Tính chất của hydroxypropyl methylcellulose

Hydroxypropyl methylcellulose là một loại ete hỗn hợp cellulose không ion. Không giống như ete hỗn hợp methyl carboxymethyl cellulose ion, nó không phản ứng với kim loại nặng. Do tỷ lệ hàm lượng methoxyl và hàm lượng hydroxypropyl khác nhau trong hydroxypropyl methylcellulose và độ nhớt khác nhau, nên có nhiều loại có tính chất khác nhau, ví dụ, hàm lượng methoxyl cao và hàm lượng hydroxypropyl thấp. Hiệu suất của nó gần với methyl cellulose, trong khi hàm lượng methoxyl thấp và hàm lượng hydroxypropyl cao gần với hydroxypropyl methyl cellulose. Tuy nhiên, trong mỗi loại, mặc dù chỉ chứa một lượng nhỏ nhóm hydroxypropyl hoặc một lượng nhỏ nhóm methoxyl, nhưng có sự khác biệt lớn về độ hòa tan trong dung môi hữu cơ hoặc nhiệt độ keo tụ trong dung dịch nước.

(1) Tính chất hòa tan của hydroxypropyl methylcellulose
①Độ hòa tan của hydroxypropyl methylcellulose trong nước Hydroxypropyl methylcellulose thực chất là một loại methylcellulose được biến đổi bởi propylene oxide (methoxypropylene), vì vậy nó vẫn có cùng tính chất với methyl cellulose Cellulose có đặc điểm tương tự về độ hòa tan trong nước lạnh và độ không hòa tan trong nước nóng. Tuy nhiên, do nhóm hydroxypropyl đã biến đổi, nhiệt độ gel hóa của nó trong nước nóng cao hơn nhiều so với methyl cellulose. Ví dụ, độ nhớt của dung dịch nước hydroxypropyl methylcellulose có độ thay thế hàm lượng methoxy 2% DS = 0,73 và hàm lượng hydroxypropyl MS = 0,46 là 500 mpa·s ở 20 ° C và nhiệt độ gel của nó Có thể đạt gần 100 ° C, trong khi methyl cellulose ở cùng nhiệt độ chỉ khoảng 55 ° C. Đối với độ hòa tan trong nước, nó cũng đã được cải thiện rất nhiều. Ví dụ, hydroxypropyl methylcellulose dạng bột (dạng hạt 0,2~0,5mm ở 20°C với độ nhớt dung dịch nước 4% là 2pa•s) có thể được mua tại Ở nhiệt độ phòng, nó dễ dàng hòa tan trong nước mà không cần làm mát.

②Độ hòa tan của hydroxypropyl methylcellulose trong dung môi hữu cơ Độ hòa tan của hydroxypropyl methylcellulose trong dung môi hữu cơ cũng tốt hơn so với methylcellulose. Đối với các sản phẩm trên 2.1, hydroxypropyl methylcellulose có độ nhớt cao chứa hydroxypropyl MS = 1,5 ~ 1,8 và methoxy DS = 0,2 ~ 1,0, với tổng độ thay thế trên 1,8, hòa tan trong dung dịch methanol và ethanol khan Trung bình, và nhiệt dẻo và hòa tan trong nước. Nó cũng hòa tan trong các hydrocacbon clo hóa như methylene chloride và chloroform và các dung môi hữu cơ như acetone, isopropanol và diacetone alcohol. Độ hòa tan của nó trong dung môi hữu cơ tốt hơn độ hòa tan trong nước.

(2) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của hydroxypropyl methylcellulose Xác định độ nhớt chuẩn của hydroxypropyl methylcellulose giống như các ete cellulose khác và được đo ở 20°C với dung dịch nước 2% làm chuẩn. Độ nhớt của cùng một sản phẩm tăng theo sự gia tăng nồng độ. Đối với các sản phẩm có trọng lượng phân tử khác nhau ở cùng một nồng độ, sản phẩm có trọng lượng phân tử lớn hơn có độ nhớt cao hơn. Mối quan hệ của nó với nhiệt độ tương tự như của methyl cellulose. Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt bắt đầu giảm, nhưng khi đạt đến một nhiệt độ nhất định, độ nhớt đột ngột tăng lên và xảy ra hiện tượng gel hóa. Nhiệt độ gel của các sản phẩm có độ nhớt thấp cao hơn. là cao. Điểm gel của nó không chỉ liên quan đến độ nhớt của ete mà còn liên quan đến tỷ lệ thành phần của nhóm methoxyl và nhóm hydroxypropyl trong ete và kích thước của độ thay thế tổng thể. Cần lưu ý rằng hydroxypropyl methylcellulose cũng là giả dẻo và dung dịch của nó ổn định ở nhiệt độ phòng mà không có bất kỳ sự phân hủy nào về độ nhớt ngoại trừ khả năng phân hủy bằng enzym.

(3) Khả năng chịu muối của hydroxypropyl methylcellulose Vì hydroxypropyl methylcellulose là ete không ion nên nó không bị ion hóa trong môi trường nước, không giống như các ete cellulose ion khác, Ví dụ, carboxymethyl cellulose phản ứng với các ion kim loại nặng và kết tủa trong dung dịch. Các loại muối thông thường như clorua, bromua, photphat, nitrat, v.v. sẽ không kết tủa khi thêm vào dung dịch nước của nó. Tuy nhiên, việc thêm muối có một số ảnh hưởng đến nhiệt độ keo tụ của dung dịch nước của nó. Khi nồng độ muối tăng, nhiệt độ gel giảm. Khi nồng độ muối thấp hơn điểm keo tụ, độ nhớt của dung dịch có xu hướng tăng. Do đó, một lượng muối nhất định được thêm vào. Trong ứng dụng, nó có thể đạt được hiệu quả làm đặc kinh tế hơn. Do đó, trong một số ứng dụng, tốt hơn là sử dụng hỗn hợp ete cellulose và muối hơn là nồng độ dung dịch ete cao hơn để đạt được hiệu quả làm đặc.

(4) Khả năng chịu axit và kiềm của hydroxypropyl methylcellulose Hydroxypropyl methylcellulose nói chung là ổn định với axit và kiềm, và không bị ảnh hưởng trong phạm vi pH 2 ~ 12. Nó có thể chịu được một lượng axit nhẹ nhất định, chẳng hạn như axit formic, axit axetic, axit citric, axit succinic, axit photphoric, axit boric, v.v. Nhưng axit đậm đặc có tác dụng làm giảm độ nhớt. Các chất kiềm như xút, kali xút và nước vôi không có tác dụng đối với nó, nhưng chúng có thể làm tăng nhẹ độ nhớt của dung dịch, sau đó giảm dần.

(5) Khả năng tương thích của hydroxypropyl methylcellulose Dung dịch hydroxypropyl methylcellulose có thể được trộn với các hợp chất polyme hòa tan trong nước để tạo thành dung dịch đồng nhất và trong suốt có độ nhớt cao hơn. Các hợp chất polyme này bao gồm polyethylene glycol, polyvinyl acetate, polysilicone, polymethylvinylsiloxane, hydroxyethyl cellulose và methyl cellulose. Các hợp chất phân tử cao tự nhiên như kẹo cao su arabic, kẹo cao su đậu carob, kẹo cao su karaya, v.v. cũng có khả năng tương thích tốt với dung dịch của nó. Hydroxypropyl methylcellulose cũng có thể được trộn với este mannitol hoặc este sorbitol của axit stearic hoặc axit palmitic, và cũng có thể được trộn với glycerin, sorbitol và mannitol, và các hợp chất này có thể được sử dụng làm chất hóa dẻo hydroxypropyl methylcellulose cho cellulose.

(6) Ete cellulose không tan trong nước của hydroxypropyl methylcellulose có thể thực hiện liên kết ngang bề mặt với anđehit, do đó các ete tan trong nước này bị kết tủa trong dung dịch và trở nên không tan trong nước. Các anđehit làm cho hydroxypropyl methylcellulose không tan bao gồm fomanđehit, glyoxal, succinic aldehyd, adipaldehyde, v.v. Khi sử dụng fomanđehit, cần đặc biệt chú ý đến giá trị pH của dung dịch, trong đó glyoxal phản ứng nhanh hơn, vì vậy glyoxal thường được sử dụng làm tác nhân liên kết ngang trong sản xuất công nghiệp. Lượng chất liên kết ngang loại này trong dung dịch là 0,2% ~ 10% khối lượng ete, tốt nhất là 7% ~ 10%, ví dụ, 3,3% ~ 6% glyoxal là phù hợp nhất. Nói chung, nhiệt độ xử lý là 0 ~ 30℃ và thời gian là 1 ~ 120 phút. Phản ứng liên kết ngang cần được thực hiện trong điều kiện có tính axit. Nói chung, dung dịch đầu tiên được thêm axit mạnh vô cơ hoặc axit cacboxylic hữu cơ để điều chỉnh độ pH của dung dịch đến khoảng 2~6, tốt nhất là từ 4~6, sau đó thêm anđehit để thực hiện phản ứng liên kết chéo. Axit được sử dụng có axit clohydric, axit sunfuric, axit photphoric, axit formic, axit axetic, axit hydroxyacetic, axit succinic hoặc axit citric, trong đó axit formic hoặc axit axetic là thích hợp và axit formic là tối ưu. Axit và anđehit cũng có thể được thêm đồng thời để cho phép dung dịch trải qua phản ứng liên kết chéo trong phạm vi pH mong muốn. Phản ứng này thường được sử dụng trong quá trình xử lý cuối cùng trong quá trình chế biến ete cellulose. Sau khi ete cellulose không hòa tan, thuận tiện để sử dụng

Nước 20~25℃ để rửa và tinh chế. Khi sử dụng sản phẩm, có thể thêm chất kiềm vào dung dịch của sản phẩm để điều chỉnh độ pH của dung dịch thành kiềm, sản phẩm sẽ nhanh chóng hòa tan trong dung dịch. Phương pháp này cũng có thể áp dụng để xử lý màng sau khi dung dịch ete cellulose được tạo thành màng để biến nó thành màng không hòa tan.

(7) Khả năng kháng enzym của hydroxypropyl methylcellulose Về lý thuyết, các dẫn xuất cellulose, chẳng hạn như nhóm thế liên kết chặt chẽ trên mỗi nhóm anhydroglucose, không dễ bị vi khuẩn ăn mòn, nhưng trên thực tế, khi giá trị thay thế của thành phẩm vượt quá 1, nó cũng sẽ bị enzyme phân hủy, điều này có nghĩa là mức độ thay thế của từng nhóm trên chuỗi cellulose không đủ đồng đều và vi sinh vật có thể ăn mòn trên nhóm anhydroglucose chưa được thay thế. Đường được hình thành và hấp thụ như chất dinh dưỡng cho vi sinh vật. Do đó, nếu mức độ thay thế ete hóa của cellulose tăng lên, khả năng chống lại sự ăn mòn của enzym đối với ete cellulose cũng sẽ tăng lên. Theo báo cáo, trong điều kiện được kiểm soát, kết quả thủy phân của enzyme, độ nhớt còn lại của hydroxypropyl methylcellulose (DS = 1,9) là 13,2%, methylcellulose (DS = 1,83) là 7,3%, methylcellulose (DS = 1,66) là 3,8% và hydroxyethyl cellulose là 1,7%. Có thể thấy rằng hydroxypropyl methylcellulose có khả năng kháng enzyme mạnh. Do đó, khả năng kháng enzyme tuyệt vời của hydroxypropyl methylcellulose, kết hợp với khả năng phân tán, làm đặc và tạo màng tốt, được sử dụng trong lớp phủ nhũ tương nước, v.v. và nói chung không cần thêm chất bảo quản. Tuy nhiên, đối với việc lưu trữ dung dịch lâu dài hoặc có thể bị ô nhiễm từ bên ngoài, có thể thêm chất bảo quản như một biện pháp phòng ngừa và lựa chọn có thể được xác định theo yêu cầu cuối cùng của dung dịch. Phenylmercuric acetate và mangan fluorosilicate là chất bảo quản hiệu quả, nhưng tất cả đều có Độc tính, phải chú ý đến thao tác. Nói chung, có thể thêm 1 ~ 5mg phenylmercury acetate vào dung dịch cho mỗi lít liều lượng.

(8) Hiệu suất của màng hydroxypropyl methylcellulose Hydroxypropyl methylcellulose có đặc tính tạo màng tuyệt vời. Dung dịch nước hoặc dung môi hữu cơ của nó được phủ trên một tấm kính và nó trở nên tự do sau khi sấy khô. Màng màu, trong suốt và dai. Nó có khả năng chống ẩm tốt và vẫn rắn ở nhiệt độ cao. Nếu thêm chất hóa dẻo hút ẩm, độ giãn dài và độ linh hoạt của nó có thể được tăng cường. Về mặt cải thiện độ linh hoạt, các chất hóa dẻo như glycerin và sorbitol là phù hợp nhất. Nói chung, nồng độ dung dịch là 2% ~ 3% và lượng chất hóa dẻo là 10% ~ 20% ete cellulose. Nếu hàm lượng chất hóa dẻo quá cao, hiện tượng co ngót mất nước dạng keo sẽ xảy ra ở độ ẩm cao. Độ bền kéo của màng có thêm chất hóa dẻo lớn hơn nhiều so với không có chất hóa dẻo và nó tăng lên khi lượng chất hóa dẻo tăng lên. Đối với độ hút ẩm của màng, nó cũng tăng lên khi lượng chất hóa dẻo tăng lên.