Гидроксипропилметилцеллюлозаның сапасын бақылау бойынша зерттеу

Менің елімдегі HPMC өндірісінің қазіргі жағдайына сәйкес гидроксипропилметилцеллюлозаның сапасына әсер ететін факторлар талданады және осы негізде гидроксипропилметилцеллюлозаның сапалық деңгейін қалай жақсарту керектігі талқыланып, өндіріске енгізілуде.

Негізгі сөздер:гидроксипропилметилцеллюлоза; сапа; бақылау; зерттеу

Гидроксипропил метилцеллюлоза (HPMC) – мақтадан, ағаштан жасалған және сілтілі ісінуден кейін пропилен оксиді мен метилхлоридпен эфирленген иондық емес суда еритін целлюлоза аралас эфир. Целлюлоза аралас эфир - Бір алмастырғыш эфирдің модификацияланған туындысы бастапқы моноэфирге қарағанда жақсы бірегей қасиеттерге ие және целлюлоза эфирінің жұмысын жан-жақты және тамаша ойнай алады. Көптеген аралас эфирлердің ішінде гидроксипропилметилцеллюлоза ең маңызды болып табылады. Дайындау әдісі - сілтілі целлюлозаға пропилен оксидін қосу. Өнеркәсіптік HPMC әмбебап өнім ретінде сипаттауға болады. Метил тобын алмастыру дәрежесі (DS мәні ) 1,3-тен 2,2-ге дейін, ал гидроксипропилдің молярлық орынбасу дәрежесі 0,1-ден 0,8-ге дейін. Жоғарыда келтірілген деректерден HPMC құрамындағы метил мен гидроксипропилдің құрамы мен қасиеттері әртүрлі болатынын көруге болады, нәтижесінде соңғы өнімнің тұтқырлығы және Біркелкіліктің айырмашылығы әртүрлі өндірістік кәсіпорындардың дайын өнімдерінің сапасының ауытқуына әкеледі.

Гидроксипропилметилцеллюлоза химиялық реакциялар арқылы эфир туындыларын шығарады, олардың құрамында, құрылымы мен қасиеттерінде, әсіресе целлюлозаның ерігіштігінде терең өзгерістер болады, олар енгізілген алкил топтарының түрі мен мөлшеріне байланысты өзгеруі мүмкін. Суда еритін эфир туындыларын, сұйылтылған сілті ерітінділерін, полярлы еріткіштерді (мысалы, этанол, пропанол) және полярлы емес органикалық еріткіштерді (бензол, эфир сияқты) алыңыз, бұл целлюлоза туындыларының сорттары мен қолдану өрістерін айтарлықтай кеңейтеді.

1. Гидроксипропилметилцеллюлозаны сілтілеу процесінің сапаға әсері

Алкализация процесі HPMC өндірісінің реакция сатысындағы алғашқы қадам болып табылады, сонымен қатар ол ең маңызды қадамдардың бірі болып табылады. HPMC өнімдерінің тән сапасы негізінен эфирлеу процесімен емес, сілтілеу процесімен анықталады, өйткені сілтілеу әсері эфирлену әсеріне тікелей әсер етеді.

Гидроксипропилметилцеллюлоза сілтілі ерітіндімен әрекеттесіп, реакцияға қабілеттілігі жоғары сілтілі целлюлозаны түзеді. Этерификация реакциясында целлюлозаның ісінуіне, енуіне және эфирленуіне эфирлеуші ​​заттың негізгі реакциясы және жанама реакциялардың жылдамдығы, реакцияның біркелкілігі және соңғы өнімнің қасиеттерінің барлығы оның түзілуіне және құрамына байланысты. сілтілі целлюлоза, сондықтан сілтілі целлюлозаның құрылымы мен химиялық қасиеттері целлюлоза эфирін өндірудегі маңызды зерттеу объектілері болып табылады.

2. Гидроксипропилметилцеллюлозаның сапасына температураның әсері

КОН су ерітіндісінің белгілі концентрациясында гидроксипропилметилцеллюлозаның сілтіге адсорбциялық мөлшері мен ісіну дәрежесі реакция температурасының төмендеуімен артады. Мысалы, сілтілі целлюлозаның шығуы KOH концентрациясына байланысты өзгереді: 15 %, 8% 10°C және 5-те 4,2%°C. Бұл үрдістің механизмі сілтілі целлюлозаның түзілуі экзотермиялық реакция процесі болып табылады. Температура жоғарылаған сайын гидроксипропилметилцеллюлозаның сілтіге адсорбциясы мөлшері азаяды, бірақ сілтілі целлюлозаның гидролиз реакциясы айтарлықтай жоғарылайды, бұл сілтілі целлюлозаның түзілуіне қолайлы емес. Жоғарыда айтылғандардан сілтілену температурасын төмендету сілтілі целлюлозаның пайда болуына қолайлы және гидролиз реакциясын тежейтінін көруге болады.

3. Гидроксипропилметилцеллюлозаның сапасына қоспалардың әсері

Целлюлоза-KOH-су жүйесінде қоспа—тұз сілтілі целлюлозаның түзілуіне үлкен әсер етеді. КОН ерітіндісінің концентрациясы 13%-дан төмен болса, целлюлозаның сілтіге адсорбциясына калий хлориді тұзының қосылуы әсер етпейді. Сілті ерітіндісінің концентрациясы 13% жоғары болғанда, калий хлоридін қосқаннан кейін целлюлозаның сілтіге көрінетін адсорбциясы Адсорбция калий хлоридінің концентрациясына байланысты жоғарылайды, бірақ жалпы адсорбциялық қабілеті төмендейді, ал судың адсорбциясы айтарлықтай артады, сондықтан тұзды қосу целлюлозаның сілтіленуі мен ісінуі үшін әдетте қолайсыз, бірақ тұз гидролизді тежей алады және жүйені реттей алады Бос су құрамы осылайша сілтілену мен эфирлену әсерін жақсартады.

4. Гидроксипропилметилцеллюлозаның сапасына өндірістік процестің әсері

Қазіргі уақытта менің елімде гидроксипропил метилцеллюлоза өндіретін кәсіпорындар көбінесе еріткіш әдісін өндіру процесін қолданады. Сілтілік целлюлозаны дайындау және эфирлеу процесі инертті органикалық еріткіште жүзеге асырылады, сондықтан дайын өнімнің сапасын қамтамасыз ету үшін үлкенірек Беткей ауданы мен реактивтілікті алу үшін тазартылған мақта шикізатын ұнтақтау керек.

Реакторға ұнтақталған целлюлозаны, органикалық еріткіш пен сілті ерітіндісін қосып, біркелкі сілтіленуі және аз ыдырауы бар сілтілік целлюлозаны алу үшін белгілі бір температура мен уақытта күшті механикалық араластыруды қолданыңыз. Органикалық сұйылту еріткіштері (изопропанол, толуол және т.б.) белгілі бір инерттілікке ие, бұл гидроксипропил метилцеллюлозаның түзілу процесінде біркелкі жылу шығаруын қамтамасыз етеді, сатылы босату барысын көрсетеді, ал сілтілі целлюлозаның гидролиз реакциясын кері бағытта төмендетеді. сапалы сілтілі целлюлоза, әдетте осы сілтемеде қолданылатын сілтінің концентрациясы 50% дейін жоғары.

Целлюлозаны сілтіге малғаннан кейін толық ісінген және біркелкі сілтіленген сілтілі целлюлоза алынады. Қоспа целлюлозаны осмотикалық түрде жақсы ісінеді, бұл кейінгі эфирлеу реакциясы үшін жақсы негіз қалады. Типтік еріткіштерге негізінен изопропанол, ацетон, толуол және т.б. жатады. Сілтілі целлюлозаның құрамына әсер ететін негізгі факторлар сілтінің ерігіштігі, сұйылтқыштың түрі және араластыру шарттары болып табылады. Араластыру кезінде жоғарғы және төменгі қабаттар түзіледі. Жоғарғы қабат изопропанол мен судан, ал төменгі қабат сілтіден және аз мөлшерде изопропанолдан тұрады. Жүйеде дисперсті целлюлоза механикалық араластыру кезінде жоғарғы және төменгі сұйық қабаттармен толық жанасады. Жүйедегі сілті Су балансы целлюлоза пайда болғанша өзгереді.

Кәдімгі целлюлозаның иондық емес аралас эфирі ретінде гидроксипропил метилцеллюлоза топтарының мазмұны әртүрлі макромолекулярлық тізбектерде болады, яғни метил және гидроксипропил топтарының таралу қатынасы әрбір глюкоза сақинасының С нүктесінде әртүрлі. Оның дисперсиясы және кездейсоқтығы жоғары, бұл өнімнің сапа тұрақтылығына кепілдік беруді қиындатады.