Kajian Pengendalian Mutu Hidroksipropil Metil Selulosa

Berdasarkan situasi produksi HPMC saat ini di negara saya, faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas hidroksipropil metilselulosa dianalisis, dan atas dasar ini, bagaimana meningkatkan tingkat kualitas hidroksipropil metilselulosa dibahas dan dipelajari, sehingga dapat diproduksi.

Kata kunci:hidroksipropil metilselulosa; kualitas; kontrol; riset

Hidroksipropil metilselulosa (HPMC) adalah eter campuran selulosa non-ionik yang larut dalam air yang terbuat dari kapas, kayu, dan dieterifikasi dengan propilen oksida dan metil klorida setelah pembengkakan alkali. Eter campuran selulosa merupakan turunan termodifikasi dari eter substituen tunggal yang memiliki sifat unik yang lebih baik dibandingkan monoeter asli, serta dapat memainkan kinerja selulosa eter secara lebih komprehensif dan sempurna. Di antara banyak eter campuran, hidroksipropil metilselulosa adalah yang paling penting. Metode pembuatannya adalah dengan menambahkan propilen oksida ke selulosa basa. HPMC Industri dapat dikatakan sebagai produk universal. Derajat substitusi gugus metil (nilai DS ) adalah 1,3 hingga 2,2, dan derajat substitusi molar hidroksipropil adalah 0,1 hingga 0,8. Terlihat dari data di atas bahwa kandungan dan sifat metil dan hidroksipropil dalam HPMC berbeda-beda, sehingga mengakibatkan viskositas produk akhir dan Perbedaan keseragaman menyebabkan fluktuasi kualitas produk jadi di berbagai perusahaan produksi.

Hidroksipropil metilselulosa menghasilkan turunan eter melalui reaksi kimia yang mengalami perubahan besar pada komposisi, struktur dan sifat, terutama kelarutan selulosa, yang dapat bervariasi sesuai dengan jenis dan jumlah gugus alkil yang dimasukkan. Dapatkan turunan eter yang larut dalam air, larutan alkali encer, pelarut polar (seperti etanol, propanol) dan pelarut organik non-polar (seperti benzena, eter), yang sangat memperluas varietas dan bidang aplikasi turunan selulosa.

1. Pengaruh proses alkalisasi hidroksipropil metilselulosa terhadap kualitas

Proses alkalisasi adalah langkah pertama dalam tahap reaksi produksi HPMC, dan juga merupakan salah satu langkah paling penting. Kualitas yang melekat pada produk HPMC sangat ditentukan oleh proses alkalisasi, bukan proses eterifikasi, karena efek alkalisasi berpengaruh langsung terhadap efek eterifikasi.

Hidroksipropil metilselulosa berinteraksi dengan larutan basa untuk membentuk selulosa alkali, yang sangat reaktif. Dalam reaksi eterifikasi, reaksi utama zat eterifikasi terhadap pembengkakan, penetrasi, dan eterifikasi selulosa dan Laju reaksi samping, keseragaman reaksi, dan sifat produk akhir semuanya berkaitan dengan pembentukan dan komposisi selulosa. selulosa alkali, sehingga struktur dan sifat kimia selulosa alkali merupakan objek penelitian penting dalam produksi selulosa eter.

2. Pengaruh suhu terhadap kualitas hidroksipropil metilselulosa

Dalam larutan berair KOH konsentrasi tertentu, jumlah adsorpsi dan derajat pengembangan hidroksipropil metilselulosa menjadi alkali meningkat seiring dengan penurunan suhu reaksi. Misalnya, keluaran selulosa alkali bervariasi menurut konsentrasi KOH: 15 %, 8% pada 10°C, dan 4,2% pada 5°C. Mekanisme kecenderungan ini adalah pembentukan selulosa alkali merupakan proses reaksi eksotermik. Dengan meningkatnya suhu, adsorpsi hidroksipropil metilselulosa pada alkali Jumlahnya berkurang, tetapi reaksi hidrolisis selulosa alkali meningkat pesat, yang tidak kondusif bagi pembentukan selulosa alkali. Dapat dilihat dari penjelasan di atas bahwa menurunkan suhu alkalisasi akan mendorong pembentukan selulosa alkali dan menghambat reaksi hidrolisis.

3. Pengaruh bahan aditif terhadap kualitas hidroksipropil metilselulosa

Dalam sistem selulosa-KOH-air, aditif—garam mempunyai pengaruh yang besar terhadap pembentukan selulosa alkali. Ketika konsentrasi larutan KOH lebih rendah dari 13%, adsorpsi selulosa ke alkali tidak dipengaruhi oleh penambahan garam kalium klorida. Ketika konsentrasi larutan alkali lebih tinggi dari 13%, setelah penambahan kalium klorida, adsorpsi selulosa menjadi alkali yang nyata. Adsorpsi meningkat seiring dengan konsentrasi kalium klorida, tetapi kapasitas adsorpsi total menurun, dan adsorpsi air meningkat pesat, sehingga penambahan garam umumnya tidak menguntungkan terhadap alkalisasi dan pembengkakan selulosa, tetapi garam dapat menghambat hidrolisis dan mengatur sistem Kandungan air bebas sehingga meningkatkan efek alkalisasi dan eterifikasi.

4. Pengaruh proses produksi terhadap kualitas hidroksipropil metilselulosa

Saat ini, perusahaan produksi hidroksipropil metilselulosa di negara saya sebagian besar mengadopsi proses produksi dengan metode pelarut. Proses preparasi dan eterifikasi selulosa alkali semuanya dilakukan dalam pelarut organik inert, sehingga bahan baku kapas halus perlu dihaluskan untuk mendapatkan luas permukaan dan reaktivitas yang lebih besar untuk menjamin kualitas produk jadi.

Tambahkan selulosa bubuk, pelarut organik, dan larutan alkali ke dalam reaktor, dan gunakan pengadukan mekanis yang kuat pada suhu dan waktu tertentu untuk mendapatkan selulosa alkali dengan alkalisasi yang seragam dan degradasi yang lebih sedikit. Pelarut pengenceran organik (isopropanol, toluena, dll.) memiliki kelembaman tertentu, yang membuat hidroksipropil metilselulosa mengeluarkan panas yang seragam selama proses pembentukan, menunjukkan kemajuan pelepasan bertahap, sekaligus mengurangi reaksi hidrolisis selulosa alkali dalam arah yang berlawanan Untuk mendapatkan tinggi- selulosa alkali berkualitas, biasanya konsentrasi alkali yang digunakan dalam tautan ini mencapai 50%.

Setelah selulosa direndam dalam alkali, diperoleh selulosa alkali yang membengkak sepenuhnya dan teralkalasi secara merata. Larutan alkali secara osmotik mengembangkan selulosa dengan lebih baik, meletakkan dasar yang baik untuk reaksi eterifikasi berikutnya. Pengencer tipikal terutama mencakup isopropanol, aseton, toluena, dll. Kelarutan alkali, jenis pengencer dan kondisi pengadukan merupakan faktor utama yang mempengaruhi komposisi selulosa alkali. Lapisan atas dan bawah terbentuk saat pencampuran. Lapisan atas terdiri dari isopropanol dan air, dan lapisan bawah terdiri dari alkali dan sedikit isopropanol. Selulosa yang tersebar dalam sistem bersentuhan sepenuhnya dengan lapisan cairan atas dan bawah melalui pengadukan mekanis. Alkali dalam sistem Keseimbangan air bergeser hingga selulosa terbentuk.

Sebagai eter campuran non-ionik selulosa yang khas, kandungan gugus hidroksipropil metilselulosa berada pada rantai makromolekul yang berbeda, yaitu rasio distribusi gugus metil dan hidroksipropil berbeda pada C setiap posisi cincin glukosa. Ini memiliki dispersi dan keacakan yang lebih besar, sehingga sulit untuk menjamin stabilitas kualitas produk.