Tanulmány a hidroxi-propil-metil-cellulóz minőség-ellenőrzéséről

Hazámban a HPMC gyártás jelenlegi helyzetének megfelelően elemzik azokat a tényezőket, amelyek befolyásolják a hidroxipropil-metil-cellulóz minőségét, és ennek alapján tárgyalják és tanulmányozzák a hidroxi-propil-metil-cellulóz minőségi szintjének javítását a termelésbe való bejutáshoz.

Kulcsszavak:hidroxi-propil-metil-cellulóz; minőség; ellenőrzés; kutatás

A hidroxi-propil-metil-cellulóz (HPMC) egy nem ionos, vízben oldódó cellulóz vegyes éter, amelyet pamutból, fából készítenek, és propilén-oxiddal és metil-kloriddal étereznek lúgos duzzadás után. A cellulóz kevert éter az Egyszubsztituens éter módosított származéka jobb egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, mint az eredeti monoéter, és átfogóbban és tökéletesebben tudja játszani a cellulóz-éter teljesítményét. A sok vegyes éter közül a hidroxi-propil-metil-cellulóz a legfontosabb. Az előállítás módja az, hogy propilén-oxidot adnak a lúgos cellulózhoz. Az ipari HPMC univerzális termékként írható le. A metilcsoport szubsztitúciós foka (DS-érték) 1,3-2,2, a hidroxi-propil-csoport szubsztitúciós foka 0,1-0,8. A fenti adatokból látható, hogy a HPMC-ben a metil és a hidroxipropil tartalma és tulajdonságai eltérőek, ami a végtermék viszkozitását és Az egyenletesség különbsége a különböző termelő vállalkozások késztermékeinek minőségi ingadozását okozza.

A hidroxi-propil-metil-cellulóz kémiai reakciók révén éterszármazékokat állít elő, amelyek összetételében, szerkezetében és tulajdonságaiban, különösen a cellulóz oldhatóságában mélyreható változásokon mennek keresztül, ami a bevitt alkilcsoportok típusától és mennyiségétől függően változtatható. Szerezzen be vízben, híg lúgos oldatban, poláros oldószerekben (például etanolban, propanolban) és nem poláros szerves oldószerekben (például benzolban, éterben) oldható éterszármazékokat, amelyek nagymértékben kibővítik a cellulózszármazékok fajtáit és felhasználási területeit.

1. A hidroxi-propil-metil-cellulóz lúgosítási eljárásának hatása a minőségre

A lúgosítási folyamat a HPMC gyártás reakciófázisának első lépése, és egyben az egyik legkritikusabb lépés. A HPMC termékek minőségét nagymértékben a lúgosítási folyamat határozza meg, nem az éterezési folyamat, mivel a lúgosító hatás közvetlenül befolyásolja az éterezés hatását.

A hidroxi-propil-metil-cellulóz lúgos oldattal kölcsönhatásba lép, így lúgos cellulózt képez, amely erősen reakcióképes. Az éterezési reakcióban az éterezőszer fő reakciója a cellulóz duzzadására, behatolására és éteresedésére, valamint a mellékreakciók sebessége, a reakció egyenletessége és a végtermék tulajdonságai mind összefüggésben állnak az éterképző szer képződésével és összetételével. alkáli cellulóz, így az alkálifém-cellulóz szerkezete és kémiai tulajdonságai fontos kutatási objektumok a cellulóz-éter előállításában.

2. A hőmérséklet hatása a hidroxi-propil-metil-cellulóz minőségére

Bizonyos koncentrációjú vizes KOH-oldatban a reakcióhőmérséklet csökkenésével nő a hidroxi-propil-metil-cellulóz adszorpciós mennyisége és duzzadási foka lúgossá. Például az alkálifém-cellulóz kibocsátása a KOH koncentrációjától függően változik: 15%, 10 °C-on 8%.°C és 4,2% 5 °C-on°C. Ennek az irányzatnak a mechanizmusa az, hogy az alkálifém-cellulóz képződése exoterm reakciófolyamat. A hőmérséklet emelkedésével a hidroxi-propil-metil-cellulóz adszorpciója lúcon A mennyiség csökken, de az alkálifém-cellulóz hidrolízisreakciója nagymértékben megnövekszik, ami nem kedvez az alkálifém-cellulóz képződésének. A fentiekből látható, hogy a lúgosítási hőmérséklet csökkentése elősegíti az alkáli cellulóz képződését és gátolja a hidrolízis reakcióját.

3. Adalékanyagok hatása a hidroxi-propil-metil-cellulóz minőségére

A cellulóz-KOH-víz rendszerben az adalék—a só nagy hatással van az alkálifém-cellulóz képződésére. Ha a KOH-oldat koncentrációja 13%-nál alacsonyabb, a cellulóz lúgokhoz való adszorpcióját nem befolyásolja a kálium-klorid só hozzáadása. Ha a lúgoldat koncentrációja meghaladja a 13%-ot, kálium-klorid hozzáadása után a cellulóz látszólagos adszorpciója lúghoz Az adszorpció a kálium-klorid koncentrációjával nő, de a teljes adszorpciós kapacitás csökken, a víz adszorpciója pedig nagymértékben megnő, így a A só hozzáadása általában nem kedvez a cellulóz lúgosításának és duzzadásának, de a só gátolja a hidrolízist és szabályozza a rendszert. A szabad víztartalom így javítja a lúgosítás és az éterezés hatását.

4. A gyártási folyamat hatása a hidroxipropil-metil-cellulóz minőségére

Hazámban jelenleg a hidroxi-propil-metil-cellulóz-gyártó vállalkozások többnyire az oldószeres eljárást alkalmazzák. Az alkálifém-cellulóz előállítása és éterezése mind inert szerves oldószerben történik, így a finomított pamut alapanyagot porrá kell porítani, hogy nagyobb felületet és reakcióképességet kapjunk a késztermék minőségének biztosítása érdekében.

Adja hozzá a porított cellulózt, szerves oldószert és lúgos oldatot a reaktorba, és erős mechanikus keverést alkalmazzon egy bizonyos hőmérsékleten és időben, hogy egyenletes lúgosságú és kevésbé lebomló alkáli cellulózt kapjon. A szerves hígító oldószerek (izopropanol, toluol stb.) bizonyos tehetetlenséggel rendelkeznek, aminek következtében a hidroxi-propil-metil-cellulóz egyenletes hőt bocsát ki a képződési folyamat során, lépésenkénti felszabadulást mutatva, miközben az alkálifém-cellulóz hidrolízis reakcióját az ellenkező irányba csökkenti. minőségi alkáli cellulóz, az ebben a linkben használt lúg koncentrációja általában eléri az 50%-ot.

A cellulóz lúgba áztatása után teljesen duzzadt és egyenletesen lúgosított alkáli cellulózt kapunk. A lúg ozmotikusan jobban megduzzasztja a cellulózt, jó alapot teremtve a későbbi éterezési reakcióhoz. A tipikus hígítószerek főleg az izopropanol, aceton, toluol stb. A lúg oldhatósága, a hígítószer típusa és a keverési körülmények a fő tényezők, amelyek befolyásolják az alkálifém-cellulóz összetételét. A felső és alsó réteg keveréskor keletkezik. A felső réteg izopropanolból és vízből, az alsó réteg lúgból és kis mennyiségű izopropanolból áll. A rendszerben diszpergált cellulóz mechanikus keverés közben teljes mértékben érintkezik a felső és alsó folyadékréteggel. A lúg a rendszerben A vízháztartás a cellulóz képződéséig eltolódik.

Tipikus cellulóz nemionos vegyes éterként a hidroxi-propil-metil-cellulóz-csoportok tartalma különböző makromolekuláris láncokon van, azaz a metil- és hidroxi-propil-csoportok eloszlási aránya az egyes glükózgyűrű-pozíciók C-jén eltérő. Nagyobb a szórása és a véletlenszerűsége, ami megnehezíti a termék minőségi stabilitásának garantálását.