Hidroxipropilmetilceluloza HPMC este o varietate de eteri mixti de celuloză neionic și eteri mixti de metil carboximetilceluloză ionică, care nu reacționează cu metalele grele. Datorită conținutului de hidroxipropilmetilceluloză și a proporțiilor diferite de conținut și vâscozitate de hidroxipropil, există varietăți distincte în ceea ce privește performanța. De exemplu, varietatea cu conținut ridicat de metoxil și conținut scăzut de hidroxipropil are performanța apropiată de cea a metilcelulozei, iar varietatea cu conținut scăzut de metoxil și conținut ridicat de hidroxipropil are performanța apropiată de cea a hidroxipropilmetilcelulozei produse. Cu toate acestea, deși fiecare varietate conține doar o cantitate mică de hidroxipropil sau o cantitate mică de metoxil, solubilitatea în solvenți organici sau temperatura de floculare în soluție apoasă diferă semnificativ.
1, solubilitate în hidroxipropilmetilceluloză
Hidroxipropilmetilceluloza solubilă în apă este de fapt un tip de metilceluloză modificată cu oxid de propilenă (inel metil oxipropil), deci are caracteristici similare cu metilceluloza, solubilă în apă rece și insolubilă în apă caldă. Cu toate acestea, temperatura de gelificare a hidroxipropilului modificat este mult mai mare decât cea a metilcelulozei în apă fierbinte. De exemplu, vâscozitatea soluției apoase de hidroxipropilmetilceluloză cu un conținut de metoxi 2% DS = 0,73 și un conținut de hidroxipropil MS = 0,46 este de 500 mpa la 20℃. Temperatura de gelificare a produsului S este apropiată de 100℃, în timp ce cea a metilcelulozei la aceeași temperatură este de numai aproximativ 55℃. În ceea ce privește solubilitatea în apă, aceasta s-a îmbunătățit considerabil, de exemplu, după zdrobirea hidroxipropilmetilcelulozei (forma granulelor 0,2 ~ 0,5 mm la 20℃) cu o vâscozitate apoasă de 4% 2pA? Produsele S pot fi ușor dizolvate în apă fără răcire la temperatura camerei.
(2) Hidroxipropilmetilceluloza are o solubilitate mai bună decât metilceluloza în solvenți organici. Metilceluloza necesită un grad de substituție metoxi de 2,1 sau mai mulți produși și conține hidroxipropil MS = 1,5 ~ 1,8 și metoxi DS = 0,2 ~ 1,0. Hidroxipropilmetilceluloza cu vâscozitate ridicată, cu un grad de substituție totală peste 1,8, este solubilă în soluții anhidre de metanol și etanol și are solubilitate termoplastică și în apă. De asemenea, este solubilă în hidrocarburi clorurate, cum ar fi diclormetanul și triclormetanul, și în solvenți organici, cum ar fi acetona, alcoolul izopropilic și alcoolul diacetonic. Solubilitatea sa în solvenți organici este superioară solubilității în apă.
2, vâscozitatea hidroxipropilmetilcelulozei factorilor de influență
Factorii de vâscozitate ai hidroxipropilmetilcelulozei, determinarea vâscozității standard a hidroxipropilmetilcelulozei și a altor eteri de celuloză, sunt calculați la 20℃, folosind o soluție apoasă 2% ca standard de determinare. Vâscozitatea aceluiași produs, odată cu creșterea concentrației, și cu creșterea aceleiași concentrații de produse cu greutăți moleculare diferite, are o vâscozitate ridicată. Relația sa cu temperatura este similară cu cea a metilcelulozei. Când temperatura crește, vâscozitatea începe să scadă, dar când atinge o anumită temperatură, vâscozitatea crește brusc și are loc gelificarea. Temperatura de gelificare a produselor cu vâscozitate scăzută este mai mare decât cea a produselor cu vâscozitate ridicată. Pe lângă vâscozitatea ridicată și scăzută a eterului, există o legătură și cu raportul dintre compoziția grupărilor metoxi și hidroxipropil ale eterului și gradul total de substituție. Trebuie menționat că hidroxipropilmetilceluloza este, de asemenea, pseudoplastică; soluția sa este stabilă atunci când este depozitată la temperatura camerei și nu prezintă nicio degradare a vâscozității, cu excepția posibilității de degradare enzimatică.
3, rezistență la acid și alcaline la hidroxipropilmetilceluloză
Acidul hidroxipropilmetilceluloză alcalină, acidul hidroxipropilmetilceluloză și alcalii, sunt în general stabile, nu sunt afectate în intervalul pH 2 ~ 12, pot rezista la o anumită cantitate de acizi ușori, cum ar fi acidul formic, acidul acetic, acidul citric, acidul succinic, acidul fosforic, acidul boric etc. Însă acidul concentrat are efectul de reducere a vâscozității. Alcalii precum soda caustică, potasiul caustic și apa de var nu au niciun efect asupra lor, dar efectul creșterii ușoare a vâscozității soluției va scădea lent în viitor.
4, hidroxipropilmetilceluloza poate fi amestecată
Soluția de hidroxipropilmetilceluloză poate fi amestecată cu compuși polimerici solubili în apă și poate deveni o soluție uniformă și transparentă, cu vâscozitate mai mare. Acești compuși cu greutate moleculară mare sunt polietilen glicolul, acetatul de polivinil, polisiliconul, polimetilvinil siloxanul, hidroxietilceluloza și metilceluloza etc. Compușii polimerici naturali, cum ar fi guma arabică, guma de roșcov, guma de arbore spinos și așa mai departe, se amestecă bine cu soluția lor. Hidroxipropilmetilceluloza poate fi, de asemenea, amestecată cu acid stearic sau acid palmitic, ester de manitol sau ester de sorbitol, dar și cu glicerol, sorbitol și manitol, acești compuși putând fi utilizați ca plastifiant pentru hidroxipropilmetilceluloză.
5, hidroxipropilmetilceluloză insolubilă solubilă în apă
Eterul de celuloză solubil în apă, insolubil în hidroxipropilmetilceluloză, poate fi reticulat superficial cu aldehide, făcând ca acești eteri solubili în apă precipitați în soluție să devină insolubili în apă. Pentru ca hidroxipropilmetilceluloza insolubilă în aldehide, formaldehidă, glioxal, succinaldehidă, dialdehidă etc., utilizarea formaldehidei trebuie să acorde o atenție deosebită valorii pH-ului soluției, deoarece reacția glioxalului este mai rapidă. De aceea, în producția industrială, glioxalul este utilizat în mod obișnuit ca agent de reticulare. Dozajul acestui tip de agent de reticulare în soluție este de 0,2%~10% din masa eterului, cel mai bine este de 7%~10%, de exemplu, utilizarea glioxalului în concentrație de 3,3%~6% fiind cea mai potrivită. Temperatura generală de tratament este de 0~30℃, iar timpul este de 1~120 min. Reacția de reticulare trebuie efectuată în condiții acide. În general, în soluție se adaugă acid anorganic tare sau acid carboxilic organic pentru a ajusta pH-ul soluției la aproximativ 2~6, de preferință între 4~6, apoi se adaugă aldehide pentru reacția de reticulare. Acizii utilizați sunt acidul clorhidric, acidul sulfuric, acidul fosforic, acidul formic, acidul acetic, acidul hidroxiacetic, acidul succinic sau acidul citric, dintre care acidul formic sau acidul acetic este cel mai bun, în timp ce acidul formic este cel mai bun. De asemenea, se pot adăuga acizii și aldehidele în același timp pentru a permite reticularea soluției în intervalul de pH dorit. Această reacție este adesea utilizată în procesul final de preparare a eterului de celuloză, astfel încât eterul de celuloză să nu se dizolve, putând fi utilizată apă la 20~25℃ pentru spălare și purificare. Când se utilizează produsul, se pot adăuga substanțe alcaline în soluție pentru a ajusta pH-ul soluției la un nivel alcalin, iar produsul se dizolvă rapid în soluție. Această metodă poate fi utilizată și atunci când se utilizează o soluție de eter de celuloză pentru a realiza o peliculă, iar apoi pelicula este tratată pentru a obține o peliculă insolubilă.
6, antienzimă hidroxipropilmetilceluloză
Rezistența enzimatică a derivaților de celuloză a hidroxipropilmetilcelulozei este teoretică. Dacă fiecare grupare anhidroglucoză are o combinație solidă de grupări de înlocuire, microorganismele sunt mai puțin susceptibile la eroziune și infecții. În realitate, însă, dacă valoarea înlocuirii produsului finit depășește 1, se produce și degradarea enzimatică. Aceasta este descrierea gradului de substituție uniform al fiecărui grup în lanțul de celuloză. Microorganismele pot eroda grupările de glucoză deshidratate nesubstituite în apropiere pentru a forma zaharuri, care pot fi absorbite de microorganisme ca substanțe nutritive. Prin urmare, dacă gradul de substituție al celulozei prin eterificare crește, rezistența eterului de celuloză la eroziunea enzimatică va fi sporită. Se raportează că, în condiții controlate, vâscozitatea reziduală a hidroxipropilmetilcelulozei (DS = 1,9), metilcelulozei (DS = 1,83), metilcelulozei (DS = 1,66) și hidroxietilcelulozei (1,7%) a fost de 13,2%, 7,3%, 3,8% și, respectiv, 1,7%. Hidroxipropilmetilceluloza are o capacitate antienzimatică puternică. Astfel, hidroxipropilmetilceluloza, o excelentă antienzimă, combinată cu dispersia, îngroșarea și formarea peliculei sale bune, utilizată în acoperiri cu emulsie etc., în general nu necesită adăugarea de conservanți. Cu toate acestea, pentru a preveni depozitarea pe termen lung a soluției sau posibila contaminare din exterior, se pot adăuga conservanți, a căror selecție poate fi determinată în funcție de cerințele finale ale soluției. Acetatul de fenilmercur și fluosilicatul de mangan sunt conservanți eficienți, dar sunt toxici și trebuie utilizați cu atenție. În general, se pot adăuga 1~5 mg de acetat de fenilmercur la fiecare litru de soluție.
7, performanța membranei de hidroxipropilmetilceluloză
Pelicula de hidroxipropilmetilceluloză are performanțe excelente. În soluție apoasă sau în soluție de solvent organic, aplicată pe o placă de sticlă, devine, după uscare, incoloră, transparentă și rezistentă. Are o bună rezistență la umiditate și rămâne solidă la temperaturi ridicate. Adăugarea de plastifiant higroscopic, de exemplu, îi poate spori alungirea și flexibilitatea, iar pentru a îmbunătăți flexarea, glicerolul, sorbitolul și alți plastifianți sunt cei mai potriviți. Concentrația generală a soluției este de 2%~3%, iar doza de plastifiant este de 10%~20% eter de celuloză. Dacă conținutul de plastifiant este ridicat, fenomenul de contracție și deshidratare coloidală poate apărea în condiții de umiditate ridicată. Rezistența la tracțiune a peliculei la care s-a adăugat plastifiant este mult mai mare decât cea a peliculei neadăugate și crește odată cu creșterea cantității de plastifiant, la fel ca și higroscopicitatea peliculei, care crește și ea odată cu creșterea cantității de plastifiant.
Data publicării: 08 septembrie 2022