Studija kontrole kvalitete hidroksipropil metil celuloze

U skladu s trenutnom situacijom proizvodnje HPMC-a u mojoj zemlji, analiziraju se čimbenici koji utječu na kvalitetu hidroksipropil metilceluloze i na temelju toga se raspravlja i proučava kako poboljšati razinu kvalitete hidroksipropil metilceluloze, kako bi se započela proizvodnja.

Ključne riječi:hidroksipropil metilceluloza; kvaliteta; kontrolirati; istraživanje

Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je neionski u vodi topljivi celulozni miješani eter napravljen od pamuka, drva i eterificiran propilen oksidom i metil kloridom nakon bubrenja u lužini. Mješoviti celulozni eter je modificirani derivat jednostrukog supstituentskog etera koji ima bolja jedinstvena svojstva od izvornog monoetera i može cjelovitije i savršenije igrati performanse celuloznog etera. Među mnogim miješanim eterima, hidroksipropil metilceluloza je najvažnija. Metoda pripreme je dodavanje propilen oksida u alkalnu celulozu. Industrijski HPMC može se opisati kao univerzalni proizvod. Stupanj supstitucije metilne skupine (DS vrijednost) je 1,3 do 2,2, a molarni stupanj supstitucije hidroksipropila je 0,1 do 0,8. Iz gornjih podataka može se vidjeti da su sadržaj i svojstva metila i hidroksipropila u HPMC različiti, što rezultira viskoznošću konačnog proizvoda i razlika u ujednačenosti dovodi do fluktuacija u kvaliteti gotovih proizvoda različitih proizvodnih poduzeća.

Hidroksipropil metilceluloza proizvodi eterske derivate kroz kemijske reakcije, koje imaju duboke promjene u njenom sastavu, strukturi i svojstvima, posebno topljivosti celuloze, koja može varirati prema vrsti i količini uvedenih alkilnih skupina. Nabavite eterske derivate topljive u vodi, razrijeđenoj otopini alkalija, polarnim otapalima (kao što su etanol, propanol) i nepolarnim organskim otapalima (kao što su benzen, eter), što uvelike proširuje raznolikosti i područja primjene derivata celuloze.

1. Utjecaj procesa alkalizacije hidroksipropil metilceluloze na kvalitetu

Proces alkalizacije prvi je korak u fazi reakcije proizvodnje HPMC-a, a također je i jedan od najkritičnijih koraka. Inherentna kvaliteta HPMC proizvoda uvelike je određena procesom alkalizacije, a ne procesom eterifikacije, jer učinak alkalizacije izravno utječe na učinak eterifikacije.

Hidroksipropil metilceluloza u interakciji s alkalnom otopinom stvara alkalnu celulozu, koja je vrlo reaktivna. U reakciji eterifikacije, glavna reakcija sredstva za eterifikaciju na bubrenje, prodiranje i eterifikaciju celuloze i Brzina sporednih reakcija, ujednačenost reakcije i svojstva konačnog proizvoda povezani su s formiranjem i sastavom alkalne celuloze, pa su struktura i kemijska svojstva alkalne celuloze važni predmeti istraživanja u proizvodnji celuloznog etera.

2. Utjecaj temperature na kvalitetu hidroksipropil metilceluloze

U određenoj koncentraciji vodene otopine KOH, količina adsorpcije i stupanj bubrenja hidroksipropil metilceluloze u lužinu povećavaju se s padom reakcijske temperature. Na primjer, proizvodnja alkalne celuloze varira s koncentracijom KOH: 15 %, 8 % na 10°C i 4,2% na 5°C. Mehanizam ovog trenda je da je stvaranje alkalne celuloze proces egzotermne reakcije. Kako temperatura raste, adsorpcija hidroksipropil metilceluloze na alkalnoj količini se smanjuje, ali se reakcija hidrolize alkalne celuloze uvelike povećava, što ne pogoduje stvaranju alkalne celuloze. Iz navedenog se može vidjeti da snižavanje temperature alkalizacije pogoduje stvaranju alkalne celuloze i inhibira reakciju hidrolize.

3. Utjecaj aditiva na kvalitetu hidroksipropil metilceluloze

U sustavu celuloza-KOH-voda aditiv—sol ima veliki utjecaj na stvaranje alkalne celuloze. Kada je koncentracija otopine KOH niža od 13%, dodatak soli kalijevog klorida ne utječe na adsorpciju celuloze na lužinu. Kada je koncentracija otopine lužine veća od 13%, nakon dodavanja kalijevog klorida, prividna adsorpcija celuloze na lužinu Adsorpcija raste s koncentracijom kalijevog klorida, ali ukupni adsorpcijski kapacitet opada, a adsorpcija vode jako raste, tako da Dodavanje soli općenito je nepovoljno za alkalizaciju i bubrenje celuloze, ali sol može inhibirati hidrolizu i regulirati sustav. Sadržaj slobodne vode stoga poboljšava učinak alkalizacije i eterifikacije.

4. Utjecaj proizvodnog procesa na kvalitetu hidroksipropil metilceluloze

Trenutačno, poduzeća za proizvodnju hidroksipropil metilceluloze u mojoj zemlji uglavnom usvajaju proizvodni proces metode otapala. Priprema i proces eterifikacije alkalne celuloze provode se u inertnom organskom otapalu, tako da se sirovina, rafinirani pamuk, mora usitniti u prah kako bi se dobila veća površina i reaktivnost kako bi se osigurala kvaliteta gotovog proizvoda.

Dodajte celulozu u prahu, organsko otapalo i otopinu alkalije u reaktor i upotrijebite snažno mehaničko miješanje na određenoj temperaturi i vremenu kako biste dobili alkalnu celulozu s ravnomjernom alkalizacijom i manjom razgradnjom. Organska otapala za razrjeđivanje (izopropanol, toluen, itd.) imaju određenu inertnost, zbog čega hidroksipropil metilceluloza emitira ravnomjernu toplinu tijekom procesa formiranja, pokazujući postupno otpuštanje, dok se reakcija hidrolize alkalne celuloze smanjuje u suprotnom smjeru kako bi se dobila visoka kvalitetne alkalne celuloze, obično je koncentracija lužine koja se koristi u ovoj vezi čak 50%.

Nakon namakanja celuloze u lužinu, dobiva se potpuno nabubrena i ravnomjerno alkalizirana alkalna celuloza. Lužina osmotski bolje bubri celulozu, postavljajući dobre temelje za naknadnu reakciju eterifikacije. Tipični razrjeđivači uglavnom uključuju izopropanol, aceton, toluen, itd. Topivost lužine, vrsta razrjeđivača i uvjeti miješanja glavni su čimbenici koji utječu na sastav alkalne celuloze. Miješanjem nastaju gornji i donji sloj. Gornji sloj se sastoji od izopropanola i vode, a donji sloj se sastoji od lužine i male količine izopropanola. Celuloza raspršena u sustavu u potpunosti je u kontaktu s gornjim i donjim tekućim slojevima pri mehaničkom miješanju. Alkalije u sustavu Ravnoteža vode se pomiče dok se ne formira celuloza.

Kao tipični celulozni neionski miješani eter, sadržaj hidroksipropil metilceluloznih skupina nalazi se na različitim makromolekularnim lancima, to jest, omjer distribucije metilnih i hidroksipropilnih skupina različit je na C svake pozicije glukoznog prstena. Ima veću disperziju i slučajnost, što otežava jamčenje stabilnosti kvalitete proizvoda.