Vlastnosti hydroxypropylmetylcelulózy

Hydroxypropylmetylcelulóza je druh neiónového zmiešaného éteru celulózy. Na rozdiel od zmesového éteru iónovej metylkarboxymetylcelulózy nereaguje s ťažkými kovmi. Kvôli rôznym pomerom obsahu metoxylu a obsahu hydroxypropylu v hydroxypropylmetylcelulóze a rôznym viskozitám existuje veľa odrôd s rôznymi vlastnosťami, napríklad s vysokým obsahom metoxylu a nízkym obsahom hydroxypropylu Jeho výkon je blízky výkonu metylcelulózy, zatiaľ čo výkon je nízky. obsah metoxylových skupín a vysoký obsah hydroxypropylu je blízky obsahu hydroxypropylmetylcelulózy. Avšak v každej odrode, aj keď je obsiahnuté len malé množstvo hydroxypropylovej skupiny alebo malé množstvo metoxylovej skupiny, existujú veľké rozdiely v rozpustnosti v organických rozpúšťadlách alebo flokulačnej teplote vo vodných roztokoch.

(1) Vlastnosti rozpustnosti hydroxypropylmetylcelulózy
①Rozpustnosť hydroxypropylmetylcelulózy vo vode Hydroxypropylmetylcelulóza je vlastne druh metylcelulózy modifikovanej propylénoxidom (metoxypropylénom), takže má stále rovnaké vlastnosti ako metylcelulóza Celulóza má podobné charakteristiky rozpustnosti v studenej vode a nerozpustnosti v horúcej vode. Avšak vďaka modifikovanej hydroxypropylovej skupine je jej teplota gélovatenia v horúcej vode oveľa vyššia ako teplota metylcelulózy. Napríklad viskozita vodného roztoku hydroxypropylmetylcelulózy so stupňom substitúcie 2 % metoxyskupiny DS = 0,73 a obsahom hydroxypropylu MS = 0,46 je 500 mPa.s pri 20 °C a teplota jeho gélu môže dosiahnuť takmer 100 °C, zatiaľ čo metylcelulózy pri rovnakej teplote je len asi 55 °C. Čo sa týka jeho rozpustnosti vo vode, tiež sa výrazne zlepšila. Napríklad práškovú hydroxypropylmetylcelulózu (tvar granúl 0,2 až 0,5 mm pri 20 °C s viskozitou 4 % vodného roztoku 2 pa•s možno zakúpiť pri teplote miestnosti, je ľahko rozpustná vo vode bez chladenia.

②Rozpustnosť hydroxypropylmetylcelulózy v organických rozpúšťadlách Rozpustnosť hydroxypropylmetylcelulózy v organických rozpúšťadlách je tiež lepšia ako rozpustnosť metylcelulózy. Pre produkty nad 2.1 je vysokoviskózna hydroxypropylmetylcelulóza obsahujúca hydroxypropyl MS = 1,5~1,8 a metoxy DS = 0,2~1,0, s celkovým stupňom substitúcie nad 1,8, je rozpustná v bezvodom metanole a roztokoch etanolu Stredná a termoplastická a rozpustná vo vode . Je tiež rozpustný v chlórovaných uhľovodíkoch, ako je metylénchlorid a chloroform, a organických rozpúšťadlách, ako je acetón, izopropanol a diacetónalkohol. Jeho rozpustnosť v organických rozpúšťadlách je lepšia ako rozpustnosť vo vode.

(2) Faktory ovplyvňujúce viskozitu hydroxypropylmetylcelulózy Štandardné stanovenie viskozity hydroxypropylmetylcelulózy je rovnaké ako pri iných éteroch celulózy a meria sa pri 20 °C s 2 % vodným roztokom ako štandardom. Viskozita rovnakého produktu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa koncentráciou. Pre produkty s rôznymi molekulovými hmotnosťami pri rovnakej koncentrácii má produkt s vyššou molekulovou hmotnosťou vyššiu viskozitu. Jeho vzťah s teplotou je podobný ako pri metylcelulóze. Keď teplota stúpne, viskozita začne klesať, ale keď dosiahne určitú teplotu, viskozita náhle stúpne a dôjde ku gélovateniu. Teplota gélu produktov s nízkou viskozitou je vyššia. je vysoká. Jeho bod gélovatenia nesúvisí len s viskozitou éteru, ale súvisí aj s pomerom zloženia metoxylovej skupiny a hydroxypropylovej skupiny v éteri a veľkosťou celkového stupňa substitúcie. Je potrebné poznamenať, že hydroxypropylmetylcelulóza je tiež pseudoplastická a jej roztok je stabilný pri teplote miestnosti bez akejkoľvek degradácie viskozity s výnimkou možnosti enzymatickej degradácie.

(3) Tolerancia hydroxypropylmetylcelulózy voči soli Keďže hydroxypropylmetylcelulóza je neiónový éter, neionizuje sa vo vodnom prostredí na rozdiel od iných iónových éterov celulózy. Napríklad karboxymetylcelulóza reaguje s iónmi ťažkých kovov a vyzráža sa v roztoku. Všeobecné soli, ako je chlorid, bromid, fosforečnan, dusičnan atď., sa po pridaní do vodného roztoku nezrážajú. Avšak pridanie soli má určitý vplyv na flokulačnú teplotu jej vodného roztoku. Keď sa koncentrácia soli zvýši, teplota gélu sa zníži. Keď je koncentrácia soli pod bodom flokulácie, viskozita roztoku má tendenciu sa zvyšovať. Preto sa pridáva určité množstvo soli. , pri aplikácii môže hospodárnejšie dosiahnuť zahusťovací efekt. Preto je v niektorých aplikáciách na dosiahnutie zahusťovacieho účinku lepšie použiť zmes éteru celulózy a soli ako vyššiu koncentráciu roztoku éteru.

(4) Odolnosť voči kyselinám a zásadám hydroxypropylmetylcelulózy Hydroxypropylmetylcelulóza je vo všeobecnosti stabilná voči kyselinám a zásadám a nie je ovplyvnená v rozsahu pH 2 ~ 12. Môže odolať určitému množstvu ľahkých kyselín, ako je kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina citrónová, kyselina jantárová, kyselina fosforečná, kyselina boritá atď. Ale koncentrovaná kyselina má vplyv na zníženie viskozity. Alkálie ako lúh sodný, hydroxid draselný a vápenná voda na to nemajú žiadny vplyv, ale môžu mierne zvýšiť viskozitu roztoku a potom ju pomaly znižovať.

(5) Kompatibilita hydroxypropylmetylcelulózy Roztok hydroxypropylmetylcelulózy sa môže zmiešať s polymérnymi zlúčeninami rozpustnými vo vode, aby sa vytvoril jednotný a transparentný roztok s vyššou viskozitou. Tieto polymérne zlúčeniny zahŕňajú polyetylénglykol, polyvinylacetát, polysilikón, polymetylvinylsiloxán, hydroxyetylcelulózu a metylcelulózu. Prírodné vysokomolekulárne zlúčeniny ako arabská guma, karobová guma, karaya guma atď. majú tiež dobrú kompatibilitu s jeho roztokom. Hydroxypropylmetylcelulóza sa môže tiež zmiešať s esterom manitolu alebo esterom sorbitolu s kyselinou stearovou alebo kyselinou palmitovou a tiež sa môže zmiešať s glycerínom, sorbitolom a manitolom a tieto zlúčeniny sa môžu použiť ako plastifikátor hydroxypropylmetylcelulózy pre celulózu.

(6) Nerozpustné vo vode rozpustné étery celulózy hydroxypropylmetylcelulózy môžu spôsobiť povrchové zosieťovanie s aldehydmi, takže tieto vo vode rozpustné étery sa vyzrážajú v roztoku a stanú sa nerozpustnými vo vode. Aldehydy, ktoré spôsobujú, že hydroxypropylmetylcelulóza je nerozpustná, zahŕňajú formaldehyd, glyoxal, jantárový aldehyd, adipaldehyd atď. Pri použití formaldehydu je potrebné venovať zvláštnu pozornosť hodnote pH roztoku, medzi ktorými glyoxal reaguje rýchlejšie, preto sa glyoxal bežne používa ako sieťovacie činidlo. agent v priemyselnej výrobe. Množstvo tohto druhu sieťovacieho činidla v roztoku je 0,2 % až 10 % hmotnosti éteru, výhodne 7 % až 10 %, napríklad 3,3 % až 6 % glyoxalu je najvhodnejšie. Vo všeobecnosti je teplota spracovania 0 ~ 30 ℃ a čas je 1 ~ 120 minút. Reakcia zosieťovania sa musí uskutočniť v kyslých podmienkach. Vo všeobecnosti sa do roztoku najprv pridá anorganická silná kyselina alebo organická karboxylová kyselina, aby sa upravilo pH roztoku na približne 2 až 6, výhodne medzi 4 až 6, a potom sa pridajú aldehydy, aby sa uskutočnila zosieťovacia reakcia. Ako kyselina sa používa kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina fosforečná, kyselina mravčia, kyselina octová, kyselina hydroxyoctová, kyselina jantárová alebo kyselina citrónová atď., pričom sa odporúča kyselina mravčia alebo kyselina octová a optimálna je kyselina mravčia. Kyselina a aldehyd môžu byť tiež pridané súčasne, aby sa umožnilo, aby roztok prešiel reakciou zosieťovania v požadovanom rozsahu pH. Táto reakcia sa často používa v procese konečnej úpravy v procese prípravy éterov celulózy. Potom, čo je éter celulózy nerozpustný, je vhodné ho použiť

20 ~ 25 ℃ vody na umývanie a čistenie. Keď sa produkt používa, môžu sa do roztoku produktu pridať alkalické látky, aby sa pH roztoku upravilo na alkalické a produkt sa v roztoku rýchlo rozpustí. Tento spôsob je tiež použiteľný na úpravu filmu po tom, ako sa z roztoku éteru celulózy vytvorí film, aby sa z neho stal nerozpustný film.

(7) Enzýmová odolnosť hydroxypropylmetylcelulózy Deriváty celulózy, ako je napríklad pevne naviazaná substitučná skupina na každej anhydroglukózovej skupine, teoreticky nie sú náchylné na mikrobiálnu eróziu, ale v skutočnosti, keď substitučná hodnota hotového produktu presiahne 1, budú byť degradované aj enzýmami, čo znamená, že stupeň substitúcie každej skupiny na celulózovom reťazci nie je dostatočne jednotný a mikroorganizmy môžu erodovať na nesubstituovanom anhydroglukózová skupina. Cukry sa tvoria a absorbujú ako živiny pre mikroorganizmy. Ak sa teda zvýši stupeň éterifikačnej substitúcie celulózy, zvýši sa aj odolnosť voči enzymatickej erózii éteru celulózy. Podľa správ, za kontrolovaných podmienok sú výsledky hydrolýzy enzýmov, zvyšková viskozita hydroxypropylmetylcelulózy (DS=1,9) je 13,2 %, metylcelulózy (DS=1,83) je 7,3 %, metylcelulózy (DS=1,66) je 3,8 %, a hydroxyetylcelulózy je 1,7 %. Je vidieť, že hydroxypropylmetylcelulóza má silnú antienzýmovú schopnosť. Preto sa vynikajúca odolnosť hydroxypropylmetylcelulózy voči enzýmom v kombinácii s jej dobrou dispergovateľnosťou, zahusťovacími a filmotvornými vlastnosťami využíva vo vodných emulzných náteroch atď. a vo všeobecnosti nie je potrebné pridávať konzervačné látky. Pre dlhodobé skladovanie roztoku alebo prípadnú kontamináciu zvonku je však možné preventívne pridať konzervačné látky a výber určiť podľa finálnych požiadaviek na roztok. Fenylortuťnatý acetát a fluorosilikát mangánu sú účinné konzervačné látky, ale všetky majú Toxicitu, treba venovať pozornosť operácii. Vo všeobecnosti sa do roztoku môže pridať 1 až 5 mg octanu fenylortuťnatého na liter dávky.

(8) Výkon hydroxypropylmetylcelulózového filmu Hydroxypropylmetylcelulóza má vynikajúce filmotvorné vlastnosti. Jeho vodný roztok alebo roztok organického rozpúšťadla sa nanesie na sklenenú platňu a po vysušení sa uvoľní. Farebný, transparentný a pevný film. Má dobrú odolnosť proti vlhkosti a zostáva pevný pri vysokých teplotách. Ak sa pridá hygroskopický plastifikátor, môže sa zvýšiť jeho predĺženie a flexibilita. Z hľadiska zlepšenia pružnosti sú najvhodnejšie zmäkčovadlá ako glycerín a sorbitol. Vo všeobecnosti je koncentrácia roztoku 2 % až 3 % a množstvo zmäkčovadla je 10 % až 20 % éteru celulózy. Ak je obsah zmäkčovadla príliš vysoký, dôjde pri vysokej vlhkosti ku koloidnému dehydratačnému zmršťovaniu. Pevnosť v ťahu filmu s pridaným zmäkčovadlom je oveľa väčšia ako bez zmäkčovadla a zvyšuje sa so zvyšujúcim sa množstvom pridaného zmäkčovadla. Čo sa týka hygroskopickosti filmu, tá sa tiež zvyšuje so zvyšujúcim sa množstvom zmäkčovadla.