हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोज (HPMC) हा एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज मिश्रित इथर आहे, जो आयनिक मेथिल कार्बोक्सिमेथिल सेल्युलोज मिश्रित इथरपेक्षा वेगळा असतो आणि जड धातूंशी अभिक्रिया करत नाही. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोजमधील ऑक्सिजन रॅडिकल्सचे प्रमाण, हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण आणि स्निग्धता यांच्या वेगवेगळ्या प्रमाणामुळे, त्यांच्या कार्यक्षमतेत वेगवेगळे प्रकार निर्माण होतात. उदाहरणार्थ, उच्च मेथॉक्सिल आणि कमी हायड्रॉक्सीप्रोपिल असलेल्या प्रकारांची कार्यक्षमता मेथिल सेल्युलोजच्या जवळपास असते, तर कमी मेथॉक्सिल आणि उच्च हायड्रॉक्सीप्रोपिल असलेल्या प्रकारांची कार्यक्षमता हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोजच्या जवळपास असते. परंतु प्रत्येक प्रकारात, जरी हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे प्रमाण कमी किंवा मेथॉक्सिलचे प्रमाण कमी असले तरी, सेंद्रिय द्रावकांमधील विद्राव्यता किंवा जलीय द्रावणातील स्कंदन तापमानात मोठा फरक असतो.
१, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजची विद्राव्यता
हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोजची पाण्यात विद्राव्यता ही वास्तविक पाहता प्रोपिलीन ऑक्साइड (मेथिल ऑक्सीप्रोपिल रिंग) ने सुधारित केलेला एक प्रकारचा मेथिल सेल्युलोज आहे, त्यामुळे त्यात मेथिल सेल्युलोजप्रमाणेच थंड पाण्यात विरघळण्याची आणि गरम पाण्यात न विरघळण्याची वैशिष्ट्ये आहेत. तथापि, सुधारित हायड्रॉक्सीप्रोपिलचे जेलेशन तापमान गरम पाण्यातील मेथिल सेल्युलोजपेक्षा खूप जास्त आहे. उदाहरणार्थ, २% मेथॉक्सी घटक DS=०.७३ आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल घटक MS=०.४६ असलेल्या हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजच्या जलीय द्रावणाची चिकटपणा २०℃ तापमानावर ५०० mpa आहे. S च्या उत्पादनाचे जेल तापमान १००℃ च्या जवळपास आहे, तर त्याच तापमानातील मेथिल सेल्युलोजचे जेल तापमान केवळ ५५℃ आहे. पाण्यातील त्याच्या विद्राव्यतेमध्येही मोठ्या प्रमाणात सुधारणा झाली आहे, उदाहरणार्थ, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज (कणांचा आकार ०.२~०.५ मिमी, २०℃ तापमानात ४% जलीय स्निग्धता २pA?S) बारीक केल्यानंतर, हे उत्पादन खोलीच्या तापमानात थंड न करता पाण्यात सहज विरघळू शकते.
(2) हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोजची सेंद्रिय द्रावकांमधील विद्राव्यता ही मेथिल सेल्युलोजपेक्षा चांगली असते. मेथिल सेल्युलोजमध्ये मेथॉक्सी प्रतिस्थापनाची पातळी २.१ किंवा त्याहून अधिक असणे आवश्यक असते, आणि त्यात हायड्रॉक्सीप्रोपिल MS=१.५~१.८ आणि मेथॉक्सी DS=०.२~१.० असते. १.८ पेक्षा जास्त एकूण प्रतिस्थापनाची पातळी असलेले उच्च स्निग्धतेचे हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोज निर्जल मिथेनॉल आणि इथेनॉलच्या द्रावणांमध्ये विरघळते, आणि त्यात थर्मोप्लास्टिक व पाण्यात विरघळण्याची क्षमता असते. ते डायक्लोरोमिथेन आणि ट्रायक्लोरोमिथेनसारख्या क्लोरीनयुक्त हायड्रोकार्बन्समध्ये, तसेच ॲसिटोन, आयसोप्रोपिल अल्कोहोल आणि डायॲसिटोन अल्कोहोलसारख्या सेंद्रिय द्रावकांमध्येही विरघळते. सेंद्रिय द्रावकांमधील त्याची विद्राव्यता पाण्यातील विद्राव्यतेपेक्षा श्रेष्ठ आहे.
२, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजच्या स्निग्धतेवर परिणाम करणारे घटक
हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोजच्या स्निग्धतेचे घटक आणि इतर सेल्युलोज इथरची मानक स्निग्धता निश्चिती, २०℃ तापमानावर २% जलीय द्रावणाला मानक मानून केली जाते. एकाच उत्पादनाची स्निग्धता, सांद्रता वाढल्याने वाढते. समान सांद्रतेच्या वेगवेगळ्या रेणूभारांच्या उत्पादनांमध्ये, जास्त रेणूभाराच्या उत्पादनाची स्निग्धता जास्त असते. तापमानाशी असलेला त्याचा संबंध मेथिलसेल्युलोजसारखाच आहे. तापमान वाढल्यावर स्निग्धता कमी होऊ लागते, परंतु एका विशिष्ट तापमानाला पोहोचल्यावर स्निग्धता अचानक वाढते आणि जेलेशन (gelation) होते. कमी स्निग्धता असलेल्या उत्पादनांचे जेलेशन तापमान जास्त स्निग्धता असलेल्या उत्पादनांपेक्षा जास्त असते. त्याच्या जेल बिंदूची पातळी, इथरच्या उच्च आणि कमी स्निग्धतेव्यतिरिक्त, इथरमधील मेथॉक्सी आणि हायड्रॉक्सीप्रोपिल गटांच्या रचनेचे प्रमाण आणि एकूण प्रतिस्थापनाच्या प्रमाणाशी देखील संबंधित आहे. हे लक्षात घेतले पाहिजे की हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज देखील स्यूडोप्लास्टिक (pseudoplastic) आहे; त्याचे द्रावण खोलीच्या तापमानात साठवल्यावर स्थिर राहते आणि एन्झाइमॅटिक विघटनाची शक्यता वगळता त्याच्या चिकटपणामध्ये कोणताही ऱ्हास दिसून येत नाही.
३, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज आम्ल आणि अल्कली प्रतिरोध
हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिलसेल्युलोज आम्ल आणि अल्कलीच्या संपर्कात आल्यास, ते साधारणपणे स्थिर असते आणि pH २ ते १२ च्या मर्यादेत त्यावर परिणाम होत नाही. ते फॉर्मिक ॲसिड, ॲसिटिक ॲसिड, सायट्रिक ॲसिड, सक्सिनिक ॲसिड, फॉस्फोरिक ॲसिड, बोरिक ॲसिड इत्यादींसारख्या सौम्य आम्लांचा ठराविक प्रमाणात सामना करू शकते. परंतु, तीव्र आम्लामुळे त्याची स्निग्धता कमी होते. कॉस्टिक सोडा, कॉस्टिक पोटॅशियम आणि चुन्याचे पाणी यांसारख्या अल्कलींचा त्यावर कोणताही परिणाम होत नाही, परंतु द्रावणाची स्निग्धता किंचित वाढण्याचा परिणाम कालांतराने हळूहळू कमी होतो.
४, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोज मिसळता येते
हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोजचे द्रावण पाण्यात विरघळणाऱ्या पॉलिमर संयुगांमध्ये मिसळता येते आणि त्यामुळे उच्च स्निग्धतेचे एकसमान पारदर्शक द्रावण तयार होते. ही उच्च रेण्वीय संयुगे म्हणजे पॉलिथिलीन ग्लायकॉल, पॉलिव्हिनिल ॲसिटेट, पॉलिसिलिकॉन, पॉलिमेथिल व्हिनिल सिलोक्सेन आणि हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज व मेथिल सेल्युलोज इत्यादी. गम अरेबिक, लोकोस्ट बीन गम, थॉर्न ट्री गम इत्यादी नैसर्गिक पॉलिमर संयुगे देखील त्याच्या द्रावणासोबत चांगल्या प्रकारे मिसळतात. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोज स्टिअरिक ॲसिड किंवा पामिटिक ॲसिड मॅनिटॉल एस्टर किंवा सॉर्बिटॉल एस्टरसोबत, तसेच ग्लिसरॉल, सॉर्बिटॉल आणि मॅनिटॉलसोबतही मिसळता येते; या संयुगांचा उपयोग हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोज प्लास्टिसायझर म्हणून केला जाऊ शकतो.
५, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज अविद्राव्य पाण्यात विद्राव्य
हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज अविद्राव्य पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज इथर, अल्डीहाइड्ससोबत पृष्ठभागावर क्रॉस-लिंकिंग करू शकते, आणि या पाण्यात विरघळणाऱ्या इथरला द्रावणात अवक्षेपित करून पाण्यात अविद्राव्य बनवते. तसेच, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोजला अल्डीहाइड, फॉर्मल्डिहाइड, ग्लायऑक्सल, सक्सिनल्डिहाइड, डायअल्डीहाइड इत्यादींसोबत अविद्राव्य बनवते. फॉर्मल्डिहाइडच्या वापरादरम्यान द्रावणाच्या पीएच मूल्याकडे विशेष लक्ष देणे आवश्यक आहे, कारण त्यात ग्लायऑक्सलची अभिक्रिया अधिक वेगाने होते, म्हणून औद्योगिक उत्पादनात सामान्यतः ग्लायऑक्सलचा क्रॉस-लिंकिंग एजंट म्हणून वापर केला जातो. द्रावणातील या प्रकारच्या क्रॉस-लिंकिंग एजंटचे प्रमाण इथरच्या वस्तुमानाच्या ०.२% ते १०% असते, सर्वोत्तम प्रमाण ७% ते १०% आहे, जसे की ग्लायऑक्सलचा वापर ३.३% ते ६% पर्यंत सर्वात योग्य आहे. सामान्य प्रक्रियेचे तापमान ० ते ३०°C आणि वेळ १ ते १२० मिनिटे असते. क्रॉस-लिंकिंगची अभिक्रिया आम्लयुक्त परिस्थितीत करणे आवश्यक आहे. साधारणपणे, द्रावणाचा पीएच सुमारे २~६, शक्यतो ४~६ च्या दरम्यान समायोजित करण्यासाठी द्रावणात अजैविक तीव्र आम्ल किंवा सेंद्रिय कार्बोक्सिलिक आम्ल टाकले जाते आणि नंतर क्रॉस-लिंकिंग अभिक्रियेसाठी अल्डीहाइड्स टाकले जातात. वापरल्या जाणाऱ्या आम्लांमध्ये हायड्रोक्लोरिक आम्ल, सल्फ्यूरिक आम्ल, फॉस्फोरिक आम्ल, फॉर्मिक आम्ल, ऍसिटिक आम्ल, हायड्रॉक्सी ऍसिटिक आम्ल, सक्सिनिक आम्ल किंवा सायट्रिक आम्ल यांचा समावेश होतो, ज्यापैकी फॉर्मिक आम्ल किंवा ऍसिटिक आम्ल सर्वोत्तम आहे. द्रावणाला इच्छित पीएच मर्यादेत क्रॉस-लिंक करता यावे यासाठी आम्ल आणि अल्डीहाइड्स एकाच वेळी देखील टाकले जाऊ शकतात. ही अभिक्रिया अनेकदा सेल्युलोज इथर तयार करण्याच्या प्रक्रियेच्या अंतिम टप्प्यात वापरली जाते, जेणेकरून सेल्युलोज इथर विरघळत नाही आणि २०~२५℃ तापमानाच्या पाण्याने धुणे व शुद्धीकरण करणे सोपे होते. जेव्हा उत्पादनाचा वापर केला जातो, तेव्हा द्रावणाचा पीएच अल्कधर्मी करण्यासाठी उत्पादनाच्या द्रावणात अल्कधर्मी पदार्थ टाकले जाऊ शकतात, ज्यामुळे उत्पादन द्रावणात लवकर विरघळते. जेव्हा सेल्युलोज इथर द्रावणाचा वापर करून फिल्म बनवली जाते आणि नंतर त्या फिल्मवर प्रक्रिया करून अविद्राव्य फिल्म बनवली जाते, तेव्हा देखील ही पद्धत वापरली जाऊ शकते.
६, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज अँटी-एन्झाइम
सैद्धांतिकदृष्ट्या, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोजच्या एन्झाइम प्रतिकारशक्तीमध्ये, प्रत्येक अनहायड्रोग्लुकोज गटासारख्या प्रतिस्थापित गटांच्या घन संयोगामुळे, सूक्ष्मजीवांद्वारे होणारे क्षरण आणि संसर्गाची शक्यता कमी असते. परंतु प्रत्यक्षात, जेव्हा तयार उत्पादनातील प्रतिस्थापनाचे प्रमाण १ पेक्षा जास्त असते, तेव्हा त्याचे एन्झाइमद्वारे विघटन होते. याचे कारण असे की, सेल्युलोज साखळीतील प्रत्येक गटाच्या प्रतिस्थापनाची पातळी एकसमान नसते. सूक्ष्मजीव जवळच्या अप्रतिस्थापित निर्जल ग्लुकोज गटांचे क्षरण करून शर्करा तयार करू शकतात, जी सूक्ष्मजीव अन्न म्हणून शोषून घेऊ शकतात. त्यामुळे, जर सेल्युलोजच्या इथरीकरण प्रतिस्थापनाची पातळी वाढली, तर सेल्युलोज इथरची एन्झाइमद्वारे होणाऱ्या क्षरणाला असलेली प्रतिकारशक्ती वाढेल. असे नोंदवले गेले आहे की नियंत्रित परिस्थितीत, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज (DS=1.9), मिथाइल सेल्युलोज (DS=1.83), मिथाइल सेल्युलोज (DS=1.66), आणि हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज (1.7%) यांची अवशिष्ट स्निग्धता अनुक्रमे 13.2%, 7.3%, 3.8%, आणि 1.7% होती. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजमध्ये तीव्र एन्झाइम-विरोधी क्षमता असते. त्यामुळे, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोजच्या उत्कृष्ट एन्झाइम-विरोधी गुणधर्मांमुळे, तसेच त्याच्या चांगल्या विखुरण्याच्या, घट्ट करण्याच्या आणि फिल्म तयार करण्याच्या क्षमतेमुळे, त्याचा उपयोग इमल्शन कोटिंग्ज इत्यादींमध्ये केला जातो आणि त्यासाठी सामान्यतः संरक्षक पदार्थ घालण्याची आवश्यकता नसते. तथापि, द्रावणाची दीर्घकाळ साठवणूक किंवा बाहेरील संभाव्य दूषितता टाळण्यासाठी, संरक्षक पदार्थ घालता येतात, ज्यांची निवड द्रावणाच्या अंतिम गरजेनुसार निश्चित केली जाऊ शकते. फेनिलमरक्युरिक ॲसिटेट आणि मॅंगनीज फ्लुओसिलिकेट हे प्रभावी संरक्षक पदार्थ आहेत, परंतु ते विषारी आहेत आणि त्यांचा वापर काळजीपूर्वक करणे आवश्यक आहे. साधारणपणे, प्रत्येक लिटर द्रावणात 1~5mg फेनिलमरक्युरिक ॲसिटेट मिसळता येते.
७, हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइल सेल्युलोज मेम्ब्रेनची कामगिरी
हायड्रॉक्सीप्रोपिल मेथिल सेल्युलोज फिल्मची कार्यक्षमता उत्कृष्ट असते. त्याचे जलीय द्रावण किंवा सेंद्रिय द्रावकातील द्रावण काचेच्या प्लेटवर लेप केल्यावर, वाळल्यानंतर ती रंगहीन, पारदर्शक आणि मजबूत फिल्म बनते. यात चांगला ओलावा-प्रतिरोध असतो आणि ती उच्च तापमानातही घन अवस्थेत राहते. उदाहरणार्थ, आर्द्रताशोषक प्लॅस्टिसायझरच्या मिश्रणामुळे तिची ताणण्याची क्षमता आणि लवचिकता वाढू शकते. लवचीकता सुधारण्यासाठी, ग्लिसरॉल, सॉर्बिटॉल आणि इतर प्लॅस्टिसायझर सर्वात योग्य ठरतात. सामान्यतः द्रावणाची संहती २% ते ३% असते आणि प्लॅस्टिसायझरचे प्रमाण सेल्युलोज इथरच्या १०% ते २०% असते. जर प्लॅस्टिसायझरचे प्रमाण गरजेपेक्षा जास्त असेल, तर उच्च आर्द्रतेमध्ये कोलाइडच्या निर्जलीकरणामुळे आकुंचन होण्याची घटना घडू शकते. प्लॅस्टिसायझर मिसळलेल्या फिल्मची ताणशक्ती न मिसळलेल्या फिल्मपेक्षा खूप जास्त असते आणि मिसळलेल्या प्रमाणाच्या वाढीबरोबर ती वाढते. त्याचप्रमाणे, प्लॅस्टिसायझरच्या प्रमाणाच्या वाढीबरोबर फिल्मची आर्द्रताशोषकता देखील वाढते.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०८-सप्टेंबर-२०२२