Étude sur le contrôle qualité de l'hydroxypropylméthylcellulose

Selon la situation actuelle de la production de HPMC dans mon pays, les facteurs qui affectent la qualité de l'hydroxypropylméthylcellulose sont analysés et, sur cette base, la manière d'améliorer le niveau de qualité de l'hydroxypropylméthylcellulose est discutée et étudiée, afin de passer à la production.

Mots clés :l'hydroxypropylméthylcellulose; qualité; contrôle; recherche

L'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est un éther mixte de cellulose hydrosoluble non ionique fabriqué à partir de coton, de bois et éthérifié avec de l'oxyde de propylène et du chlorure de méthyle après gonflement alcalin. L'éther mixte de cellulose est le dérivé modifié de l'éther à substituant unique qui a de meilleures propriétés uniques que le monoéther d'origine et peut jouer les performances de l'éther de cellulose de manière plus complète et parfaite. Parmi les nombreux éthers mixtes, l'hydroxypropylméthylcellulose est le plus important. La méthode de préparation consiste à ajouter de l'oxyde de propylène à de la cellulose alcaline. Le HPMC industriel peut être décrit comme un produit universel. Le degré de substitution du groupe méthyle (valeur DS) est de 1,3 à 2,2 et le degré de substitution molaire de l'hydroxypropyle est de 0,1 à 0,8. Il ressort des données ci-dessus que la teneur et les propriétés du méthyle et de l'hydroxypropyle dans le HPMC sont différentes, ce qui entraîne la viscosité du produit final et la différence d'uniformité entraîne des fluctuations de la qualité des produits finis de diverses entreprises de production.

L'hydroxypropylméthylcellulose produit des dérivés éthers par des réactions chimiques, qui entraînent de profonds changements dans sa composition, sa structure et ses propriétés, en particulier la solubilité de la cellulose, qui peut varier en fonction du type et de la quantité de groupes alkyles introduits. Obtenez des dérivés éther solubles dans l'eau, une solution alcaline diluée, des solvants polaires (tels que l'éthanol, le propanol) et des solvants organiques non polaires (tels que le benzène, l'éther), ce qui élargit considérablement les variétés et les domaines d'application des dérivés cellulosiques.

1. Effet du processus d'alcalinisation de l'hydroxypropylméthylcellulose sur la qualité

Le processus d'alcalinisation est la première étape de l'étape de réaction de la production de HPMC, et c'est également l'une des étapes les plus critiques. La qualité inhérente des produits HPMC est largement déterminée par le processus d'alcalinisation et non par le processus d'éthérification, car l'effet d'alcalinisation affecte directement l'effet d'éthérification.

L'hydroxypropylméthylcellulose interagit avec une solution alcaline pour former de la cellulose alcaline, très réactive. Dans la réaction d'éthérification, la réaction principale de l'agent d'éthérification au gonflement, à la pénétration et à l'éthérification de la cellulose et la vitesse des réactions secondaires, l'uniformité de la réaction et les propriétés du produit final sont toutes liées à la formation et à la composition de cellulose alcaline, de sorte que la structure et les propriétés chimiques de la cellulose alcaline sont des objets de recherche importants dans la production d'éther de cellulose.

2. Effet de la température sur la qualité de l'hydroxypropylméthylcellulose

Dans une certaine concentration de solution aqueuse de KOH, la quantité d'adsorption et le degré de gonflement de l'hydroxypropylméthylcellulose en alcali augmentent avec la diminution de la température de réaction. Par exemple, le rendement en alcali-cellulose varie avec la concentration en KOH : 15 %, 8 % à 10°C, et 4,2% à 5°C. Le mécanisme de cette tendance est que la formation d’alcali-cellulose est un processus de réaction exothermique. À mesure que la température augmente, l'adsorption de l'hydroxypropylméthylcellulose sur l'alcali est réduite, mais la réaction d'hydrolyse de l'alcali-cellulose est considérablement augmentée, ce qui n'est pas propice à la formation d'alcali-cellulose. Il ressort de ce qui précède que l’abaissement de la température d’alcalinisation favorise la génération de cellulose alcaline et inhibe la réaction d’hydrolyse.

3. L'effet des additifs sur la qualité de l'hydroxypropylméthylcellulose

Dans le système cellulose-KOH-eau, l'additif—le sel a une grande influence sur la formation de cellulose alcaline. Lorsque la concentration de la solution de KOH est inférieure à 13 %, l'adsorption de la cellulose sur l'alcali n'est pas affectée par l'ajout de sel de chlorure de potassium. Lorsque la concentration de la solution de lessive est supérieure à 13 %, après l'ajout de chlorure de potassium, l'adsorption apparente de la cellulose en alcali. L'adsorption augmente avec la concentration de chlorure de potassium, mais la capacité d'adsorption totale diminue et l'adsorption d'eau augmente considérablement, de sorte que la l'ajout de sel est généralement défavorable à l'alcalinisation et au gonflement de la cellulose, mais le sel peut inhiber l'hydrolyse et réguler le système. La teneur en eau libre améliore ainsi l'effet d'alcalinisation et d'éthérification.

4. L'influence du processus de production sur la qualité de l'hydroxypropylméthylcellulose

À l'heure actuelle, les entreprises de production d'hydroxypropylméthylcellulose de mon pays adoptent principalement le processus de production par méthode solvant. Le processus de préparation et d'éthérification de la cellulose alcaline est tous effectué dans un solvant organique inerte, de sorte que la matière première raffinée en coton doit être pulvérisée pour obtenir une plus grande surface et une plus grande réactivité afin de garantir la qualité du produit fini.

Ajoutez la cellulose pulvérisée, le solvant organique et la solution alcaline dans le réacteur et utilisez une agitation mécanique puissante à une certaine température et une certaine durée pour obtenir une cellulose alcaline avec une alcalinisation uniforme et moins de dégradation. Les solvants de dilution organiques (isopropanol, toluène, etc.) ont une certaine inertie, ce qui fait que l'hydroxypropylméthylcellulose émet une chaleur uniforme pendant le processus de formation, montrant une progression de libération progressive, tout en réduisant la réaction d'hydrolyse de la cellulose alcaline dans la direction opposée. Cellulose alcaline de qualité, généralement la concentration de lessive utilisée dans ce lien atteint 50 %.

Une fois la cellulose trempée dans la lessive, on obtient une cellulose alcaline entièrement gonflée et uniformément alcalinisée. La lessive gonfle mieux la cellulose de manière osmotique, jetant ainsi une bonne base pour la réaction d'éthérification ultérieure. Les diluants typiques comprennent principalement l'isopropanol, l'acétone, le toluène, etc. La solubilité de la lessive, le type de diluant et les conditions d'agitation sont les principaux facteurs affectant la composition de la cellulose alcaline. Les couches supérieure et inférieure se forment lors du mélange. La couche supérieure est composée d'isopropanol et d'eau, et la couche inférieure est composée d'alcali et d'une petite quantité d'isopropanol. La cellulose dispersée dans le système est entièrement en contact avec les couches liquides supérieure et inférieure sous agitation mécanique. L'alcali dans le système L'équilibre hydrique se déplace jusqu'à ce que la cellulose se forme.

En tant qu'éther mixte non ionique de cellulose typique, la teneur en groupes hydroxypropylméthylcellulose se situe sur différentes chaînes macromoléculaires, c'est-à-dire que le rapport de distribution des groupes méthyle et hydroxypropyle est différent sur le C de chaque position du cycle glucose. Il présente une plus grande dispersion et un plus grand caractère aléatoire, ce qui rend difficile la garantie de la stabilité de la qualité du produit.