तुम्हाला हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची कार्यक्षमता माहीत आहे का?

हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजहा एक प्रकारचा नॉन-आयनिक सेल्युलोज मिश्रित इथर आहे. आयनिक मिथाइल कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज मिश्रित इथरच्या विपरीत, तो जड धातूंशी अभिक्रिया करत नाही. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोजमधील मेथॉक्सिल आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल घटकांच्या वेगवेगळ्या गुणोत्तरांमुळे आणि वेगवेगळ्या स्निग्धतेमुळे, त्याचे विविध गुणधर्म असलेले अनेक प्रकार आहेत. उदाहरणार्थ, उच्च मेथॉक्सिल प्रमाण आणि कमी हायड्रॉक्सीप्रोपिल प्रमाण असलेल्या प्रकाराची कार्यक्षमता मिथाइल सेल्युलोजच्या जवळपास असते, तर कमी मेथॉक्सिल प्रमाण आणि उच्च हायड्रॉक्सीप्रोपिल प्रमाण असलेल्या प्रकाराची कार्यक्षमता हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजच्या जवळपास असते. तथापि, प्रत्येक प्रकारात, जरी हायड्रॉक्सीप्रोपिल गटाचे किंवा मेथॉक्सिल गटाचे प्रमाण कमी असले तरी, सेंद्रिय द्रावकांमधील विद्राव्यता किंवा जलीय द्रावणांमधील स्कंदन तापमानात मोठे फरक आढळतात.

(1) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे विद्राव्यता गुणधर्म

① हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची पाण्यातील विद्राव्यताहायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजहे खरं तर प्रोपिलीन ऑक्साईड (मेथॉक्सी-प्रोपिलीन) द्वारे सुधारित केलेले एक प्रकारचे मेथिलसेल्युलोज आहे, त्यामुळे त्यात मेथिलसेल्युलोजसारखेच गुणधर्म आहेत, जसे की थंड पाण्यात विरघळण्याची आणि गरम पाण्यात न विरघळण्याची वैशिष्ट्ये. तथापि, सुधारित हायड्रॉक्सीप्रोपाइल गटामुळे, गरम पाण्यातील त्याचे जेलेशन तापमान मेथिलसेल्युलोजपेक्षा खूप जास्त असते. उदाहरणार्थ, 2% मेथॉक्सी घटक, प्रतिस्थापन अंश DS=0.73 आणि हायड्रॉक्सीप्रोपाइल घटक MS=0.46 असलेल्या हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मेथिलसेल्युलोजच्या जलीय द्रावणाची चिकटपणा 20°C तापमानावर 500 mpa·s आहे आणि त्याचे जेल तापमान 100°C च्या जवळपास पोहोचू शकते, तर त्याच तापमानावर मेथिलसेल्युलोजचे तापमान फक्त सुमारे 55°C असते. पाण्यातील त्याच्या विद्राव्यतेमध्येही मोठ्या प्रमाणात सुधारणा झाली आहे. उदाहरणार्थ, बारीक केलेले हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज (20°C तापमानावर 0.2~0.5 मिमी दाणेदार आकार आणि 4% जलीय द्रावणाची 2pa•s स्निग्धता) खोलीच्या तापमानावर खरेदी करता येते, ते थंड न करता पाण्यात सहज विरघळते.

2.1 मेथॉक्सिल प्रतिस्थापन अंश (MS) = 1.5~1.8 आणि मेथॉक्सी DS = 0.2~1.0 असलेल्या वरील उत्पादनांपेक्षा, 1.8 पेक्षा जास्त एकूण प्रतिस्थापन अंश असलेले उच्च-स्निग्धता असलेले हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज निर्जल मिथेनॉल आणि इथेनॉलच्या द्रावणांमध्ये विरघळते आणि त्यात औष्णिक-लवचिकता आणि पाण्यात विरघळण्याची क्षमता असते. ते मिथिलीन क्लोराईड आणि क्लोरोफॉर्म सारख्या क्लोरीनयुक्त हायड्रोकार्बन्समध्ये आणि ॲसिटोन, आयसोप्रोपेनॉल आणि डायॲसिटोन अल्कोहोल सारख्या सेंद्रिय द्रावकांमध्ये देखील विरघळते. सेंद्रिय द्रावकांमधील त्याची विद्राव्यता पाण्यात विरघळण्याच्या क्षमतेपेक्षा चांगली आहे.

(२) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजच्या स्निग्धतेवर परिणाम करणारे घटक: हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजच्या स्निग्धतेचे मानक निर्धारण इतर सेल्युलोज इथर्सप्रमाणेच केले जाते. हे २०°C तापमानावर, २% जलीय द्रावणाला मानक मानून मोजले जाते. एकाच उत्पादनाची स्निग्धता सांद्रता वाढल्याने वाढते. समान सांद्रतेवर, भिन्न रेणूभार असलेल्या उत्पादनांमध्ये, जास्त रेणूभार असलेल्या उत्पादनाची स्निग्धता जास्त असते. तापमानासोबतचा त्याचा संबंध मिथाइल सेल्युलोजसारखाच आहे. तापमान वाढल्यावर, स्निग्धता कमी होऊ लागते, परंतु एका विशिष्ट तापमानाला पोहोचल्यावर, स्निग्धता अचानक वाढते आणि जेलेशन (gelation) होते. कमी स्निग्धता असलेल्या उत्पादनांचे जेल तापमान जास्त असते. त्याचा जेल बिंदू केवळ इथरच्या स्निग्धतेशीच संबंधित नाही, तर इथरमधील मेथॉक्सिल गट आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल गटाच्या रचनेचे प्रमाण आणि एकूण प्रतिस्थापन अंशाच्या आकाराशी देखील संबंधित आहे. हे लक्षात घेतले पाहिजे की हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज देखील स्यूडोप्लास्टिक आहे, आणि एन्झायमेटिक विघटनाची शक्यता वगळता, त्याचे द्रावण खोलीच्या तापमानाला चिकटपणामध्ये कोणताही ऱ्हास न होता स्थिर राहते.

(3) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची क्षार सहनशीलता: हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज हे एक नॉन-आयनिक इथर असल्यामुळे, ते पाण्यात आयनीकृत होत नाही. याउलट, कार्बोक्सीमेथिल बेस सेल्युलोजसारखे इतर आयनिक सेल्युलोज इथर द्रावणात जड धातूंच्या आयनांशी अभिक्रिया करून अवक्षेपित होतात. क्लोराईड, ब्रोमाइड, फॉस्फेट, नायट्रेट इत्यादी सामान्य क्षार त्याच्या जलीय द्रावणात टाकल्यावर अवक्षेपित होत नाहीत. तथापि, क्षार टाकल्याने त्याच्या जलीय द्रावणाच्या फ्लॉक्युलेशन तापमानावर काही प्रमाणात परिणाम होतो. जेव्हा क्षारांची सांद्रता वाढते, तेव्हा जेलचे तापमान कमी होते. जेव्हा क्षारांची सांद्रता फ्लॉक्युलेशन बिंदूच्या खाली असते, तेव्हा द्रावणाची चिकटपणा वाढण्याची प्रवृत्ती असते. म्हणून, वापरादरम्यान, ठराविक प्रमाणात क्षार टाकल्यास अधिक किफायतशीरपणे घट्टपणा आणता येतो. त्यामुळे, काही उपयोगांमध्ये, घट्टपणा आणण्यासाठी जास्त सांद्रतेच्या इथर द्रावणाऐवजी सेल्युलोज इथर आणि क्षारांचे मिश्रण वापरणे अधिक चांगले ठरते.

(४) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची आम्ल आणि अल्कली प्रतिरोधकता: हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज सामान्यतः आम्ल आणि अल्कलींसाठी स्थिर असते आणि pH २~१२ च्या मर्यादेत त्यावर परिणाम होत नाही. ते फॉर्मिक ॲसिड, ॲसिटिक ॲसिड, सायट्रिक ॲसिड, सक्सिनिक ॲसिड, फॉस्फोरिक ॲसिड, बोरिक ॲसिड इत्यादींसारख्या विशिष्ट प्रमाणात सौम्य आम्लाचा सामना करू शकते. परंतु, तीव्र आम्लामुळे त्याची चिकटपणा कमी होतो. कॉस्टिक सोडा, कॉस्टिक पोटॅश आणि चुन्याचे पाणी यांसारख्या अल्कलींचा त्यावर कोणताही परिणाम होत नाही, परंतु त्या द्रावणाचा चिकटपणा किंचित वाढवू शकतात आणि नंतर हळूहळू कमी करू शकतात.

(5) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजची मिसळण्याची क्षमता: हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे द्रावण पाण्यात विरघळणाऱ्या पॉलिमर संयुगांमध्ये मिसळून उच्च स्निग्धतेचे एकसमान, पारदर्शक द्रावण तयार करता येते. या पॉलिमर संयुगांमध्ये पॉलिथिलीन ग्लायकॉल, पॉलिव्हिनिल ॲसिटेट, पॉलिसिलिकॉन, पॉलिमेथिलव्हिनिल सिलोक्सेन, हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज आणि मेथिलसेल्युलोज यांचा समावेश होतो. गम अरेबिक, लोकोस्ट बीन गम, करया गम इत्यादींसारख्या नैसर्गिक उच्च रेणवीय संयुगांची देखील त्याच्या द्रावणाशी चांगली सुसंगतता असते. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज हे स्टिअरिक ॲसिड किंवा पामिटिक ॲसिडच्या मॅनिटॉल एस्टर किंवा सॉर्बिटॉल एस्टरमध्ये, तसेच ग्लिसरीन, सॉर्बिटॉल आणि मॅनिटॉलमध्ये देखील मिसळले जाऊ शकते, आणि ही संयुगे सेल्युलोजसाठी हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज प्लॅस्टिसायझर म्हणून वापरली जाऊ शकतात.

(6) अविद्राव्य पाण्यात विद्राव्यसेल्युलोज इथर्सहायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचे पृष्ठभागीय क्रॉस-लिंकिंग अल्डीहाइड्ससोबत केले जाऊ शकते, ज्यामुळे हे पाण्यात विरघळणारे इथर्स द्रावणात अवक्षेपित होतात आणि पाण्यात अविद्राव्य बनतात. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजला अविद्राव्य बनवणाऱ्या अल्डीहाइड्समध्ये फॉर्मल्डिहाइड, ग्लायऑक्सल, सक्सिनिक अल्डीहाइड, ॲडिपाल्डिहाइड इत्यादींचा समावेश होतो. फॉर्मल्डिहाइड वापरताना, द्रावणाच्या pH मूल्याकडे विशेष लक्ष दिले पाहिजे, त्यापैकी ग्लायऑक्सल अधिक वेगाने अभिक्रिया करतो, म्हणून औद्योगिक उत्पादनात ग्लायऑक्सलचा सामान्यतः क्रॉसलिंकिंग एजंट म्हणून वापर केला जातो. द्रावणातील या प्रकारच्या क्रॉस-लिंकिंग एजंटचे प्रमाण इथरच्या वस्तुमानाच्या ०.२% ते १०% असते, शक्यतो ७% ते १०%. उदाहरणार्थ, ३.३% ते ६% ग्लायऑक्सल सर्वात योग्य आहे. साधारणपणे, प्रक्रियेचे तापमान ० ते ३०°C आणि वेळ १ ते १२० मिनिटे असते. क्रॉसलिंकिंगची अभिक्रिया आम्लयुक्त परिस्थितीत करणे आवश्यक असते. साधारणपणे, द्रावणात अकार्बनी तीव्र आम्ल किंवा सेंद्रिय कार्बोक्सिलिक आम्ल घालून द्रावणाचा pH सुमारे २~६ पर्यंत समायोजित केला जातो, शक्यतो ४~६ च्या दरम्यान, आणि नंतर क्रॉसलिंकिंग अभिक्रिया घडवून आणण्यासाठी त्यात अल्डीहाइड्स टाकले जातात. वापरल्या जाणाऱ्या आम्लांमध्ये हायड्रोक्लोरिक आम्ल, सल्फ्यूरिक आम्ल, फॉस्फोरिक आम्ल, फॉर्मिक आम्ल, ऍसिटिक आम्ल, हायड्रॉक्सी-ऍसिटिक आम्ल, सक्सिनिक आम्ल किंवा सायट्रिक आम्ल इत्यादींचा समावेश असतो, ज्यामध्ये फॉर्मिक आम्ल किंवा ऍसिटिक आम्ल वापरणे उचित ठरते आणि फॉर्मिक आम्ल सर्वोत्तम मानले जाते. इच्छित pH मर्यादेत द्रावणामध्ये क्रॉस-लिंकिंग अभिक्रिया घडून येण्यासाठी आम्ल आणि अल्डीहाइड एकाच वेळी देखील टाकले जाऊ शकतात. ही अभिक्रिया अनेकदा सेल्युलोज इथर्सच्या निर्मिती प्रक्रियेतील अंतिम टप्प्यात वापरली जाते. सेल्युलोज इथर अविद्राव्य झाल्यावर त्याचा वापर करणे सोयीचे ठरते.

धुलाई आणि शुद्धीकरणासाठी २०~२५℃ तापमानाचे पाणी. उत्पादन वापरात असताना, द्रावणाचा pH अल्कधर्मी करण्यासाठी त्यात अल्कधर्मी पदार्थ मिसळता येतात, ज्यामुळे उत्पादन द्रावणात लवकर विरघळते. सेल्युलोज इथरच्या द्रावणापासून फिल्म बनवल्यानंतर, तिला अविद्राव्य फिल्म बनवण्यासाठी तिच्यावर प्रक्रिया करण्याकरिता देखील ही पद्धत लागू होते.

(7) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचा एन्झाइम प्रतिकार सैद्धांतिकदृष्ट्या सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्हजसारखा असतो, जसे की प्रत्येक ॲनहायड्रोग्लुकोज गटाला जर एक घट्टपणे जोडलेला प्रतिस्थापक गट असेल, तर त्याला सूक्ष्मजीवांद्वारे संक्रमित करणे सोपे नसते, परंतु प्रत्यक्षात जेव्हा तयार उत्पादनाचे प्रतिस्थापन मूल्य 1 पेक्षा जास्त होते, तेव्हा त्याचे एन्झाइम्सद्वारे विघटन देखील होते, याचा अर्थ असा की सेल्युलोज साखळीवरील प्रत्येक गटाच्या प्रतिस्थापनाची पातळी पुरेशी एकसमान नसते आणि सूक्ष्मजीव अप्रतिस्थापित ॲनहायड्रोग्लुकोज गटाचे क्षरण करून शर्करा तयार करू शकतात, जे सूक्ष्मजीवांना शोषणासाठी पोषक म्हणून उपयोगी पडते. म्हणून, जर सेल्युलोजच्या इथरीकरण प्रतिस्थापनाची पातळी वाढली, तर सेल्युलोज इथरचा एन्झाइमॅटिक क्षरणाला असलेला प्रतिकार देखील वाढेल. अहवालानुसार, नियंत्रित परिस्थितीत तयार केलेल्या एन्झाइम्सच्या हायड्रोलिसिसच्या परिणामांनुसार, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज (DS=1.9) ची अवशिष्ट स्निग्धता १३.२%, मेथिलसेल्युलोज (DS=1.83) ची ७.३%, मेथिलसेल्युलोज (DS=1.66) ची ३.८% आणि हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोजची १.७% आहे. यावरून असे दिसून येते की, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजमध्ये एन्झाइम-विरोधी तीव्र क्षमता आहे. त्यामुळे, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजचा उत्कृष्ट एन्झाइम-प्रतिरोध, तसेच त्याचे चांगले विखुरण्याचे गुणधर्म, घट्ट करण्याची क्षमता आणि फिल्म तयार करण्याचे गुणधर्म, यांमुळे त्याचा उपयोग वॉटर-इमल्शन कोटिंग्ज इत्यादींमध्ये केला जातो आणि सामान्यतः त्यात संरक्षक पदार्थ घालण्याची आवश्यकता नसते. तथापि, द्रावणाच्या दीर्घकालीन साठवणुकीसाठी किंवा बाहेरील संभाव्य दूषितीकरणासाठी, खबरदारी म्हणून संरक्षक पदार्थ घालता येतात आणि त्याची निवड द्रावणाच्या अंतिम गरजेनुसार निश्चित केली जाऊ शकते. फेनिलमरक्युरीक ॲसिटेट आणि मॅंगनीज फ्लोरोसिलिकेट हे प्रभावी परिरक्षक आहेत, परंतु ते सर्व विषारी आहेत, त्यामुळे त्यांचा वापर करताना काळजी घेणे आवश्यक आहे. साधारणपणे, प्रति लिटर मात्रेसाठी द्रावणात १~५ मिग्रॅ फेनिलमरक्युरी ॲसिटेट मिसळले जाऊ शकते.

(8) कामगिरीहायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजहायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजमध्ये उत्कृष्ट फिल्म-निर्मितीचे गुणधर्म आहेत. त्याचे जलीय द्रावण किंवा सेंद्रिय द्रावकाचे द्रावण काचेच्या प्लेटवर लेपले असता, ते सुकल्यावर रंगहीन आणि पारदर्शक होते. तसेच, ही एक मजबूत फिल्म बनते. यात चांगला ओलावा-प्रतिरोध असतो आणि ते उच्च तापमानातही घन अवस्थेत राहते. जर आर्द्रताशोषक प्लॅस्टिसायझर मिसळला, तर त्याची ताणण्याची क्षमता आणि लवचिकता वाढवता येते. लवचिकता सुधारण्याच्या बाबतीत, ग्लिसरीन आणि सॉर्बिटॉलसारखे प्लॅस्टिसायझर सर्वात योग्य आहेत. साधारणपणे, द्रावणाची संहती २%~३% असते आणि प्लॅस्टिसायझरचे प्रमाण सेल्युलोज इथरच्या १०%~२०% असते. जर प्लॅस्टिसायझरचे प्रमाण खूप जास्त असेल, तर उच्च आर्द्रतेमध्ये कलिल निर्जलीकरणामुळे आकुंचन होईल. प्लॅस्टिसायझर मिसळलेल्या फिल्मची ताणशक्ती प्लॅस्टिसायझरशिवाय बनवलेल्या फिल्मपेक्षा खूप जास्त असते आणि मिसळलेल्या प्रमाणाच्या वाढीबरोबर ती वाढते. फिल्मच्या आर्द्रताशोषकतेबद्दल बोलायचे झाल्यास, ती देखील प्लॅस्टिसायझरच्या प्रमाणाच्या वाढीबरोबर वाढते.