Undersøgelse om kvalitetskontrol af hydroxypropylmethylcellulose

I henhold til den nuværende situation for HPMC-produktion i mit land analyseres og undersøges faktorer, der påvirker kvaliteten af ​​hydroxypropylmethylcellulose, og på dette grundlag diskuteres og studeres, hvordan man kan forbedre kvalitetsniveauet for hydroxypropylmethylcellulose, for at komme i produktion.

Nøgleord:hydroxypropylmethylcellulose; kvalitet; kontrollere; forskning

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) er en ikke-ionisk vandopløselig celluloseblandingsether fremstillet af bomuld, træ og foretret med propylenoxid og methylchlorid efter alkalisk kvældning. Cellulose blandet ether er Det modificerede derivat af enkelt substituent ether har bedre unikke egenskaber end den originale monoether og kan spille ydeevnen af ​​celluloseether mere omfattende og perfekt. Blandt de mange blandede ethere er hydroxypropylmethylcellulose den vigtigste. Fremstillingsmetoden er at tilsætte propylenoxid til alkalisk cellulose. Industriel HPMC kan beskrives som et universelt produkt. Substitutionsgraden af ​​methylgruppen (DS-værdi) er 1,3 til 2,2, og den molære substitutionsgrad af hydroxypropyl er 0,1 til 0,8. Det kan ses fra ovenstående data, at indholdet og egenskaberne af methyl og hydroxypropyl i HPMC er forskellige, hvilket resulterer i slutproduktets viskositet og Forskellen i ensartethed fører til udsving i kvaliteten af ​​færdige produkter fra forskellige produktionsvirksomheder.

Hydroxypropylmethylcellulose producerer etherderivater gennem kemiske reaktioner, som har dybtgående ændringer i dets sammensætning, struktur og egenskaber, især opløseligheden af ​​cellulose, som kan varieres efter typen og mængden af ​​introducerede alkylgrupper. Anskaf etherderivater, der er opløselige i vand, fortyndet alkaliopløsning, polære opløsningsmidler (såsom ethanol, propanol) og upolære organiske opløsningsmidler (såsom benzen, ether), hvilket i høj grad udvider sorter og anvendelsesområde for cellulosederivater.

1. Effekt af hydroxypropylmethylcellulose alkaliseringsproces på kvalitet

Alkaliseringsprocessen er det første trin i reaktionstrinnet i HPMC-produktionen, og det er også et af de mest kritiske trin. Den iboende kvalitet af HPMC-produkter bestemmes i vid udstrækning af alkaliseringsprocessen, ikke etherificeringsprocessen, fordi alkaliseringseffekten direkte påvirker effekten af ​​etherificering.

Hydroxypropylmethylcellulose interagerer med alkalisk opløsning for at danne alkalicellulose, som er meget reaktiv. I etherificeringsreaktionen er etherificeringsmidlets hovedreaktion på kvældning, indtrængning og etherificering af cellulose og hastigheden af ​​sidereaktioner, ensartetheden af ​​reaktionen og det endelige produkts egenskaber alle relateret til dannelsen og sammensætningen af alkalicellulose, så alkalicelluloses struktur og kemiske egenskaber er vigtige forskningsobjekter i fremstillingen af ​​celluloseether.

2. Effekt af temperatur på kvaliteten af ​​hydroxypropylmethylcellulose

I en vis koncentration af KOH-vandopløsning stiger adsorptionsmængden og kvældningsgraden af ​​hydroxypropylmethylcellulose til alkali med faldet i reaktionstemperaturen. For eksempel varierer produktionen af ​​alkalicellulose med koncentrationen af ​​KOH: 15 %, 8 % ved 10°C og 4,2 % ved 5°C. Mekanismen bag denne tendens er, at dannelsen af ​​alkalicellulose er en eksoterm reaktionsproces. Efterhånden som temperaturen stiger, adsorptionen af ​​hydroxypropylmethylcellulose på alkali Mængden reduceres, men hydrolysereaktionen af ​​alkalicellulose øges kraftigt, hvilket ikke er befordrende for dannelsen af ​​alkalicellulose. Det kan ses af ovenstående, at sænkning af alkaliseringstemperaturen er befordrende for dannelsen af ​​alkalicellulose og hæmmer hydrolysereaktionen.

3. Effekten af ​​tilsætningsstoffer på kvaliteten af ​​hydroxypropylmethylcellulose

I cellulose-KOH-vand-systemet er tilsætningsstoffet—salt har stor indflydelse på dannelsen af ​​alkalicellulose. Når koncentrationen af ​​KOH-opløsning er lavere end 13%, påvirkes adsorptionen af ​​cellulose til alkali ikke af tilsætning af kaliumchloridsalt. Når koncentrationen af ​​ludopløsning er højere end 13 %, efter tilsætning af kaliumchlorid, vil den tilsyneladende adsorption af cellulose til alkali. tilsætning af salt er generelt ugunstigt for alkaliseringen og kvældningen af ​​cellulose, men salt kan hæmme hydrolyse og regulere systemet. Indholdet af frit vand forbedrer således effekten af ​​alkalisering og etherificering.

4. Produktionsprocessens indflydelse på kvaliteten af ​​hydroxypropylmethylcellulose

På nuværende tidspunkt anvender hydroxypropylmethylcelluloseproduktionsvirksomheder i mit land for det meste produktionsprocessen for opløsningsmiddelmetoden. Fremstillings- og etherificeringsprocessen af ​​alkalicellulose udføres alle i et inert organisk opløsningsmiddel, så råmaterialet raffineret bomuld skal pulveriseres for at opnå et større overfladeareal og reaktivitet for at sikre kvaliteten af ​​det færdige produkt.

Tilsæt den pulveriserede cellulose, det organiske opløsningsmiddel og alkaliopløsningen til reaktoren, og brug kraftig mekanisk omrøring ved en bestemt temperatur og tid for at opnå alkalicellulose med ensartet alkalisering og mindre nedbrydning. Organiske fortyndingsmidler (isopropanol, toluen osv.) har en vis inerthed, som gør, at hydroxypropylmethylcellulose afgiver ensartet varme under dannelsesprocessen, og viser et trinvist frigivelsesforløb, samtidig med at hydrolysereaktionen af ​​alkalicellulose reduceres i den modsatte retning. kvalitets alkalicellulose, normalt er koncentrationen af ​​lud, der anvendes i dette link, så høj som 50%.

Efter cellulose er gennemblødt i lud, opnås fuldt opsvulmet og jævnt alkaliseret alkalicellulose. Luden svulmer osmotisk cellulose bedre, hvilket lægger et godt grundlag for den efterfølgende etherificeringsreaktion. Typiske fortyndingsmidler omfatter hovedsageligt isopropanol, acetone, toluen osv. Ludens opløselighed, typen af ​​fortyndingsmiddel og omrøringsbetingelser er de vigtigste faktorer, der påvirker sammensætningen af ​​alkalicellulose. De øvre og nedre lag dannes ved blanding. Det øverste lag er sammensat af isopropanol og vand, og det nederste lag er sammensat af alkali og en lille mængde isopropanol. Den cellulose, der er dispergeret i systemet, er fuldstændig i kontakt med de øvre og nedre væskelag under mekanisk omrøring. Alkalien i systemet Vandbalancen skifter, indtil der dannes cellulose.

Som en typisk ikke-ionisk blandet celluloseether er indholdet af hydroxypropylmethylcellulosegrupper på forskellige makromolekylære kæder, det vil sige, at fordelingsforholdet mellem methyl- og hydroxypropylgrupper er forskelligt på C i hver glucosering-position. Det har større spredning og tilfældighed, hvilket gør det vanskeligt at garantere produktets kvalitetsstabilitet.