Estudo sobre o Control de Calidade da Hidroxipropil Metil Celulosa

Segundo a situación actual da produción de HPMC no meu país, analízanse os factores que afectan á calidade da hidroxipropil metilcelulosa e, sobre esta base, se discute e estúdase como mellorar o nivel de calidade da hidroxipropil metilcelulosa para entrar en produción.

Palabras clave:hidroxipropil metilcelulosa; calidade; control; investigación

A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un éter mixto de celulosa soluble en auga non iónico feito de algodón, madeira e eterificado con óxido de propileno e cloruro de metilo despois do inchazo alcalino. O éter mesturado de celulosa é O derivado modificado do éter substituyente único ten mellores propiedades únicas que o monoéter orixinal e pode xogar o rendemento do éter de celulosa de forma máis completa e perfecta. Entre os moitos éteres mesturados, a hidroxipropilmetilcelulosa é o máis importante. O método de preparación é engadir óxido de propileno á celulosa alcalina. O HPMC industrial pódese describir como un produto universal. O grao de substitución do grupo metilo (valor DS) é de 1,3 a 2,2 e o grao de substitución molar de hidroxipropilo é de 0,1 a 0,8. Pódese ver a partir dos datos anteriores que o contido e as propiedades de metilo e hidroxipropilo en HPMC son diferentes, o que resulta na viscosidade do produto final e A diferenza de uniformidade leva a flutuacións na calidade dos produtos acabados de varias empresas de produción.

A hidroxipropilmetilcelulosa produce derivados de éter mediante reaccións químicas, que presentan cambios profundos na súa composición, estrutura e propiedades, especialmente na solubilidade da celulosa, que pode variar segundo o tipo e cantidade de grupos alquilo introducidos. Obter derivados de éter solubles en auga, solucións alcalinas diluídas, disolventes polares (como etanol, propanol) e disolventes orgánicos non polares (como benceno, éter), o que amplía moito as variedades e campos de aplicación dos derivados de celulosa.

1. Efecto do proceso de alcalinización da hidroxipropil metilcelulosa na calidade

O proceso de alcalinización é o primeiro paso na fase de reacción da produción de HPMC, e tamén é un dos pasos máis críticos. A calidade inherente dos produtos HPMC está determinada en gran medida polo proceso de alcalinización, non polo proceso de eterificación, porque o efecto de alcalinización afecta directamente ao efecto da eterificación.

A hidroxipropilmetilcelulosa interactúa coa solución alcalina para formar celulosa alcalina, que é altamente reactiva. Na reacción de eterificación, a principal reacción do axente de eterificación ao inchazo, penetración e eterificación da celulosa e a velocidade de reaccións secundarias, a uniformidade da reacción e as propiedades do produto final están todas relacionadas coa formación e composición de celulosa alcalina, polo que a estrutura e as propiedades químicas da celulosa alcalina son obxectos de investigación importantes na produción de éter de celulosa.

2. Efecto da temperatura na calidade da hidroxipropilmetilcelulosa

Nunha certa concentración de solución acuosa de KOH, a cantidade de adsorción e o grao de inchazo da hidroxipropilmetilcelulosa ao álcali aumentan coa diminución da temperatura de reacción. Por exemplo, a produción de celulosa alcalina varía coa concentración de KOH: 15 %, 8 % a 10°C, e 4,2% en 5°C. O mecanismo desta tendencia é que a formación de celulosa alcalina é un proceso de reacción exotérmica. A medida que aumenta a temperatura, a adsorción de hidroxipropil metilcelulosa sobre álcali Redúcese a cantidade, pero a reacción de hidrólise da celulosa alcalina aumenta moito, o que non é propicio para a formación de celulosa alcalina. Pódese ver polo anterior que a baixada da temperatura de alcalinización favorece a xeración de celulosa alcalina e inhibe a reacción de hidrólise.

3. O efecto dos aditivos sobre a calidade da hidroxipropilmetilcelulosa

No sistema celulosa-KOH-auga, o aditivo—o sal ten unha gran influencia na formación de celulosa alcalina. Cando a concentración de solución de KOH é inferior ao 13%, a adsorción de celulosa ao álcali non se ve afectada pola adición de sal de cloruro de potasio. Cando a concentración de solución de lejía é superior ao 13%, despois de engadir cloruro de potasio, a aparente adsorción de celulosa ao álcali A adsorción aumenta coa concentración de cloruro de potasio, pero a capacidade de adsorción total diminúe e a adsorción de auga aumenta moito, polo que a adición de sal é xeralmente desfavorable para a alcalinización e inchazo da celulosa, pero o sal pode inhibir a hidrólise e regular o sistema. O contido de auga libre mellora así o efecto de alcalinización e eterificación.

4. A influencia do proceso de produción na calidade da hidroxipropilmetilcelulosa

Actualmente, as empresas de produción de hidroxipropil metilcelulosa no meu país adoptan principalmente o proceso de produción do método disolvente. O proceso de preparación e eterificación da celulosa alcalina realízase nun disolvente orgánico inerte, polo que o algodón refinado da materia prima debe ser pulverizado para obter unha maior superficie e reactividade para garantir a calidade do produto acabado.

Engade a celulosa pulverizada, o disolvente orgánico e a solución alcalina ao reactor e usa unha potente axitación mecánica a unha determinada temperatura e tempo para obter celulosa alcalina cunha alcalinización uniforme e menos degradación. Os disolventes orgánicos de dilución (isopropanol, tolueno, etc.) teñen unha certa inercia, o que fai que a hidroxipropilmetilcelulosa emita calor uniforme durante o proceso de formación, mostrando un progreso de liberación gradual, mentres reduce a reacción de hidrólise da celulosa alcalina na dirección oposta. celulosa alcalina de calidade, normalmente a concentración de lejía usada nesta ligazón é tan alta como o 50%.

Despois de empapar a celulosa en lixivia, obtense celulosa alcalina totalmente inchada e uniformemente alcalina. A lejía incha osmóticamente mellor a celulosa, sentando unha boa base para a reacción de eterificación posterior. Os diluentes típicos inclúen principalmente isopropanol, acetona, tolueno, etc. A solubilidade da lejía, o tipo de diluente e as condicións de axitación son os principais factores que afectan a composición da celulosa alcalina. As capas superior e inferior fórmanse ao mesturar. A capa superior está composta de isopropanol e auga, e a inferior está composta de álcali e unha pequena cantidade de isopropanol. A celulosa dispersa no sistema está totalmente en contacto coas capas líquidas superior e inferior baixo axitación mecánica. O álcali no sistema O balance hídrico desprázase ata que se forma celulosa.

Como éter mixto non iónico típico de celulosa, o contido de grupos hidroxipropilmetilcelulosa está en diferentes cadeas macromoleculares, é dicir, a relación de distribución dos grupos metilo e hidroxipropilo é diferente no C de cada posición do anel de glicosa. Ten unha maior dispersión e aleatoriedade, polo que é difícil garantir a estabilidade da calidade do produto.