هیدروکسی پروپیل متیل سلولز HPMC نوعی اتر مخلوط سلولزی غیریونی است. متفاوت از یونی متیل کربوکسی متیل سلولز اتر مخلوط، با فلزات سنگین واکنش نشان نمی دهد. با توجه به نسبت های مختلف محتوای متوکسیل و محتوای هیدروکسی پروپیل در هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و ویسکوزیته های مختلف، انواع زیادی با خواص مختلف وجود دارد، به عنوان مثال، محتوای متوکسیل بالا و محتوای هیدروکسی پروپیل کم، عملکرد آن نزدیک به متیل سلولز است، در حالی که عملکرد محتوای کم متوکسی و محتوای هیدروکسی پروپیل بالا نزدیک به هیدروکسی پروپیل متیل سلولز است. با این حال، در هر گونه، اگرچه فقط مقدار کمی از گروه هیدروکسی پروپیل یا مقدار کمی از گروه متوکسیل موجود است، حلالیت در حلال های آلی یا دمای لخته سازی در محلول آبی کاملاً متفاوت است.
1. حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
①حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در آب هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در واقع نوعی متیل سلولز است که توسط پروپیلن اکسید (متوکسی پروپیلن) اصلاح شده است، بنابراین هنوز هم همان خواص متیل سلولز را دارد. سلولز دارای ویژگی های مشابه حلالیت در آب سرد و نامحلول بودن در آب گرم است. با این حال، به دلیل تغییر گروه هیدروکسی پروپیل، دمای ژل شدن آن در آب گرم بسیار بالاتر از متیل سلولز است. به عنوان مثال، ویسکوزیته محلول آبی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با 2% درجه جایگزینی محتوای متوکسی DS=0.73 و محتوای هیدروکسی پروپیل MS=0.46 محصول 500 mpa?s در دمای 20 درجه سانتی گراد است و دمای ژل آن می تواند نزدیک به 100 درجه باشد. C، در حالی که متیل سلولز در همان دما فقط حدود 55 درجه سانتیگراد است. در مورد حل شدن آن در آب نیز بسیار بهبود یافته است. به عنوان مثال، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز پودر شده (محصولی با اندازه ذرات 0.2 تا 0.5 میلی متر و ویسکوزیته محلول آبی 4٪ 2pa?s در 20 درجه سانتی گراد را می توان در دمای اتاق خریداری کرد، به راحتی در آب بدون خنک شدن قابل حل است. .
②حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در حلال های آلی حلالیت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در حلال های آلی نیز بهتر از متیل سلولز است. برای محصولات بالاتر از 2.1،هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با ویسکوزیته بالاحاوی هیدروکسی پروپیل MS=1.5~1.8 و متوکسی DS=0.2~1.0، با درجه کل جایگزینی بالای 1.8، محلول در محلول های بی آب متانول و اتانول متوسط، و گرمانرم و محلول در آب است. همچنین در هیدروکربن های کلردار مانند متیلن کلرید و کلروفرم و حلال های آلی مانند استون، ایزوپروپانول و دی استون الکل محلول است. حلالیت آن در حلال های آلی بهتر از حلالیت در آب است.
2. عوامل موثر بر ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
عوامل موثر بر ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز تعیین ویسکوزیته استاندارد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مانند سایر اترهای سلولزی است. در دمای 20 درجه سانتی گراد با محلول آبی 2 درصد به عنوان استاندارد اندازه گیری می شود. ویسکوزیته همان محصول با افزایش غلظت افزایش می یابد. برای محصولات با وزن مولکولی متفاوت در غلظت یکسان، محصول با وزن مولکولی بزرگتر ویسکوزیته بالاتری دارد. رابطه آن با دما شبیه متیل سلولز است. هنگامی که دما افزایش می یابد، ویسکوزیته شروع به کاهش می کند، اما زمانی که به دمای مشخصی می رسد، ویسکوزیته ناگهان افزایش می یابد و ژل شدن رخ می دهد. دمای ژل محصولات با ویسکوزیته پایین بالاتر است. بالا است. نقطه ژل آن نه تنها به ویسکوزیته اتر مربوط می شود، بلکه به نسبت ترکیب گروه متوکسیل و گروه هیدروکسی پروپیل در اتر و اندازه درجه جانشینی کل مربوط می شود. لازم به ذکر است که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز نیز شبه پلاستیک است و محلول آن در دمای اتاق بدون هیچ گونه تخریب ویسکوزیته به جز امکان تجزیه آنزیمی پایدار است.
3. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در برابر اسید و قلیایی مقاوم است
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اسید و مقاومت قلیایی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به طور کلی در برابر اسیدها و قلیاها پایدار است و در محدوده pH 2 تا 12 تحت تأثیر قرار نمی گیرد. می تواند مقدار معینی از اسید سبک را تحمل کند، مانند اسید فرمیک، اسید استیک، اسید سیتریک، اسید سوکسینیک، اسید فسفریک، اسید بوریک و غیره. اما اسید غلیظ اثر کاهش ویسکوزیته دارد. مواد قلیایی مانند سود سوزآور، پتاس سوزآور و آب آهک هیچ تاثیری روی آن ندارند، اما می توانند کمی ویسکوزیته محلول را افزایش دهند و سپس به آرامی آن را کاهش دهند.
4. قابلیت امتزاج هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
قابلیت امتزاج هیدروکسی پروپیل متیل سلولز محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را می توان با ترکیبات پلیمری محلول در آب مخلوط کرد تا به محلولی یکنواخت و شفاف با ویسکوزیته بالاتر تبدیل شود. این ترکیبات پلیمری شامل پلی اتیلن گلیکول، پلی وینیل استات، پلی سیلیکون، پلی متیل وینیل سیلوکسان، هیدروکسی اتیل سلولز و متیل سلولز می باشد. ترکیبات طبیعی با مولکولی بالا مانند صمغ عربی، صمغ ملخ، صمغ کارایا و ... نیز سازگاری خوبی با محلول آن دارند. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز همچنین می تواند با مانیتول استر یا سوربیتول استر اسید استئاریک یا اسید پالمتیک مخلوط شود و همچنین می تواند با گلیسیرین، سوربیتول و مانیتول مخلوط شود و از این ترکیبات می توان به عنوان نرم کننده هیدروکسی پروپیل متیل سلولز برای سلولز استفاده کرد.
5. حل نشدن و حلالیت در آب هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
اترهای سلولز محلول در آب نامحلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را می توان با آلدئیدهای روی سطح پیوند داد، به طوری که این اترهای محلول در آب در محلول رسوب کرده و در آب نامحلول می شوند. آلدئیدهایی که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را نامحلول می کنند عبارتند از: فرمالدئید، گلیوکسال، سوکسینیک آلدهید، آدیپالدئید و غیره. هنگام استفاده از فرمالدئید باید به مقدار pH محلول توجه ویژه ای داشت که در این میان گلیوکسال سریعتر واکنش نشان می دهد، بنابراین معمولاً از گلیوکسال به عنوان پیوند متقاطع استفاده می شود. عامل در تولید صنعتی مقدار این نوع عامل اتصال عرضی در محلول 0.2٪ تا 10٪ جرم اتر است، ترجیحاً 7٪ تا 10٪، به عنوان مثال، 3.3٪ تا 6٪ گلیوکسال مناسب ترین است. دمای درمان کلی 0 ~ 30 ℃ و زمان 1 ~ 120 دقیقه است. واکنش اتصال عرضی باید در شرایط اسیدی انجام شود. به طور کلی، محلول ابتدا با اسید قوی معدنی یا اسید کربوکسیلیک آلی اضافه می شود تا pH محلول را در حدود 2 تا 6، ترجیحاً بین 4 تا 6 تنظیم کند، و سپس آلدئیدها را برای انجام واکنش اتصال متقابل اضافه می کنند. اسید مورد استفاده دارای اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، اسید فسفریک، اسید فرمیک، اسید استیک، اسید هیدروکسی استیک، اسید سوکسینیک یا اسید سیتریک و غیره است، که در آن با اسید فرمیک یا اسید استیک توصیه می شود، و اسید فرمیک بهینه است. همچنین می‌توان اسید و آلدهید را به طور همزمان اضافه کرد تا محلول در محدوده pH مورد نظر دچار واکنش اتصال متقابل شود. این واکنش اغلب در فرآیند تصفیه نهایی در فرآیند تهیه اترهای سلولزی استفاده می شود. پس از نامحلول شدن اتر سلولز، شستشو و تصفیه با آب در دمای 20 تا 25 درجه سانتیگراد راحت است. هنگامی که محصول در حال استفاده است، می توان مواد قلیایی را به محلول محصول اضافه کرد تا PH محلول را قلیایی تنظیم کند و محصول به سرعت در محلول حل شود. این روش همچنین برای درمان فیلم پس از تبدیل محلول اتر سلولز به یک فیلم برای تبدیل آن به یک فیلم نامحلول قابل استفاده است.
6. مقاومت آنزیمی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
مقاومت آنزیمی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز از نظر تئوری مشتقات سلولز است، مانند هر گروه انیدروگلوکز، اگر یک گروه جایگزین با پیوند محکم وجود داشته باشد، آلوده شدن توسط میکروارگانیسم ها آسان نیست، اما در واقع محصول نهایی زمانی که مقدار جایگزینی از 1 بیشتر شود، همچنین توسط آنزیم ها تجزیه می شود، به این معنی که درجه جایگزینی هر گروه در زنجیره سلولزی به اندازه کافی یکنواخت نیست و میکروارگانیسم ها می توانند بر روی گروه انیدروگلوکز جایگزین نشده فرسایش یافته و قند تشکیل دهند، به عنوان مواد مغذی برای جذب میکروارگانیسم ها. بنابراین در صورت افزایش درجه جایگزینی اتریفیکاسیون سلولز، مقاومت در برابر فرسایش آنزیمی اتر سلولز نیز افزایش می یابد. بر اساس گزارشات، تحت شرایط کنترل شده، نتایج هیدرولیز آنزیم ها، ویسکوزیته باقیمانده هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (DS=1.9) 13.2 درصد، متیل سلولز (DS=1.83) 7.3 درصد، متیل سلولز (DS=1.66) 3.8 درصد است. و هیدروکسی اتیل سلولز 1.7٪ است. مشاهده می شود که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز دارای توانایی ضد آنزیمی قوی است. بنابراین، مقاومت عالی آنزیمی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، همراه با خاصیت پراکندگی خوب، ضخیم شدن و تشکیل فیلم، در پوشش های امولسیونی آب و غیره استفاده می شود و به طور کلی نیازی به افزودن مواد نگهدارنده ندارد. با این حال، برای نگهداری طولانی مدت محلول یا آلودگی احتمالی از خارج، می توان به عنوان یک اقدام احتیاطی مواد نگهدارنده اضافه کرد و انتخاب را می توان با توجه به نیازهای نهایی محلول تعیین کرد. استات فنیل جیوه و فلوروسیلیکات منگنز نگهدارنده های موثری هستند، اما همه آنها دارای سمیت هستند، باید به عملیات توجه شود. به طور کلی، 1 تا 5 میلی گرم استات فنیل جیوه را می توان به ازای هر لیتر از دوز به محلول اضافه کرد.
7. عملکرد غشاء هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
عملکرد فیلم هیدروکسی پروپیل متیل سلولز هیدروکسی پروپیل متیل سلولز دارای خواص تشکیل فیلم عالی است. محلول آبی یا حلال آلی آن روی صفحه شیشه ای پوشانده می شود و پس از خشک شدن بی رنگ و شفاف می شود. و فیلم سخت مقاومت خوبی در برابر رطوبت دارد و در دماهای بالا جامد می ماند. اگر نرم کننده رطوبت گیر اضافه شود، ازدیاد طول و انعطاف پذیری آن را می توان افزایش داد. از نظر بهبود انعطاف پذیری، نرم کننده هایی مانند گلیسیرین و سوربیتول مناسب ترین هستند. به طور کلی، غلظت محلول 2٪ ~ 3٪ است، و مقدار نرم کننده 10٪ تا 20٪ اتر سلولز است. اگر محتوای نرم کننده بیش از حد زیاد باشد، انقباض کم آبی کلوئیدی در رطوبت بالا رخ می دهد. استحکام کششی فیلم اضافه شده با نرم کننده بسیار بزرگتر از آن بدون افزودن است و با افزایش مقدار اضافه شده افزایش می یابد و رطوبت لایه نیز با افزایش مقدار نرم کننده افزایش می یابد.
زمان ارسال: دسامبر-19-2022