Hidroksipropil Metil Selülozun Kalite Kontrol Çalışması

Ülkemdeki HPMC üretiminin mevcut durumuna göre, hidroksipropil metilselülozun kalitesini etkileyen faktörler analiz edilmekte ve bu temelde hidroksipropil metilselülozun kalite seviyesinin nasıl artırılarak üretime geçilebileceği tartışılmakta ve çalışılmaktadır.

Anahtar kelimeler:hidroksipropil metilselüloz; kalite; kontrol; araştırma

Hidroksipropil metilselüloz (HPMC), pamuktan, ağaçtan yapılmış ve alkaliyle şişirildikten sonra propilen oksit ve metil klorür ile eterleştirilmiş, iyonik olmayan, suda çözünebilen bir selüloz karışımı eterdir. Selüloz karışık eter, tek ikameli eterin değiştirilmiş türevi, orijinal monoeterden daha iyi benzersiz özelliklere sahiptir ve selüloz eterin performansını daha kapsamlı ve mükemmel bir şekilde oynayabilir. Birçok karışık eter arasında hidroksipropil metilselüloz en önemlisidir. Hazırlama yöntemi alkali selüloza propilen oksit eklemektir. Endüstriyel HPMC evrensel bir ürün olarak tanımlanabilir. Metil grubunun ikame derecesi (DS değeri) 1,3 ila 2,2'dir ve hidroksipropilin molar ikame derecesi 0,1 ila 0,8'dir. Yukarıdaki verilerden, HPMC'deki metil ve hidroksipropil içeriğinin ve özelliklerinin farklı olduğu, bunun nihai ürün viskozitesine yol açtığı ve tekdüzelikteki farklılığın, çeşitli üretim işletmelerinin nihai ürünlerinin kalitesinde dalgalanmalara yol açtığı görülebilir.

Hidroksipropil metilselüloz, bileşiminde, yapısında ve özelliklerinde, özellikle de eklenen alkil gruplarının türüne ve miktarına göre değişebilen selülozun çözünürlüğünde derin değişikliklere sahip olan kimyasal reaksiyonlar yoluyla eter türevleri üretir. Selüloz türevlerinin çeşitlerini ve uygulama alanlarını büyük ölçüde genişleten, suda çözünebilen eter türevleri, seyreltik alkali çözeltisi, polar çözücüler (etanol, propanol gibi) ve polar olmayan organik çözücüler (benzen, eter gibi) elde edin.

1. Hidroksipropil metilselüloz alkalizasyon işleminin kaliteye etkisi

Alkalileştirme işlemi HPMC üretiminin reaksiyon aşamasının ilk adımı olup aynı zamanda en kritik adımlardan biridir. HPMC ürünlerinin doğal kalitesi, büyük ölçüde eterleştirme işlemiyle değil, alkalileştirme işlemiyle belirlenir, çünkü alkalileştirme etkisi, eterleştirmenin etkisini doğrudan etkiler.

Hidroksipropil metilselüloz alkali çözelti ile etkileşime girerek oldukça reaktif olan alkali selüloz oluşturur. Eterleşme reaksiyonunda, eterifikasyon maddesinin selülozun şişmesine, nüfuz etmesine ve eterleşmesine verdiği ana reaksiyon ve yan reaksiyonların hızı, reaksiyonun tekdüzeliği ve son ürünün özellikleri, bunların hepsi selülozun oluşumu ve bileşimi ile ilgilidir. alkali selüloz, dolayısıyla alkali selülozun yapısı ve kimyasal özellikleri, selüloz eter üretiminde önemli araştırma nesneleridir.

2. Hidroksipropil metilselülozun kalitesine sıcaklığın etkisi

Belirli bir KOH sulu çözeltisi konsantrasyonunda, reaksiyon sıcaklığının azalmasıyla hidroksipropil metilselülozun alkaliye adsorpsiyon miktarı ve şişme derecesi artar. Örneğin, alkali selüloz çıkışı KOH konsantrasyonuna göre değişir: 10°C'de %15, %8.°C ve 5'te %4,2°C. Bu eğilimin mekanizması, alkali selüloz oluşumunun ekzotermik bir reaksiyon süreci olmasıdır. Sıcaklık arttıkça, hidroksipropil metilselülozun alkali üzerindeki adsorpsiyonu azalır, ancak alkali selülozun hidroliz reaksiyonu büyük ölçüde artar, bu da alkali selüloz oluşumuna elverişli değildir. Alkalileştirme sıcaklığının düşürülmesinin alkali selüloz üretimine yardımcı olduğu ve hidroliz reaksiyonunu engellediği yukarıdan görülebilmektedir.

3. Katkı maddelerinin hidroksipropil metilselülozun kalitesine etkisi

Selüloz-KOH-su sisteminde katkı maddesi—tuzun alkali selüloz oluşumu üzerinde büyük etkisi vardır. KOH çözeltisinin konsantrasyonu %13'ün altında olduğunda, selülozun alkaliye adsorpsiyonu, potasyum klorür tuzunun eklenmesinden etkilenmez. Kül suyu çözeltisinin konsantrasyonu %13'ten yüksek olduğunda, potasyum klorür eklendikten sonra selülozun alkaliye görünür adsorpsiyonu Potasyum klorür konsantrasyonuyla adsorpsiyon artar, ancak toplam adsorpsiyon kapasitesi azalır ve su adsorpsiyonu büyük ölçüde artar, böylece Tuz ilavesi genellikle selülozun alkalileşmesi ve şişmesi açısından olumsuzdur, ancak tuz hidrolizi engelleyebilir ve sistemi düzenleyebilir. Serbest su içeriği böylece alkalizasyonun ve eterleşmenin etkisini artırır.

4. Üretim sürecinin hidroksipropil metilselülozun kalitesi üzerindeki etkisi

Şu anda ülkemdeki hidroksipropil metilselüloz üretim işletmeleri çoğunlukla solvent yönteminin üretim sürecini benimsemektedir. Alkali selülozun hazırlanması ve eterifikasyon prosesinin tamamı, inert bir organik solvent içinde gerçekleştirilir, bu nedenle, bitmiş ürünün kalitesini garanti altına almak amacıyla, daha geniş bir Yüzey alanı ve reaktivite elde etmek için ham madde olan rafine pamuğun toz haline getirilmesi gerekir.

Toz haline getirilmiş selüloz, organik çözücü ve alkali çözeltisini reaktöre ekleyin ve homojen alkalileştirme ve daha az bozulma ile alkali selüloz elde etmek için belirli bir sıcaklık ve sürede güçlü mekanik karıştırma kullanın. Organik seyreltme solventleri (izopropanol, toluen, vb.), alkali selülozun hidroliz reaksiyonunu ters yönde azaltırken, hidroksipropil metilselülozun oluşum işlemi sırasında tek tip ısı yaymasını sağlayan, kademeli bir salım ilerlemesi gösteren belirli bir inertliğe sahiptir. kaliteli alkali selüloz olduğundan, bu bağlantıda kullanılan kül suyu konsantrasyonu genellikle %50 kadar yüksektir.

Selüloz sodalı suya batırıldıktan sonra tamamen şişmiş ve eşit şekilde alkalileştirilmiş alkali selüloz elde edilir. Kül suyu ozmotik olarak selülozu daha iyi şişirerek sonraki eterleşme reaksiyonu için iyi bir temel oluşturur. Tipik seyrelticiler esas olarak izopropanol, aseton, tolüen vb.'yi içerir. Kostiğin çözünürlüğü, seyrelticinin türü ve karıştırma koşulları, alkali selülozun bileşimini etkileyen ana faktörlerdir. Karıştırma sırasında üst ve alt katmanlar oluşur. Üst katman izopropanol ve sudan, alt katman ise alkali ve az miktarda izopropanolden oluşur. Sistemde dağılan selüloz, mekanik karıştırma altında üst ve alt sıvı katmanları ile tamamen temas halindedir. Sistemdeki alkali Selüloz oluşana kadar su dengesi değişir.

Tipik bir selüloz iyonik olmayan karışık eter olarak, hidroksipropil metilselüloz gruplarının içeriği farklı makromoleküler zincirlerdedir, yani metil ve hidroksipropil gruplarının dağılım oranı, her glikoz halkası pozisyonunun C'sinde farklıdır. Daha fazla dağılıma ve rastgeleliğe sahiptir, bu da ürünün kalite istikrarını garanti etmeyi zorlaştırır.