Estudo sobre Controle de Qualidade de Hidroxipropil Metil Celulose

De acordo com a situação atual da produção de HPMC em meu país, são analisados ​​​​os fatores que afetam a qualidade da hidroxipropilmetilcelulose e, com base nisso, é discutido e estudado como melhorar o nível de qualidade da hidroxipropilmetilcelulose, para entrar na produção.

Palavras-chave:hidroxipropilmetilcelulose; qualidade; controlar; pesquisar

Hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é um éter misto de celulose solúvel em água não iônico feito de algodão, madeira e eterificado com óxido de propileno e cloreto de metila após inchaço alcalino. O éter misto de celulose é o derivado modificado do éter de substituinte único que tem melhores propriedades únicas do que o monoéter original e pode desempenhar o desempenho do éter de celulose de forma mais abrangente e perfeita. Entre os muitos éteres mistos, a hidroxipropilmetilcelulose é o mais importante. O método de preparação consiste em adicionar óxido de propileno à celulose alcalina. O HPMC industrial pode ser descrito como um produto universal. O grau de substituição do grupo metil (valor DS) é de 1,3 a 2,2, e o grau de substituição molar de hidroxipropil é de 0,1 a 0,8. Pode-se observar pelos dados acima que o conteúdo e as propriedades de metil e hidroxipropil em HPMC são diferentes, resultando na viscosidade do produto final e na uniformidade. A diferença na uniformidade leva a flutuações na qualidade dos produtos acabados de várias empresas de produção.

A hidroxipropilmetilcelulose produz derivados éteres através de reações químicas, que apresentam profundas alterações em sua composição, estrutura e propriedades, principalmente na solubilidade da celulose, que pode variar de acordo com o tipo e quantidade de grupos alquil introduzidos. Obtenha derivados de éter solúveis em água, solução alcalina diluída, solventes polares (como etanol, propanol) e solventes orgânicos apolares (como benzeno, éter), o que amplia muito as variedades e campos de aplicação dos derivados de celulose.

1. Efeito do processo de alcalinização de hidroxipropilmetilcelulose na qualidade

O processo de alcalinização é a primeira etapa da etapa de reação da produção de HPMC e também uma das etapas mais críticas. A qualidade inerente dos produtos HPMC é amplamente determinada pelo processo de alcalinização, não pelo processo de eterificação, porque o efeito de alcalinização afeta diretamente o efeito da eterificação.

A hidroxipropilmetilcelulose interage com a solução alcalina para formar celulose alcalina, que é altamente reativa. Na reação de eterificação, a principal reação do agente de eterificação ao inchaço, penetração e eterificação da celulose e A taxa de reações secundárias, a uniformidade da reação e as propriedades do produto final estão todas relacionadas à formação e composição de celulose alcalina, portanto a estrutura e as propriedades químicas da celulose alcalina são importantes objetos de pesquisa na produção de éter de celulose.

2. Efeito da temperatura na qualidade da hidroxipropilmetilcelulose

Em uma certa concentração de solução aquosa de KOH, a quantidade de adsorção e o grau de inchaço da hidroxipropilmetilcelulose em álcali aumentam com a diminuição da temperatura de reação. Por exemplo, a produção de celulose alcalina varia com a concentração de KOH: 15%, 8% a 10°C e 4,2% em 5°C. O mecanismo desta tendência é que a formação de celulose alcalina é um processo de reação exotérmica. À medida que a temperatura aumenta, a adsorção de hidroxipropilmetilcelulose em álcalis A quantidade é reduzida, mas a reação de hidrólise da celulose alcalina aumenta bastante, o que não conduz à formação de celulose alcalina. Pode-se observar pelo exposto que a redução da temperatura de alcalinização conduz à geração de celulose alcalina e inibe a reação de hidrólise.

3. O efeito dos aditivos na qualidade da hidroxipropilmetilcelulose

No sistema celulose-KOH-água, o aditivo-o sal tem grande influência na formação da celulose alcalina. Quando a concentração da solução de KOH é inferior a 13%, a adsorção da celulose ao álcali não é afetada pela adição do sal cloreto de potássio. Quando a concentração da solução de soda cáustica é superior a 13%, após a adição de cloreto de potássio, a aparente adsorção de celulose em álcali. A adsorção aumenta com a concentração de cloreto de potássio, mas a capacidade total de adsorção diminui e a adsorção de água aumenta muito, então o a adição de sal é geralmente desfavorável à alcalinização e ao inchaço da celulose, mas o sal pode inibir a hidrólise e regular o sistema. O teor de água livre melhora assim o efeito da alcalinização e da eterificação.

4. A influência do processo de produção na qualidade da hidroxipropilmetilcelulose

Atualmente, as empresas de produção de hidroxipropilmetilcelulose em meu país adotam principalmente o processo de produção pelo método solvente. O processo de preparação e eterificação da celulose alcalina é todo realizado em solvente orgânico inerte, portanto a matéria-prima algodão refinado precisa ser pulverizada para obter maior área superficial e reatividade para garantir a qualidade do produto acabado.

Adicione a celulose pulverizada, o solvente orgânico e a solução alcalina ao reator e use agitação mecânica poderosa a uma determinada temperatura e tempo para obter celulose alcalina com alcalinização uniforme e menor degradação. Os solventes de diluição orgânica (isopropanol, tolueno, etc.) possuem certa inércia, o que faz com que a hidroxipropilmetilcelulose emita calor uniforme durante o processo de formação, apresentando um progresso de liberação gradual, ao mesmo tempo que reduz a reação de hidrólise da celulose alcalina na direção oposta. celulose alcalina de qualidade, geralmente a concentração de soda cáustica usada neste link chega a 50%.

Depois que a celulose é embebida em soda cáustica, obtém-se celulose alcalina totalmente inchada e uniformemente alcalinizada. A soda cáustica incha melhor a celulose osmoticamente, estabelecendo uma boa base para a reação de eterificação subsequente. Os diluentes típicos incluem principalmente isopropanol, acetona, tolueno, etc. A solubilidade da soda cáustica, o tipo de diluente e as condições de agitação são os principais fatores que afetam a composição da celulose alcalina. As camadas superior e inferior são formadas durante a mistura. A camada superior é composta de isopropanol e água, e a camada inferior é composta de álcali e uma pequena quantidade de isopropanol. A celulose dispersa no sistema fica totalmente em contato com as camadas líquidas superior e inferior sob agitação mecânica. O álcali no sistema O equilíbrio da água muda até a formação de celulose.

Como um éter misto não iônico de celulose típico, o conteúdo de grupos hidroxipropilmetilcelulose está em diferentes cadeias macromoleculares, ou seja, a proporção de distribuição de grupos metil e hidroxipropil é diferente no C de cada posição do anel de glicose. Possui maior dispersão e aleatoriedade, dificultando a garantia da estabilidade da qualidade do produto.