Гидроксипропил метил целлюлозын чанарын хяналтын судалгаа

Манай улсын ХПМС-ийн үйлдвэрлэлийн өнөөгийн нөхцөл байдлын дагуу гидроксипропил метилцеллюлозын чанарт нөлөөлж буй хүчин зүйлсийг судалж, үүний үндсэн дээр гидроксипропил метилцеллюлозын чанарын түвшинг хэрхэн сайжруулах талаар хэлэлцэж, үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх талаар судалж байна.

Түлхүүр үгс:гидроксипропил метилцеллюлоз; чанар; хяналт; судалгаа

Гидроксипропил метилцеллюлоз (HPMC) нь хөвөн, модоор хийсэн, шүлтлэг хавдсаны дараа пропилен исэл, метил хлоридоор эфиржүүлсэн ионгүй усанд уусдаг целлюлозын холимог эфир юм. Целлюлозын холимог эфир нь нэг орлуулагч эфирийн өөрчилсөн дериватив нь анхны моноэфирээс илүү өвөрмөц шинж чанартай бөгөөд целлюлозын эфирийн гүйцэтгэлийг илүү цогц, төгс гүйцэтгэдэг. Олон тооны холимог эфирийн дотроос гидроксипропил метилцеллюлоз нь хамгийн чухал нь юм. Бэлтгэх арга нь шүлтлэг целлюлоз дээр пропилен ислийг нэмэх явдал юм. Аж үйлдвэрийн HPMC-ийг бүх нийтийн бүтээгдэхүүн гэж тодорхойлж болно. Метилийн бүлгийн орлуулах зэрэг (DS утга) 1.3-2.2, гидроксипропилийн молийн орлуулалтын зэрэг нь 0.1-0.8 байна. Дээрх өгөгдлөөс харахад HPMC дахь метил ба гидроксипропилийн агууламж, шинж чанар нь өөр өөр байдаг тул эцсийн бүтээгдэхүүний зуурамтгай чанар, жигд байдлын ялгаа нь янз бүрийн үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжүүдийн эцсийн бүтээгдэхүүний чанарын хэлбэлзэлд хүргэдэг.

Гидроксипропил метилцеллюлоз нь найрлага, бүтэц, шинж чанар, ялангуяа целлюлозын уусах чанарт ихээхэн өөрчлөлт орсон химийн урвалаар эфирийн деривативыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь нэвтрүүлж буй алкилын бүлгийн төрөл, хэмжээнээс хамаарч өөр өөр байж болно. Усанд уусдаг эфирийн дериватив, шингэрүүлсэн шүлтийн уусмал, туйл уусгагч (этанол, пропанол гэх мэт) болон туйлшгүй органик уусгагч (бензол, эфир гэх мэт) олж авах нь целлюлозын деривативын сорт, хэрэглээний талбарыг ихээхэн өргөжүүлдэг.

1. Гидроксипропил метилцеллюлозыг шүлтжүүлэх үйл явцын чанарт үзүүлэх нөлөө

Шүлтжүүлэх үйл явц нь HPMC үйлдвэрлэлийн урвалын үе шатны эхний алхам бөгөөд энэ нь бас хамгийн чухал үе шатуудын нэг юм. HPMC-ийн бүтээгдэхүүний төрөлхийн чанар нь эфиржих үйл явц биш харин шүлтжүүлэх үйл явцаар тодорхойлогддог, учир нь шүлтжүүлэх нөлөө нь эфиржилтийн нөлөөнд шууд нөлөөлдөг.

Гидроксипропил метилцеллюлоз нь шүлтлэг уусмалтай харилцан үйлчилж шүлтийн целлюлоз үүсгэдэг бөгөөд энэ нь маш идэвхтэй байдаг. Эфиржих урвалд целлюлозыг хавдах, нэвтрүүлэх, эфиржүүлэхэд үзүүлэх эфиржүүлэгчийн үндсэн хариу үйлдэл ба гаж урвалын хурд, урвалын жигд байдал, эцсийн бүтээгдэхүүний шинж чанар нь целлюлозын үүсэх, найрлагатай холбоотой байдаг. шүлтийн целлюлоз, тиймээс шүлтийн целлюлозын бүтэц, химийн шинж чанар нь целлюлозын эфир үйлдвэрлэх судалгааны чухал объект юм.

2. Гидроксипропил метилцеллюлозын чанарт температурын нөлөө

KOH усан уусмалын тодорхой концентрацид урвалын температур буурах тусам гидроксипропил метилцеллюлозыг шүлт рүү шингээх хэмжээ, хавдах зэрэг нэмэгддэг. Жишээлбэл, шүлтийн целлюлозын гаралт нь KOH-ийн агууламжаас хамаарч өөр өөр байдаг: 15%, 10% -д 8%.°C, 5-д 4.2% байна°C. Энэ чиг хандлагын механизм нь шүлтийн целлюлоз үүсэх нь экзотермик урвалын процесс юм. Температур нэмэгдэхийн хэрээр гидроксипропил метилцеллюлозын шүлтэнд шингээх хэмжээ багасч, харин шүлтийн целлюлозын гидролизийн урвал ихээхэн нэмэгддэг нь шүлтлэг целлюлоз үүсэхэд тохиромжгүй байдаг. Дээрхээс харахад шүлтжих температурыг бууруулах нь шүлтийн целлюлоз үүсэхэд тустай бөгөөд гидролизийн урвалыг дарангуйлдаг.

3. Гидроксипропил метилцеллюлозын чанарт нэмэлт бодисын нөлөө

Целлюлоз-KOH-усны системд нэмэлт-давс нь шүлтийн целлюлоз үүсэхэд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг. KOH уусмалын концентраци 13% -иас бага үед калийн хлоридын давс нэмснээр целлюлозыг шүлт рүү шингээхэд нөлөөлдөггүй. Шүлтлэгийн уусмалын концентраци 13% -иас их байвал калийн хлорид нэмсний дараа целлюлозын шүлтлэгт шингээлт нь калийн хлоридын концентраци нэмэгдэх тусам шингээлт ихсэх боловч нийт шингээх чадвар буурч, усны шингээлт их хэмжээгээр нэмэгддэг. Давс нэмэх нь целлюлозын шүлтжилт, хаван үүсэхэд ерөнхийдөө тааламжгүй байдаг ч давс нь гидролизийг дарангуйлж, системийг зохицуулдаг Чөлөөт усны агууламж нь шүлтжилт, эфиржилтийн үр нөлөөг сайжруулдаг.

4. Гидроксипропил метилцеллюлозын чанарт үйлдвэрлэлийн процессын нөлөө

Одоогийн байдлаар манай улсын гидроксипропил метилцеллюлозын үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжүүд ихэвчлэн уусгагчийг үйлдвэрлэх аргыг ашигладаг. Шүлтлэг целлюлозыг бэлтгэх, эфиржүүлэх үйл явц нь бүгд идэвхгүй органик уусгагчаар явагддаг тул цэвэршүүлсэн хөвөнгийн түүхий эдийг нунтаглаж нунтаглаж, эцсийн бүтээгдэхүүний чанарыг баталгаажуулахын тулд илүү их гадаргуугийн талбай, урвалд орох хэрэгтэй.

Нунтагласан целлюлоз, органик уусгагч, шүлтийн уусмалыг реакторт хийж, тодорхой температур, хугацаанд хүчтэй механик хутгах замаар жигд шүлтжилттэй, задрал багатай шүлтийн целлюлозыг гаргана. Органик шингэрүүлэгч уусгагч (изопропанол, толуол гэх мэт) нь тодорхой идэвхгүй шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь гидроксипропил метилцеллюлоз үүсэх явцад жигд дулаан ялгаруулж, үе шаттайгаар ялгарах явцыг харуулж, шүлтийн целлюлозын гидролизийн урвалыг эсрэг чиглэлд бууруулдаг. чанарын шүлтлэг целлюлоз, ихэвчлэн энэ холбоосыг хэрэглэдэг шүлтлэгийн агууламж 50% хүртэл өндөр байдаг.

Целлюлозыг шүлтэнд дэвтээсний дараа бүрэн хавдсан, жигд шүлтжсэн шүлтлэг целлюлозыг авна. Шөрсөг нь целлюлозыг осмотик байдлаар илүү сайн хавдаж, дараагийн эфиржих урвалын сайн суурийг тавьдаг. Ердийн шингэрүүлэгчид голчлон изопропанол, ацетон, толуол гэх мэт орно. Шүлтлэг целлюлозын найрлагад нөлөөлдөг гол хүчин зүйл бол шүлтийн уусах чадвар, шингэрүүлэгчийн төрөл, хутгах нөхцөл юм. Холих үед дээд ба доод давхарга үүсдэг. Дээд давхарга нь изопропанол ба уснаас, доод давхарга нь шүлт, бага хэмжээний изопропанолоос бүрдэнэ. Системд тархсан целлюлоз нь механик хутгах үед дээд ба доод шингэний давхаргатай бүрэн холбогддог. Систем дэх шүлт Целлюлоз үүсэх хүртэл усны баланс өөрчлөгддөг.

Ердийн целлюлозын ион бус холимог эфирийн хувьд гидроксипропил метилцеллюлозын бүлгүүдийн агууламж нь өөр өөр макромолекулын гинжин хэлхээнд байдаг, өөрөөр хэлбэл метил ба гидроксипропилийн бүлгийн тархалтын харьцаа нь глюкозын цагирагийн байрлал бүрийн C дээр өөр өөр байдаг. Энэ нь илүү их тархалттай, санамсаргүй байдаг тул бүтээгдэхүүний чанарын тогтвортой байдлыг хангахад хэцүү болгодог.