Študija o kontroli kakovosti hidroksipropil metil celuloze

Glede na trenutno stanje proizvodnje HPMC v moji državi se analizirajo dejavniki, ki vplivajo na kakovost hidroksipropil metilceluloze, in na tej podlagi se razpravlja in preučuje, kako izboljšati raven kakovosti hidroksipropil metilceluloze, da bi se začela proizvodnja.

Ključne besede:hidroksipropil metilceluloza; kakovost; nadzor; raziskovanje

Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je neionski vodotopni celulozni mešani eter, izdelan iz bombaža, lesa in zaetrjen s propilen oksidom in metil kloridom po alkalnem nabrekanju. Celulozni mešani eter je spremenjeni derivat enosmernega etra, ki ima boljše edinstvene lastnosti kot originalni monoeter in lahko celoviteje in popolneje igra učinkovitost celuloznega etra. Med številnimi mešanimi etri je najpomembnejša hidroksipropil metilceluloza. Metoda priprave je dodajanje propilen oksida alkalni celulozi. Industrijski HPMC lahko opišemo kot univerzalni izdelek. Stopnja substitucije metilne skupine (vrednost DS) je 1,3 do 2,2, molska stopnja substitucije hidroksipropila pa je 0,1 do 0,8. Iz zgornjih podatkov je razvidno, da so vsebnost in lastnosti metila in hidroksipropila v HPMC različne, kar ima za posledico viskoznost končnega izdelka in razlika v enakomernosti vodi do nihanj v kakovosti končnih izdelkov različnih proizvodnih podjetij.

Hidroksipropil metilceluloza proizvaja etrske derivate s kemičnimi reakcijami, ki močno spremenijo njeno sestavo, strukturo in lastnosti, zlasti topnost celuloze, ki se lahko spreminja glede na vrsto in količino vnesenih alkilnih skupin. Pridobite etrske derivate, topne v vodi, razredčeni raztopini alkalij, polarnih topilih (kot je etanol, propanol) in nepolarnih organskih topilih (kot je benzen, eter), kar močno razširi sorte in področja uporabe celuloznih derivatov.

1. Vpliv postopka alkalizacije hidroksipropil metilceluloze na kakovost

Postopek alkalizacije je prvi korak v reakcijski fazi proizvodnje HPMC in je tudi eden najbolj kritičnih korakov. Inherentno kakovost izdelkov HPMC v veliki meri določa postopek alkalizacije, ne proces eterifikacije, ker učinek alkalizacije neposredno vpliva na učinek eterifikacije.

Hidroksipropil metilceluloza medsebojno deluje z alkalno raztopino in tvori alkalno celulozo, ki je zelo reaktivna. Pri reakciji eterifikacije je glavna reakcija sredstva za eterifikacijo na nabrekanje, penetracijo in eterifikacijo celuloze in Hitrost stranskih reakcij, enakomernost reakcije in lastnosti končnega produkta so vsi povezani s tvorbo in sestavo alkalne celuloze, zato so struktura in kemijske lastnosti alkalne celuloze pomembni raziskovalni objekti pri proizvodnji celuloznega etra.

2. Vpliv temperature na kakovost hidroksipropil metilceluloze

V določeni koncentraciji vodne raztopine KOH se količina adsorpcije in stopnja nabrekanja hidroksipropil metilceluloze v alkalijo povečata z znižanjem reakcijske temperature. Na primer, proizvodnja alkalne celuloze se spreminja glede na koncentracijo KOH: 15 %, 8 % pri 10°C in 4,2 % pri 5°C. Mehanizem tega trenda je, da je tvorba alkalne celuloze eksotermni reakcijski proces. Ko se temperatura dvigne, se adsorpcija hidroksipropil metilceluloze na alkalno količino zmanjša, vendar se reakcija hidrolize alkalne celuloze močno poveča, kar ne prispeva k nastanku alkalne celuloze. Iz zgoraj navedenega je razvidno, da je znižanje alkalizacijske temperature ugodno za nastajanje alkalne celuloze in zavira reakcijo hidrolize.

3. Vpliv aditivov na kakovost hidroksipropil metilceluloze

V sistemu celuloza-KOH-voda aditiv—sol ima velik vpliv na nastanek alkalne celuloze. Kadar je koncentracija raztopine KOH nižja od 13 %, dodatek soli kalijevega klorida ne vpliva na adsorpcijo celuloze na alkalije. Ko je koncentracija raztopine luga višja od 13 % po dodajanju kalijevega klorida, se navidezna adsorpcija celuloze na alkalije Adsorpcija poveča s koncentracijo kalijevega klorida, vendar se skupna adsorpcijska zmogljivost zmanjša in adsorpcija vode se močno poveča, tako da dodajanje soli je na splošno neugodno za alkalizacijo in nabrekanje celuloze, vendar lahko sol zavira hidrolizo in uravnava sistem Vsebnost proste vode tako izboljša učinek alkalizacije in eterifikacije.

4. Vpliv proizvodnega procesa na kakovost hidroksipropil metilceluloze

Trenutno podjetja za proizvodnjo hidroksipropil metilceluloze v moji državi večinoma uporabljajo proizvodni proces s topilno metodo. Priprava in proces eterifikacije alkalne celuloze se izvajata v inertnem organskem topilu, zato je treba surovino, rafiniran bombaž, zdrobiti v prah, da se pridobi večja površina in reaktivnost, da se zagotovi kakovost končnega izdelka.

V reaktor dodajte zdrobljeno celulozo, organsko topilo in raztopino alkalije ter uporabite močno mehansko mešanje pri določeni temperaturi in času, da dobite alkalno celulozo z enakomerno alkalizacijo in manjšo degradacijo. Organska topila za redčenje (izopropanol, toluen itd.) imajo določeno inertnost, zaradi česar hidroksipropil metilceluloza oddaja enakomerno toploto med procesom tvorbe, kar kaže postopno sproščanje, hkrati pa zmanjša reakcijo hidrolize alkalne celuloze v nasprotni smeri. kakovostne alkalne celuloze, običajno je koncentracija luga, uporabljenega v tej povezavi, kar 50 %.

Ko celulozo namočimo v lugu, dobimo popolnoma nabreklo in enakomerno alkalizirano alkalno celulozo. Lug bolje osmotsko nabrekne celulozo, kar je dobra podlaga za nadaljnjo reakcijo eterifikacije. Tipična razredčila vključujejo predvsem izopropanol, aceton, toluen itd. Topnost luga, vrsta razredčila in pogoji mešanja so glavni dejavniki, ki vplivajo na sestavo alkalne celuloze. Pri mešanju nastaneta zgornji in spodnji sloj. Zgornja plast je sestavljena iz izopropanola in vode, spodnja plast pa je sestavljena iz alkalije in majhne količine izopropanola. Celuloza, razpršena v sistemu, je pri mehanskem mešanju popolnoma v stiku z zgornjo in spodnjo plastjo tekočine. Alkalije v sistemu Vodna bilanca se premakne, dokler ne nastane celuloza.

Kot tipičen celulozni neionski mešani eter je vsebnost hidroksipropil metilceluloznih skupin na različnih makromolekularnih verigah, kar pomeni, da je razmerje porazdelitve metilnih in hidroksipropilnih skupin različno na C vsakega položaja glukoznega obroča. Ima večjo razpršenost in naključnost, zaradi česar je težko zagotoviti stabilnost kakovosti izdelka.