Studija o kontroli kvaliteta hidroksipropil metil celuloze

U skladu sa trenutnom situacijom proizvodnje HPMC-a u mojoj zemlji, analiziraju se faktori koji utiču na kvalitet hidroksipropil metilceluloze, te se na osnovu toga razmatra i proučava kako poboljšati nivo kvaliteta hidroksipropil metilceluloze, kako bi se ušlo u proizvodnju.

Ključne riječi:hidroksipropil metilceluloza; kvaliteta; kontrola; istraživanja

Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je nejonski rastvorljiv u vodi mešani eter celuloze napravljen od pamuka, drveta i eterifikovan propilen oksidom i metil hloridom nakon alkalnog bubrenja. Mješoviti eter celuloze je modificirani derivat jednostrukog supstituenta etra ima bolja jedinstvena svojstva od originalnog monoetera i može sveobuhvatnije i savršenije igrati performanse celuloznog etra. Među mnogim miješanim eterima, hidroksipropil metilceluloza je najvažnija. Metoda pripreme je dodavanje propilen oksida alkalnoj celulozi. Industrijski HPMC se može opisati kao univerzalni proizvod. Stepen supstitucije metil grupe (DS vrijednost) je 1,3 do 2,2, a stepen molarne supstitucije hidroksipropila je 0,1 do 0,8. Iz navedenih podataka se vidi da su sadržaj i svojstva metila i hidroksipropila u HPMC različiti, što rezultira viskozitetom konačnog proizvoda, a razlika u uniformnosti dovodi do fluktuacija u kvaliteti gotovih proizvoda različitih proizvodnih preduzeća.

Hidroksipropil metilceluloza hemijskim reakcijama proizvodi eterske derivate, koje imaju duboke promjene u svom sastavu, strukturi i svojstvima, posebno u rastvorljivosti celuloze, koja se može mijenjati prema vrsti i količini unesenih alkil grupa. Dobijte eterske derivate rastvorljive u vodi, razrijeđenom alkalnom rastvoru, polarnim otapalima (kao što su etanol, propanol) i nepolarnim organskim otapalima (kao što su benzen, eter), što uvelike proširuje sorte i polja primjene derivata celuloze.

1. Utjecaj procesa alkalizacije hidroksipropil metilceluloze na kvalitet

Proces alkalizacije je prvi korak u fazi reakcije proizvodnje HPMC, a ujedno je i jedan od najkritičnijih koraka. Urođeni kvalitet HPMC proizvoda je u velikoj mjeri određen procesom alkalizacije, a ne procesom eterifikacije, jer učinak alkalizacije direktno utiče na učinak eterifikacije.

Hidroksipropil metilceluloza stupa u interakciju sa alkalnom otopinom da nastane alkalna celuloza, koja je vrlo reaktivna. U reakciji eterifikacije, glavna reakcija agensa za eterifikaciju na bubrenje, prodiranje i eterifikaciju celuloze i Brzina nuspojava, ujednačenost reakcije i svojstva konačnog proizvoda su povezani sa formiranjem i sastavom alkalne celuloze, pa su struktura i hemijska svojstva alkalne celuloze važni istraživački objekti u proizvodnji celuloznog etra.

2. Utjecaj temperature na kvalitetu hidroksipropil metilceluloze

U određenoj koncentraciji vodenog rastvora KOH, količina adsorpcije i stepen bubrenja hidroksipropil metilceluloze do alkalije se povećavaju sa smanjenjem temperature reakcije. Na primjer, izlaz alkalne celuloze varira s koncentracijom KOH: 15 %, 8 % na 10°C i 4,2% na 5°C. Mehanizam ovog trenda je da je formiranje alkalne celuloze proces egzotermne reakcije. Kako temperatura raste, adsorpcija hidroksipropil metilceluloze na lužinu se smanjuje, ali se reakcija hidrolize alkalne celuloze uvelike povećava, što ne pogoduje stvaranju alkalne celuloze. Iz navedenog se može vidjeti da snižavanje temperature alkalizacije pogoduje stvaranju alkalne celuloze i inhibira reakciju hidrolize.

3. Utjecaj aditiva na kvalitetu hidroksipropil metilceluloze

U sistemu celuloza-KOH-voda, aditiv—sol ima veliki utjecaj na stvaranje alkalne celuloze. Kada je koncentracija rastvora KOH niža od 13%, na adsorpciju celuloze u alkalije ne utiče dodavanje soli kalijum hlorida. Kada je koncentracija rastvora lužine viša od 13%, nakon dodavanja kalijevog hlorida, prividna adsorpcija celuloze na lužinu Adsorpcija se povećava sa koncentracijom kalijum hlorida, ali ukupni kapacitet adsorpcije opada, a adsorpcija vode uveliko raste, pa Dodatak soli je generalno nepovoljan za alkalizaciju i bubrenje celuloze, ali sol može inhibirati hidrolizu i regulisati sistem. Sadržaj slobodne vode na taj način poboljšava efekat alkalizacije i eterifikacije.

4. Uticaj procesa proizvodnje na kvalitet hidroksipropil metilceluloze

Trenutno, preduzeća za proizvodnju hidroksipropil metilceluloze u mojoj zemlji uglavnom usvajaju proizvodni proces metodom rastvarača. Proces pripreme i eterifikacije alkalne celuloze se izvode u inertnom organskom rastvaraču, tako da je sirovi rafinirani pamuk potrebno usitniti da bi se dobila veća površina i reaktivnost kako bi se osigurala kvaliteta gotovog proizvoda.

U reaktor dodajte usitnjenu celulozu, organski rastvarač i alkalnu otopinu i upotrijebite snažno mehaničko miješanje na određenoj temperaturi i vremenu da biste dobili alkalnu celulozu sa ravnomjernom alkalizacijom i manjom degradacijom. Organski rastvarači za razrjeđivanje (izopropanol, toluen, itd.) imaju određenu inertnost, zbog čega hidroksipropil metilceluloza emituje ujednačenu toplinu tokom procesa formiranja, pokazujući postepeno oslobađanje, dok smanjuju reakciju hidrolize alkalne celuloze u suprotnom smjeru. kvalitetne alkalne celuloze, obično je koncentracija lužine koja se koristi u ovoj vezi čak 50%.

Nakon što se celuloza natopi lugom, dobija se potpuno nabubrela i ravnomerno alkalizirana alkalna celuloza. Lužina osmotski bolje bubri celulozu, postavljajući dobru osnovu za naknadnu reakciju eterifikacije. Tipični razblaživači uglavnom uključuju izopropanol, aceton, toluen, itd. Rastvorljivost lužine, vrsta razblaživača i uslovi mešanja su glavni faktori koji utiču na sastav alkalne celuloze. Prilikom miješanja formiraju se gornji i donji slojevi. Gornji sloj se sastoji od izopropanola i vode, a donji sloj se sastoji od lužine i male količine izopropanola. Celuloza dispergovana u sistemu je u potpunosti u kontaktu sa gornjim i donjim slojem tečnosti uz mehaničko mešanje. Alkalije u sistemu Vodeni balans se pomera sve dok se ne formira celuloza.

Kao tipični celulozni nejonski mješoviti eter, sadržaj hidroksipropil metilceluloznih grupa je na različitim makromolekularnim lancima, odnosno omjer distribucije metil i hidroksipropil grupa je različit na C na svakoj poziciji glukoznog prstena. Ima veću disperziju i slučajnost, što otežava garantovanje stabilnosti kvaliteta proizvoda.