на целулозни етери. Откако целулозниот етер ќе стане нерастворлив, погодно е да се користи.

20~25℃ вода за перење и прочистување. Кога производот е во употреба, може да се додадат алкални супстанции во растворот на производот за да се прилагоди pH вредноста на растворот за да биде алкален, а производот брзо ќе се раствори во растворот. Овој метод е применлив и за третман на филмот откако растворот на целулозен етер ќе се претвори во филм за да се направи нерастворлив филм.

(7) Ензимска отпорност на хидроксипропил метилцелулоза Во теорија, дериватите на целулоза, како што е цврсто врзана супституентна група на секоја анхидроглукозна група, не се подложни на микробна ерозија, но всушност, кога вредноста на супституција на готовиот производ надминува 1, тој исто така ќе биде деградиран од ензими, што значи дека степенот на супституција на секоја група на целулозниот синџир не е доволно униформен, а микроорганизмите можат да еродираат на несупституираната анхидроглукозна група. Шеќерите се формираат и апсорбираат како хранливи материи за микроорганизмите. Затоа, ако степенот на етерификација на супституцијата на целулозата се зголеми, отпорноста на ензимска ерозија на целулозниот етер исто така ќе се зголеми. Според извештаите, под контролирани услови, резултатите од хидролизата на ензимите, преостанатиот вискозитет на хидроксипропил метилцелулоза (DS = 1,9) е 13,2%, метилцелулоза (DS = 1,83) е 7,3%, метилцелулоза (DS = 1,66) е 3,8%, а хидроксиетил целулоза е 1,7%. Може да се види дека хидроксипропил метилцелулозата има силна антиензимска способност. Затоа, одличната ензимска отпорност на хидроксипропил метилцелулозата, во комбинација со нејзината добра дисперзибилност, згуснување и својства на формирање филм, се користи во водно-емулзиски премази итн., и генерално не бара додавање конзерванси. Сепак, за долгорочно складирање на растворот или можна контаминација однадвор, конзерванси може да се додадат како претпазливост, а изборот може да се одреди според конечните барања на растворот. Фенилжива ацетат и манган флуоросиликат се ефикасни конзерванси, но сите тие имаат токсичност, па затоа треба да се обрне внимание на начинот на работа. Генерално, 1~5 mg фенилжива ацетат може да се додаде во растворот на литар од дозата.

(8) Перформанси на хидроксипропил метилцелулозен филм Хидроксипропил метилцелулозата има одлични својства за формирање филм. Неговиот воден раствор или раствор од органски растворувач е обложен на стаклена плоча и по сушењето станува слободен. Боја, транспарентен и цврст филм. Има добра отпорност на влага и останува цврст на високи температури. Ако се додаде хигроскопски пластификатор, може да се зголеми неговото издолжување и флексибилност. Во однос на подобрувањето на флексибилноста, пластификатори како што се глицерин и сорбитол се најпогодни. Општо земено, концентрацијата на растворот е 2%~3%, а количината на пластификатор е 10%~20% целулозен етер. Ако содржината на пластификатор е превисока, ќе се појави колоидно дехидрациско собирање при висока влажност. Затегнувачката цврстина на филмот со додаден пластификатор е многу поголема од онаа без пластификатор и се зголемува со зголемување на додадената количина. Што се однесува до хигроскопноста на филмот, таа исто така се зголемува со зголемување на количината на пластификатор.