A hidroxipropil-metil-cellulóz HPMC 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 és különböző viszkozitása miatt számos fajta létezik, amelyek eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, például magas metoxi- és alacsony hidroxi-propil-tartalommal. Teljesítménye megközelíti a metil-cellulózét, míg az alacsonyé. metoxil-tartalma és magas hidroxi-propil-tartalma közel áll a hidroxi-propil-metil-cellulózéhoz.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 metoxitartalmú szubsztitúciós fokozatú hidroxi-propil-metil-cellulóz vizes oldatának viszkozitása DS=0,73 és hidroxi-propil-tartalmú MS=0,46 20 °C-on 500 mpa·s, gélhőmérséklete pedig elérheti a 100 °C-ot, míg A metil-cellulóz ugyanazon a hőmérsékleten csak körülbelül 55 °C.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, 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 keverhetősége A hidroxi-propil-metil-cellulóz-oldat összekeverhető vízoldható polimer vegyületekkel, hogy egyenletes és átlátszó, nagyobb viszkozitású oldatot kapjon.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, a szentjánoskenyérgumi, a 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 oldódó cellulóz-éterei felületén aldehidekkel térhálósíthatók, így ezek a vízoldható éterek az oldatban kicsapódnak, és vízben oldhatatlanná válnak.A hidroxi-propil-metil-cellulózt oldhatatlanná tevő aldehidek közé tartozik a formaldehid, a glioxál, a borostyánkősav-aldehid, az adipaldehid stb. A formaldehid alkalmazásakor különös figyelmet kell fordítani az oldat pH-értékére, amelyek között a glioxál gyorsabban reagál, ezért a glioxált gyakran használják térhálósítóként. ügynök az ipari termelésben.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 kezelés
a 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 cellulóz-származékok, mint például az egyes anhidroglükóz-csoportok, ha van egy szilárdan kötődő szubsztituens csoport, akkor nem könnyen fertőződik meg mikroorganizmusokkal, de valójában a késztermék Ha a helyettesítési érték meghaladja 1, enzimek is lebontják, ami azt jelenti, hogy a cellulózlánc egyes csoportjainak szubsztitúciós foka nem elég egyenletes, és a mikroorganizmusok a szubsztituálatlan anhidroglükóz-csoporton erodálhatnak cukrokat képezve, amelyek tápanyagként a mikroorganizmusok felszívódnak.Ezért, ha a cellulóz éterezési szubsztitúciós foka növekszik, a cellulóz-éter enzimatikus eróziójával szembeni ellenállása is megnő.A jelentések 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%. és a hidroxi-etil-cellulóz 1,7%.Látható, hogy a hidroxi-propil-metil-cellulóz erős enzimellenes képességgel rendelkezik.Ezért a hidroxi-propil-metil-cellulóz kiváló enzimrezisztenciáját, valamint jó diszpergálhatóságát, sűríthetőségét 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 száradás után színtelenné, átlátszóvá válik.És kemény film.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 film szakítószilárdsága a
A hozzáadott lágyító sokkal nagyobb, mint a lágyító nélkül, és a hozzáadott mennyiség növekedésével növekszik.Ami a film higroszkóposságát illeti, ez a lágyítószer mennyiségének növekedésével is növekszik.
Feladás időpontja: 2022. november 24