Гідроксипропілметилцелюлоза HPMC є різновидом неіонного змішаного ефіру целюлози. На відміну від іонного змішаного ефіру метилкарбоксиметилцелюлози, він не реагує з важкими металами. Завдяки різному співвідношенню вмісту метоксилу та вмісту гідроксипропілу в гідроксипропілметилцелюлозі та різної в’язкості існує багато різновидів із різними властивостями, наприклад, високий вміст метоксилу та низький вміст гідроксипропілу. Його продуктивність близька до метилцелюлози, тоді як продуктивність низький вміст метокси та високий вміст гідроксипропілу близький до гідроксипропілметилцелюлози. Однак у кожному різновиді, хоча міститься лише невелика кількість гідроксипропілової групи або невелика кількість метоксилової групи, розчинність в органічних розчинниках або температура флокуляції у водному розчині досить різні.
1. Розчинність гідроксипропілметилцелюлози
①Розчинність гідроксипропілметилцелюлози у воді. Гідроксипропілметилцелюлоза насправді є різновидом метилцелюлози, модифікованої пропіленоксидом (метоксипропіленом), тому вона все ще має ті самі властивості, що й метилцелюлоза. Целюлоза має подібні характеристики розчинності в холодній воді та нерозчинності у гарячій воді. Однак через модифіковану гідроксипропільну групу його температура гелеутворення в гарячій воді значно вища, ніж у метилцелюлози. Наприклад, в’язкість водного розчину гідроксипропілметилцелюлози зі ступенем заміщення 2% метокси DS=0,73 і вмістом гідроксипропілу MS=0,46 є добутком 500 мПа·с при 20°C, а його температура гелю може досягати близько 100° С, тоді як метилцелюлоза при тій же температурі становить лише близько 55°С. Що стосується його розчинення у воді, воно також було значно покращено. Наприклад, подрібнену гідроксипропілметилцелюлозу (продукт із розміром частинок 0,2–0,5 мм і в’язкістю 4% водного розчину 2 па·с при 20°C можна придбати при кімнатній температурі, він легко розчиняється у воді без охолодження. .
②Розчинність гідроксипропілметилцелюлози в органічних розчинниках. Розчинність гідроксипропілметилцелюлози в органічних розчинниках також краща, ніж у метилцелюлози. Для продуктів вище 2.1,високов'язка гідроксипропілметилцелюлозамістить гідроксипропіл MS=1,5~1,8 і метокси DS=0,2~1,0, із загальним ступенем заміщення вище 1,8, розчинний у безводному метанолі та розчинах етанолу Середній, а також термопластичний і водорозчинний. Він також розчиняється в хлорованих вуглеводнях, таких як метиленхлорид і хлороформ, і в органічних розчинниках, таких як ацетон, ізопропанол і діацетоновий спирт. Його розчинність в органічних розчинниках краща, ніж розчинність у воді.
2. Фактори, що впливають на в'язкість гідроксипропілметилцелюлози
Фактори, що впливають на в'язкість гідроксипропілметилцелюлози. Стандартне визначення в'язкості гідроксипропілметилцелюлози таке ж, як і інших ефірів целюлози. Його вимірюють при 20°C з використанням 2% водного розчину як стандарту. В'язкість того самого продукту зростає зі збільшенням концентрації. Для продуктів з різною молекулярною масою при однаковій концентрації продукт з більшою молекулярною масою має вищу в’язкість. Його зв'язок із температурою подібний до зв'язку метилцелюлози. Коли температура підвищується, в'язкість починає зменшуватися, але коли вона досягає певної температури, в'язкість раптово підвищується і відбувається гелеутворення. Температура гелю продуктів з низькою в'язкістю вища. є високим. Його точка гелю не тільки пов'язана з в'язкістю ефіру, але також пов'язана з композиційним співвідношенням метоксилової групи та гідроксипропілової групи в ефірі та розміром загального ступеня заміщення. Слід зазначити, що гідроксипропілметилцелюлоза також псевдопластична, і її розчин стабільний при кімнатній температурі без будь-якого погіршення в'язкості, за винятком можливості ферментативного розкладання.
3. Гідроксипропілметилцелюлоза стійка до кислот і лугів
Стійкість гідроксипропілметилцелюлози до кислот і лугів. Гідроксипропілметилцелюлоза, як правило, стійка до кислот і лугів і не змінюється в діапазоні pH 2~12. Він може витримувати певну кількість легкої кислоти, такої як мурашина кислота, оцтова кислота, лимонна кислота, бурштинова кислота, фосфорна кислота, борна кислота тощо. Але концентрована кислота має ефект зменшення в'язкості. Луги, такі як їдкий натр, їдкий калій і вапняна вода, на нього не впливають, але вони можуть трохи збільшити в'язкість розчину, а потім повільно її зменшити.
4. Змішуваність гідроксипропілметилцелюлози
Змішуваність гідроксипропілметилцелюлози Розчин гідроксипропілметилцелюлози можна змішувати з водорозчинними полімерними сполуками, щоб отримати однорідний і прозорий розчин з більшою в'язкістю. Ці полімерні сполуки включають поліетиленгліколь, полівінілацетат, полісилікон, поліметилвінілсилоксан, гідроксиетилцелюлозу та метилцелюлозу. Природні високомолекулярні сполуки, такі як гуміарабік, камедь бобів ріжкового дерева, камедь карайя тощо, також мають хорошу сумісність із його розчином. Гідроксипропілметилцелюлозу також можна змішувати з ефіром маніту або ефіру сорбіту стеаринової кислоти або пальмітинової кислоти, а також можна змішувати з гліцерином, сорбітом і манітом, і ці сполуки можна використовувати як пластифікатор гідроксипропілметилцелюлози для целюлози.
5. Нерозчинність і розчинність у воді гідроксипропілметилцелюлози
Нерозчинні водорозчинні прості ефіри целюлози гідроксипропілметилцелюлози можуть бути зшиті альдегідами на поверхні, так що ці водорозчинні прості ефіри осідають у розчині та стають нерозчинними у воді. Альдегіди, які роблять гідроксипропілметилцелюлозу нерозчинною, включають формальдегід, гліоксаль, бурштиновий альдегід, адипальдегід тощо. При використанні формальдегіду особливу увагу слід приділяти значенню рН розчину, серед якого гліоксаль реагує швидше, тому гліоксаль зазвичай використовується як зшивач. агент у промисловому виробництві. Кількість цього типу зшиваючого агента в розчині становить 0,2%~10% від маси ефіру, переважно 7%~10%, наприклад, 3,3%~6% гліоксалю є найбільш прийнятним. Загальна температура обробки 0 ~ 30 ℃, а час 1 ~ 120 хв. Реакцію зшивання необхідно проводити в кислих умовах. Зазвичай до розчину спочатку додають сильну неорганічну кислоту або органічну карбонову кислоту, щоб відрегулювати рН розчину приблизно до 2~6, переважно між 4~6, а потім додають альдегіди для проведення реакції зшивання. Використовувана кислота включає соляну кислоту, сірчану кислоту, фосфорну кислоту, мурашину кислоту, оцтову кислоту, гідроксиоцтову кислоту, янтарну кислоту або лимонну кислоту тощо, при цьому доцільно використовувати мурашину кислоту або оцтову кислоту, а мурашина кислота є оптимальною. Кислоту та альдегід також можна додавати одночасно, щоб дозволити розчину пройти реакцію зшивання в бажаному діапазоні pH. Ця реакція часто використовується в процесі кінцевої обробки в процесі приготування ефірів целюлози. Після того, як ефір целюлози стане нерозчинним, його зручно промити та очистити водою при 20 ~ 25 ° C. Коли продукт використовується, до розчину продукту можна додати лужні речовини, щоб відрегулювати pH розчину, щоб він став лужним, і продукт швидко розчиниться в розчині. Цей метод також можна застосувати для обробки плівки після того, як розчин ефіру целюлози перетворить на плівку, щоб зробити її нерозчинною.
6. Ферментостійкість гідроксипропілметилцелюлози
Стійкість до ферментів гідроксипропілметилцелюлози теоретично полягає в тому, що похідні целюлози, такі як кожна ангідроглюкозна група, якщо є міцно зв’язана замісна група, її непросто заразити мікроорганізмами, але фактично готовий продукт, коли значення заміщення перевищує 1, це також буде розщеплено ферментами, що означає, що ступінь заміщення кожної групи целюлозного ланцюга недостатньо рівномірний, і мікроорганізми можуть руйнувати незаміщену ангідроглюкозну групу з утворенням цукрів, як поживних речовин для поглинання мікроорганізмами. Отже, якщо ступінь етерифікаційного заміщення целюлози зростає, то стійкість до ферментативної ерозії ефіру целюлози також зростатиме. Відповідно до звітів, у контрольованих умовах результати гідролізу ферментів, залишкова в'язкість гідроксипропілметилцелюлози (DS=1,9) становить 13,2%, метилцелюлози (DS=1,83) становить 7,3%, метилцелюлози (DS=1,66) становить 3,8%, і гідроксиетилцелюлози - 1,7%. Можна побачити, що гідроксипропілметилцелюлоза має сильну антиферментну здатність. Таким чином, чудова ферментативна стійкість гідроксипропілметилцелюлози в поєднанні з її хорошою здатністю до диспергування, згущенням і плівкоутворенням використовується у водоемульсійних покриттях тощо, і, як правило, не потребує додавання консервантів. Однак для тривалого зберігання розчину або можливого забруднення ззовні можна додати консерванти як запобіжний захід, і вибір можна визначити відповідно до кінцевих вимог до розчину. Фенілртуть ацетат і фторсилікат марганцю є ефективними консервантами, але всі вони токсичні, тому слід звернути увагу на роботу. Як правило, 1~5 мг ацетату фенілртуті можна додати до розчину на літр дози.
7. Характеристики гідроксипропілметилцелюлозної мембрани
Ефективність гідроксипропілметилцелюлозної плівки Гідроксипропілметилцелюлоза має чудові плівкоутворювальні властивості. Його водний розчин або розчин органічного розчинника наноситься на скляну пластину, і після висихання він стає безбарвним і прозорим. І жорсткий фільм. Володіє хорошою вологостійкістю і залишається твердим при високих температурах. Якщо додати гігроскопічний пластифікатор, можна збільшити його подовження та гнучкість. З точки зору поліпшення гнучкості найбільш підходящими є такі пластифікатори, як гліцерин і сорбіт. Як правило, концентрація розчину становить 2% ~ 3%, а кількість пластифікатора становить 10% ~ 20% ефіру целюлози. Якщо вміст пластифікатора занадто високий, при високій вологості відбудеться колоїдна дегідратаційна усадка. Міцність на розрив плівки з додаванням пластифікатора набагато більша, ніж без додавання, і збільшується зі збільшенням доданої кількості, а гігроскопічність плівки також збільшується зі збільшенням кількості пластифікатора.
Час публікації: 19 грудня 2022 р