Hydroksypropylmetylcelluloseer en type ikke-ionisk celluloseblandeter. I motsetning til ionisk metylkarboksymetylcelluloseblandeter reagerer den ikke med tungmetaller. På grunn av de forskjellige forholdstallene mellom metoksylinnhold og hydroksypropylinnhold i hydroksypropylmetylcellulose og forskjellige viskositeter, finnes det mange varianter med forskjellige egenskaper, for eksempel høyt metoksylinnhold og lavt hydroksypropylinnhold. Ytelsen er nær metylcellulose, mens ytelsen ved lavt metoksylinnhold og høyt hydroksypropylinnhold er nær hydroksypropylmetylcellulose. Imidlertid, selv om det bare finnes en liten mengde hydroksypropylgruppe eller en liten mengde metoksylgruppe i hver variant, er det store forskjeller i løseligheten i organiske løsemidler eller flokkuleringstemperaturen i vandige løsninger.
(1) Løselighetsegenskaper for hydroksypropylmetylcellulose
① Løselighet av hydroksypropylmetylcellulose i vannHydroksypropylmetylcelluloseer faktisk en type metylcellulose modifisert med propylenoksid (metoksypropylen), så den har fortsatt de samme egenskapene som metylcellulose. Den har lignende egenskaper som løselighet i kaldt vann og uløselighet i varmt vann. På grunn av den modifiserte hydroksypropylgruppen er geleringstemperaturen i varmt vann imidlertid mye høyere enn for metylcellulose. For eksempel er viskositeten til en vandig løsning av hydroksypropylmetylcellulose med 2 % metoksyinnhold, substitusjonsgrad DS = 0,73 og hydroksypropylinnhold MS = 0,46 500 mpa·s ved 20 °C, og geleringstemperaturen kan nå nærmere 100 °C, mens metylcellulose ved samme temperatur bare er omtrent 55 °C. Når det gjelder løseligheten i vann, har den også blitt betydelig forbedret. For eksempel kan pulverisert hydroksypropylmetylcellulose (granulær form 0,2 ~ 0,5 mm ved 20 °C med en viskositet på 2 pa•s i en 4 % vandig løsning) kjøpes ved romtemperatur. Den er lett løselig i vann uten avkjøling.
② Løselighet av hydroksypropylmetylcellulose i organiske løsemidler Løseligheten av hydroksypropylmetylcellulose i organiske løsemidler er også bedre enn for metylcellulose. Metylcellulose må ha en metoksylsubstitusjonsgrad på 2,1. Produktene ovenfor, men inneholder hydroksypropyl MS = 1,5 ~ 1,8 og metoksy DS = 0,2 ~ 1,0, høyviskøs hydroksypropylmetylcellulose med en total substitusjonsgrad over 1,8, er løst i vannfri metanol- og etanolløsninger, og har termoplastisitet og vannløselighet. Den er også løselig i klorerte hydrokarboner som metylenklorid og kloroform, og organiske løsemidler som aceton, isopropanol og diacetonalkohol. Løseligheten i organiske løsemidler er bedre enn vannløseligheten.
(2) Faktorer som påvirker viskositeten til hydroksypropylmetylcellulose Standard viskositetsbestemmelse av hydroksypropylmetylcellulose er den samme som for andre celluloseetere. Den måles ved 20 °C med 2 % vandig løsning som standard. Viskositeten til det samme produktet øker med økende konsentrasjon. For produkter med forskjellige molekylvekter ved samme konsentrasjon har produktet med en større molekylvekt en høyere viskositet. Forholdet til temperaturen ligner på metylcellulose. Når temperaturen stiger, begynner viskositeten å synke, men når den når en viss temperatur, øker viskositeten plutselig og gelering oppstår. Geltemperaturen til produkter med lav viskositet er høyere. Gelpunktet er ikke bare relatert til viskositeten til eteren, men også relatert til sammensetningsforholdet mellom metoksylgruppe og hydroksypropylgruppe i eteren og størrelsen på den totale substitusjonsgraden. Det må bemerkes at hydroksypropylmetylcellulose også er pseudoplastisk, og løsningen er stabil ved romtemperatur uten noen nedbrytning av viskositeten, bortsett fra muligheten for enzymatisk nedbrytning.
(3) Salttoleransen til hydroksypropylmetylcellulose Siden hydroksypropylmetylcellulose er en ikke-ionisk eter, ioniseres den ikke i vannmedier, i motsetning til andre ioniske celluloseetere, som karboksymetylbasecellulose, i løsningen for å reagere med tungmetallioner og utfelle. Generelle salter som klorid, bromid, fosfat, nitrat osv. vil ikke utfelle når de tilsettes den vandige løsningen. Tilsetning av salt har imidlertid en viss innflytelse på flokkuleringstemperaturen til den vandige løsningen. Når saltkonsentrasjonen øker, synker geltemperaturen. Når saltkonsentrasjonen er under flokkuleringspunktet, har løsningens viskositet en tendens til å øke. Derfor tilsettes en viss mengde salt, noe som kan oppnå en mer økonomisk fortykningseffekt. Derfor er det i noen bruksområder bedre å bruke en blanding av celluloseeter og salt enn en høyere konsentrasjon av eterløsning for å oppnå fortykningseffekten.
(4) Syre- og alkaliresistens mot hydroksypropylmetylcellulose Hydroksypropylmetylcellulose er generelt stabil mot syrer og alkalier, og påvirkes ikke i området pH 2~12. Den tåler en viss mengde lette syrer, som maursyre, eddiksyre, sitronsyre, ravsyre, fosforsyre, borsyre osv. Men konsentrert syre har en effekt på å redusere viskositeten. Alkalier som kaustisk soda, kaustisk potash og kalkvann har ingen effekt på den, men de kan øke viskositeten til løsningen litt, og deretter sakte redusere den.
(5) Blandbarhet av hydroksypropylmetylcellulose Hydroksypropylmetylcelluloseløsningen kan blandes med vannløselige polymerforbindelser for å få en jevn og gjennomsiktig løsning med høyere viskositet. Disse polymerforbindelsene inkluderer polyetylenglykol, polyvinylacetat, polysilikon, polymetylvinylsiloksan, hydroksyetylcellulose og metylcellulose. Naturlige høymolekylære forbindelser som gummi arabicum, johannesbrødkernemel, karayagummi, etc. har også god kompatibilitet med løsningen. Hydroksypropylmetylcellulose kan også blandes med mannitolester eller sorbitolester av stearinsyre eller palmitinsyre, og kan også blandes med glyserin, sorbitol og mannitol, og disse forbindelsene kan brukes som hydroksypropylmetylcellulose-myknere for cellulose.
(6) Det uløselige vannløseligecelluloseetereAv hydroksypropylmetylcellulose kan utføre overflatekryssbinding med aldehyder, slik at disse vannløselige eterne utfelles i løsningen og blir uløselige i vann. Aldehydene som gjør hydroksypropylmetylcellulose uløselig inkluderer formaldehyd, glyoksal, ravsyrealdehyd, adipaldehyd, etc. Ved bruk av formaldehyd bør man være spesielt oppmerksom på pH-verdien i løsningen, blant hvilke glyoksal reagerer raskere, så glyoksal brukes ofte som et kryssbindingsmiddel i industriell produksjon. Doseringen av denne typen kryssbindingsmiddel i løsningen er 0,2%~10% av eterens masse, fortrinnsvis 7%~10%, for eksempel er 3,3%~6% glyoksal det mest passende. Vanligvis er behandlingstemperaturen 0~30℃, og tiden er 1~120 min. Kryssbindingsreaksjonen må utføres under sure forhold. Vanligvis justeres løsningens pH til omtrent 2–6 ved å tilsette uorganisk sterk syre eller organisk karboksylsyre til løsningen, fortrinnsvis mellom 4–6, og deretter tilsettes aldehyder for å utføre tverrbindingsreaksjonen. Syren som brukes inneholder saltsyre, svovelsyre, fosforsyre, maursyre, eddiksyre, hydroksyeddiksyre, ravsyre eller sitronsyre osv., hvor maursyre eller eddiksyre er tilrådelig, og maursyre er optimalt. Syren og aldehydet kan også tilsettes samtidig for å la løsningen gjennomgå en tverrbindingsreaksjon innenfor det ønskede pH-området. Denne reaksjonen brukes ofte i den endelige behandlingsprosessen i fremstillingsprosessen av celluloseetere. Etter at celluloseeteren er uløselig, er den praktisk å bruke.
20~25 ℃ vann for vask og rensing. Når produktet er i bruk, kan alkaliske stoffer tilsettes løsningen for å justere pH-verdien til løsningen til alkalisk, og produktet vil løse seg raskt opp i løsningen. Denne metoden kan også brukes til behandling av filmen etter at celluloseeterløsningen er laget til en film for å lage en uoppløselig film.
(7) Enzymresistensen til hydroksypropylmetylcellulose er teoretisk sett cellulosederivater, som for eksempel hver anhydroglukosegruppe. Hvis det er en fast bundet substituentgruppe, er det ikke lett å bli infisert av mikroorganismer. Men faktisk vil det ferdige produktet, når substitusjonsverdien overstiger 1, også bli degradert av enzymer. Dette betyr at substitusjonsgraden for hver gruppe på cellulosekjeden ikke er jevn nok, og mikroorganismer kan erodere på den usubstituerte anhydroglukosegruppen for å danne sukkerarter som næringsstoffer som mikroorganismer kan absorbere. Derfor, hvis graden av foretringssubstitusjon av cellulose øker, vil også motstanden mot enzymatisk erosjon av celluloseeter øke. Ifølge rapporter er hydrolyseresultatene av enzymene under kontrollerte forhold, den resterende viskositeten til hydroksypropylmetylcellulose (DS = 1,9) 13,2 %, metylcellulose (DS = 1,83) 7,3 %, metylcellulose (DS = 1,66) 3,8 % og hydroksyetylcellulose 1,7 %. Det kan sees at hydroksypropylmetylcellulose har en sterk anti-enzym evne. Derfor brukes hydroksypropylmetylcelluloses utmerkede enzymresistens, kombinert med dens gode dispergerbarhet, fortykningsevne og filmdannende egenskaper, i vannemulsjonsbelegg osv., og trenger vanligvis ikke tilsettes konserveringsmidler. For langtidslagring av løsningen eller mulig forurensning utenfra, kan konserveringsmidler imidlertid tilsettes som en forholdsregel, og valget kan bestemmes i henhold til løsningens endelige krav. Fenylkvikksølvacetat og manganfluorsilikat er effektive konserveringsmidler, men de har alle toksisitet, og det må tas hensyn til operasjonen. Vanligvis kan 1~5 mg fenylkvikksølvacetat tilsettes løsningen per liter av doseringen.
(8) Ytelse avhydroksypropylmetylcelluloseHydroksypropylmetylcellulose har utmerkede filmdannende egenskaper. Den vandige løsningen eller den organiske løsningen belegges på en glassplate, og den blir fargeløs og gjennomsiktig etter tørking. En tøff film. Den har god fuktighetsbestandighet og forblir fast ved høye temperaturer. Hvis hygroskopisk mykner tilsettes, kan forlengelsen og fleksibiliteten forbedres. Når det gjelder å forbedre fleksibiliteten, er myknere som glyserin og sorbitol de mest passende. Generelt er løsningskonsentrasjonen 2 % ~ 3 %, og mengden mykner er 10 % ~ 20 % celluloseeter. Hvis innholdet av mykner er for høyt, vil kolloidal dehydrering krympe ved høy luftfuktighet. Strekkfastheten til filmen med tilsatt mykner er mye større enn den uten mykner, og den øker med økende mengde. Når det gjelder filmens hygroskopisitet, øker den også med økende mengde mykner.
Publisert: 25. april 2024