HPMC hydroxypropylmetylcelulózy je neiónový zmesný éter celulózy a iónový zmesný éter metylkarboxymetylcelulózy, ktorý nereaguje s ťažkými kovmi. Vďaka obsahu hydroxypropylmetylcelulózy a rôznemu pomeru hydroxypropylmetylcelulózy a viskozity sa kyslíkové radikály líšia výkonom, napríklad varianty s vysokým obsahom metoxylových skupín a nízkym obsahom hydroxypropylových skupín sa ich výkon blíži metylcelulóze a varianty s nízkym obsahom metoxylových skupín a vysokým obsahom hydroxypropylových skupín sa ich výkon blíži hydroxypropylmetylcelulóze. Avšak medzi jednotlivými variantmi, aj keď obsahujú len malé množstvo hydroxypropylových skupín alebo malé množstvo metoxylových skupín, je veľký rozdiel v rozpustnosti v organických rozpúšťadlách alebo teplote flokulácie vo vodnom roztoku.
1, rozpustnosť hydroxypropylmetylcelulózy
Hydroxypropylmetylcelulóza je vo vode rozpustná hydroxypropylmetylcelulóza, ktorá je v skutočnosti druhom modifikovanej metylcelulózy propylénoxidom (metyloxypropylový kruh), takže má podobné vlastnosti ako metylcelulóza, či už rozpustná v studenej vode alebo nerozpustná v horúcej vode. Avšak teplota gélovania modifikovaného hydroxypropylmetylcelulózy je oveľa vyššia ako teplota gélovania metylcelulózy v horúcej vode. Napríklad viskozita vodného roztoku hydroxypropylmetylcelulózy s 2 % obsahom metoxyskupiny DS = 0,73 a obsahom hydroxypropylskupiny MS = 0,46 je 500 MPa pri 20 °C. Teplota gélovania produktu S je blízka 100 °C, zatiaľ čo teplota gélovania metylcelulózy pri rovnakej teplote je iba okolo 55 °C. Pokiaľ ide o jeho rozpustnosť vo vode, tiež sa výrazne zlepšuje, napríklad po rozdrvení hydroxypropylmetylcelulózy (tvar zŕn 0,2 až 0,5 mm pri 20 °C) sa produkt S ľahko rozpustí vo vode bez chladenia pri izbovej teplote.
(2) Rozpustnosť hydroxypropylmetylcelulózy v organických rozpúšťadlách je lepšia ako rozpustnosť metylcelulózy v organických rozpúšťadlách. Metylcelulóza vyžaduje stupeň metoxy substitúcie 2,1 alebo viac produktov a obsahuje hydroxypropylmetylcelulózu MS = 1,5 až 1,8 a metoxy DS = 0,2 až 1,0. Vysoko viskózna hydroxypropylmetylcelulóza s celkovým stupňom substitúcie nad 1,8 je rozpustná v bezvodých roztokoch metanolu a etanolu a má termoplastickú a vodnú rozpustnosť. Je tiež rozpustná v chlórovaných uhľovodíkoch, ako je dichlórmetán a trichlórmetán, a v organických rozpúšťadlách, ako je acetón, izopropylalkohol a diacetónalkohol. Jej rozpustnosť v organických rozpúšťadlách je lepšia ako rozpustnosť vo vode.
2, viskozita hydroxypropylmetylcelulózy ovplyvňujúce faktory
Faktory viskozity hydroxypropylmetylcelulózy pre štandardné stanovenie viskozity hydroxypropylmetylcelulózy a iných éterov celulózy sú rovnaké a stanovujú sa pri teplote 20 °C s 2 % vodným roztokom ako štandardom. Viskozita rovnakého produktu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou a pri rovnakej koncentrácii produktov s rôznou molekulovou hmotnosťou sa molekulová hmotnosť produktu zvyšuje. Jej vzťah k teplote je podobný ako u metylcelulózy. Keď teplota stúpa, viskozita začína klesať, ale keď dosiahne určitú teplotu, viskozita náhle stúpa a dochádza k gélovateniu. Teplota gélovatenia produktov s nízkou viskozitou je vyššia ako u produktov s vysokou viskozitou. Okrem vysokej a nízkej viskozity éteru súvisí aj úroveň bodu gélovatenia, pomer metoxyskupín a hydroxypropylskupín éteru a celkový stupeň substitúcie. Treba poznamenať, že hydroxypropylmetylcelulóza je tiež pseudoplastická; jej roztok je stabilný pri skladovaní pri izbovej teplote a nevykazuje žiadnu degradáciu viskozity okrem možnosti enzymatickej degradácie.
3, hydroxypropylmetylcelulóza, odolnosť voči kyselinám a zásadám
Kyselina hydroxypropylmetylcelulóza, zásada a hydroxypropylmetylcelulóza sú vo všeobecnosti stabilné a v rozmedzí pH PH2 až 12 nie sú ovplyvnené. Znesú určité množstvo ľahkých kyselín, ako je kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina citrónová, kyselina jantárová, kyselina fosforečná, kyselina boritá atď. Koncentrované kyseliny však znižujú viskozitu. Zásady, ako je hydroxid sodný, hydroxid draselný a vápenná voda, na viskozitu nemajú žiadny vplyv, ale mierne zvýšenie viskozity roztoku sa bude v budúcnosti postupne znižovať.
4, hydroxypropylmetylcelulóza sa môže miešať
Roztok hydroxypropylmetylcelulózy sa môže zmiešať s vo vode rozpustnými polymérnymi zlúčeninami a vytvoriť jednotný transparentný roztok s vyššou viskozitou. Medzi tieto vysokomolekulárne zlúčeniny patria polyetylénglykol, polyvinylacetát, polysilikón, polymetylvinylsiloxán, hydroxyetylcelulóza a metylcelulóza atď. Prírodné polymérne zlúčeniny, ako je arabská guma, svätojánska guma, tŕnková guma atď., sa tiež dobre miešajú so svojím roztokom. Hydroxypropylmetylcelulóza sa môže tiež zmiešať s kyselinou stearovou alebo kyselinou palmitovou, manitolesterom alebo sorbitolesterom, ale aj s glycerolom, sorbitolom a manitolom. Tieto zlúčeniny sa môžu použiť ako zmäkčovadlo hydroxypropylmetylcelulózy.
5, hydroxypropylmetylcelulóza nerozpustná vo vode rozpustná
Hydroxypropylmetylcelulóza, vo vode rozpustný éter celulózy, sa môže povrchovo zosieťovať s aldehydmi, čím sa tieto vo vode rozpustné étery vyzrážajú v roztoku a stávajú sa nerozpustnými vo vode. Hydroxypropylmetylcelulóza sa môže v prípade aldehydov, formaldehydov, glyoxalov, sukcínaldehydov, dialdehydov atď. rozpustiť vo vode. Pri použití formaldehydu je potrebné venovať osobitnú pozornosť hodnote pH roztoku, pretože v tomto prípade je reakcia glyoxalu rýchlejšia, preto sa glyoxal bežne používa ako zosieťovacie činidlo v priemyselnej výrobe. Dávkovanie tohto zosieťovacieho činidla v roztoku je 0,2 % až 10 % hmotnosti éteru, najlepšie 7 % až 10 %, napríklad najvhodnejšie je použitie glyoxalu s 3,3 % až 6 %. Všeobecná teplota spracovania je 0 až 30 ℃ a čas spracovania 1 až 120 minút. Reakcia zosieťovania sa musí vykonávať v kyslom prostredí. Vo všeobecnosti sa do roztoku pridáva silná anorganická kyselina alebo organická karboxylová kyselina, aby sa upravila hodnota pH roztoku na približne 2 až 6, výhodne medzi 4 až 6, a potom sa pridávajú aldehydy na zosieťovaciu reakciu. Použité kyseliny sú kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina fosforečná, kyselina mravčia, kyselina octová, hydroxyoctová, kyselina jantárová alebo kyselina citrónová, z ktorých kyselina mravčia alebo kyselina octová je najlepšia, zatiaľ čo kyselina mravčia je najlepšia. Kyseliny a aldehydy sa môžu pridať aj súčasne, aby sa roztok zosieťoval v požadovanom rozsahu pH. Táto reakcia sa často používa v konečnom procese prípravy éteru celulózy, aby sa éter celulózy nerozpustil, na premytie a čistenie sa ľahko používa voda s teplotou 20 až 25 °C. Pri použití produktu sa môžu do roztoku produktu pridať alkalické látky, aby sa upravila hodnota pH roztoku na alkalickú hodnotu, a produkt sa v roztoku rýchlo rozpustí. Túto metódu možno použiť aj vtedy, keď sa roztok éteru celulózy použije na výrobu filmu a potom sa film spracuje na vytvorenie nerozpustného filmu.
6, hydroxypropylmetylcelulóza antienzým
Rezistencia derivátov celulózy voči enzýmom v hydroxypropylmetylcelulóze teoreticky predpokladá, že každá anhydroglukózová skupina má pevnú kombináciu náhradných skupín, čo znižuje riziko infekcie spôsobenej mikroorganizmami. V skutočnosti však konečný produkt s hodnotou náhrady vyššou ako 1 degraduje enzýmami. Stupeň substitúcie celulózového reťazca nie je jednotný. Mikroorganizmy môžu erodovať v blízkosti nesubstituovaných dehydratovaných glukózových skupín za vzniku cukrov, ktoré môžu mikroorganizmy absorbovať ako potravu. Preto, ak sa zvýši stupeň éterifikácie celulózy, zvýši sa odolnosť celulózového éteru voči enzymatickej erózii. Uvádza sa, že za kontrolovaných podmienok bola zvyšková viskozita hydroxypropylmetylcelulózy (DS = 1,9), metylcelulózy (DS = 1,83), metylcelulózy (DS = 1,66) a hydroxyetylcelulózy (1,7 %) 13,2 %, 7,3 %, 3,8 % a 1,7 %. Hydroxypropylmetylcelulóza má silnú antienzýmovú aktivitu. Hydroxypropylmetylcelulóza je teda vynikajúcim antienzýmom v kombinácii s dobrou disperziou, zahusťovaním a tvorbou filmu, aplikovaná v emulzných náteroch atď., a vo všeobecnosti nevyžaduje pridávanie konzervačných látok. Aby sa však zabránilo dlhodobému skladovaniu roztoku alebo možnej kontaminácii z vonkajšieho sveta, je možné pridať konzervačné látky, ktorých výber sa určí podľa konečných požiadaviek na roztok. Fenylmerkuriacetát a fluorosilikát mangánatý sú účinné konzervačné látky, ale sú toxické a musia sa používať opatrne. Vo všeobecnosti sa do každého litra roztoku môže pridať 1 až 5 mg fenylmerkuriacetátu.
7, výkon hydroxypropylmetylcelulózovej membrány
Hydroxypropylmetylcelulózová fólia hydroxypropylmetylcelulózy má vynikajúce vlastnosti. Jej vodný roztok alebo roztok v organickom rozpúšťadle, nanesený na sklenenú dosku, po vysušení sa stáva bezfarebným, priehľadným a pevným filmom. Má dobrú odolnosť voči vlhkosti a zostáva pevný aj pri vysokých teplotách. Napríklad pridaním hygroskopického zmäkčovadla sa môže zvýšiť jeho predĺženie a flexibilita. Na zlepšenie ohybnosti sú najvhodnejšie glycerol, sorbitol a iné zmäkčovadlá. Všeobecná koncentrácia roztoku je 2 % až 3 %, dávka zmäkčovadla je 10 % až 20 % éteru celulózy. Ak je obsah zmäkčovadla vysoký, pri vysokej vlhkosti môže dôjsť k zmršťovaniu v dôsledku dehydratácie koloidov. Pevnosť v ťahu fólie s pridaným zmäkčovadlom je oveľa väčšia ako pevnosť filmu bez pridaného zmäkčovadla a zvyšuje sa so zvyšujúcim sa množstvom pridaného zmäkčovadla, rovnako ako hygroskopicita fólie sa zvyšuje so zvyšujúcim sa množstvom zmäkčovadla.
Čas uverejnenia: 8. septembra 2022