Гидроксипропилметилцеллюлозаявляется разновидностью неионного смешанного эфира целлюлозы. В отличие от ионного смешанного эфира метилкарбоксиметилцеллюлозы, он не реагирует с тяжелыми металлами. Из-за различных соотношений содержания метоксила и содержания гидроксипропила в гидроксипропилметилцеллюлозе и различной вязкости существует множество разновидностей с различными свойствами, например, высокое содержание метоксила и низкое содержание гидроксипропила. Его производительность близка к производительности метилцеллюлозы, в то время как производительность низкого содержания метоксила и высокого содержания гидроксипропила близка к производительности гидроксипропилметилцеллюлозы. Однако в каждой разновидности, хотя содержится только небольшое количество гидроксипропильной группы или небольшое количество метоксильной группы, существуют большие различия в растворимости в органических растворителях или температуре флокуляции в водных растворах.
(1) Свойства растворимости гидроксипропилметилцеллюлозы
① Растворимость гидроксипропилметилцеллюлозы в водеГидроксипропилметилцеллюлозана самом деле является разновидностью метилцеллюлозы, модифицированной пропиленоксидом (метоксипропиленом), поэтому она по-прежнему обладает теми же свойствами, что и метилцеллюлоза, имеет схожие характеристики растворимости в холодной воде и нерастворимости в горячей воде. Однако из-за модифицированной гидроксипропильной группы ее температура гелеобразования в горячей воде намного выше, чем у метилцеллюлозы. Например, вязкость водного раствора гидроксипропилметилцеллюлозы с 2% содержанием метокси, степенью замещения DS=0,73 и содержанием гидроксипропила MS=0,46 составляет 500 мПа·с при 20°C, а ее температура гелеобразования может достигать почти 100°C, в то время как метилцеллюлоза при той же температуре составляет всего около 55°C. Что касается ее растворимости в воде, она также была значительно улучшена. Например, измельченную гидроксипропилметилцеллюлозу (гранулированная форма 0,2~0,5 мм при 20°С с вязкостью 4%-ного водного раствора 2 Па•с) можно приобрести при комнатной температуре, она легко растворяется в воде без охлаждения.
② Растворимость гидроксипропилметилцеллюлозы в органических растворителях Растворимость гидроксипропилметилцеллюлозы в органических растворителях также лучше, чем у метилцеллюлозы. Метилцеллюлоза должна иметь степень замещения метоксила 2,1 Вышеуказанные продукты, но содержащие гидроксипропил MS=1,5~1,8 и метокси DS=0,2~1,0, высоковязкая гидроксипропилметилцеллюлоза с общей степенью замещения выше 1,8 растворяется в безводных растворах метанола и этанола и обладает термопластичностью и растворимостью в воде. Она также растворима в хлорированных углеводородах, таких как метиленхлорид и хлороформ, и органических растворителях, таких как ацетон, изопропанол и диацетоновый спирт. Ее растворимость в органических растворителях лучше, чем растворимость в воде.
(2) Факторы, влияющие на вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы Стандартное определение вязкости гидроксипропилметилцеллюлозы такое же, как и у других эфиров целлюлозы. Оно измеряется при 20 °C с 2% водным раствором в качестве стандарта. Вязкость одного и того же продукта увеличивается с увеличением концентрации. Для продуктов с разной молекулярной массой при одинаковой концентрации продукт с большей молекулярной массой имеет более высокую вязкость. Его связь с температурой аналогична связи с метилцеллюлозой. При повышении температуры вязкость начинает падать, но при достижении определенной температуры вязкость внезапно возрастает и происходит гелеобразование. Температура гелеобразования низковязких продуктов выше. является высокой. Его точка гелеобразования связана не только с вязкостью эфира, но также связана с соотношением состава метоксильной группы и гидроксипропильной группы в эфире и размером общей степени замещения. Следует отметить, что гидроксипропилметилцеллюлоза также является псевдопластичной, и ее раствор стабилен при комнатной температуре без какой-либо деградации вязкости, за исключением возможности ферментативного разложения.
(3) Солеустойчивость гидроксипропилметилцеллюлозы Поскольку гидроксипропилметилцеллюлоза является неионным эфиром, она не ионизируется в водной среде, в отличие от других ионных эфиров целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза, в растворе для реакции с ионами тяжелых металлов и осаждения. Обычные соли, такие как хлорид, бромид, фосфат, нитрат и т. д., не будут осаждаться при добавлении в ее водный раствор. Однако добавление соли оказывает некоторое влияние на температуру флокуляции ее водного раствора. Когда концентрация соли увеличивается, температура геля уменьшается. Когда концентрация соли ниже точки флокуляции, вязкость раствора имеет тенденцию к увеличению. Поэтому при добавлении определенного количества соли в применении можно добиться эффекта загущения более экономично. Поэтому в некоторых применениях лучше использовать смесь эфира целлюлозы и соли, чем более высокую концентрацию раствора эфира для достижения эффекта загущения.
(4) Гидроксипропилметилцеллюлоза кислото- и щелочестойкость Гидроксипропилметилцеллюлоза, как правило, устойчива к кислотам и щелочам и не подвержена влиянию в диапазоне pH 2~12. Она может выдерживать определенное количество слабой кислоты, такой как муравьиная кислота, уксусная кислота, лимонная кислота, янтарная кислота, фосфорная кислота, борная кислота и т. д. Но концентрированная кислота оказывает эффект снижения вязкости. Щелочи, такие как едкий натр, едкое кали и известковая вода, не оказывают на нее никакого влияния, но они могут немного увеличить вязкость раствора, а затем медленно ее уменьшить.
(5) Смешиваемость гидроксипропилметилцеллюлозы Раствор гидроксипропилметилцеллюлозы можно смешивать с водорастворимыми полимерными соединениями, чтобы получить однородный и прозрачный раствор с более высокой вязкостью. Эти полимерные соединения включают полиэтиленгликоль, поливинилацетат, полисиликон, полиметилвинилсилоксан, гидроксиэтилцеллюлозу и метилцеллюлозу. Натуральные высокомолекулярные соединения, такие как аравийская камедь, камедь рожкового дерева, камедь карайи и т. д., также имеют хорошую совместимость с его раствором. Гидроксипропилметилцеллюлозу также можно смешивать с эфиром маннита или эфиром сорбита стеариновой кислоты или пальмитиновой кислоты, а также можно смешивать с глицерином, сорбитом и маннитом, и эти соединения можно использовать в качестве пластификатора гидроксипропилметилцеллюлозы для целлюлозы.
(6) Нерастворимые водорастворимыеэфиры целлюлозыгидроксипропилметилцеллюлозы может осуществлять поверхностное сшивание с альдегидами, так что эти водорастворимые эфиры осаждаются в растворе и становятся нерастворимыми в воде. Альдегиды, которые делают гидроксипропилметилцеллюлозу нерастворимой, включают формальдегид, глиоксаль, янтарный альдегид, адипальдегид и т. д. При использовании формальдегида особое внимание следует уделять значению pH раствора, среди которых глиоксаль реагирует быстрее, поэтому глиоксаль обычно используется в качестве сшивающего агента в промышленном производстве. Дозировка этого вида сшивающего агента в растворе составляет 0,2%~10% от массы эфира, предпочтительно 7%~10%, например, наиболее подходящим является 3,3%~6% глиоксаля. Обычно температура обработки составляет 0~30℃, а время составляет 1~120 мин. Реакцию сшивания необходимо проводить в кислых условиях. Обычно pH раствора доводят до примерно 2~6 путем добавления неорганической сильной кислоты или органической карбоновой кислоты в раствор, предпочтительно между 4~6, а затем добавляют альдегиды для проведения реакции сшивания. Используемая кислота имеет соляную кислоту, серную кислоту, фосфорную кислоту, муравьиную кислоту, уксусную кислоту, гидроксиуксусную кислоту, янтарную кислоту или лимонную кислоту и т. д., причем муравьиная кислота или уксусная кислота являются целесообразными, а муравьиная кислота является оптимальной. Кислоту и альдегид также можно добавлять одновременно, чтобы позволить раствору пройти реакцию сшивания в желаемом диапазоне pH. Эта реакция часто используется в процессе окончательной обработки в процессе приготовления эфиров целлюлозы. После того, как эфир целлюлозы станет нерастворимым, его удобно использовать.
Вода 20~25℃ для промывки и очистки. Когда продукт используется, щелочные вещества могут быть добавлены в раствор продукта, чтобы отрегулировать pH раствора до щелочного, и продукт будет быстро растворяться в растворе. Этот метод также применим к обработке пленки после того, как раствор эфира целлюлозы превращен в пленку, чтобы сделать ее нерастворимой пленкой.
(7) Устойчивость гидроксипропилметилцеллюлозы к ферментам теоретически является производными целлюлозы, такими как каждая ангидроглюкозная группа, если есть прочно связанная замещающая группа, ее нелегко заразить микроорганизмами, но на самом деле готовый продукт, когда значение замещения превышает 1, также будет разлагаться ферментами, что означает, что степень замещения каждой группы в цепи целлюлозы недостаточно однородна, и микроорганизмы могут разрушать незамещенную ангидроглюкозную группу с образованием сахаров, как питательных веществ для поглощения микроорганизмами. Следовательно, если степень этерификации замещения целлюлозы увеличивается, устойчивость к ферментативной эрозии эфира целлюлозы также увеличится. Согласно отчетам, в контролируемых условиях результаты гидролиза ферментов составили остаточную вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы (DS=1,9) 13,2%, метилцеллюлозы (DS=1,83) 7,3%, метилцеллюлозы (DS=1,66) 3,8% и гидроксиэтилцеллюлозы 1,7%. Видно, что гидроксипропилметилцеллюлоза обладает сильной антиферментной способностью. Поэтому превосходная резистентность гидроксипропилметилцеллюлозы к ферментам в сочетании с ее хорошей диспергируемостью, загущающими и пленкообразующими свойствами используется в водно-эмульсионных покрытиях и т. д. и, как правило, не требует добавления консервантов. Однако для длительного хранения раствора или возможного загрязнения извне консерванты можно добавлять в качестве меры предосторожности, а выбор можно определить в соответствии с конечными требованиями к раствору. Ацетат фенилртути и фторсиликат марганца являются эффективными консервантами, но все они токсичны, необходимо уделять внимание эксплуатации. Обычно в раствор можно добавлять 1~5 мг ацетата фенилртути на литр дозировки.
(8) ПроизводительностьгидроксипропилметилцеллюлозаПленка Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает превосходными пленкообразующими свойствами. Ее водный раствор или раствор органического растворителя наносится на стеклянную пластину, и после высыхания она становится бесцветной и прозрачной. И прочная пленка. Она обладает хорошей влагостойкостью и остается твердой при высоких температурах. Если добавить гигроскопичный пластификатор, ее удлинение и гибкость могут быть улучшены. С точки зрения улучшения гибкости наиболее подходящими являются такие пластификаторы, как глицерин и сорбит. Как правило, концентрация раствора составляет 2% ~ 3%, а количество пластификатора составляет 10% ~ 20% эфира целлюлозы. Если содержание пластификатора слишком велико, при высокой влажности произойдет коллоидная дегидратационная усадка. Прочность на разрыв пленки с добавлением пластификатора намного больше, чем без пластификатора, и она увеличивается с увеличением добавленного количества. Что касается гигроскопичности пленки, она также увеличивается с увеличением количества пластификатора.
Время публикации: 25-04-2024