Hydroxypropylmethylcellulose HPMC ist eine Art nichtionischer Cellulose-Mischether. Im Gegensatz zu ionischem Methylcarboxymethylcellulose-Mischether reagiert es nicht mit Schwermetallen. Aufgrund der unterschiedlichen Verhältnisse von Methoxylgehalt und Hydroxypropylgehalt in Hydroxypropylmethylcellulose und unterschiedlicher Viskositäten gibt es viele Sorten mit unterschiedlichen Eigenschaften, zum Beispiel hohem Methoxylgehalt und niedrigem Hydroxypropylgehalt. Seine Leistung kommt der von Methylcellulose nahe, während die Leistung von Der niedrige Methoxygehalt und der hohe Hydroxypropylgehalt ähneln denen von Hydroxypropylmethylcellulose. Obwohl jedoch in jeder Sorte nur eine geringe Menge an Hydroxypropylgruppen oder eine kleine Menge an Methoxylgruppen enthalten ist, sind die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln oder die Flockungstemperatur in wässriger Lösung sehr unterschiedlich.
1. Die Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose
①Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in Wasser Hydroxypropylmethylcellulose ist eigentlich eine Art Methylcellulose, die durch Propylenoxid (Methoxypropylen) modifiziert ist und daher immer noch die gleichen Eigenschaften wie Methylcellulose aufweist. Cellulose weist ähnliche Eigenschaften hinsichtlich der Löslichkeit in kaltem Wasser und der Unlöslichkeit in heißem Wasser auf. Aufgrund der modifizierten Hydroxypropylgruppe ist seine Gelierungstemperatur in heißem Wasser jedoch viel höher als die von Methylcellulose. Beispielsweise ist die Viskosität einer wässrigen Hydroxypropylmethylcelluloselösung mit einem Substitutionsgrad von 2 % Methoxygehalt DS = 0,73 und einem Hydroxypropylgehalt MS = 0,46 ein Produkt von 500 mPa·s bei 20 °C, und ihre Geltemperatur kann nahezu 100 °C erreichen C, während Methylcellulose bei gleicher Temperatur nur etwa 55°C hat. Auch die Auflösung in Wasser wurde deutlich verbessert. Beispielsweise ist pulverisierte Hydroxypropylmethylcellulose (ein Produkt mit einer Partikelgröße von 0,2 bis 0,5 mm und einer Viskosität einer 4 %igen wässrigen Lösung von 2 Pa?s bei 20 °C) bei Raumtemperatur erhältlich und ohne Kühlung leicht in Wasser löslich .
②Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in organischen Lösungsmitteln Die Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in organischen Lösungsmitteln ist ebenfalls besser als die von Methylcellulose. Für Produkte über 2,1 ist hochviskose Hydroxypropylmethylcellulose mit Hydroxypropyl MS = 1,5 bis 1,8 und Methoxy DS = 0,2 bis 1,0 mit einem Gesamtsubstitutionsgrad über 1,8 in wasserfreien Methanol- und Ethanollösungen mittellöslich und thermoplastisch und wasserlöslich . Es ist auch in chlorierten Kohlenwasserstoffen wie Methylenchlorid und Chloroform sowie in organischen Lösungsmitteln wie Aceton, Isopropanol und Diacetonalkohol löslich. Seine Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln ist besser als die Wasserlöslichkeit.
2. Faktoren, die die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose beeinflussen
Faktoren, die die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose beeinflussen Die Standardbestimmung der Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose ist die gleiche wie bei anderen Celluloseethern. Die Messung erfolgt bei 20 °C mit einer 2 %igen wässrigen Lösung als Standard. Die Viskosität desselben Produkts nimmt mit zunehmender Konzentration zu. Bei Produkten mit unterschiedlichem Molekulargewicht bei gleicher Konzentration weist das Produkt mit einem größeren Molekulargewicht eine höhere Viskosität auf. Sein Verhältnis zur Temperatur ähnelt dem von Methylcellulose. Wenn die Temperatur steigt, beginnt die Viskosität zu sinken, aber wenn eine bestimmte Temperatur erreicht wird, steigt die Viskosität plötzlich an und es kommt zur Gelierung. Die Geltemperatur niedrigviskoser Produkte ist höher. ist hoch. Sein Gelpunkt hängt nicht nur mit der Viskosität des Ethers zusammen, sondern auch mit dem Zusammensetzungsverhältnis von Methoxylgruppen und Hydroxypropylgruppen im Ether und der Größe des Gesamtsubstitutionsgrads. Es ist zu beachten, dass Hydroxypropylmethylcellulose ebenfalls pseudoplastisch ist und ihre Lösung bei Raumtemperatur stabil ist, ohne dass sich die Viskosität verschlechtert, mit Ausnahme der Möglichkeit eines enzymatischen Abbaus.
3. Hydroxypropylmethylcellulose ist säure- und alkalibeständig
Säure- und Alkalibeständigkeit von Hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcellulose ist im Allgemeinen stabil gegenüber Säuren und Laugen und wird im pH-Bereich von 2 bis 12 nicht beeinträchtigt. Es kann einer bestimmten Menge leichter Säure wie Ameisensäure, Essigsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure, Phosphorsäure, Borsäure usw. standhalten. Konzentrierte Säure hat jedoch die Wirkung, die Viskosität zu verringern. Laugen wie Natronlauge, Kalilauge und Kalkwasser haben keinen Einfluss darauf, können jedoch die Viskosität der Lösung leicht erhöhen und dann langsam verringern.
4. Die Mischbarkeit von Hydroxypropylmethylcellulose
Mischbarkeit von Hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcelluloselösung kann mit wasserlöslichen Polymerverbindungen gemischt werden, um eine gleichmäßige und transparente Lösung mit höherer Viskosität zu erhalten. Zu diesen Polymerverbindungen gehören Polyethylenglykol, Polyvinylacetat, Polysilikon, Polymethylvinylsiloxan, Hydroxyethylcellulose und Methylcellulose. Auch natürliche hochmolekulare Verbindungen wie Gummi arabicum, Johannisbrotkernmehl, Karaya-Gummi usw. sind mit ihrer Lösung gut verträglich. Hydroxypropylmethylcellulose kann auch mit Mannitolester oder Sorbitolester von Stearinsäure oder Palmitinsäure gemischt werden und kann auch mit Glycerin, Sorbitol und Mannitol gemischt werden, und diese Verbindungen können als Hydroxypropylmethylcellulose-Weichmacher für Cellulose verwendet werden.
5. Unlöslichkeit und Wasserlöslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose
Die unlöslichen wasserlöslichen Celluloseether der Hydroxypropylmethylcellulose können an der Oberfläche mit Aldehyden vernetzt werden, so dass diese wasserlöslichen Ether in der Lösung ausfallen und in Wasser unlöslich werden. Zu den Aldehyden, die Hydroxypropylmethylcellulose unlöslich machen, gehören Formaldehyd, Glyoxal, Bernsteinaldehyd, Adipaldehyd usw. Bei der Verwendung von Formaldehyd sollte besonderes Augenmerk auf den pH-Wert der Lösung gelegt werden, unter denen Glyoxal schneller reagiert, weshalb Glyoxal üblicherweise als Vernetzungsmittel verwendet wird Agent in der industriellen Produktion. Die Menge dieser Art von Vernetzungsmittel in der Lösung beträgt 0,2 % bis 10 % der Ethermasse, vorzugsweise 7 % bis 10 %, beispielsweise sind 3,3 % bis 6 % Glyoxal am besten geeignet. Die allgemeine Behandlungstemperatur beträgt 0 bis 30 °C und die Zeit 1 bis 120 Minuten. Die Vernetzungsreaktion muss unter sauren Bedingungen durchgeführt werden. Im Allgemeinen wird der Lösung zunächst eine anorganische starke Säure oder eine organische Carbonsäure zugesetzt, um den pH-Wert der Lösung auf etwa 2 bis 6, vorzugsweise zwischen 4 und 6, einzustellen, und dann werden Aldehyde hinzugefügt, um die Vernetzungsreaktion durchzuführen. Die verwendete Säure ist Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Hydroxyessigsäure, Bernsteinsäure oder Zitronensäure usw., wobei Ameisensäure oder Essigsäure empfehlenswert ist und Ameisensäure optimal ist. Die Säure und der Aldehyd können auch gleichzeitig zugegeben werden, damit die Lösung innerhalb des gewünschten pH-Bereichs eine Vernetzungsreaktion eingehen kann. Diese Reaktion wird häufig im Endbehandlungsprozess bei der Herstellung von Celluloseethern eingesetzt. Nachdem der Celluloseether unlöslich ist, kann er bequem mit Wasser bei 20–25 °C gewaschen und gereinigt werden. Wenn das Produkt verwendet wird, können der Produktlösung alkalische Substanzen zugesetzt werden, um den pH-Wert der Lösung alkalisch einzustellen, und das Produkt löst sich schnell in der Lösung auf. Dieses Verfahren ist auch auf die Behandlung des Films anwendbar, nachdem die Celluloseetherlösung zu einem Film verarbeitet wurde, um ihn zu einem unlöslichen Film zu machen.
6. Enzymresistenz von Hydroxypropylmethylcellulose
Die Enzymresistenz von Hydroxypropylmethylcellulose besteht theoretisch aus Cellulosederivaten, wie z. B. jeder Anhydroglucosegruppe. Wenn eine fest gebundene Substituentengruppe vorhanden ist, ist es nicht einfach, von Mikroorganismen infiziert zu werden, aber tatsächlich ist das fertige Produkt vorhanden wird auch durch Enzyme abgebaut, was bedeutet, dass der Substitutionsgrad jeder Gruppe in der Cellulosekette nicht gleichmäßig genug ist und Mikroorganismen an der unsubstituierten Anhydroglucosegruppe erodieren können, um Zucker zu bilden, der als Nährstoffe für die Aufnahme durch Mikroorganismen dient. Wenn daher der Grad der Veretherungssubstitution von Cellulose zunimmt, erhöht sich auch die Beständigkeit von Celluloseether gegenüber enzymatischer Erosion. Berichten zufolge beträgt die Restviskosität von Hydroxypropylmethylcellulose (DS=1,9) unter kontrollierten Bedingungen 13,2 %, die Restviskosität von Hydroxypropylmethylcellulose (DS=1,83) beträgt 7,3 %, von Methylcellulose (DS=1,66) beträgt 3,8 %. und Hydroxyethylcellulose beträgt 1,7 %. Es ist ersichtlich, dass Hydroxypropylmethylcellulose eine starke Anti-Enzym-Fähigkeit besitzt. Daher wird die hervorragende Enzymbeständigkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in Kombination mit ihren guten Dispergierbarkeits-, Verdickungs- und Filmbildungseigenschaften in Wasseremulsionsbeschichtungen usw. genutzt und erfordert im Allgemeinen keinen Zusatz von Konservierungsmitteln. Für eine längere Lagerung der Lösung oder eine mögliche Kontamination von außen können jedoch vorsorglich Konservierungsstoffe zugesetzt werden und die Auswahl entsprechend den endgültigen Anforderungen an die Lösung erfolgen. Phenylquecksilberacetat und Manganfluorsilikat sind wirksame Konservierungsmittel, weisen jedoch alle Toxizität auf. Bei der Operation muss darauf geachtet werden. Im Allgemeinen können der Lösung pro Liter der Dosierung 1–5 mg Phenylquecksilberacetat zugesetzt werden.
7. Leistung der Hydroxypropylmethylcellulosemembran
Die Leistung von Hydroxypropylmethylcellulose-Filmen Hydroxypropylmethylcellulose verfügt über hervorragende filmbildende Eigenschaften. Seine wässrige Lösung oder organische Lösungsmittellösung wird auf eine Glasplatte aufgetragen und wird nach dem Trocknen farblos und transparent. Und harter Film. Es weist eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit auf und bleibt auch bei hohen Temperaturen fest. Durch die Zugabe eines hygroskopischen Weichmachers kann dessen Dehnung und Flexibilität erhöht werden. Zur Verbesserung der Flexibilität sind Weichmacher wie Glycerin und Sorbit am besten geeignet. Im Allgemeinen beträgt die Lösungskonzentration 2 bis 3 % und die Weichmachermenge 10 bis 20 % Celluloseether. Wenn der Weichmachergehalt zu hoch ist, kommt es bei hoher Luftfeuchtigkeit zu einer kolloidalen Dehydratisierungsschrumpfung. Die Zugfestigkeit der Folie mit Weichmacherzusatz ist viel größer als die ohne Weichmacherzusatz und nimmt mit zunehmender Zusatzmenge zu. Auch die Hygroskopizität der Folie nimmt mit zunehmender Weichmachermenge zu.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.04.2023