Studie kontroly kvality hydroxypropylmethylcelulózy

Podle současné situace výroby HPMC v mé zemi jsou analyzovány faktory, které ovlivňují kvalitu hydroxypropylmethylcelulózy a na tomto základě je diskutováno a studováno, jak zlepšit úroveň kvality hydroxypropylmethylcelulózy tak, aby se dostala do výroby.

klíčová slova:hydroxypropylmethylcelulóza; kvalitní; řízení; výzkum

Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC) je neiontový ve vodě rozpustný směsný ether celulózy vyrobený z bavlny, dřeva a etherifikovaný propylenoxidem a methylchloridem po alkalickém bobtnání. Směsný ether celulózy je Modifikovaný derivát etheru s jedním substituentem má lepší jedinečné vlastnosti než původní monoether a může hrát výkon éteru celulózy komplexněji a dokonaleji. Mezi mnoha směsnými ethery je nejdůležitější hydroxypropylmethylcelulóza. Způsob přípravy spočívá v přidání propylenoxidu k alkalické celulóze. Průmyslovou HPMC lze označit za univerzální produkt. Stupeň substituce methylové skupiny (hodnota DS) je 1,3 až 2,2 a stupeň molární substituce hydroxypropylu je 0,1 až 0,8. Z výše uvedených údajů je vidět, že obsah a vlastnosti methylu a hydroxypropylu v HPMC jsou různé, což má za následek viskozitu finálního produktu a Rozdíl v uniformitě vede ke kolísání kvality hotových výrobků různých výrobních podniků.

Hydroxypropylmethylcelulóza vytváří chemickými reakcemi etherové deriváty, které mají hluboké změny ve složení, struktuře a vlastnostech, zejména rozpustnosti celulózy, která se může měnit podle typu a množství zavedených alkylových skupin. Získejte etherové deriváty rozpustné ve vodě, zředěném alkalickém roztoku, polárních rozpouštědlech (jako je ethanol, propanol) a nepolárních organických rozpouštědlech (jako je benzen, éter), což značně rozšiřuje odrůdy a aplikační oblasti derivátů celulózy.

1. Vliv procesu alkalizace hydroxypropylmethylcelulózy na kvalitu

Alkalizační proces je prvním krokem v reakční fázi výroby HPMC a je také jedním z nejkritičtějších kroků. Vlastní kvalita produktů HPMC je do značné míry určena procesem alkalizace, nikoli procesem etherifikace, protože účinek alkalizace přímo ovlivňuje účinek etherifikace.

Hydroxypropylmethylcelulóza interaguje s alkalickým roztokem za vzniku alkalické celulózy, která je vysoce reaktivní. Při etherifikační reakci hlavní reakce etherifikačního činidla na bobtnání, penetraci a etherifikaci celulózy a rychlost vedlejších reakcí, rovnoměrnost reakce a vlastnosti konečného produktu, to vše souvisí s tvorbou a složením celulózy. alkalická celulóza, takže struktura a chemické vlastnosti alkalické celulózy jsou důležitými výzkumnými objekty při výrobě éteru celulózy.

2. Vliv teploty na kvalitu hydroxypropylmethylcelulózy

V určité koncentraci vodného roztoku KOH se adsorpční množství a stupeň bobtnání hydroxypropylmethylcelulózy na alkálii zvyšuje s poklesem reakční teploty. Například produkce alkalické celulózy se mění s koncentrací KOH: 15 %, 8 % při 10°C a 4,2 % při 5°C. Mechanismus tohoto trendu spočívá v tom, že tvorba alkalické celulózy je exotermický reakční proces. Jak teplota stoupá, adsorpce hydroxypropylmethylcelulózy na alkálii se snižuje, ale hydrolytická reakce alkalické celulózy se značně zvyšuje, což neprospívá tvorbě alkalické celulózy. Z výše uvedeného je patrné, že snížení alkalizační teploty napomáhá tvorbě alkalické celulózy a inhibuje hydrolytickou reakci.

3. Vliv přísad na kvalitu hydroxypropylmethylcelulózy

V systému celulóza-KOH-voda je aditivum—sůl má velký vliv na tvorbu alkalické celulózy. Když je koncentrace roztoku KOH nižší než 13 %, adsorpce celulózy na alkálii není ovlivněna přidáním soli chloridu draselného. Když je koncentrace roztoku louhu vyšší než 13 %, po přidání chloridu draselného se zdánlivá adsorpce celulózy na alkálii Adsorpce zvyšuje s koncentrací chloridu draselného, ​​ale celková adsorpční kapacita klesá a adsorpce vody se velmi zvyšuje, takže přidání soli je obecně nepříznivé pro alkalizaci a bobtnání celulózy, ale sůl může inhibovat hydrolýzu a regulovat systém. Obsah volné vody tak zlepšuje účinek alkalizace a etherifikace.

4. Vliv výrobního procesu na kvalitu hydroxypropylmethylcelulózy

V současné době podniky na výrobu hydroxypropylmethylcelulózy v mé zemi většinou přijímají výrobní proces rozpouštědlové metody. Proces přípravy a etherifikace alkalické celulózy se provádí v inertním organickém rozpouštědle, takže surovina rafinovaná bavlna musí být rozmělněna, aby se získala větší povrchová plocha a reaktivita, aby se zajistila kvalita konečného produktu.

Přidejte práškovou celulózu, organické rozpouštědlo a alkalický roztok do reaktoru a použijte silné mechanické míchání při určité teplotě a čase, abyste získali alkalickou celulózu s rovnoměrnou alkalizací a menší degradací. Organická zřeďovací rozpouštědla (isopropanol, toluen atd.) mají určitou inertnost, díky které hydroxypropylmethylcelulóza vydává během procesu tvorby rovnoměrné teplo, což ukazuje postupné uvolňování, přičemž se snižuje hydrolytická reakce alkalické celulózy v opačném směru. kvalitní alkalická celulóza, obvykle koncentrace louhu v tomto spojení je až 50 %.

Po napuštění celulózy v louhu se získá plně nabobtnalá a rovnoměrně alkalizovaná alkalická celulóza. Louh osmoticky lépe nabobtná celulózu a položí dobrý základ pro následnou etherifikační reakci. Mezi typická ředidla patří především isopropanol, aceton, toluen atd. Hlavními faktory ovlivňujícími složení alkalické celulózy jsou rozpustnost louhu, typ ředidla a podmínky míchání. Při míchání se tvoří horní a spodní vrstva. Horní vrstva je složena z isopropanolu a vody a spodní vrstva je složena z alkálie a malého množství isopropanolu. Celulóza dispergovaná v systému je plně v kontaktu s horní a spodní vrstvou kapaliny za mechanického míchání. Alkálie v systému Vodní bilance se posouvá, dokud nevznikne celulóza.

Jako typický celulózový neiontový směsný ether je obsah hydroxypropylmethylcelulózových skupin na různých makromolekulárních řetězcích, to znamená, že distribuční poměr methylových a hydroxypropylových skupin je odlišný na C každé polohy glukózového kruhu. Má větší rozptyl a náhodnost, takže je obtížné zaručit stálost kvality produktu.