Hydroxypropyl methylcellulose HPMC הוא סוג של אתר מעורב תאית לא יונית. שונה מאתר מעורב מתיל קרבוקסימטיל תאית יונית, הוא אינו מגיב עם מתכות כבדות. בשל היחסים השונים של תכולת מתוקסיל ותכולת הידרוקסיפרופיל בהידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז וצמיגות שונות, ישנם זנים רבים בעלי תכונות שונות, למשל, תכולת מתוקסיל גבוהה ותכולת הידרוקסיפרופיל נמוכה הביצועים שלו קרובים לאלו של מתיל תאית, בעוד הביצועים של תכולת מתוקסי נמוכה ותכולת הידרוקסיפרופיל גבוהה קרובה לזה של תאית מתיל הידרוקסיפרופיל. עם זאת, בכל זן, למרות שמכילה רק כמות קטנה של קבוצת הידרוקסיפרופיל או כמות קטנה של קבוצת מתוקסיל, המסיסות בממיסים אורגניים או טמפרטורת הצקיפה בתמיסה מימית שונה בתכלית.
1. המסיסות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה
① מסיסות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה במים הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה היא למעשה סוג של מתילצלולוזה ששונתה על ידי תחמוצת פרופילן (מתוקסיפרופילן), כך שעדיין יש לה את אותן תכונות כמו מתיל תאית לתאית יש מאפיינים דומים של מסיסות מים קרים וחוסר מסיסות במים חמים. עם זאת, בשל קבוצת ההידרוקסיפרופיל המותאמת, טמפרטורת הג'ל שלה במים חמים גבוהה בהרבה מזו של מתיל תאית. לדוגמה, הצמיגות של תמיסה מימית הידרוקסיפרופיל מתיל-צלולוזה עם דרגת החלפת תכולת מתוקסי של 2% DS=0.73 ותכולת הידרוקסיפרופיל MS=0.46 היא תוצר של 500 mpa?s ב-20°C, וטמפרטורת הג'ל שלה היא יכולה להגיע קרוב ל-100° C, בעוד מתיל תאית באותה טמפרטורה היא רק כ-55 מעלות צלזיוס. באשר להמסתו במים, הוא גם שופר מאוד. לדוגמה, מתיל-צלולוזה הידרוקסיפרופיל המפורק (מוצר עם גודל חלקיקים של 0.2~0.5 מ"מ וצמיגות תמיסה מימית של 4% של 2pa?s ב-20°C ניתן לרכוש בטמפרטורת החדר, הוא מסיס בקלות במים ללא קירור .
② מסיסות של הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז בממיסים אורגניים המסיסות של מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיל בממיסים אורגניים טובה גם מזו של מתילצלולוזה. עבור מוצרים מעל 2.1,הידרוקסיפרופיל מתיל צלול בעל צמיגות גבוהההמכיל hydroxypropyl MS=1.5~1.8 ומתוקסי DS=0.2~1.0, עם דרגת החלפה כוללת מעל 1.8, מסיס בתמיסות מתנול ואתנול נטול מים בינוני, ותרמופלסטי ומסיס במים. הוא גם מסיס בפחמימנים עם כלור כמו מתילן כלוריד וכלורופורם, וממיסים אורגניים כמו אצטון, איזופרפנול ואלכוהול דיאצטון. מסיסותו בממיסים אורגניים טובה יותר ממסיסות במים.
2. גורמים המשפיעים על הצמיגות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה
גורמים המשפיעים על הצמיגות של תאית הידרוקסיפרופיל מתיל קביעת הצמיגות הסטנדרטית של תאית מתיל הידרוקסיפרופיל זהה לזו של אתרים תאית אחרים. הוא נמדד ב-20 מעלות צלזיוס עם תמיסה מימית של 2% כסטנדרט. הצמיגות של אותו מוצר עולה עם עליית הריכוז. למוצרים בעלי משקל מולקולרי שונה באותו ריכוז, למוצר בעל משקל מולקולרי גדול יותר יש צמיגות גבוהה יותר. הקשר שלו עם הטמפרטורה דומה לזה של מתיל תאית. כאשר הטמפרטורה עולה, הצמיגות מתחילה לרדת, אך כאשר היא מגיעה לטמפרטורה מסוימת, הצמיגות עולה לפתע ומתרחשת ג'ל. טמפרטורת הג'ל של מוצרים בעלי צמיגות נמוכה גבוהה יותר. הוא גבוה. נקודת הג'ל שלו אינה קשורה רק לצמיגות האתר, אלא גם קשורה ליחס ההרכב של קבוצת מתוקסיל וקבוצת הידרוקסיפרופיל באתר ולגודל דרגת ההחלפה הכוללת. יש לציין שגם הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז הוא פסאודו-פלסטי, והתמיסה שלו יציבה בטמפרטורת החדר ללא כל פירוק בצמיגות למעט אפשרות של פירוק אנזימטי.
3. מתילצלולוזה הידרוקסיפרופיל עמיד בפני חומצה ואלקלי
Hydroxypropyl methylcellulose עמידות לחומצה ולאלקליות Hydroxypropyl methylcellulose היא בדרך כלל יציבה לחומצות ולאלקליות, ואינה מושפעת בטווח של pH 2~12. זה יכול לעמוד בכמות מסוימת של חומצה קלה, כגון חומצה פורמית, חומצה אצטית, חומצת לימון, חומצה סוקסינית, חומצה זרחתית, חומצה בורית וכו '. אבל לחומצה מרוכזת יש השפעה של הפחתת צמיגות. לאלקלים כגון סודה קאוסטית, אשלג קאוסטית ומי ליים אין השפעה עליו, אך הם יכולים להגביר מעט את צמיגות התמיסה, ולאחר מכן להפחית אותה לאט.
4. התערובת של מתיל-צלולוזה של הידרוקסיפרופיל
ניתן לערבב תמיסת הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה Hydroxypropyl methylcellulose עם תרכובות פולימר מסיסות במים כדי להפוך לתמיסה אחידה ושקופה עם צמיגות גבוהה יותר. תרכובות פולימריות אלו כוללות פוליאתילן גליקול, פוליוויניל אצטט, פוליסיליקון, פולימתיל-וינילסילוקסן, תאית הידרוקסיאתיל ומתיל תאית. תרכובות טבעיות מולקולריות גבוהות כמו מסטיק ערבי, מסטיק שעועית ארבה, מסטיק קראיה וכו' גם הן בעלות התאמה טובה לתמיסה שלה. ניתן לערבב הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה גם עם מניטול אסטר או אסטר סורביטול של חומצה סטארית או חומצה פלמיטית, וכן ניתן לערבב עם גליצרין, סורביטול ומניטול, ותרכובות אלו יכולות לשמש כ-Hydroxypropyl methylcellulose Plasticizer עבור תאית.
5. אי מסיסות ומסיסות במים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה
ניתן להצליב את אתרי התאית המסיסים במים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה עם אלדהידים על פני השטח, כך שאתרים המסיסים במים הללו משקעים בתמיסה והופכים בלתי מסיסים במים. האלדהידים שהופכים את הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז לבלתי מסיס כוללים פורמלדהיד, גליוקסל, אלדהיד סוקסיני, אדיפלדהיד וכו'. בעת שימוש בפורמלדהיד, יש לשים לב במיוחד לערך ה-pH של התמיסה, שביניהם גליוקסל מגיב מהר יותר, ולכן גליוקסל משמש בדרך כלל כצולב. סוכן בייצור תעשייתי. הכמות של סוג זה של חומר צולב בתמיסה היא 0.2%~10% ממסת האתר, רצוי 7%~10%, לדוגמה, 3.3%~6% גליוקסל הוא המתאים ביותר. טמפרטורת הטיפול הכללית היא 0 ~ 30 ℃, והזמן הוא 1 ~ 120 דקות. תגובת ההצלבה צריכה להתבצע בתנאים חומציים. בדרך כלל, לתמיסה מוסיפים תחילה חומצה חזקה אנאורגנית או חומצה קרבוקסילית אורגנית כדי להתאים את ה-pH של התמיסה לכ-2~6, רצוי בין 4~6, ולאחר מכן מוסיפים אלדהידים כדי לבצע את תגובת ההצלבה. בחומצה המשומשת יש חומצה הידרוכלורית, חומצה גופרתית, חומצה זרחתית, חומצה פורמית, חומצה אצטית, חומצה הידרוקסית אצטית, חומצה סוקסינית או חומצת לימון וכו', שבהן עם חומצה פורמית או חומצה אצטית רצוי, וחומצה פורמית היא אופטימלית. ניתן להוסיף את החומצה והאלדהיד בו-זמנית כדי לאפשר לתמיסה לעבור תגובה צולבת בטווח ה-pH הרצוי. לעתים קרובות נעשה שימוש בתגובה זו בתהליך הטיפול הסופי בתהליך ההכנה של אתרי תאית. לאחר שהאתר התאית אינו מסיס, נוח לשטוף ולטהר במים בטמפרטורה של 20 ~ 25 מעלות צלזיוס. כאשר המוצר נמצא בשימוש, ניתן להוסיף חומרים אלקליים לתמיסת המוצר כדי להתאים את ה-pH של התמיסה להיות בסיסי, והמוצר יתמוסס בתמיסה במהירות. שיטה זו ישימה גם לטיפול בסרט לאחר הפיכת תמיסת אתר התאית לסרט כדי להפוך אותו לסרט בלתי מסיס.
6. עמידות לאנזימים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה
עמידות האנזים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה היא תיאורטית נגזרות תאית, כמו כל קבוצת אנהידרוגלוקוז, אם יש קבוצת תחליפים קשורה היטב, לא קל להידבק במיקרואורגניזמים, אבל למעשה המוצר המוגמר כאשר ערך ההחלפה עולה על 1, זה יפורק גם על ידי אנזימים, מה שאומר שמידת ההחלפה של כל קבוצה בשרשרת התאית אינה אחידה מספיק, ומיקרואורגניזמים יכולים להישחק על קבוצת האנהידרוגלוקוז הבלתי מוחלפת כדי ליצור סוכרים, כחומרי הזנה לספיגה של מיקרואורגניזמים. לכן, אם מידת ההחלפה של תאית תגדל, תגדל גם העמידות בפני שחיקה אנזימטית של אתר תאית. על פי דיווחים, בתנאים מבוקרים, תוצאות ההידרוליזה של האנזימים, הצמיגות השיורית של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה (DS=1.9) היא 13.2%, מתילצלולוזה (DS=1.83) היא 7.3%, מתילצלולוזה (DS=1.66) היא 3.8%, ותאית הידרוקסיאתיל היא 1.7%. ניתן לראות שלהידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה יש יכולת אנטי-אנזים חזקה. לכן, עמידות האנזים המצוינת של מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיל, בשילוב עם תכונות הפיזור הטובות שלו, העיבוי ויצירת הסרט, משמשת בציפויים אמולסיית מים וכו', ובדרך כלל אין צורך בהוספת חומרים משמרים. עם זאת, לאחסון ארוך טווח של התמיסה או זיהום אפשרי מבחוץ, ניתן להוסיף חומרים משמרים כאמצעי זהירות, ולקבוע את הבחירה בהתאם לדרישות הסופיות של התמיסה. פניל כספית אצטט ומנגן פלואורסיליקט הם חומרים משמרים יעילים, אך לכולם יש רעילות, יש לשים לב לפעולה. בדרך כלל, ניתן להוסיף לתמיסה 1 ~ 5 מ"ג של פניל כספית אצטט לליטר של המינון.
7. ביצועים של קרום מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיל
הביצועים של סרט הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה יש תכונות מצוינות ליצירת סרט. התמיסה המימית או הממס האורגני שלו מצופה על צלחת זכוכית, והיא הופכת חסרת צבע ושקופה לאחר הייבוש. וסרט קשוח. יש לו עמידות טובה ללחות והוא נשאר מוצק בטמפרטורות גבוהות. אם מוסיפים פלסטין היגרוסקופי, ניתן לשפר את ההתארכות והגמישות שלו. מבחינת שיפור הגמישות, חומרי פלסטיק כמו גליצרין וסורביטול הם המתאימים ביותר. בדרך כלל, ריכוז התמיסה הוא 2%~3%, וכמות הפלסטיקה היא 10%~20% מאתר תאית. אם תכולת הפלסטיקה גבוהה מדי, תתרחש התכווצות התייבשות קולואידית בלחות גבוהה. חוזק המתיחה של הסרט המוסף עם פלטה גדול בהרבה מזה ללא תוספת, ועולה עם עליית הכמות הנוספת, וגם ההיגרוסקופיות של הסרט עולה עם העלייה בכמות הפלטה.
זמן פרסום: 19 בדצמבר 2022