Štúdia kontroly kvality hydroxypropylmetylcelulózy

Podľa súčasnej situácie výroby HPMC v mojej krajine sa analyzujú faktory, ktoré ovplyvňujú kvalitu hydroxypropylmetylcelulózy a na tomto základe sa diskutuje a študuje, ako zlepšiť úroveň kvality hydroxypropylmetylcelulózy tak, aby sa dostala do výroby.

kľúčové slová:hydroxypropylmetylcelulóza; kvalita; kontrola; výskumu

Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je neiónový vo vode rozpustný zmesový éter celulózy vyrobený z bavlny, dreva a éterifikovaný propylénoxidom a metylchloridom po alkalickom napučaní. Zmiešaný éter celulózy je modifikovaný derivát éteru s jedným substituentom má lepšie jedinečné vlastnosti ako pôvodný monoéter a môže hrať výkon éteru celulózy komplexnejšie a dokonalejšie. Spomedzi mnohých zmiešaných éterov je najdôležitejšia hydroxypropylmetylcelulóza. Spôsob prípravy je pridanie propylénoxidu k alkalickej celulóze. Priemyselnú HPMC možno označiť za univerzálny produkt. Stupeň substitúcie metylovej skupiny (DS hodnota) je 1,3 až 2,2 a molárny stupeň substitúcie hydroxypropylu je 0,1 až 0,8. Z vyššie uvedených údajov je vidieť, že obsah a vlastnosti metylu a hydroxypropylu v HPMC sú rozdielne, výsledkom čoho je viskozita finálneho produktu a Rozdiel v rovnomernosti vedie k výkyvom v kvalite hotových výrobkov rôznych výrobných podnikov.

Hydroxypropylmetylcelulóza vytvára chemickými reakciami éterové deriváty, ktoré majú zásadné zmeny v zložení, štruktúre a vlastnostiach, najmä rozpustnosti celulózy, ktorá sa môže meniť podľa typu a množstva zavedených alkylových skupín. Získajte éterové deriváty rozpustné vo vode, zriedený alkalický roztok, polárne rozpúšťadlá (ako je etanol, propanol) a nepolárne organické rozpúšťadlá (ako je benzén, éter), čo značne rozširuje odrody a oblasti použitia derivátov celulózy.

1. Vplyv procesu alkalizácie hydroxypropylmetylcelulózy na kvalitu

Alkalizačný proces je prvým krokom v reakčnom štádiu výroby HPMC a je tiež jedným z najdôležitejších krokov. Vlastná kvalita produktov HPMC je do značnej miery určená procesom alkalizácie, nie procesom eterifikácie, pretože účinok alkalizácie priamo ovplyvňuje účinok eterifikácie.

Hydroxypropylmetylcelulóza interaguje s alkalickým roztokom za vzniku alkalickej celulózy, ktorá je vysoko reaktívna. Pri eterifikačnej reakcii hlavná reakcia eterifikačného činidla na napučiavanie, penetráciu a éterifikáciu celulózy a rýchlosť vedľajších reakcií, rovnomernosť reakcie a vlastnosti konečného produktu súvisia s tvorbou a zložením celulózy. alkalickej celulózy, takže štruktúra a chemické vlastnosti alkalickej celulózy sú dôležitými výskumnými objektmi pri výrobe éteru celulózy.

2. Vplyv teploty na kvalitu hydroxypropylmetylcelulózy

V určitej koncentrácii vodného roztoku KOH sa adsorpčné množstvo a stupeň napučania hydroxypropylmetylcelulózy na alkáliu zvyšuje s poklesom reakčnej teploty. Napríklad výstup alkalickej celulózy sa mení s koncentráciou KOH: 15 %, 8 % pri 10°C a 4,2 % pri 5°C. Mechanizmus tohto trendu spočíva v tom, že tvorba alkalickej celulózy je procesom exotermickej reakcie. Keď teplota stúpa, adsorpcia hydroxypropylmetylcelulózy na alkálii sa zníži, ale hydrolytická reakcia alkalickej celulózy sa výrazne zvýši, čo neprispieva k tvorbe alkalickej celulózy. Z vyššie uvedeného je zrejmé, že zníženie teploty alkalizácie prispieva k tvorbe alkalickej celulózy a inhibuje hydrolytickú reakciu.

3. Vplyv aditív na kvalitu hydroxypropylmetylcelulózy

V systéme celulóza-KOH-voda je aditívum—soľ má veľký vplyv na tvorbu alkalickej celulózy. Keď je koncentrácia roztoku KOH nižšia ako 13 %, adsorpcia celulózy na alkáliu nie je ovplyvnená pridaním soli chloridu draselného. Keď je koncentrácia roztoku lúhu vyššia ako 13%, po pridaní chloridu draselného sa zjavná adsorpcia celulózy na alkálie Adsorpcia zvyšuje s koncentráciou chloridu draselného, ​​ale celková adsorpčná kapacita klesá a adsorpcia vody sa výrazne zvyšuje, takže pridanie soli je všeobecne nepriaznivé pre alkalizáciu a napučiavanie celulózy, ale soľ môže inhibovať hydrolýzu a regulovať systém. Obsah voľnej vody tak zlepšuje účinok alkalizácie a éterifikácie.

4. Vplyv výrobného procesu na kvalitu hydroxypropylmetylcelulózy

V súčasnosti podniky na výrobu hydroxypropylmetylcelulózy v mojej krajine väčšinou prijímajú výrobný proces rozpúšťadlovej metódy. Proces prípravy a éterifikácie alkalickej celulózy sa uskutočňuje v inertnom organickom rozpúšťadle, takže surovina rafinovaná bavlna sa musí rozdrviť, aby sa získala väčšia povrchová plocha a reaktivita, aby sa zabezpečila kvalita hotového produktu.

Pridajte práškovú celulózu, organické rozpúšťadlo a alkalický roztok do reaktora a použite silné mechanické miešanie pri určitej teplote a čase, aby ste získali alkalickú celulózu s rovnomernou alkalizáciou a menšou degradáciou. Organické riediace rozpúšťadlá (izopropanol, toluén atď.) majú určitú inertnosť, čo spôsobuje, že hydroxypropylmetylcelulóza emituje rovnomerné teplo počas procesu tvorby, čo ukazuje postupné uvoľňovanie, pričom znižuje hydrolytickú reakciu alkalickej celulózy v opačnom smere. kvalitná alkalická celulóza, zvyčajne koncentrácia lúhu v tomto prepojení je až 50%.

Po namočení celulózy v lúhu sa získa úplne napučiavaná a rovnomerne alkalizovaná alkalická celulóza. Lúh osmoticky lepšie napučiava celulózu, čím vytvára dobrý základ pre následnú éterifikačnú reakciu. Medzi typické riedidlá patria najmä izopropanol, acetón, toluén atď. Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi zloženie alkalickej celulózy sú rozpustnosť lúhu, typ riedidla a podmienky miešania. Pri miešaní sa vytvorí horná a spodná vrstva. Horná vrstva je zložená z izopropanolu a vody a spodná vrstva je zložená z alkálií a malého množstva izopropanolu. Celulóza dispergovaná v systéme je za mechanického miešania plne v kontakte s hornou a spodnou vrstvou kvapaliny. Zásady v systéme Vodná bilancia sa posúva, až kým nevznikne celulóza.

Ako typický celulózový neiónový zmesový éter je obsah hydroxypropylmetylcelulózových skupín na rôznych makromolekulárnych reťazcoch, to znamená, že distribučný pomer metylových a hydroxypropylových skupín je odlišný na C každej polohy glukózového kruhu. Má väčšiu disperziu a náhodnosť, čo sťažuje zaručenie stability kvality produktu.