Hydroxipropylmetylcellulosaär en typ av icke-jonisk cellulosablandad eter. Till skillnad från jonisk metylkarboximetylcellulosablandad eter reagerar den inte med tungmetaller. På grund av de olika förhållandena mellan metoxylhalt och hydroxipropylhalt i hydroxipropylmetylcellulosa och olika viskositeter finns det många varianter med olika egenskaper, till exempel hög metoxylhalt och låg hydroxipropylhalt. Dess prestanda ligger nära metylcellulosa, medan prestandan för låg metoxylhalt och hög hydroxipropylhalt ligger nära hydroxipropylmetylcellulosa. Men även om endast en liten mängd hydroxipropylgrupp eller en liten mängd metoxygrupp ingår i varje variant, finns det stora skillnader i löslighet i organiska lösningsmedel eller flockningstemperaturen i vattenlösningar.
(1) Löslighetsegenskaper hos hydroxipropylmetylcellulosa
① Löslighet av hydroxipropylmetylcellulosa i vattenHydroxipropylmetylcellulosaär faktiskt en typ av metylcellulosa modifierad med propylenoxid (metoxipropylen), så den har fortfarande samma egenskaper som metylcellulosa och har liknande egenskaper som kallvattenlöslighet och varmvattenolöslighet. På grund av den modifierade hydroxipropylgruppen är dess gelningstemperatur i varmt vatten dock mycket högre än för metylcellulosa. Till exempel är viskositeten för hydroxipropylmetylcellulosa i vattenlösning med 2 % metoxihalt, substitutionsgrad DS = 0,73 och hydroxipropylhalt MS = 0,46 500 mpa·s vid 20 °C, och dess gelningstemperatur kan nå nära 100 °C, medan metylcellulosa vid samma temperatur bara är cirka 55 °C. När det gäller dess löslighet i vatten har den också förbättrats avsevärt. Till exempel kan pulveriserad hydroxipropylmetylcellulosa (granulerad form 0,2 ~ 0,5 mm vid 20 °C med en viskositet på 2 pa•s i 4 % vattenlösning) köpas vid rumstemperatur, den är lättlöslig i vatten utan kylning.
② Löslighet av hydroxipropylmetylcellulosa i organiska lösningsmedel. Lösligheten av hydroxipropylmetylcellulosa i organiska lösningsmedel är också bättre än den för metylcellulosa. Metylcellulosa behöver ha en metoxysubstitutionsgrad på 2,1. Ovanstående produkter, men innehållande hydroxipropyl-MS=1,5~1,8 och metoxy-DS=0,2~1,0, är högviskös hydroxipropylmetylcellulosa med en total substitutionsgrad över 1,8 löst i vattenfria metanol- och etanollösningar och har termoplasticitet och vattenlöslighet. Den är också löslig i klorerade kolväten såsom metylenklorid och kloroform, och organiska lösningsmedel såsom aceton, isopropanol och diacetonalkohol. Dess löslighet i organiska lösningsmedel är bättre än vattenlöslighet.
(2) Faktorer som påverkar viskositeten hos hydroxipropylmetylcellulosa Standardviskositetsbestämningen för hydroxipropylmetylcellulosa är densamma som för andra cellulosaetrar. Den mäts vid 20 °C med 2 % vattenlösning som standard. Viskositeten för samma produkt ökar med ökande koncentration. För produkter med olika molekylvikter vid samma koncentration har produkten med en högre molekylvikt en högre viskositet. Dess förhållande till temperaturen liknar det för metylcellulosa. När temperaturen stiger börjar viskositeten sjunka, men när den når en viss temperatur stiger viskositeten plötsligt och gelbildning sker. Geltemperaturen för produkter med låg viskositet är högre. Dess gelpunkt är inte bara relaterad till eterns viskositet, utan också till sammansättningsförhållandet mellan metoxylgrupp och hydroxipropylgrupp i etern och storleken på den totala substitutionsgraden. Det måste noteras att hydroxipropylmetylcellulosa också är pseudoplastisk, och dess lösning är stabil vid rumstemperatur utan någon nedbrytning av viskositeten förutom möjligheten till enzymatisk nedbrytning.
(3) Salttoleransen hos hydroxipropylmetylcellulosa Eftersom hydroxipropylmetylcellulosa är en nonjonisk eter joniseras den inte i vattenmedier, till skillnad från andra joniska cellulosaetrar, såsom karboximetylbascellulosa, i lösningen för att reagera med tungmetalljoner och fälla ut. Vanliga salter som klorid, bromid, fosfat, nitrat etc. fälls inte ut när de tillsätts till vattenlösningen. Tillsats av salt har dock en viss inverkan på flockningstemperaturen för vattenlösningen. När saltkoncentrationen ökar minskar geltemperaturen. När saltkoncentrationen är under flockningspunkten tenderar lösningens viskositet att öka. Därför tillsätts en viss mängd salt, vilket kan uppnå en mer ekonomisk förtjockningseffekt. Därför är det i vissa tillämpningar bättre att använda en blandning av cellulosaeter och salt än en högre koncentration av eterlösning för att uppnå förtjockningseffekten.
(4) Syra- och alkaliresistens mot hydroxipropylmetylcellulosa Hydroxipropylmetylcellulosa är generellt stabil mot syror och alkalier och påverkas inte i pH-intervallet 2–12. Den tål en viss mängd lätta syror, såsom myrsyra, ättiksyra, citronsyra, bärnstenssyra, fosforsyra, borsyra etc. Men koncentrerad syra har effekten att minska viskositeten. Alkalier som kaustiksoda, kaustik potash och kalkvatten har ingen effekt på den, men de kan öka lösningens viskositet något och sedan långsamt minska den.
(5) Blandbarhet av hydroxipropylmetylcellulosa Hydroxipropylmetylcellulosalösning kan blandas med vattenlösliga polymerföreningar för att få en enhetlig och transparent lösning med högre viskositet. Dessa polymerföreningar inkluderar polyetylenglykol, polyvinylacetat, polysilikon, polymetylvinylsiloxan, hydroxietylcellulosa och metylcellulosa. Naturliga högmolekylära föreningar såsom gummi arabicum, johannesbrödkärnmjöl, karayagummi etc. har också god kompatibilitet med dess lösning. Hydroxipropylmetylcellulosa kan också blandas med mannitolester eller sorbitolester av stearinsyra eller palmitinsyra, och kan också blandas med glycerin, sorbitol och mannitol, och dessa föreningar kan användas som mjukgörare för hydroxipropylmetylcellulosa.
(6) Det olösliga vattenlösligacellulosaetrarav hydroxipropylmetylcellulosa kan utföra ytlig tvärbindning med aldehyder, så att dessa vattenlösliga etrar utfälls i lösningen och blir olösliga i vatten. Aldehyderna som gör hydroxipropylmetylcellulosa olöslig inkluderar formaldehyd, glyoxal, bärnstenssyraaldehyd, adipaldehyd, etc. Vid användning av formaldehyd bör särskild uppmärksamhet ägnas åt lösningens pH-värde, bland vilka glyoxal reagerar snabbare, så glyoxal används ofta som tvärbindningsmedel i industriell produktion. Doseringen av denna typ av tvärbindningsmedel i lösningen är 0,2%~10% av eterns massa, företrädesvis 7%~10%, till exempel är 3,3%~6% glyoxal den mest lämpliga. Generellt är behandlingstemperaturen 0~30℃ och tiden är 1~120 min. Tvärbindningsreaktionen måste utföras under sura förhållanden. Generellt justeras lösningens pH till cirka 2–6 genom att tillsätta oorganisk stark syra eller organisk karboxylsyra till lösningen, företrädesvis mellan 4–6, och sedan tillsätts aldehyder för att utföra tvärbindningsreaktionen. Den använda syran innehåller saltsyra, svavelsyra, fosforsyra, myrsyra, ättiksyra, hydroxiättiksyra, bärnstenssyra eller citronsyra etc., varvid myrsyra eller ättiksyra är lämpligt, och myrsyra är optimalt. Syran och aldehyden kan också tillsättas samtidigt för att låta lösningen genomgå en tvärbindningsreaktion inom det önskade pH-intervallet. Denna reaktion används ofta i den slutliga behandlingsprocessen vid framställning av cellulosaetrar. Efter att cellulosaetern är olöslig är den bekväm att använda.
20~25 ℃ vatten för tvättning och rening. När produkten används kan alkaliska ämnen tillsättas till lösningen för att justera lösningens pH-värde till alkaliskt tillstånd, vilket gör att produkten snabbt löses upp i lösningen. Denna metod kan även användas för behandling av filmen efter att cellulosaeterlösningen har bearbetats till en film för att göra den till en olöslig film.
(7) Enzymresistensen hos hydroxipropylmetylcellulosa är teoretiskt sett cellulosaderivat, såsom varje anhydroglukosgrupp, om det finns en fast bunden substituentgrupp, är det inte lätt att infektera av mikroorganismer, men i själva verket kommer den färdiga produkten att brytas ner av enzymer när substitutionsvärdet överstiger 1, vilket innebär att substitutionsgraden för varje grupp på cellulosakedjan inte är tillräckligt enhetlig, och mikroorganismer kan erodera på den osubstituerade anhydroglukosgruppen för att bilda sockerarter, som näringsämnen för mikroorganismer att absorbera. Därför, om graden av företringssubstitution av cellulosa ökar, kommer resistensen mot enzymatisk erosion av cellulosaeter också att öka. Enligt rapporter är hydrolysresultaten av de framställda enzymerna under kontrollerade förhållanden, den kvarvarande viskositeten för hydroxipropylmetylcellulosa (DS=1,9) 13,2%, metylcellulosa (DS=1,83) 7,3%, metylcellulosa (DS=1,66) 3,8% och hydroxietylcellulosa 1,7%. Det framgår att hydroxipropylmetylcellulosa har en stark antienzymförmåga. Därför används hydroxipropylmetylcellulosas utmärkta enzymresistens, i kombination med dess goda dispergerbarhet, förtjocknings- och filmbildande egenskaper, i vattenemulsionsbeläggningar etc., och behöver i allmänhet inte tillsättas konserveringsmedel. För långvarig förvaring av lösningen eller eventuell kontaminering utifrån kan konserveringsmedel dock tillsättas som en försiktighetsåtgärd, och valet kan bestämmas utifrån lösningens slutliga krav. Fenylkvicksilveracetat och manganfluorosilikat är effektiva konserveringsmedel, men de har alla toxicitet, vars uppmärksamhet måste ägnas åt driften. Generellt kan 1~5 mg fenylkvicksilveracetat tillsättas till lösningen per liter dos.
(8) Utförande avhydroxipropylmetylcellulosaHydroxipropylmetylcellulosa har utmärkta filmbildande egenskaper. Dess vattenlösning eller organiska lösning appliceras på en glasplatta och blir färglös och transparent efter torkning. En stark film. Den har god fuktbeständighet och förblir fast vid höga temperaturer. Om hygroskopiskt mjukgörare tillsätts kan dess töjning och flexibilitet förbättras. För att förbättra flexibiliteten är mjukgörare som glycerin och sorbitol de mest lämpliga. Generellt sett är lösningskoncentrationen 2%~3% och mängden mjukgörare är 10%~20% cellulosaeter. Om innehållet av mjukgörare är för högt kommer kolloidal uttorkningskrympning att uppstå vid hög luftfuktighet. Draghållfastheten hos filmen med tillsatt mjukgörare är mycket större än den utan mjukgörare, och den ökar med ökande mängd. När det gäller filmens hygroskopicitet ökar den också med ökande mängd mjukgörare.
Publiceringstid: 25 april 2024