ヒドロキシプロピルメチルセルロースHPMCは、非イオン性セルロース混合エーテルの一種です。イオン性メチルカルボキシメチルセルロース混合エーテルとは異なり、重金属と反応しません。ヒドロキシプロピルメチルセルロースのメトキシル含有量とヒドロキシプロピル含有量の比率の違いや粘度の違いにより、メトキシル含有量が高くヒドロキシプロピル含有量が低いなど、異なる性質を持った品種が多数あります。その性能はメチルセルロースに近いですが、ヒドロキシプロピルメチルセルロースの性能はメチルセルロースに近いです。メトキシ含有量は低く、ヒドロキシプロピル含有量はヒドロキシプロピルメチルセルロースに近い。しかし、それぞれの品種はヒドロキシプロピル基やメトキシル基を少量含んでいるだけで、有機溶媒への溶解度や水溶液での凝集温度が大きく異なります。
1. ヒドロキシプロピルメチルセルロースの溶解度
①ヒドロキシプロピルメチルセルロースの水への溶解度 ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、実はメチルセルロースの一種でプロピレンオキシド（メトキシプロピレン）で変性されたものなので、メチルセルロースと同じ性質を持っています。 セルロースは冷水に溶ける、熱水に溶けないという同様の性質を持っています。ただし、ヒドロキシプロピル基が修飾されているため、熱水中でのゲル化温度はメチルセルロースよりもはるかに高くなります。例えば、メトキシ含有置換度２％ＤＳ＝０．７３、ヒドロキシプロピル含有量ＭＳ＝０．４６のヒドロキシプロピルメチルセルロース水溶液の粘度は、２０℃で５００ｍＰａ・ｓの積となり、そのゲル温度は１００℃近くに達することがある。一方、メチルセルロースは同じ温度でも約 55℃しかありません。水への溶けやすさも大幅に向上しました。例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロースを粉砕したもの（粒径0.2～0.5mm、20℃における4％水溶液粘度が2pa・sの製品）は、室温で冷却しなくても水に容易に溶けます。 。
②ヒドロキシプロピルメチルセルロースの有機溶媒への溶解性 ヒドロキシプロピルメチルセルロースの有機溶媒への溶解性もメチルセルロースに比べて優れています。 2.1 以降の製品の場合、高粘度ヒドロキシプロピルメチルセルロースヒドロキシプロピル MS=1.5 ～ 1.8 およびメトキシ DS=0.2 ～ 1.0 を含み、合計置換度が 1.8 以上で、無水メタノールおよびエタノール溶液に可溶です。媒体、熱可塑性で水溶性です。塩化メチレンやクロロホルムなどの塩素化炭化水素や、アセトン、イソプロパノール、ジアセトンアルコールなどの有機溶媒にも可溶です。有機溶媒への溶解性は水への溶解性よりも優れています。
2. ヒドロキシプロピルメチルセルロースの粘度に影響を与える要因
ヒドロキシプロピルメチルセルロースの粘度に影響を与える要因 ヒドロキシプロピルメチルセルロースの標準粘度測定は、他のセルロースエーテルの粘度測定と同じです。 20℃、2%水溶液を標準として測定した値です。同じ製品でも濃度が増加すると粘度は増加します。同じ濃度で分子量が異なる製品の場合、分子量が大きい製品の粘度は高くなります。温度との関係はメチルセルロースの関係と似ています。温度が上がると粘度は下がり始めますが、ある温度に達すると急激に粘度が上昇してゲル化します。低粘度品のゲル温度は高くなります。高いです。ゲル化点はエーテルの粘度だけでなく、エーテル中のメトキシル基とヒドロキシプロピル基の組成比や総置換度の大小にも関係します。ヒドロキシプロピルメチルセルロースも擬似塑性であり、その溶液は酵素分解の可能性を除いて粘度の低下がなく室温で安定であることに注意する必要があります。
3. ヒドロキシプロピルメチルセルロースは酸やアルカリに強い
ヒドロキシプロピルメチルセルロース酸、耐アルカリ性 ヒドロキシプロピルメチルセルロースは一般に酸、アルカリに対して安定であり、pH2～12の範囲では影響を受けません。ギ酸、酢酸、クエン酸、コハク酸、リン酸、ホウ酸などのある程度の軽酸には耐えますが、濃酸には粘度を下げる効果があります。苛性ソーダ、苛性カリ、石灰水などのアルカリは影響を与えませんが、溶液の粘度をわずかに上昇させ、その後徐々に粘度を低下させる可能性があります。
4. ヒドロキシプロピルメチルセルロースの混和性
ヒドロキシプロピルメチルセルロースの混和性 ヒドロキシプロピルメチルセルロース溶液は、水溶性高分子化合物と混合すると、より粘度の高い均一で透明な溶液となります。これらの高分子化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリ酢酸ビニル、ポリシリコーン、ポリメチルビニルシロキサン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどが挙げられる。アラビアガム、ローカストビーンガム、カラヤガムなどの天然高分子化合物も溶液との相溶性が良好です。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、ステアリン酸またはパルミチン酸のマンニトールエステルまたはソルビトールエステルと混合することもでき、またグリセリン、ソルビトールおよびマンニトールと混合することもでき、これらの化合物はヒドロキシプロピルメチルセルロースセルロースの可塑剤として使用することができる。
5. ヒドロキシプロピルメチルセルロースの不溶化と水溶性
ヒドロキシプロピルメチルセルロースの不溶性の水溶性セルロースエーテルは、表面でアルデヒドと架橋することができるため、これらの水溶性エーテルは溶液中で沈殿し、水に不溶性になります。ヒドロキシプロピルメチルセルロースを不溶にするアルデヒドには、ホルムアルデヒド、グリオキサール、コハク酸アルデヒド、アジプアルデヒドなどが含まれます。ホルムアルデヒドを使用する場合、溶液のpH値に特別な注意を払う必要がありますが、その中でグリオキサールはより速く反応するため、グリオキサールは架橋剤として一般的に使用されます。工業生産の代理店。溶液中のこの種の架橋剤の量は、エーテルの質量の０．２％〜１０％、好ましくは７％〜１０％であり、例えばグリオキサールの３．３％〜６％が最適である。一般的な処理温度は0～30℃、時間は1～120分です。架橋反応は酸性条件下で行う必要があります。一般に、まず溶液に無機強酸または有機カルボン酸を加えて溶液のpHを約2〜6、好ましくは4〜6に調整し、次にアルデヒドを加えて架橋反応を実行する。使用する酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸、コハク酸、クエン酸等が挙げられるが、ギ酸または酢酸が好ましく、ギ酸が最適である。酸とアルデヒドを同時に添加して、溶液を所望のｐＨ範囲内で架橋反応させることもできる。この反応はセルロースエーテルの製造工程における最終処理工程でよく用いられます。セルロースエーテルが不溶になった後、20〜25℃の水で洗浄および精製するのが便利です。製品の使用時に、製品の溶液にアルカリ性物質を添加して溶液のpHをアルカリ性に調整すると、製品は溶液に速やかに溶解します。この方法は、セルロースエーテル溶液を製膜して不溶性フィルムとした後のフィルムの処理にも適用できる。
6. ヒドロキシプロピルメチルセルロースの酵素耐性
ヒドロキシプロピルメチルセルロースの酵素耐性は、理論上はセルロース誘導体、例えばアンヒドログルコースの各基が強固に結合した置換基があれば微生物に感染しにくいですが、実際には完成品の置換値が1を超えると耐性が低下します。また、酵素によっても分解されます。これは、セルロース鎖上の各基の置換度が十分に均一ではないことを意味し、微生物が非置換の無水グルコース基を侵食して、微生物が吸収する栄養素として糖を形成する可能性があります。したがって、セルロースのエーテル化置換度が増加すると、セルロースエーテルの酵素侵食に対する耐性も増加します。報告によると、制御された条件下での酵素の加水分解結果、ヒドロキシプロピルメチルセルロース (DS=1.9) の残留粘度は 13.2%、メチルセルロース (DS=1.83) は 7.3%、メチルセルロース (DS=1.66) は 3.8%、ヒドロキシエチルセルロースは1.7%です。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは強力な抗酵素能力を持っていることがわかります。したがって、ヒドロキシプロピルメチルセルロースの優れた酵素耐性と、その良好な分散性、増粘性、およびフィルム形成特性とを組み合わせて、水性エマルション塗料などに使用され、一般に防腐剤を添加する必要がありません。ただし、溶液の長期保存や外部からの汚染の可能性がある場合には、予防措置として防腐剤を添加することができ、溶液の最終要件に応じて選択を決定できます。酢酸フェニル水銀やケイフッ化マンガンは防腐剤として有効ですが、いずれも毒性があるため作業には注意が必要です。一般に、投与量1リットルあたり1〜5mgの酢酸フェニル水銀を溶液に添加できます。
7. ヒドロキシプロピルメチルセルロース膜の性能
ヒドロキシプロピルメチルセルロースフィルムの性能 ヒドロキシプロピルメチルセルロースは優れたフィルム形成特性を持っています。その水溶液または有機溶媒溶液をガラス板に塗布し、乾燥すると無色透明になります。そしてタフな映画。耐湿性に優れ、高温でも固体のままです。吸湿性可塑剤を添加すると伸びや柔軟性を高めることができます。柔軟性向上の観点からは、グリセリン、ソルビトール等の可塑剤が最適である。一般に、溶液濃度はセルロースエーテルの2%〜3%、可塑剤の量は10%〜20%です。可塑剤の含有量が多すぎると、高湿度下でコロイド状の脱水収縮が発生します。可塑剤を添加したフィルムは無添加に比べて引張強度が非常に大きく、添加量の増加とともに増加し、可塑剤量の増加に伴いフィルムの吸湿性も増加します。
投稿日時: 2022 年 12 月 19 日