Hidroksipropil metilcelulozaJe vrsta neionskega mešanega etra celuloze. Za razliko od ionskega mešanega etra metil karboksimetil celuloze ne reagira s težkimi kovinami. Zaradi različnih razmerij med vsebnostjo metoksila in hidroksipropila v hidroksipropil metilcelulozi ter različnih viskoznosti obstaja veliko vrst z različnimi lastnostmi, na primer visoka vsebnost metoksila in nizka vsebnost hidroksipropila. Njihova učinkovitost je blizu lastnostim metilceluloze, medtem ko je učinkovitost lastnosti nizke vsebnosti metoksila in visoke vsebnosti hidroksipropila blizu lastnostim hidroksipropil metilceluloze. Vendar pa se pri vsaki vrsti, čeprav vsebuje le majhno količino hidroksipropilne ali metoksilne skupine, velike razlike v topnosti v organskih topilih ali temperaturi flokulacije v vodnih raztopinah.
(1) Topnostne lastnosti hidroksipropil metilceluloze
① Topnost hidroksipropil metilceluloze v vodiHidroksipropil metilcelulozaPravzaprav je nekakšna metilceluloza, modificirana s propilen oksidom (metoksipropilenom), zato ima še vedno enake lastnosti kot metilceluloza, ima podobne značilnosti topnosti v hladni vodi in netopnosti v vroči vodi. Vendar pa je zaradi modificirane hidroksipropilne skupine njena temperatura želiranja v vroči vodi veliko višja kot pri metilcelulozi. Na primer, viskoznost vodne raztopine hidroksipropil metilceluloze z 2 % vsebnostjo metoksi skupine, stopnjo substitucije DS = 0,73 in vsebnostjo hidroksipropila MS = 0,46, je pri 20 °C 500 mpa·s, temperatura želiranja pa lahko doseže skoraj 100 °C, medtem ko je pri isti temperaturi metilceluloza le približno 55 °C. Kar zadeva njeno topnost v vodi, se je tudi močno izboljšala. Na primer, praškasta hidroksipropil metilceluloza (oblika granul 0,2~0,5 mm pri 20 °C z viskoznostjo 4 % vodne raztopine 2 Pa·s je na voljo pri sobni temperaturi in je zlahka topna v vodi brez hlajenja.
② Topnost hidroksipropil metilceluloze v organskih topilih Topnost hidroksipropil metilceluloze v organskih topilih je prav tako boljša od topnosti metilceluloze. Metilceluloza mora imeti stopnjo metoksilne substitucije 2,1. Zgornji produkti, ki vsebujejo hidroksipropil MS = 1,5~1,8 in metoksi DS = 0,2~1,0, imajo visoko viskozno hidroksipropil metilcelulozo s skupno stopnjo substitucije nad 1,8, ki se raztopi v brezvodnih metanolnih in etanolnih raztopinah ter ima termoplastičnost in topnost v vodi. Topna je tudi v kloriranih ogljikovodikih, kot sta metilen klorid in kloroform, ter v organskih topilih, kot so aceton, izopropanol in diacetonski alkohol. Njena topnost v organskih topilih je boljša od topnosti v vodi.
(2) Dejavniki, ki vplivajo na viskoznost hidroksipropil metilceluloze Standardna določitev viskoznosti hidroksipropil metilceluloze je enaka kot pri drugih celuloznih etrih. Meri se pri 20 °C z 2 % vodno raztopino kot standardom. Viskoznost istega produkta se povečuje z naraščanjem koncentracije. Pri produktih z različnimi molekulskimi masami pri enaki koncentraciji ima produkt z večjo molekulsko maso višjo viskoznost. Njena odvisnost od temperature je podobna kot pri metilcelulozi. Ko se temperatura dvigne, viskoznost začne padati, ko pa doseže določeno temperaturo, se viskoznost nenadoma poveča in pride do želiranja. Temperatura želiranja produktov z nizko viskoznostjo je višja. Njena točka želiranja ni povezana le z viskoznostjo etra, temveč tudi z razmerjem med metoksilno in hidroksipropilno skupino v etru ter velikostjo celotne stopnje substitucije. Treba je opozoriti, da je tudi hidroksipropil metilceluloza psevdoplastična in je njena raztopina stabilna pri sobni temperaturi brez kakršne koli degradacije viskoznosti, razen z možnostjo encimske razgradnje.
(3) Toleranca hidroksipropil metilceluloze na sol Ker je hidroksipropil metilceluloza neionski eter, se v vodnem mediju ne ionizira, za razliko od drugih ionskih celuloznih etrov, kot je karboksimetil celuloza, v raztopini ne reagira z ioni težkih kovin in se obori. Splošne soli, kot so klorid, bromid, fosfat, nitrat itd., se ne oborijo, ko se dodajo v vodno raztopino. Vendar pa ima dodatek soli določen vpliv na temperaturo flokulacije vodne raztopine. Ko se koncentracija soli poveča, se temperatura gela zniža. Ko je koncentracija soli pod točko flokulacije, se viskoznost raztopine ponavadi poveča. Zato lahko z dodajanjem določene količine soli dosežemo učinek zgoščevanja bolj ekonomično. Zato je v nekaterih primerih za doseganje učinka zgoščevanja bolje uporabiti mešanico celuloznega etra in soli kot raztopino etra z višjo koncentracijo.
(4) Odpornost hidroksipropil metilceluloze na kisline in alkalije Hidroksipropil metilceluloza je na splošno odporna na kisline in alkalije ter ni prizadeta v območju pH 2~12. Lahko prenese določeno količino lahkih kislin, kot so mravljinčna kislina, ocetna kislina, citronska kislina, jantarna kislina, fosforna kislina, borova kislina itd. Koncentrirana kislina pa zmanjšuje viskoznost. Alkalije, kot so kavstična soda, kavstična potaša in apnena voda, nanjo nimajo vpliva, lahko pa nekoliko povečajo viskoznost raztopine in jo nato počasi zmanjšajo.
(5) Mešljivost hidroksipropil metilceluloze Raztopino hidroksipropil metilceluloze lahko zmešamo z vodotopnimi polimernimi spojinami, da dobimo enotno in prozorno raztopino z višjo viskoznostjo. Te polimerne spojine vključujejo polietilen glikol, polivinil acetat, polisilikon, polimetilvinil siloksan, hidroksietil celulozo in metil celulozo. Naravne visokomolekularne spojine, kot so gumi arabika, gumi rožičevca, gumi karaja itd., so prav tako dobro združljive z raztopino. Hidroksipropil metilcelulozo lahko zmešamo tudi z manitolnim estrom ali sorbitolnim estrom stearinske ali palmitinske kisline, pa tudi z glicerinom, sorbitolom in manitolom, te spojine pa se lahko uporabljajo kot mehčalo za celulozo s hidroksipropil metilcelulozo.
(6) Netopni v vodi topnicelulozni etriHidroksipropilmetilceluloza lahko izvaja površinsko zamreženje z aldehidi, tako da se ti vodotopni etri oborijo v raztopini in postanejo netopni v vodi. Aldehidi, ki naredijo hidroksipropilmetilcelulozo netopno, vključujejo formaldehid, glioksal, sukcinatn aldehid, adipaldehid itd. Pri uporabi formaldehida je treba posebno pozornost nameniti pH vrednosti raztopine, saj glioksal med njimi reagira hitreje, zato se glioksal pogosto uporablja kot zamreževalec v industrijski proizvodnji. Odmerek te vrste zamreževalca v raztopini je 0,2 % do 10 % mase etra, po možnosti 7 % do 10 %, na primer 3,3 % do 6 % glioksala je najprimernejši. Na splošno je temperatura obdelave 0–30 ℃, čas pa 1–120 minut. Reakcijo zamreženja je treba izvesti v kislih pogojih. Na splošno se pH raztopine prilagodi na približno 2–6 z dodajanjem anorganske močne kisline ali organske karboksilne kisline v raztopino, po možnosti med 4 in 6, nato pa se dodajo aldehidi za izvedbo reakcije zamreženja. Uporabljena kislina je klorovodikova kislina, žveplova kislina, fosforjeva kislina, mravljinčna kislina, ocetna kislina, hidroksiocetna kislina, jantarna kislina ali citronska kislina itd., pri čemer je priporočljiva uporaba mravljinčne ali ocetne kisline, optimalna pa je mravljinčna kislina. Kislino in aldehid lahko dodamo tudi hkrati, da se omogoči reakcija zamreženja v raztopini v želenem območju pH. Ta reakcija se pogosto uporablja v končnem postopku obdelave pri pripravi celuloznih etrov. Ko je celulozni eter netopen, je primeren za uporabo.
Voda za pranje in čiščenje s temperaturo 20–25 ℃. Med uporabo izdelka se lahko raztopini dodajo alkalne snovi, da se pH raztopine prilagodi na alkalnost, izdelek pa se v raztopini hitro raztopi. Ta metoda se uporablja tudi za obdelavo folije po tem, ko je raztopina celuloznega etra predelana v netopno folijo.
(7) Odpornost hidroksipropil metilceluloze na encime teoretično temelji na derivatih celuloze, kot je vsaka anhidroglukozna skupina. Če je substituentna skupina trdno vezana, je mikroorganizmi težko okužijo. V resnici pa končni izdelek, ko substitucijska vrednost preseže 1, encimi tudi razgradijo, kar pomeni, da stopnja substitucije vsake skupine v celulozni verigi ni dovolj enakomerna in mikroorganizmi lahko erodirajo nesubstituirano anhidroglukozno skupino in tvorijo sladkorje kot hranila, ki jih mikroorganizmi absorbirajo. Če se torej stopnja eterifikacije celuloze poveča, se poveča tudi odpornost celuloznega etra na encimsko erozijo. Po poročilih je v nadzorovanih pogojih hidroliza, ki jo povzročijo encimi, preostala viskoznost hidroksipropil metilceluloze (DS = 1,9) 13,2 %, metilceluloze (DS = 1,83) 7,3 %, metilceluloze (DS = 1,66) 3,8 % in hidroksietilceluloze 1,7 %. To kaže, da ima hidroksipropil metilceluloza močno antiencimsko sposobnost. Zato se hidroksipropil metilceluloza zaradi odlične encimske odpornosti v kombinaciji z dobro disperzibilnostjo, zgoščevanjem in tvorbo filma uporablja v vodno-emulzijskih premazih itd. in običajno ne potrebuje dodajanja konzervansov. Vendar pa se za dolgotrajno shranjevanje raztopine ali morebitno kontaminacijo od zunaj lahko kot previdnostni ukrep dodajo konzervansi, izbira pa se lahko določi glede na končne zahteve raztopine. Fenilživosrebrov acetat in manganov fluorosilikat sta učinkovita konzervansa, vendar sta vsa strupena, zato je treba biti pozoren na postopek. Na splošno se raztopini lahko doda 1–5 mg fenilživosrebrovega acetata na liter odmerka.
(8) Izvedbahidroksipropil metilcelulozaHidroksipropil metilceluloza ima odlične lastnosti tvorbe filma. Njena vodna raztopina ali raztopina organskega topila se nanese na stekleno ploščo in po sušenju postane brezbarvna in prozorna. Film je trpežen. Ima dobro odpornost proti vlagi in ostane trden pri visokih temperaturah. Z dodatkom higroskopskega mehčala se lahko izboljša njegov raztezek in prožnost. Za izboljšanje prožnosti so najprimernejši mehčala, kot sta glicerin in sorbitol. Na splošno je koncentracija raztopine 2 % ~ 3 %, količina mehčala pa 10 % ~ 20 % celuloznega etra. Če je vsebnost mehčala previsoka, se bo pri visoki vlažnosti pojavilo koloidno dehidracijsko krčenje. Natezna trdnost filma z dodanim mehčalom je veliko večja kot pri filmu brez mehčala in se povečuje z naraščanjem dodane količine. Kar zadeva higroskopičnost filma, se tudi ta povečuje z naraščanjem količine mehčala.
Čas objave: 25. april 2024