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あり、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量とヒドロキシプロピル含量の比率の違いや粘度の違いにより、メトキシル含量が高くヒドロキシプロピル含量が低いなど、性質の異なる品種が存在しており、その性能はメチルセルロースに近く、メトキシル含量が低く、ヒドロキシプロピル含量が高い品種であり、その性能はヒドロキシプロピルメチルセルロースに近いです。しかし、品種によってはヒドロキシプロピル基やメトキシ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をプロピレンオキサイド（メチルオキシプロピレン）で修飾したものなので、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、冷水溶解性と熱水不溶性が類似しています。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、２％のメトキシル含有量ＤＳ＝０．７３およびヒドロキシプロピル含有量ＭＳ＝０．４６を有するヒドロキシプロピルメチルセルロースの水溶液の粘度は、２０℃で５００ｍＰａ・ｓである。ゲル温度は 100°C 近くに達することがありますが、同じ温度でのメチルセルロースの温度はわずか約 55°C です。水への溶解性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（２０℃で０．２〜０．５ｍｍの粒状、４％水溶液の粘度が２ｐａ・ｓまで）は、室温で冷却しなくても容易に水に溶けて使用できる。
②ヒドロキシプロピルメチルセルロースの有機溶剤への溶解性 ヒドロキシプロピルメチルセルロースの有機溶剤への溶解性もメチルセルロースより優れており、メチルセルロースのメトキシル置換度は2.1以上の製品が必要であり、ヒドロキシプロピルメチルセルロースを含有する高粘度のヒドロキシプロピルメチルセルロースが使用されます。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、および総置換度 1.8 以上は、無水メタノールおよびエタノール溶液媒体、熱可塑性、水溶性に可溶です。また、ジクロロメタ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溶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する要因 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 エーテルと同様、20℃の 2% 水溶液に基づいています。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ほど粘度が高くなります。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とヒドロキシプロピルの組成比や総置換度にも関係します。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酸および耐アルカリ性
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。ある程度の軽酸には耐えられます。ギ酸、酢酸、クエン酸、コハク酸、リン酸、ホウ酸など。ただし、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、溶液の粘度がわずかに上昇する可能性があり、その後ゆっくりと低下する現象が起こります。
4. ヒドロキシプロピルメチルセルロースの混合性
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、ポリシロキサン、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、カラヤガム等の天然高分子化合物も、その溶液との混合性が良好である。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またはソルビトールエステルと混合することもでき、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る。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として使用できる。セルロース系可塑剤。
5. ヒドロキシプロピルメチルセルロースの不溶性と水溶性
ヒドロキシプロピルメチルセルロースの不溶化した水溶性セルロースエーテルはアルデヒドで表面架橋することができ、これらの水溶性エーテルは溶液中で沈殿して水に不溶になります。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、スクシンアルデヒド、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値に特に注意を払う必要があり、その中でグリオキサールはより速く反応します。したがって、グリオキサールは工業生産において架橋剤として一般的に使用されています。溶液中のこのタイプの架橋剤の投与量は、エーテル質量の0.2%〜10%、好ましくは7%〜10%であり、グリオキサールの場合は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、無機強酸または有機カルボン酸を溶液に添加して溶液のpHを約2〜6、好ましくは4〜6に調整し、次いでアルデヒドを添加して架橋反応を実行する。 。使用される酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸、コハク酸、クエン酸などが挙げられ、中でもギ酸または酢酸が適しており、ギ酸が最も最適である。酸とアルデヒドを同時に添加して、溶液を所望のpH範囲で架橋させることもできます。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を不溶化した後、20～25℃の水で洗浄精製するのが便利です。製品を使用する際、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フィルム状に加工し、不溶性フィルムとする場合にも適用できる。
6. ヒドロキシプロピルメチルセルロースは酵素に対して耐性があります
ヒドロキシプロピルメチルセルロースは酵素に対して耐性があります。理論上、セルロース誘導体は、各アンヒドログルコース基などの置換基が強固に結合しているため、微生物に感染しにくいのですが、実際には完成品の置換価が1を超えると、酵素によっても分解されてしまい、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く、微生物が未置換のアンヒドログルコース基の近くを侵食して糖を形成する可能性があることを意味します。微生物の栄養として吸収されます。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向上する。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％であると報告されている。ヒドロキシプロピルメチルセルロースの抗酵素能力が強いことがわかります。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、水エマルション塗料などに一般に使用され、一般に防腐剤の添加を必要としません。ただし、溶液の長期保存や外界の汚染の可能性がある場合には、予防策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。酢酸フェニル水銀とケイフッ化マンガンは防腐剤として効果的ですが、いずれも毒性があり、作業には注意が必要で、通常、酢酸フェニル水銀の使用量は溶液1リットル当たり1～5mgです。
7. ヒドロキシプロピルメチルセルロースフィルムの特性
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製膜性に優れており、その水溶液または有機溶媒溶液をガラス板上に塗布すると、乾燥後は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。たとえば、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。柔軟性を向上させるには、グリセリンやソルビトールなどの可塑剤が最適です。一般的な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脱水による収縮現象が起こります。可塑剤を添加したフィルムの引張強度は、可塑剤を添加しないフィルムに比べて非常に大きく、添加量の増加とともに増加します。フィルムの吸湿性も可塑剤の量が増えると増加します。
投稿日時: 2022 年 10 月 13 日