Pag-aaral sa Quality Control ng Hydroxypropyl Methyl Cellulose

Ayon sa kasalukuyang sitwasyon ng produksyon ng HPMC sa aking bansa, ang mga salik na nakakaapekto sa kalidad ng hydroxypropyl methylcellulose ay sinusuri, at sa batayan na ito, kung paano pagbutihin ang antas ng kalidad ng hydroxypropyl methylcellulose ay tinalakay at pinag-aralan, upang maging sa produksyon.

Susing salita:hydroxypropyl methylcellulose; kalidad; kontrol; pananaliksik

Ang Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ay isang non-ionic water-soluble cellulose na pinaghalong eter na gawa sa cotton, wood, at etherified na may propylene oxide at methyl chloride pagkatapos ng alkali swelling. Ang cellulose mixed ether ay Ang binagong derivative ng solong substituent ether ay may mas mahusay na natatanging katangian kaysa sa orihinal na monoether, at kayang gampanan ang pagganap ng cellulose eter nang mas komprehensibo at perpektong. Sa maraming pinaghalong eter, ang hydroxypropyl methylcellulose ang pinakamahalaga. Ang paraan ng paghahanda ay ang pagdaragdag ng propylene oxide sa alkaline cellulose. Ang pang-industriya na HPMC ay maaaring ilarawan bilang isang unibersal na produkto. Ang antas ng pagpapalit ng methyl group (DS value ) ay 1.3 hanggang 2.2, at ang molar substitution degree ng hydroxypropyl ay 0.1 hanggang 0.8. Makikita mula sa data sa itaas na ang nilalaman at mga katangian ng methyl at hydroxypropyl sa HPMC ay magkakaiba, na nagreresulta sa panghuling lagkit ng produkto at Ang pagkakaiba sa pagkakapareho ay humahantong sa mga pagbabago sa kalidad ng mga natapos na produkto ng iba't ibang mga negosyo sa produksyon.

Ang hydroxypropyl methylcellulose ay gumagawa ng mga derivatives ng eter sa pamamagitan ng mga kemikal na reaksyon, na may malalim na pagbabago sa komposisyon, istraktura at mga katangian nito, lalo na ang solubility ng cellulose, na maaaring iba-iba ayon sa uri at dami ng mga grupong alkyl na ipinakilala. Kumuha ng eter derivatives na natutunaw sa tubig, dilute alkali solution, polar solvents (tulad ng ethanol, propanol) at non-polar organic solvents (tulad ng benzene, ether), na lubos na nagpapalawak ng mga varieties at application field ng cellulose derivatives .

1. Epekto ng proseso ng hydroxypropyl methylcellulose alkalization sa kalidad

Ang proseso ng alkalization ay ang unang hakbang sa yugto ng reaksyon ng produksyon ng HPMC, at isa rin ito sa mga pinaka kritikal na hakbang. Ang likas na kalidad ng mga produkto ng HPMC ay higit na tinutukoy ng proseso ng alkalization, hindi ang proseso ng etherification, dahil ang epekto ng alkalization ay direktang nakakaapekto sa epekto ng etherification.

Ang hydroxypropyl methylcellulose ay nakikipag-ugnayan sa alkaline solution upang bumuo ng alkali cellulose, na lubos na reaktibo. Sa reaksyon ng etherification, ang pangunahing reaksyon ng ahente ng etherification sa pamamaga, pagtagos, at etherification ng selulusa at Ang rate ng side reactions, ang pagkakapareho ng reaksyon at ang mga katangian ng panghuling produkto ay nauugnay lahat sa pagbuo at komposisyon ng alkali cellulose, kaya ang istraktura at kemikal na mga katangian ng alkali cellulose ay mahalagang mga bagay sa pananaliksik sa produksyon ng cellulose eter.

2. Epekto ng temperatura sa kalidad ng hydroxypropyl methylcellulose

Sa isang tiyak na konsentrasyon ng KOH may tubig na solusyon, ang halaga ng adsorption at antas ng pamamaga ng hydroxypropyl methylcellulose sa alkali ay tumaas sa pagbaba ng temperatura ng reaksyon. Halimbawa, ang output ng alkali cellulose ay nag-iiba sa konsentrasyon ng KOH: 15 %, 8% sa 10°C, at 4.2% sa 5°C. Ang mekanismo ng trend na ito ay ang pagbuo ng alkali cellulose ay isang proseso ng exothermic reaction. Habang tumataas ang temperatura, ang adsorption ng hydroxypropyl methylcellulose sa alkali Ang halaga ay nabawasan, ngunit ang reaksyon ng hydrolysis ng alkali cellulose ay lubhang nadagdagan, na hindi nakakatulong sa pagbuo ng alkali cellulose. Makikita mula sa itaas na ang pagbaba ng temperatura ng alkalization ay nakakatulong sa pagbuo ng alkali cellulose at pinipigilan ang reaksyon ng hydrolysis.

3. Ang epekto ng mga additives sa kalidad ng hydroxypropyl methylcellulose

Sa cellulose-KOH-water system, ang additive—Ang asin ay may malaking impluwensya sa pagbuo ng alkali cellulose. Kapag ang konsentrasyon ng KOH solution ay mas mababa sa 13%, ang adsorption ng cellulose sa alkali ay hindi apektado ng pagdaragdag ng potassium chloride salt. Kapag ang konsentrasyon ng solusyon ng lihiya ay mas mataas kaysa sa 13%, pagkatapos magdagdag ng potassium chloride, ang maliwanag na adsorption ng selulusa sa alkali Ang adsorption ay nagdaragdag sa konsentrasyon ng potassium chloride, ngunit ang kabuuang kapasidad ng adsorption ay bumababa, at ang tubig adsorption ay tumataas nang malaki, kaya ang Ang pagdaragdag ng asin sa pangkalahatan ay hindi kanais-nais sa alkalization at pamamaga ng selulusa, ngunit ang asin ay maaaring humadlang sa hydrolysis at umayos sa sistema Ang libreng nilalaman ng tubig kaya nagpapabuti sa epekto ng alkalization at etherification.

4. Ang impluwensya ng proseso ng produksyon sa kalidad ng hydroxypropyl methylcellulose

Sa kasalukuyan, ang hydroxypropyl methylcellulose production enterprise sa aking bansa ay kadalasang gumagamit ng proseso ng produksyon ng solvent method. Ang proseso ng paghahanda at etherification ng alkali cellulose ay isinasagawa lahat sa isang inert organic solvent, kaya ang hilaw na materyal na pinong cotton ay kailangang pulbos upang makakuha ng mas malaking Surface area at reaktibiti upang matiyak ang kalidad ng natapos na produkto.

Idagdag ang pulverized cellulose, organic solvent at alkali solution sa reactor, at gumamit ng malakas na mechanical stirring sa isang tiyak na temperatura at oras upang makakuha ng alkali cellulose na may pare-parehong alkalization at hindi gaanong pagkasira. Ang mga organikong dilution solvents (isopropanol, toluene, atbp.) ay may isang tiyak na inertness, na gumagawa ng hydroxypropyl methylcellulose na naglalabas ng pare-parehong init sa panahon ng proseso ng pagbuo, na nagpapakita ng isang sunud-sunod na pag-unlad ng paglabas, habang binabawasan ang hydrolysis reaksyon ng alkali cellulose sa kabaligtaran ng direksyon Upang makakuha ng mataas na- kalidad ng alkali cellulose, kadalasan ang konsentrasyon ng lihiya na ginagamit sa link na ito ay kasing taas ng 50%.

Matapos ibabad ang selulusa sa lihiya, ang ganap na namamaga at pantay na alkalized alkali cellulose ay nakuha. Ang lihiya osmotically swells selulusa mas mahusay, pagtula ng isang magandang pundasyon para sa kasunod na etherification reaksyon. Ang mga karaniwang diluents ay pangunahing kinabibilangan ng isopropanol, acetone, toluene, atbp. Ang solubility ng lye, ang uri ng diluent at stirring condition ay ang mga pangunahing salik na nakakaapekto sa komposisyon ng alkali cellulose. Ang itaas at mas mababang mga layer ay nabuo kapag naghahalo. Ang itaas na layer ay binubuo ng isopropanol at tubig, at ang mas mababang layer ay binubuo ng alkali at isang maliit na halaga ng isopropanol. Ang selulusa na dispersed sa system ay ganap na nakikipag-ugnayan sa itaas at mas mababang mga layer ng likido sa ilalim ng mekanikal na pagpapakilos. Ang alkali sa sistema Ang balanse ng tubig ay nagbabago hanggang sa mabuo ang selulusa.

Bilang isang tipikal na cellulose non-ionic mixed ether, ang nilalaman ng hydroxypropyl methylcellulose group ay nasa iba't ibang macromolecular chain, iyon ay, ang distribution ratio ng methyl at hydroxypropyl group ay naiiba sa C ng bawat posisyon ng glucose ring. Ito ay may higit na pagpapakalat at randomness, na nagpapahirap sa paggarantiya ng kalidad ng katatagan ng produkto.