Pētījums par hidroksipropilmetilcelulozes kvalitātes kontroli

Atbilstoši pašreizējai situācijai HPMC ražošanā manā valstī tiek analizēti faktori, kas ietekmē hidroksipropilmetilcelulozes kvalitāti, un uz tā pamata tiek apspriests un pētīts, kā uzlabot hidroksipropilmetilcelulozes kvalitātes līmeni, lai tā nonāktu ražošanā.

Atslēgas vārdi:hidroksipropilmetilceluloze; kvalitāte; kontrole; pētījumiem

Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir nejonu ūdenī šķīstošs celulozes jauktais ēteris, kas izgatavots no kokvilnas, koka un ēterēts ar propilēna oksīdu un metilhlorīdu pēc sārmu uzbriešanas. Celulozes jauktais ēteris ir Modificētajam viena aizvietotāja ētera atvasinājumam ir labākas unikālas īpašības nekā sākotnējam monoēterim, un tas var pilnīgāk un perfektāk atskaņot celulozes ētera darbību. Starp daudzajiem jauktajiem ēteriem vissvarīgākā ir hidroksipropilmetilceluloze. Sagatavošanas metode ir propilēna oksīda pievienošana sārmainai celulozei. Rūpniecisko HPMC var raksturot kā universālu produktu. Metilgrupas aizvietošanas pakāpe (DS vērtība ) ir no 1,3 līdz 2,2, un hidroksipropila molārās aizvietošanas pakāpe ir no 0,1 līdz 0,8. No iepriekš minētajiem datiem redzams, ka metila un hidroksipropila saturs un īpašības HPMC ir atšķirīgas, kā rezultātā galaprodukta viskozitāte un Viendabīguma atšķirība izraisa dažādu ražošanas uzņēmumu gatavās produkcijas kvalitātes svārstības.

Hidroksipropilmetilceluloze ķīmiskās reakcijās ražo ētera atvasinājumus, kuru sastāvs, struktūra un īpašības, īpaši celulozes šķīdība, var mainīties atkarībā no ievadīto alkilgrupu veida un daudzuma. Iegūstiet ūdenī šķīstošus ētera atvasinājumus, atšķaidītu sārmu šķīdumu, polāros šķīdinātājus (piemēram, etanolu, propanolu) un nepolāros organiskos šķīdinātājus (piemēram, benzolu, ēteri), kas ievērojami paplašina celulozes atvasinājumu šķirnes un pielietojuma jomas.

1. Hidroksipropilmetilcelulozes alkalizācijas procesa ietekme uz kvalitāti

Sārmināšanas process ir pirmais solis HPMC ražošanas reakcijas posmā, un tas ir arī viens no vissvarīgākajiem posmiem. HPMC produktu raksturīgo kvalitāti lielā mērā nosaka sārmināšanas process, nevis ēterifikācijas process, jo sārmināšanas efekts tieši ietekmē ēterifikācijas efektu.

Hidroksipropilmetilceluloze mijiedarbojas ar sārma šķīdumu, veidojot sārmu celulozi, kas ir ļoti reaģējoša. Ēterifikācijas reakcijā ēterifikācijas aģenta galvenā reakcija uz celulozes uzpūšanos, iespiešanos un ēterēšanu un blakusreakciju ātrums, reakcijas viendabīgums un galaprodukta īpašības ir saistītas ar celulozes veidošanos un sastāvu. sārmu celuloze, tāpēc sārmu celulozes struktūra un ķīmiskās īpašības ir nozīmīgi pētniecības objekti celulozes ētera ražošanā.

2. Temperatūras ietekme uz hidroksipropilmetilcelulozes kvalitāti

Noteiktā KOH ūdens šķīduma koncentrācijā, pazeminoties reakcijas temperatūrai, palielinās hidroksipropilmetilcelulozes adsorbcijas daudzums un uzbriest līdz sārmam. Piemēram, sārmu celulozes izvade mainās atkarībā no KOH koncentrācijas: 15%, 8% pie 10°C un 4,2% pie 5°C. Šīs tendences mehānisms ir tāds, ka sārmu celulozes veidošanās ir eksotermisks reakcijas process. Temperatūrai paaugstinoties, hidroksipropilmetilcelulozes adsorbcija uz sārmu Samazinās, bet sārmu celulozes hidrolīzes reakcija ievērojami palielinās, kas neveicina sārmu celulozes veidošanos. No iepriekš minētā var redzēt, ka sārmināšanas temperatūras pazemināšana veicina sārmu celulozes veidošanos un kavē hidrolīzes reakciju.

3. Piedevu ietekme uz hidroksipropilmetilcelulozes kvalitāti

Celulozes-KOH-ūdens sistēmā piedeva—sāls ļoti ietekmē sārmu celulozes veidošanos. Ja KOH šķīduma koncentrācija ir mazāka par 13%, kālija hlorīda sāls pievienošana neietekmē celulozes adsorbciju sārmā. Ja sārma šķīduma koncentrācija ir lielāka par 13%, pēc kālija hlorīda pievienošanas šķietamā celulozes adsorbcija uz sārmu Adsorbcija palielinās līdz ar kālija hlorīda koncentrāciju, bet kopējā adsorbcijas spēja samazinās un ūdens adsorbcija ievērojami palielinās, tāpēc Sāls pievienošana parasti ir nelabvēlīga celulozes sārmināšanai un uzbriešanai, bet sāls var kavēt hidrolīzi un regulēt sistēmu. Tādējādi brīvā ūdens saturs uzlabo sārmināšanas un ēterizācijas efektu.

4. Ražošanas procesa ietekme uz hidroksipropilmetilcelulozes kvalitāti

Pašlaik hidroksipropilmetilcelulozes ražošanas uzņēmumi manā valstī lielākoties izmanto šķīdinātāja metodes ražošanas procesu. Sārmu celulozes sagatavošana un ēterifikācijas process tiek veikts inertā organiskā šķīdinātājā, tāpēc izejvielu rafinētā kokvilna ir jāsasmalcina, lai iegūtu lielāku virsmas laukumu un reaktivitāti, lai nodrošinātu gatavā produkta kvalitāti.

Pievienojiet reaktorā pulverizētu celulozi, organisko šķīdinātāju un sārmu šķīdumu un izmantojiet spēcīgu mehānisku maisīšanu noteiktā temperatūrā un laikā, lai iegūtu sārmu celulozi ar vienmērīgu sārmināšanu un mazāku noārdīšanos. Organiskajiem atšķaidīšanas šķīdinātājiem (izopropanols, toluols u.c.) piemīt noteikta inerce, kas liek hidroksipropilmetilcelulozei veidošanās procesā izdalīt vienmērīgu siltumu, parādot pakāpenisku izdalīšanās gaitu, vienlaikus samazinot sārmu celulozes hidrolīzes reakciju pretējā virzienā. kvalitatīva sārmu celuloze, parasti šajā saitē izmantotā sārma koncentrācija ir pat 50%.

Pēc celulozes mērcēšanas sārmā tiek iegūta pilnībā uzbriedusi un vienmērīgi sārmaina sārmu celuloze. Sārms osmotiski uzbriest celulozi labāk, ieliekot labu pamatu turpmākajai ēterifikācijas reakcijai. Tipiski atšķaidītāji galvenokārt ir izopropanols, acetons, toluols utt. Sārma šķīdība, šķīdinātāja veids un maisīšanas apstākļi ir galvenie faktori, kas ietekmē sārmu celulozes sastāvu. Sajaucot veidojas augšējais un apakšējais slānis. Augšējais slānis sastāv no izopropanola un ūdens, bet apakšējais slānis sastāv no sārmiem un neliela daudzuma izopropanola. Sistēmā izkliedētā celuloze mehāniski maisot pilnībā saskaras ar augšējo un apakšējo šķidruma slāni. Sārms sistēmā Ūdens bilance mainās, līdz veidojas celuloze.

Kā tipisks celulozes nejonu jauktais ēteris, hidroksipropilmetilcelulozes grupu saturs atrodas dažādās makromolekulārās ķēdēs, tas ir, metil- un hidroksipropilgrupu sadalījuma attiecība ir atšķirīga katras glikozes gredzena pozīcijas C. Tam ir lielāka izkliede un nejaušība, kas apgrūtina produkta kvalitātes stabilitātes garantēšanu.