Hidroksipropilmetilcelulozes īpašības

Hidroksipropilmetilceluloze ir sava veida nejonu celulozes jauktais ēteris. Atšķirībā no jonu metilkarboksimetilcelulozes jauktā ētera, tas nereaģē ar smagajiem metāliem. Tā kā hidroksipropilmetilcelulozē ir atšķirīgas metoksila satura un hidroksipropila satura attiecības un dažādas viskozitātes, ir daudz šķirņu ar atšķirīgām īpašībām, piemēram, ar augstu metoksila saturu un zemu hidroksipropila saturu. Tā veiktspēja ir tuva metilcelulozes rādītājiem, savukārt zema. metoksila saturs un augsts hidroksipropila saturs ir tuvu hidroksipropilmetilcelulozes saturam. Tomēr, lai gan katrā šķirnē ir tikai neliels daudzums hidroksipropilgrupas vai neliels daudzums metoksilgrupas, pastāv lielas atšķirības šķīdībā organiskajos šķīdinātājos vai flokulācijas temperatūrā ūdens šķīdumos.

(1) Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdības īpašības
①Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdība ūdenī Hidroksipropilmetilceluloze faktiski ir sava veida metilceluloze, kas modificēta ar propilēna oksīdu (metoksipropilēnu), tāpēc tai joprojām ir tādas pašas īpašības kā metilcelulozei Celulozei ir līdzīgas šķīdības aukstā ūdenī un karstā ūdenī nešķīstības īpašības. Tomēr modificētās hidroksipropilgrupas dēļ tā želejas temperatūra karstā ūdenī ir daudz augstāka nekā metilcelulozes temperatūra. Piemēram, hidroksipropilmetilcelulozes ūdens šķīduma ar 2% metoksi satura aizvietošanas pakāpi DS=0,73 un hidroksipropila saturu MS=0,46 viskozitāte 20°C temperatūrā ir 500 mpa·s, un tā želejas temperatūra var sasniegt tuvu 100°C, savukārt metilceluloze tajā pašā temperatūrā ir tikai aptuveni 55°C. Kas attiecas uz tā šķīdību ūdenī, tas ir arī ievērojami uzlabojies. Piemēram, pulverizēto hidroksipropilmetilcelulozi (granulu forma 0,2–0,5 mm 20 °C temperatūrā ar 4% ūdens šķīduma viskozitāti 2pa•s) var iegādāties Istabas temperatūrā tā viegli šķīst ūdenī bez atdzesēšanas.

②Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdība organiskajos šķīdinātājos Arī hidroksipropilmetilcelulozes šķīdība organiskajos šķīdinātājos ir labāka nekā metilcelulozes šķīdība. Produktiem virs 2,1 augstas viskozitātes hidroksipropilmetilceluloze, kas satur hidroksipropila MS=1,5–1,8 un metoksi DS=0,2–1,0, ar kopējo aizvietošanas pakāpi virs 1,8, šķīst bezūdens metanola un etanola šķīdumos Vidējā, termoplastiskā un ūdenī šķīstošā . Tas šķīst arī hlorētos ogļūdeņražos, piemēram, metilēnhlorīda un hloroforma, un organiskos šķīdinātājos, piemēram, acetonā, izopropanolā un diacetona spirtā. Tā šķīdība organiskajos šķīdinātājos ir labāka nekā šķīdība ūdenī.

(2) Faktori, kas ietekmē hidroksipropilmetilcelulozes viskozitāti Hidroksipropilmetilcelulozes standarta viskozitātes noteikšana ir tāda pati kā citiem celulozes ēteriem, un to mēra 20 °C temperatūrā, izmantojot 2% ūdens šķīdumu kā standartu. Tā paša produkta viskozitāte palielinās, palielinoties koncentrācijai. Produktiem ar dažādu molekulmasu vienā un tajā pašā koncentrācijā produktam ar lielāku molekulmasu ir lielāka viskozitāte. Tā saistība ar temperatūru ir līdzīga metilcelulozes saistībai. Temperatūrai paaugstinoties, viskozitāte sāk samazināties, bet, sasniedzot noteiktu temperatūru, viskozitāte pēkšņi paaugstinās un notiek želeja. Produktiem ar zemu viskozitāti gēla temperatūra ir augstāka. ir augsts. Tās želejas punkts ir saistīts ne tikai ar ētera viskozitāti, bet arī ar metoksilgrupas un hidroksipropilgrupas sastāva attiecību ēterī un kopējās aizvietošanas pakāpes lielumu. Jāņem vērā, ka arī hidroksipropilmetilceluloze ir pseidoplastiska, un tās šķīdums ir stabils istabas temperatūrā, nesamazinot viskozitāti, izņemot fermentatīvās sadalīšanās iespēju.

(3) Hidroksipropilmetilcelulozes sāls tolerance Tā kā hidroksipropilmetilceluloze ir nejonu ēteris, tā nejonizējas ūdens vidē, atšķirībā no citiem jonu celulozes ēteriem, piemēram, karboksimetilceluloze reaģē ar smago metālu joniem un izgulsnējas šķīdumā. Parastie sāļi, piemēram, hlorīds, bromīds, fosfāts, nitrāts utt., netiks nogulsnēti, pievienojot to ūdens šķīdumam. Tomēr sāls pievienošana zināmā mērā ietekmē tā ūdens šķīduma flokulācijas temperatūru. Palielinoties sāls koncentrācijai, gēla temperatūra samazinās. Kad sāls koncentrācija ir zemāka par flokulācijas punktu, šķīduma viskozitātei ir tendence palielināties. Tāpēc pievieno noteiktu daudzumu sāls. , pielietojot, tas var ekonomiskāk sasniegt sabiezēšanas efektu. Tāpēc dažos lietojumos ir labāk izmantot celulozes ētera un sāls maisījumu, nevis lielāku ētera šķīduma koncentrāciju, lai panāktu sabiezēšanas efektu.

(4) Hidroksipropilmetilcelulozes skābes un sārmu izturība Hidroksipropilmetilceluloze parasti ir stabila pret skābēm un sārmiem, un tā netiek ietekmēta pH diapazonā no 2 līdz 12. Tas var izturēt noteiktu daudzumu vieglo skābju, piemēram, skudrskābes, etiķskābes, citronskābes, dzintarskābes, fosforskābes, borskābes uc Bet koncentrētai skābei ir viskozitātes samazināšanas efekts. Sārmi, piemēram, kaustiskā soda, kaustiskais potašs un kaļķa ūdens, to neietekmē, taču tie var nedaudz palielināt šķīduma viskozitāti un pēc tam to lēnām samazināt.

(5) Hidroksipropilmetilcelulozes saderība Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdumu var sajaukt ar ūdenī šķīstošiem polimēru savienojumiem, veidojot viendabīgu un caurspīdīgu šķīdumu ar augstāku viskozitāti. Šie polimēru savienojumi ir polietilēnglikols, polivinilacetāts, polisilikons, polimetilvinilsiloksāns, hidroksietilceluloze un metilceluloze. Dabiskiem lielmolekulāriem savienojumiem, piemēram, gumijas arābijai, ceratoniju sveķiem, karajas sveķiem utt., ir arī laba saderība ar tā šķīdumu. Hidroksipropilmetilcelulozi var arī sajaukt ar stearīnskābes vai palmitīnskābes mannīta esteri vai sorbīta esteri, kā arī var sajaukt ar glicerīnu, sorbītu un mannītu, un šos savienojumus var izmantot kā hidroksipropilmetilcelulozes plastifikatoru celulozes iegūšanai.

(6) Hidroksipropilmetilcelulozes nešķīstošie ūdenī šķīstošie celulozes ēteri var veikt virsmas šķērssavienojumu ar aldehīdiem, tādējādi šie ūdenī šķīstošie ēteri tiek nogulsnēti šķīdumā un kļūst nešķīstoši ūdenī. Aldehīdi, kas padara hidroksipropilmetilcelulozi nešķīstošu, ir formaldehīds, glioksāls, dzintarskābes aldehīds, adipaldehīds utt. Lietojot formaldehīdu, īpaša uzmanība jāpievērš šķīduma pH vērtībai, starp kurām glioksāls reaģē ātrāk, tāpēc glioksālu parasti izmanto kā šķērssaistīšanas līdzekli. aģents rūpnieciskajā ražošanā. Šāda veida šķērssaistīšanas līdzekļa daudzums šķīdumā ir 0,2–10% no ētera masas, vēlams 7%–10%, piemēram, vispiemērotākais ir 3,3–6% glioksāla. Parasti apstrādes temperatūra ir 0–30 ℃, un laiks ir 1–120 minūtes. Šķērssaistīšanas reakcija jāveic skābos apstākļos. Parasti šķīdumam vispirms pievieno neorganisku stipru skābi vai organisko karbonskābi, lai noregulētu šķīduma pH līdz aptuveni 2–6, vēlams no 4–6, un pēc tam pievieno aldehīdus, lai veiktu šķērssaistīšanas reakciju. Izmantotajai skābei ir sālsskābe, sērskābe, fosforskābe, skudrskābe, etiķskābe, hidroksietiķskābe, dzintarskābe vai citronskābe utt., kur kopā ar skudrskābi vai etiķskābi vēlams, un skudrskābe ir optimāla. Skābi un aldehīdu var pievienot arī vienlaikus, lai šķīdumam varētu veikt šķērssavienojuma reakciju vēlamajā pH diapazonā. Šo reakciju bieži izmanto galīgajā apstrādes procesā celulozes ēteru sagatavošanas procesā. Pēc tam, kad celulozes ēteris ir nešķīstošs, to ir ērti lietot

20 ~ 25 ℃ ūdens mazgāšanai un attīrīšanai. Kad produkts tiek lietots, produkta šķīdumam var pievienot sārmainas vielas, lai šķīduma pH būtu sārmains, un produkts šķīdumā ātri izšķīst. Šī metode ir piemērojama arī plēves apstrādei pēc tam, kad celulozes ētera šķīdums ir izveidots plēvē, lai padarītu to par nešķīstošu plēvi.

(7) Hidroksipropilmetilcelulozes enzīmu izturība Teorētiski celulozes atvasinājumi, piemēram, stingri saistīta aizvietotāju grupa katrā anhidroglikozes grupā, nav jutīgi pret mikrobu eroziju, bet faktiski, ja gatavā produkta aizvietošanas vērtība pārsniedz 1, tas noārdās arī ar fermentiem, kas nozīmē, ka katras celulozes ķēdes grupas aizstāšanas pakāpe nav pietiekami vienmērīga, un mikroorganismi var erodēt neaizvietoto anhidroglikozes grupu. Cukuri veidojas un uzsūcas kā barības vielas mikroorganismiem. Tāpēc, ja palielinās celulozes ēterizācijas aizstāšanas pakāpe, palielināsies arī izturība pret celulozes ētera fermentatīvo eroziju. Saskaņā ar ziņojumiem kontrolētos apstākļos fermentu hidrolīzes rezultāti, hidroksipropilmetilcelulozes (DS=1,9) atlikuma viskozitāte ir 13,2%, metilcelulozes (DS=1,83) ir 7,3%, metilcelulozes (DS=1,66) ir 3,8%. un hidroksietilceluloze ir 1,7%. Var redzēt, ka hidroksipropilmetilcelulozei ir spēcīga anti-enzīma spēja. Tāpēc hidroksipropilmetilcelulozes lieliskā enzīmu izturība apvienojumā ar tās labām dispersijas, sabiezēšanas un plēvi veidojošām īpašībām tiek izmantota ūdens emulsijas pārklājumos utt., un parasti tai nav jāpievieno konservanti. Tomēr šķīduma ilgstošai uzglabāšanai vai iespējamam piesārņojumam no ārpuses piesardzības nolūkos var pievienot konservantus, un izvēli var noteikt atbilstoši šķīduma galīgajām prasībām. Fenildzīvsudraba acetāts un mangāna fluorsilikāts ir efektīvi konservanti, taču tiem visiem piemīt Toksicitāte, operācijai jāpievērš uzmanība. Parasti šķīdumam var pievienot 1–5 mg fenildzīvsudraba acetāta uz litru devas.

(8) Hidroksipropilmetilcelulozes plēves veiktspēja Hidroksipropilmetilcelulozei ir lieliskas plēvi veidojošas īpašības. Tās ūdens šķīdums vai organiskā šķīdinātāja šķīdums tiek pārklāts uz stikla plāksnes, un pēc žāvēšanas tas kļūst brīvs. Krāsaina, caurspīdīga un izturīga plēve. Tam ir laba mitruma izturība un tā saglabājas cieta augstā temperatūrā. Ja pievieno higroskopisku plastifikatoru, var uzlabot tā pagarinājumu un elastību. Elastības uzlabošanai vispiemērotākie ir plastifikatori, piemēram, glicerīns un sorbīts. Parasti šķīduma koncentrācija ir 2% ~ 3%, un plastifikatora daudzums ir 10% ~ 20% celulozes ētera. Ja plastifikatora saturs ir pārāk augsts, augsta mitruma apstākļos notiks koloidālā dehidratācijas saraušanās. Plēves stiepes izturība ar pievienotu plastifikatoru ir daudz lielāka nekā bez plastifikatora, un tā palielinās, palielinoties pievienotajam daudzumam. Kas attiecas uz plēves higroskopiskumu, tas arī palielinās, palielinoties plastifikatora daudzumam.