Hydroksypropylometyloceluloza HPMC jest rodzajem niejonowego eteru mieszanego celulozy. W odróżnieniu od jonowego eteru mieszanego metylokarboksymetylocelulozy nie reaguje z metalami ciężkimi. Ze względu na różne proporcje zawartości metoksylu i zawartości hydroksypropylu w hydroksypropylometylocelulozie oraz różne lepkości, istnieje wiele odmian o różnych właściwościach, na przykład o wysokiej zawartości metoksylu i niskiej zawartości hydroksypropylu. Jego działanie jest zbliżone do metylocelulozy, podczas gdy działanie niska zawartość metoksylu i wysoka zawartość hydroksypropylu jest zbliżona do zawartości hydroksypropylometylocelulozy. Jednak w każdej odmianie, chociaż zawiera tylko niewielką ilość grupy hydroksypropylowej lub niewielką ilość grupy metoksylowej, rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych lub temperatura flokulacji w roztworze wodnym są zupełnie inne.
1. Rozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy
①Rozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy w wodzie Hydroksypropylometyloceluloza jest w rzeczywistości rodzajem metylocelulozy modyfikowanej tlenkiem propylenu (metoksypropylenem), więc nadal ma takie same właściwości jak metyloceluloza. Celuloza ma podobne właściwości rozpuszczalności w zimnej wodzie i nierozpuszczalności w gorącej wodzie. Jednakże, ze względu na zmodyfikowaną grupę hydroksypropylową, temperatura jego żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż w przypadku metylocelulozy. Na przykład lepkość wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy z 2% zawartością metoksylu, stopniem podstawienia DS=0,73 i zawartością hydroksypropylu MS=0,46 jest iloczynem 500 mpa·s w 20°C, a jego temperatura żelowania może sięgać blisko 100° C, natomiast metyloceluloza w tej samej temperaturze wynosi tylko około 55°C. Jeśli chodzi o jego rozpuszczanie w wodzie, również zostało ono znacznie ulepszone. Na przykład sproszkowaną hydroksypropylometylocelulozę (produkt o wielkości cząstek 0,2 ~ 0,5 mm i lepkości 4% roztworu wodnego wynoszącej 2 pa·s w temperaturze 20°C można kupić w temperaturze pokojowej, łatwo rozpuszcza się w wodzie bez chłodzenia .
②Rozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy w rozpuszczalnikach organicznych Rozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy w rozpuszczalnikach organicznych jest również lepsza niż metylocelulozy. Dla produktów powyżej 2.1,hydroksypropylometyloceluloza o dużej lepkościzawierający hydroksypropyl MS=1,5~1,8 i metoksy DS=0,2~1,0, o całkowitym stopniu podstawienia powyżej 1,8, jest rozpuszczalny w bezwodnym metanolu i roztworach etanolu. Średni, termoplastyczny i rozpuszczalny w wodzie. Jest również rozpuszczalny w chlorowanych węglowodorach, takich jak chlorek metylenu i chloroform, oraz rozpuszczalnikach organicznych, takich jak aceton, izopropanol i alkohol diacetonowy. Jego rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych jest lepsza niż rozpuszczalność w wodzie.
2. Czynniki wpływające na lepkość hydroksypropylometylocelulozy
Czynniki wpływające na lepkość hydroksypropylometylocelulozy Standardowe oznaczanie lepkości hydroksypropylometylocelulozy jest takie samo jak w przypadku innych eterów celulozy. Mierzy się go w temperaturze 20°C, stosując 2% roztwór wodny jako standard. Lepkość tego samego produktu wzrasta wraz ze wzrostem stężenia. W przypadku produktów o różnych masach cząsteczkowych przy tym samym stężeniu, produkt o większej masie cząsteczkowej ma wyższą lepkość. Jego związek z temperaturą jest podobny do związku metylocelulozy. Gdy temperatura wzrasta, lepkość zaczyna spadać, ale gdy osiągnie określoną temperaturę, lepkość nagle wzrasta i następuje żelowanie. Temperatura żelu produktów o niskiej lepkości jest wyższa. jest wysoki. Jego temperatura żelowania jest związana nie tylko z lepkością eteru, ale także ze stosunkiem składu grupy metoksylowej i grupy hydroksypropylowej w eterze oraz wielkością całkowitego stopnia podstawienia. Należy zauważyć, że hydroksypropylometyloceluloza jest również pseudoplastyczna, a jej roztwór jest trwały w temperaturze pokojowej bez jakiejkolwiek utraty lepkości, z wyjątkiem możliwości degradacji enzymatycznej.
3. Hydroksypropylometyloceluloza jest odporna na kwasy i zasady
Hydroksypropylometyloceluloza Odporność na kwasy i zasady Hydroksypropylometyloceluloza jest ogólnie odporna na kwasy i zasady i nie ulega zmianom w zakresie pH 2~12. Może wytrzymać pewną ilość lekkiego kwasu, takiego jak kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas cytrynowy, kwas bursztynowy, kwas fosforowy, kwas borowy itp. Ale stężony kwas ma wpływ na zmniejszenie lepkości. Alkalia takie jak soda kaustyczna, potaż kaustyczny i woda wapienna nie mają na niego wpływu, ale mogą nieznacznie zwiększyć lepkość roztworu, a następnie powoli ją zmniejszyć.
4. Mieszalność hydroksypropylometylocelulozy
Mieszalność hydroksypropylometylocelulozy Roztwór hydroksypropylometylocelulozy można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, uzyskując jednolity i przezroczysty roztwór o wyższej lepkości. Te związki polimerowe obejmują glikol polietylenowy, polioctan winylu, polisilikon, polimetylowinylosiloksan, hydroksyetylocelulozę i metylocelulozę. Naturalne związki wielkocząsteczkowe, takie jak guma arabska, mączka chleba świętojańskiego, guma karaya itp. również mają dobrą kompatybilność z jej roztworem. Hydroksypropylometylocelulozę można również mieszać z estrem mannitolu lub estrem sorbitolu kwasu stearynowego lub kwasu palmitynowego, a także można ją mieszać z gliceryną, sorbitolem i mannitolem, a związki te można stosować jako plastyfikator hydroksypropylometylocelulozy do celulozy.
5. Nierozpuszczalność i rozpuszczalność w wodzie hydroksypropylometylocelulozy
Nierozpuszczalne, rozpuszczalne w wodzie etery celulozy hydroksypropylometylocelulozy można sieciować aldehydami na powierzchni, tak że te rozpuszczalne w wodzie etery wytrącają się w roztworze i stają się nierozpuszczalne w wodzie. Do aldehydów powodujących nierozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy zalicza się formaldehyd, glioksal, aldehyd bursztynowy, adypaldehyd itp. Podczas stosowania formaldehydu należy zwrócić szczególną uwagę na wartość pH roztworu, wśród których glioksal reaguje szybciej, dlatego glioksal jest powszechnie stosowany jako środek sieciujący agent w produkcji przemysłowej. Ilość tego rodzaju środka sieciującego w roztworze wynosi 0,2% ~ 10% masy eteru, korzystnie 7% ~ 10%, na przykład najbardziej odpowiednie jest 3,3% ~ 6% glioksalu. Ogólna temperatura obróbki wynosi 0 ~ 30 ℃, a czas 1 ~ 120 minut. Reakcję sieciowania należy prowadzić w warunkach kwasowych. Ogólnie rzecz biorąc, do roztworu najpierw dodaje się nieorganiczny mocny kwas lub organiczny kwas karboksylowy w celu dostosowania pH roztworu do około 2 ~ 6, korzystnie pomiędzy 4 ~ 6, a następnie dodaje się aldehydy w celu przeprowadzenia reakcji sieciowania. Stosowanym kwasem jest kwas chlorowodorowy, kwas siarkowy, kwas fosforowy, kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas hydroksyoctowy, kwas bursztynowy lub kwas cytrynowy itp., przy czym wskazane jest użycie kwasu mrówkowego lub kwasu octowego, a kwas mrówkowy jest optymalny. Kwas i aldehyd można także dodać jednocześnie, aby umożliwić przejście reakcji sieciowania w roztworze w pożądanym zakresie pH. Reakcję tę często stosuje się w końcowym procesie obróbki w procesie wytwarzania eterów celulozy. Gdy eter celulozy stanie się nierozpuszczalny, wygodnie jest przemyć i oczyścić wodą o temperaturze 20 ~ 25°C. Gdy produkt jest używany, do roztworu produktu można dodać substancje alkaliczne, aby dostosować pH roztworu do zasadowego, a produkt szybko się w roztworze rozpuści. Metodę tę można również zastosować do obróbki folii po przetworzeniu folii z roztworu eteru celulozy w celu uzyskania folii nierozpuszczalnej.
6. Odporność enzymatyczna hydroksypropylometylocelulozy
Oporność enzymatyczna hydroksypropylometylocelulozy to teoretycznie pochodne celulozy, takie jak każda grupa anhydroglukozowa, jeśli istnieje mocno związana grupa podstawnikowa, nie jest łatwo zarazić się mikroorganizmami, ale w rzeczywistości gotowy produkt. Gdy wartość podstawienia przekracza 1, to będzie również rozkładany przez enzymy, co oznacza, że stopień podstawienia każdej grupy w łańcuchu celulozy nie jest wystarczająco jednolity, a mikroorganizmy mogą powodować erozję niepodstawionej grupy anhydroglukozy, tworząc cukry, będące składnikami odżywczymi do wchłaniania przez mikroorganizmy. Dlatego też, jeśli zwiększy się stopień eteryfikacji substytucji celulozy, wzrośnie również odporność na erozję enzymatyczną eteru celulozy. Według doniesień, w kontrolowanych warunkach wyniki hydrolizy enzymów, lepkość resztkowa hydroksypropylometylocelulozy (DS=1,9) wynosi 13,2%, metylocelulozy (DS=1,83) wynosi 7,3%, metylocelulozy (DS=1,66) wynosi 3,8%, i hydroksyetyloceluloza wynosi 1,7%. Można zauważyć, że hydroksypropylometyloceluloza ma silne działanie antyenzymatyczne. Dlatego też doskonała odporność enzymatyczna hydroksypropylometylocelulozy, w połączeniu z jej dobrymi właściwościami dyspergowalnymi, zagęszczającymi i błonotwórczymi, jest stosowana w powłokach wodno-emulsyjnych itp. i generalnie nie wymaga dodawania konserwantów. Jednakże w przypadku długotrwałego przechowywania roztworu lub ewentualnego zanieczyszczenia z zewnątrz, zapobiegawczo można dodać konserwanty, a wybór można określić w zależności od końcowych wymagań roztworu. Octan fenylortęci i fluorokrzemian manganu są skutecznymi konserwantami, ale wszystkie mają toksyczność, należy zwrócić uwagę na działanie. Ogólnie rzecz biorąc, do roztworu można dodać 1-5 mg octanu fenylortęci na litr dawki.
7. Działanie membrany hydroksypropylometylocelulozowej
Właściwości folii hydroksypropylometylocelulozowej Hydroksypropylometyloceluloza ma doskonałe właściwości błonotwórcze. Jego wodny roztwór lub roztwór rozpuszczalnika organicznego nanosi się na płytkę szklaną, a po wyschnięciu staje się bezbarwny i przezroczysty. I mocny film. Ma dobrą odporność na wilgoć i pozostaje stały w wysokich temperaturach. Dodanie higroskopijnego plastyfikatora pozwala zwiększyć jego wydłużenie i elastyczność. Jeśli chodzi o poprawę elastyczności, najbardziej odpowiednie są plastyfikatory, takie jak gliceryna i sorbitol. Ogólnie stężenie roztworu wynosi 2% ~ 3%, a ilość plastyfikatora wynosi 10% ~ 20% eteru celulozy. Jeżeli zawartość plastyfikatora będzie zbyt duża, przy dużej wilgotności powietrza nastąpi koloidalny skurcz odwadniający. Wytrzymałość na rozciąganie folii z dodatkiem plastyfikatora jest znacznie większa niż bez dodatku i wzrasta wraz ze wzrostem dodanej ilości, a higroskopijność folii również wzrasta wraz ze wzrostem ilości plastyfikatora
Czas publikacji: 19 grudnia 2022 r