Проучване за контрол на качеството на хидроксипропил метил целулоза

Според текущата ситуация на производството на HPMC в моята страна, факторите, които влияят върху качеството на хидроксипропил метилцелулозата, се анализират и на тази основа се обсъжда и проучва как да се подобри нивото на качество на хидроксипропил метилцелулозата, за да започне производството.

Ключови думи:хидроксипропил метилцелулоза; качество; контрол; изследвания

Хидроксипропил метилцелулоза (НРМС) е нейонен водоразтворим целулозен смесен етер, произведен от памук, дърво и етерифициран с пропилей оксид и метил хлорид след алкално набъбване. Целулозен смесен етер е Модифицираното производно на единичния заместител на етера има по-добри уникални свойства от оригиналния моноетер и може да възпроизведе ефективността на целулозния етер по-изчерпателно и перфектно. Сред многото смесени етери хидроксипропил метилцелулозата е най-важната. Методът на приготвяне е добавяне на пропилей оксид към алкална целулоза. Индустриалният HPMC може да се опише като универсален продукт. Степента на заместване на метиловата група (DS стойност) е 1,3 до 2,2, а моларната степен на заместване на хидроксипропил е 0,1 до 0,8. От горните данни може да се види, че съдържанието и свойствата на метил и хидроксипропил в HPMC са различни, което води до вискозитета на крайния продукт и Разликата в еднородността води до колебания в качеството на крайните продукти на различни производствени предприятия.

Хидроксипропил метилцелулозата произвежда етерни производни чрез химични реакции, които имат дълбоки промени в нейния състав, структура и свойства, особено разтворимостта на целулозата, която може да варира в зависимост от вида и количеството на въведените алкилови групи. Получаване на етерни производни, разтворими във вода, разреден алкален разтвор, полярни разтворители (като етанол, пропанол) и неполярни органични разтворители (като бензен, етер), което значително разширява разновидностите и областите на приложение на целулозните производни.

1. Ефект на процеса на алкализиране на хидроксипропил метилцелулоза върху качеството

Процесът на алкализиране е първата стъпка в реакционния етап на производството на НРМС и също така е една от най-критичните стъпки. Присъщото качество на HPMC продуктите се определя до голяма степен от процеса на алкализиране, а не от процеса на етерификация, тъй като ефектът на алкализиране пряко влияе върху ефекта на етерификация.

Хидроксипропил метилцелулозата взаимодейства с алкален разтвор, за да образува алкална целулоза, която е силно реактивна. В реакцията на етерификация, основната реакция на етерифициращия агент към набъбването, проникването и етерификацията на целулозата и скоростта на страничните реакции, еднородността на реакцията и свойствата на крайния продукт са свързани с образуването и състава на алкална целулоза, така че структурата и химичните свойства на алкалната целулоза са важни изследователски обекти при производството на целулозен етер.

2. Влияние на температурата върху качеството на хидроксипропил метилцелулозата

В определена концентрация на воден разтвор на КОН, количеството на адсорбция и степента на набъбване на хидроксипропил метилцелулозата до основа се увеличават с намаляването на реакционната температура. Например производството на алкална целулоза варира в зависимост от концентрацията на КОН: 15 %, 8 % при 10°C и 4,2% при 5°C. Механизмът на тази тенденция е, че образуването на алкална целулоза е екзотермичен реакционен процес. Тъй като температурата се покачва, адсорбцията на хидроксипропил метилцелулоза върху алкално количество се намалява, но реакцията на хидролиза на алкална целулоза се увеличава значително, което не благоприятства образуването на алкална целулоза. Може да се види от горното, че понижаването на температурата на алкализиране благоприятства генерирането на алкална целулоза и инхибира реакцията на хидролиза.

3. Ефектът на добавките върху качеството на хидроксипропил метилцелулозата

В системата целулоза-КОН-вода добавката—солта има голямо влияние върху образуването на алкална целулоза. Когато концентрацията на разтвора на КОН е по-ниска от 13%, адсорбцията на целулоза към алкали не се влияе от добавянето на сол на калиев хлорид. Когато концентрацията на разтвора на луга е по-висока от 13%, след добавяне на калиев хлорид, видимата адсорбция на целулоза към алкали Адсорбцията се увеличава с концентрацията на калиев хлорид, но общият капацитет на адсорбция намалява и адсорбцията на вода се увеличава значително, така че добавянето на сол обикновено е неблагоприятно за алкализацията и набъбването на целулозата, но солта може да инхибира хидролизата и да регулира системата. По този начин съдържанието на свободна вода подобрява ефекта на алкализацията и етерификацията.

4. Влиянието на производствения процес върху качеството на хидроксипропил метилцелулозата

Понастоящем предприятията за производство на хидроксипропил метилцелулоза в моята страна най-вече приемат производствения процес на метода на разтворителя. Процесът на приготвяне и етерификация на алкална целулоза се извършва в инертен органичен разтворител, така че рафинираният памук от суровина трябва да бъде пулверизиран, за да се получи по-голяма повърхностна площ и реактивност, за да се гарантира качеството на крайния продукт.

Добавете пулверизираната целулоза, органичния разтворител и алкалния разтвор в реактора и използвайте мощно механично разбъркване при определена температура и време, за да получите алкална целулоза с равномерно алкализиране и по-малко разграждане. Разтворителите за органично разреждане (изопропанол, толуен и др.) имат известна инертност, което кара хидроксипропил метилцелулозата да отделя равномерна топлина по време на процеса на образуване, показвайки поетапно освобождаване, като същевременно намалява реакцията на хидролиза на алкална целулоза в обратна посока. За да се получи високо- качествена алкална целулоза, обикновено концентрацията на луга, използвана в тази връзка, е до 50%.

След като целулозата се накисне в луга, се получава напълно набъбнала и равномерно алкализирана алкална целулоза. Лугата осмотично набъбва по-добре целулозата, поставяйки добра основа за последващата реакция на етерификация. Типичните разредители включват главно изопропанол, ацетон, толуен и др. Разтворимостта на лугата, видът на разредителя и условията на разбъркване са основните фактори, влияещи върху състава на алкалната целулоза. Горният и долният слой се образуват при смесване. Горният слой се състои от изопропанол и вода, а долният слой се състои от алкали и малко количество изопропанол. Диспергираната в системата целулоза е в пълен контакт с горния и долния течен слой при механично разбъркване. Алкалите в системата Водният баланс се измества, докато се образува целулоза.

Като типичен целулозен нейонен смесен етер, съдържанието на хидроксипропил метилцелулозни групи е в различни макромолекулни вериги, т.е. съотношението на разпределение на метиловите и хидроксипропиловите групи е различно при С на всяка позиция на глюкозния пръстен. Той има по-голяма дисперсия и произволност, което затруднява гарантирането на стабилност на качеството на продукта.