A hidroxi-propil-metil-cellulóz egyfajta nemionos cellulóz vegyes éter. Az ionos metil-karboximetil-cellulóz vegyes éterrel ellentétben nem lép reakcióba nehézfémekkel. A hidroxi-propil-metil-cellulóz eltérő metoxi- és hidroxi-propil-aránya, valamint különböző viszkozitása miatt számos fajta létezik, amelyek eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, például magas metoxi- és alacsony hidroxi-propil-tartalommal. Teljesítménye közel áll a metil-cellulózhoz, míg az alacsony metoxil- és a magas hidroxi-propil-tartalom közel a metil-hidroxi-propil-tartalomhoz. Mindazonáltal, bár csak kis mennyiségű hidroxipropilcsoport vagy kis mennyiségű metoxicsoport található, mindegyik fajtában nagy különbségek vannak a szerves oldószerekben való oldhatóságban vagy a vizes oldatok flokkulációs hőmérsékletében.
(1) A hidroxi-propil-metil-cellulóz oldhatósági tulajdonságai
①A hidroxi-propil-metil-cellulóz oldhatósága vízben A hidroxi-propil-metil-cellulóz valójában egyfajta propilén-oxiddal (metoxi-propilénnel) módosított metil-cellulóz, így továbbra is ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint a metil-cellulóz. A cellulóz hideg vízben való oldhatósága és forró vízben való oldhatatlansága hasonló. A módosított hidroxipropilcsoport miatt azonban gélesedési hőmérséklete forró vízben jóval magasabb, mint a metil-cellulózé. Például a 2%-os metoxi-tartalmú DS=0,73 és hidroxipropil-tartalmú MS=0,46 hidroxi-propil-metil-cellulóz vizes oldat viszkozitása 20 °C-on 500 mpa·s, gélhőmérséklete pedig elérheti a 100 °C-ot, míg a metil-cellulózé csak körülbelül 55 °C-on. Ami a vízben való oldhatóságát illeti, szintén jelentősen javult. Például a porított hidroxi-propil-metil-cellulóz (szemcsés alak 0,2-0,5 mm 20 °C-on, 4%-os vizes oldat viszkozitása 2pa•s) szobahőmérsékleten, hűtés nélkül könnyen oldódik vízben.
②A hidroxi-propil-metil-cellulóz oldhatósága szerves oldószerekben A hidroxi-propil-metil-cellulóz oldhatósága szerves oldószerekben is jobb, mint a metil-cellulózé. A 2,1 feletti termékek esetében a nagy viszkozitású hidroxi-propil-metil-cellulóz, amely hidroxi-propil-MS=1,5-1,8 és metoxi-DS=0,2-1,0, teljes szubsztitúciós foka 1,8-nál nagyobb, vízmentes metanolban és etanolos oldatokban oldódik Közepes, valamint hőre lágyuló és vízoldható. Klórozott szénhidrogénekben, például metilén-kloridban és kloroformban, valamint szerves oldószerekben, például acetonban, izopropanolban és diaceton-alkoholban is oldódik. Szerves oldószerekben való oldhatósága jobb, mint a vízben való oldhatósága.
(2) A hidroxi-propil-metil-cellulóz viszkozitását befolyásoló tényezők A hidroxi-propil-metil-cellulóz standard viszkozitás-meghatározása ugyanaz, mint a többi cellulóz-éter, és 20 °C-on mérjük 2%-os vizes oldattal standardként. Ugyanannak a terméknek a viszkozitása a koncentráció növekedésével nő. Az azonos koncentrációjú, eltérő molekulatömegű termékeknél a nagyobb molekulatömegű termékek viszkozitása magasabb. A hőmérséklettel való kapcsolata hasonló a metil-cellulózéhoz. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a viszkozitás csökkenni kezd, de amikor elér egy bizonyos hőmérsékletet, a viszkozitás hirtelen megemelkedik, és gélesedés következik be. Az alacsony viszkozitású termékek gélhőmérséklete magasabb. magas. Gélpontja nem csak az éter viszkozitásával függ össze, hanem az éterben lévő metoxicsoport és hidroxipropilcsoport összetételarányával és a teljes helyettesítési fok nagyságával is. Meg kell jegyezni, hogy a hidroxi-propil-metil-cellulóz is pszeudoplasztikus, és oldata szobahőmérsékleten stabil, viszkozitás-romlás nélkül, kivéve az enzimes lebomlás lehetőségét.
(3) A hidroxi-propil-metil-cellulóz sótűrése Mivel a hidroxi-propil-metil-cellulóz nemionos éter, nem ionizálódik vízben, ellentétben más ionos cellulóz-éterekkel. Például a karboxi-metil-cellulóz nehézfém-ionokkal reagál, és kicsapódik az oldatban. Az általános sók, mint a klorid, bromid, foszfát, nitrát stb. nem válnak ki, ha a vizes oldathoz adjuk. A só hozzáadása azonban némileg befolyásolja a vizes oldat flokkulációs hőmérsékletét. A sókoncentráció növekedésével a gél hőmérséklete csökken. Ha a sókoncentráció a pelyhesedési pont alatt van, az oldat viszkozitása nő. Ezért bizonyos mennyiségű sót adnak hozzá. , alkalmazása során gazdaságosabban érhet el sűrítő hatást. Ezért bizonyos alkalmazásoknál jobb cellulóz-éter és só keverékét használni, mint nagyobb koncentrációjú éteres oldatot a sűrítő hatás eléréséhez.
(4) Hidroxi-propil-metil-cellulóz sav- és lúgállóság A hidroxi-propil-metil-cellulóz általában savakkal és lúgokkal szemben stabil, és a pH 2-12 tartománya nem befolyásolja. Ellenáll bizonyos mennyiségű könnyű savaknak, mint például hangyasav, ecetsav, citromsav, borostyánkősav, foszforsav, bórsav stb. De a tömény sav csökkenti a viszkozitást. A lúgok, például a nátronlúg, a maró kálium és a mészvíz nincs hatással rá, de kis mértékben növelhetik az oldat viszkozitását, majd lassan csökkenthetik azt.
(5) A hidroxi-propil-metil-cellulóz kompatibilitása A hidroxi-propil-metil-cellulóz-oldat összekeverhető vízoldható polimer vegyületekkel, így egységes és átlátszó, nagyobb viszkozitású oldatot képezhet. Ezek a polimer vegyületek közé tartozik a polietilénglikol, polivinil-acetát, poliszilikon, polimetil-vinil-sziloxán, hidroxi-etil-cellulóz és metil-cellulóz. A természetes nagy molekulatömegű vegyületek, mint a gumiarábikum, szentjánoskenyérgumi, karaya gumi stb. szintén jól kompatibilisek az oldatával. A hidroxi-propil-metil-cellulóz keverhető mannit-észterrel vagy sztearinsav- vagy palmitinsav-szorbit-észterrel, valamint keverhető glicerinnel, szorbittal és mannittal is, és ezek a vegyületek felhasználhatók hidroxi-propil-metil-cellulóz cellulóz lágyítójaként.
(6) A hidroxi-propil-metil-cellulóz oldhatatlan, vízben oldható cellulóz-éterei aldehidekkel felületi térhálósítást végezhetnek, így ezek a vízoldható éterek az oldatban kicsapódnak, és vízben oldhatatlanná válnak. A hidroxi-propil-metil-cellulózt oldhatatlanná tevő aldehidek közé tartozik a formaldehid, glioxál, borostyánkősav-aldehid, adipaldehid stb. A formaldehid alkalmazásakor különös figyelmet kell fordítani az oldat pH-értékére, amelyek között a glioxál gyorsabban reagál, ezért a glioxált az ipari gyártásban térhálósító szerként használják. Az ilyen térhálósítószer mennyisége az oldatban az éter tömegének 0,2-10%-a, előnyösen 7-10%, például a glioxál 3,3-6%-a a legmegfelelőbb. Általában a kezelési hőmérséklet 0-30 ℃, az idő pedig 1-120 perc. A térhálósítási reakciót savas körülmények között kell végrehajtani. Általában az oldathoz először szervetlen erős savat vagy szerves karbonsavat adunk, hogy az oldat pH-ját körülbelül 2-6-ra, előnyösen 4-6 közé állítsuk, majd aldehideket adunk hozzá a térhálósítási reakció végrehajtásához. Az alkalmazott sav tartalmaz sósavat, kénsavat, foszforsavat, hangyasavat, ecetsavat, hidroxi-ecetsavat, borostyánkősavat vagy citromsavat stb., ahol hangyasavval vagy ecetsavval célszerű, és a hangyasav az optimális. A savat és az aldehidet egyidejűleg is hozzáadhatjuk, hogy az oldat a kívánt pH-tartományon belül térhálósodási reakción menjen keresztül. Ezt a reakciót gyakran használják a végső kezelési folyamatban a cellulóz-éterek előállítási folyamatában. Miután a cellulóz-éter oldhatatlan, kényelmesen használható
20-25 ℃ víz mosáshoz és tisztításhoz. Használat közben a termék oldatához lúgos anyagokat adhatunk, hogy az oldat pH-ját lúgosra állítsuk, és a termék gyorsan feloldódik az oldatban. Ez a módszer a film kezelésére is alkalmazható, miután a cellulóz-éteres oldatból filmet készítenek, hogy oldhatatlan filmmé tegyék.
(7) A hidroxi-propil-metil-cellulóz enzimrezisztenciája Elméletileg a cellulóz-származékok, például az egyes anhidroglükóz-csoportokon szilárdan kötött szubsztituens csoportok nem érzékenyek a mikrobiális erózióra, de valójában ha a késztermék szubsztitúciós értéke meghaladja az 1-et, akkor az is eléggé lebomlik a szubsztitúciós fokon az egyes sejtláncok enzimei, ami azt jelenti, hogy és a mikroorganizmusok erodálhatják a szubsztituálatlan anhidroglükóz csoportot. A cukrok tápanyagként képződnek és szívódnak fel a mikroorganizmusok számára. Ezért, ha a cellulóz éterezési szubsztitúciós foka növekszik, a cellulóz-éter enzimatikus eróziójával szembeni ellenállása is megnő. A beszámolók szerint ellenőrzött körülmények között az enzimek hidrolízisének eredménye, a hidroxi-propil-metil-cellulóz (DS=1,9) maradék viszkozitása 13,2%, a metil-cellulóz (DS=1,83) 7,3%, a metil-cellulóz (DS=1,66) 3,8%, a hidroxi-etil-cellulóz 7,7%. Látható, hogy a hidroxipropil-metil-cellulóz erős enzimellenes képességgel rendelkezik. Ezért a hidroxi-propil-metil-cellulóz kiváló enzimrezisztenciáját, valamint jó diszpergálhatóságát, sűrítő- és filmképző tulajdonságait használják víz-emulziós bevonatokban stb., és általában nem kell hozzá tartósítószert adni. Az oldat hosszú távú tárolása vagy esetleges kívülről történő szennyeződés esetén azonban elővigyázatosságból tartósítószert is adhatunk hozzá, és a választást az oldat végső követelményei szerint határozhatjuk meg. A fenil-higany-acetát és a mangán-fluor-szilikát hatékony tartósítószer, de mindegyiknek van Toxicitása, a műveletre figyelni kell. Általában 1-5 mg fenil-higany-acetát adható az oldathoz literenként.
(8) A hidroxi-propil-metil-cellulóz film teljesítménye A hidroxi-propil-metil-cellulóz kiváló filmképző tulajdonságokkal rendelkezik. Vizes oldatát vagy szerves oldószeres oldatát üveglapra vonják be, és szárítás után szabaddá válik. Színes, átlátszó és kemény fólia. Jó a nedvességállósága, és magas hőmérsékleten is szilárd marad. Ha higroszkópos lágyítót adunk hozzá, növelhető a nyúlása és rugalmassága. A rugalmasság javítása szempontjából a lágyítószerek, például a glicerin és a szorbit a legalkalmasabbak. Általában az oldat koncentrációja 2-3%, a lágyítószer mennyisége pedig 10-20% cellulóz-éter. Ha a lágyítószer-tartalom túl magas, magas páratartalom mellett kolloid dehidratációs zsugorodás következik be. A lágyító hozzáadásával készült film szakítószilárdsága sokkal nagyobb, mint a lágyító nélkül, és a hozzáadott mennyiség növekedésével nő. Ami a film higroszkóposságát illeti, ez a lágyítószer mennyiségének növekedésével is növekszik.
Feladás időpontja: 2022. december 20