Hidroksipropil metilselülozİyonik olmayan bir selüloz karışık eter türüdür. İyonik metil karboksimetil selüloz karışık eterden farklı olarak, ağır metallerle reaksiyona girmez. Hidroksipropil metilselülozda metoksil içeriği ve hidroksipropil içeriğinin farklı oranları ve farklı viskoziteler nedeniyle, farklı özelliklere sahip birçok çeşidi vardır; örneğin, yüksek metoksil içeriği ve düşük hidroksipropil içeriğine sahip olanın performansı metil selüloza yakındır, düşük metoksil içeriği ve yüksek hidroksipropil içeriğine sahip olanın performansı ise hidroksipropil metil selüloza yakındır. Bununla birlikte, her çeşitte, az miktarda hidroksipropil grubu veya az miktarda metoksil grubu içermesine rağmen, organik çözücülerdeki çözünürlük veya sulu çözeltilerdeki pıhtılaşma sıcaklığında büyük farklılıklar vardır.
(1) Hidroksipropil metilselülozun çözünürlük özellikleri
① Hidroksipropil metilselülozun suda çözünürlüğüHidroksipropil metilselülozAslında, propilen oksit (metoksipropilen) ile modifiye edilmiş bir tür metilselülozdur, bu nedenle metil selüloz ile aynı özelliklere sahiptir; soğuk suda çözünürlük ve sıcak suda çözünmezlik açısından benzer özellikler gösterir. Bununla birlikte, modifiye edilmiş hidroksipropil grubu nedeniyle, sıcak suda jelleşme sıcaklığı metil selülozunkinden çok daha yüksektir. Örneğin, %2 metoksi içeriği ikame derecesi DS=0,73 ve hidroksipropil içeriği MS=0,46 olan hidroksipropil metilselüloz sulu çözeltisinin viskozitesi 20°C'de 500 mpa·s'dir ve jelleşme sıcaklığı 100°C'ye yaklaşabilirken, metil selüloz aynı sıcaklıkta sadece yaklaşık 55°C'dir. Suda çözünürlüğü de büyük ölçüde iyileştirilmiştir. Örneğin, toz haline getirilmiş hidroksipropil metilselüloz (20°C'de 0,2~0,5 mm tanecik boyutuna sahip ve %4'lük sulu çözeltisinin viskozitesi 2 pa•s olan) oda sıcaklığında satın alınabilir ve soğutmaya gerek kalmadan suda kolayca çözünür.
② Hidroksipropil metilselülozun organik çözücülerdeki çözünürlüğü: Hidroksipropil metilselülozun organik çözücülerdeki çözünürlüğü, metilselülozunkinden daha iyidir. Metilselülozun 2,1 metoksil ikame derecesine sahip olması gerekir. Yukarıdaki ürünlerde, hidroksipropil MS=1,5~1,8 ve metoksi DS=0,2~1,0 içeren, toplam ikame derecesi 1,8'in üzerinde olan yüksek viskoziteli hidroksipropil metilselüloz, susuz metanol ve etanol çözeltilerinde çözünür ve termoplastik özelliğe ve suda çözünürlüğe sahiptir. Ayrıca metilen klorür ve kloroform gibi klorlu hidrokarbonlarda ve aseton, izopropanol ve diaseton alkol gibi organik çözücülerde de çözünür. Organik çözücülerdeki çözünürlüğü, suda çözünürlüğünden daha iyidir.
(2) Hidroksipropil Metil Selülozun Viskozitesini Etkileyen Faktörler Hidroksipropil metil selülozun standart viskozite tayini, diğer selüloz eterlerininkiyle aynıdır. Standart olarak %2'lik sulu çözelti kullanılarak 20°C'de ölçülür. Aynı ürünün viskozitesi, konsantrasyon artışıyla birlikte artar. Aynı konsantrasyonda farklı molekül ağırlıklarına sahip ürünler için, daha büyük molekül ağırlığına sahip ürünün viskozitesi daha yüksektir. Sıcaklıkla ilişkisi metil selülozunkine benzer. Sıcaklık yükseldikçe viskozite düşmeye başlar, ancak belirli bir sıcaklığa ulaştığında viskozite aniden yükselir ve jelleşme meydana gelir. Düşük viskoziteli ürünlerin jel sıcaklığı daha yüksektir. Jel noktası sadece eterin viskozitesiyle değil, aynı zamanda eterdeki metoksil grubu ve hidroksipropil grubunun bileşim oranı ve toplam ikame derecesinin büyüklüğüyle de ilgilidir. Hidroksipropil metil selülozun da psödoplastik olduğu ve enzimatik bozunma olasılığı dışında viskozitede herhangi bir bozulma olmaksızın çözeltisinin oda sıcaklığında stabil olduğu unutulmamalıdır.
(3) Hidroksipropil metilselülozun tuz toleransı: Hidroksipropil metilselüloz iyonik olmayan bir eter olduğundan, karboksimetil baz selüloz gibi diğer iyonik selüloz eterlerinin aksine, su ortamında iyonlaşmaz ve çözeltide ağır metal iyonlarıyla reaksiyona girerek çökelmez. Klorür, bromür, fosfat, nitrat vb. gibi genel tuzlar, sulu çözeltisine eklendiğinde çökelmez. Bununla birlikte, tuz ilavesi, sulu çözeltisinin pıhtılaşma sıcaklığını bir miktar etkiler. Tuz konsantrasyonu arttıkça jel sıcaklığı düşer. Tuz konsantrasyonu pıhtılaşma noktasının altında olduğunda, çözeltinin viskozitesi artma eğilimindedir. Bu nedenle, uygulamada belirli bir miktarda tuz eklenerek daha ekonomik bir şekilde koyulaştırma etkisi elde edilebilir. Bu nedenle, bazı uygulamalarda, koyulaştırma etkisini elde etmek için daha yüksek konsantrasyonlu eter çözeltisi yerine selüloz eter ve tuz karışımı kullanmak daha iyidir.
(4) Hidroksipropil metilselüloz asit ve alkali direnci Hidroksipropil metilselüloz genel olarak asitlere ve alkalilere karşı stabildir ve pH 2~12 aralığında etkilenmez. Formik asit, asetik asit, sitrik asit, süksinik asit, fosforik asit, borik asit vb. gibi belirli miktarda hafif asitlere dayanabilir. Ancak konsantre asit viskoziteyi azaltıcı etkiye sahiptir. Kostik soda, kostik potasyum ve kireç suyu gibi alkaliler üzerinde etkisi yoktur, ancak çözeltinin viskozitesini hafifçe artırabilir ve ardından yavaşça azaltabilir.
(5) Hidroksipropil metilselülozun karışabilirliği Hidroksipropil metilselüloz çözeltisi, suda çözünebilen polimer bileşiklerle karıştırılarak daha yüksek viskoziteye sahip homojen ve şeffaf bir çözelti haline getirilebilir. Bu polimer bileşikler arasında polietilen glikol, polivinil asetat, polisilikon, polimetilvinil siloksan, hidroksietil selüloz ve metil selüloz bulunur. Arap zamkı, keçiboynuzu zamkı, karaya zamkı vb. gibi doğal yüksek moleküler bileşikler de çözeltisiyle iyi bir uyumluluğa sahiptir. Hidroksipropil metilselüloz ayrıca stearik asit veya palmitik asidin mannitol esteri veya sorbitol esteri ile karıştırılabilir ve ayrıca gliserin, sorbitol ve mannitol ile de karıştırılabilir ve bu bileşikler selüloz için hidroksipropil metilselüloz plastikleştirici olarak kullanılabilir.
(6) Çözünmeyen suda çözünürselüloz eterleriHidroksipropil metilselüloz, aldehitlerle yüzey çapraz bağlaması gerçekleştirebilir, böylece bu suda çözünen eterler çözeltide çökelir ve suda çözünmez hale gelir. Hidroksipropil metilselülozu çözünmez hale getiren aldehitler arasında formaldehit, glioksal, süksinik aldehit, adipaldehit vb. bulunur. Formaldehit kullanılırken, çözeltinin pH değerine özel dikkat gösterilmelidir; glioksal daha hızlı reaksiyona girer, bu nedenle endüstriyel üretimde çapraz bağlama ajanı olarak yaygın olarak glioksal kullanılır. Bu tür çapraz bağlama ajanının çözeltideki dozu, eterin kütlesinin %0,2 ila %10'u, tercihen %7 ila %10'u, örneğin %3,3 ila %6 glioksal en uygunudur. Genellikle işlem sıcaklığı 0 ila 30℃, süre ise 1 ila 120 dakikadır. Çapraz bağlama reaksiyonunun asidik koşullar altında gerçekleştirilmesi gerekir. Genellikle, çözeltinin pH'ı, çözeltiye inorganik kuvvetli asit veya organik karboksilik asit eklenerek yaklaşık 2-6 arasına, tercihen 4-6 arasına ayarlanır ve daha sonra çapraz bağlama reaksiyonunu gerçekleştirmek için aldehitler eklenir. Kullanılan asitler arasında hidroklorik asit, sülfürik asit, fosforik asit, formik asit, asetik asit, hidroksiasetik asit, süksinik asit veya sitrik asit vb. bulunur; formik asit veya asetik asit kullanılması tavsiye edilir ve formik asit en uygunudur. Asit ve aldehit aynı anda da eklenebilir ve çözeltinin istenen pH aralığında çapraz bağlama reaksiyonuna girmesi sağlanabilir. Bu reaksiyon, selüloz eterlerin hazırlanma sürecinde son işlem aşamasında sıklıkla kullanılır. Selüloz eter çözünmez hale geldikten sonra kullanımı kolaydır.
Yıkama ve arıtma için 20-25℃ sıcaklıkta su kullanılır. Ürün kullanımdayken, çözeltinin pH'ını alkali hale getirmek için çözeltiye alkali maddeler eklenebilir ve ürün çözeltide hızla çözünür. Bu yöntem, selüloz eter çözeltisinden film yapıldıktan sonra filmin çözünmez bir film haline getirilmesi için de uygulanabilir.
(7) Hidroksipropil metilselülozun enzim direnci teorik olarak selüloz türevlerinde, örneğin her bir anhidroglukoz grubunda, sıkıca bağlı bir ikame grubu varsa, mikroorganizmalar tarafından enfekte edilmesi kolay değildir, ancak gerçekte nihai üründe ikame değeri 1'i aştığında, enzimler tarafından da parçalanacaktır; bu, selüloz zincirindeki her grubun ikame derecesinin yeterince homojen olmadığı ve mikroorganizmaların ikame edilmemiş anhidroglukoz grubunda şekerler oluşturmak için aşındırma yapabileceği ve bu şekerlerin mikroorganizmaların emmesi için besin olarak kullanılabileceği anlamına gelir. Bu nedenle, selülozun eterleştirme ikame derecesi artarsa, selüloz eterinin enzimatik aşınmaya karşı direnci de artacaktır. Raporlara göre, kontrollü koşullar altında yapılan enzim hidroliz sonuçlarına göre, hidroksipropil metilselülozun (DS=1,9) kalıntı viskozitesi %13,2, metilselülozun (DS=1,83) %7,3, metilselülozun (DS=1,66) %3,8 ve hidroksietil selülozun %1,7'dir. Hidroksipropil metilselülozun güçlü bir anti-enzim özelliğine sahip olduğu görülmektedir. Bu nedenle, hidroksipropil metilselülozun mükemmel enzim direnci, iyi dağılabilirlik, koyulaştırma ve film oluşturma özellikleriyle birleştiğinde, su emülsiyonlu kaplamalarda vb. kullanılır ve genellikle koruyucu madde eklenmesine gerek duyulmaz. Bununla birlikte, çözeltinin uzun süreli depolanması veya dışarıdan olası kirlenme durumunda, önlem olarak koruyucu madde eklenebilir ve seçim, çözeltinin nihai gereksinimlerine göre belirlenebilir. Fenilmerkürik asetat ve manganez florosilikat etkili koruyuculardır, ancak hepsinin toksik özelliği vardır, bu nedenle kullanımda dikkatli olunmalıdır. Genellikle, dozajın litre başına çözeltiye 1 ila 5 mg fenilmerkürik asetat eklenebilir.
(8) Performansıhidroksipropil metilselülozHidroksipropil metilselüloz filmi mükemmel film oluşturma özelliklerine sahiptir. Sulu çözeltisi veya organik çözücü çözeltisi cam bir plakaya kaplandığında, kuruduktan sonra renksiz ve şeffaf hale gelir. Ayrıca dayanıklı bir filmdir. İyi nem direncine sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda katı halde kalır. Higroskopik plastikleştirici eklenirse, uzama ve esneklik artırılabilir. Esnekliği artırmak açısından, gliserin ve sorbitol gibi plastikleştiriciler en uygun olanlardır. Genellikle çözelti konsantrasyonu %2~3, plastikleştirici miktarı ise selüloz eterinin %10~20'si kadardır. Plastikleştirici içeriği çok yüksek olursa, yüksek nemde koloidal dehidrasyon büzülmesi meydana gelir. Plastikleştirici eklenmiş filmin çekme dayanımı, plastikleştirici eklenmemiş filme göre çok daha büyüktür ve eklenen miktar arttıkça artar. Filmin higroskopikliği de plastikleştirici miktarı arttıkça artar.
Yayın tarihi: 25 Nisan 2024