Властивості гідроксипропілметилцелюлози

Гідроксипропілметилцелюлоза є різновидом змішаного ефіру неіонної 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 у низькій. вміст метоксилу та високий вміст гідроксипропілу близький до вмісту гідроксипропілметилцелюлози. Однак у кожному різновиді, хоча міститься лише невелика кількість гідроксипропілової групи або невелика кількість метоксилової групи, існують великі відмінності в розчинності в органічних розчинниках або температурі флокуляції у водних розчинах.

(1) Властивості розчинності 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 з ступенем заміщення 2% метокси DS=0,73 і вмістом гідроксипропілу MS=0,46 становить 500 мпа·с при 20°C, а температура його гелю може досягати близько 100°C, тоді як метилцелюлоза при тій же температурі становить лише близько 55°C. Що стосується його розчинності у воді, то вона також була значно покращена. Наприклад, подрібнену гідроксипропілметилцелюлозу (зерниста форма 0,2~0,5 мм при 20°C з в’язкістю 4% водного розчину 2pa•s можна придбати при кімнатній температурі, вона 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 гідроксипропілметилцелюлоза, що містить гідроксипропіл MS=1,5~1,8 і метокси DS=0,2~1,0, із загальним ступенем заміщення вище 1,8, розчинна в безводному метанолі та розчинах етанолу. Середня, термопластична та водорозчинна. . Він також розчинний у 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. Стандартне визначення в’язкості гідроксипропілметилцелюлози таке ж, як і інших простих ефірів целюлози, і вимірюється 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) Стійкість гідроксипропілметилцелюлози до солі. Оскільки гідроксипропілметилцелюлоза є неіонним ефіром, вона не іонізується у воді, на відміну від інших іонних ефірів целюлози. Наприклад, карбоксиметилцелюлоза реагує з іонами важких металів і випадає в осад у розчині. Звичайні солі, такі як хлорид, бромід, фосфат, нітрат тощо, не будуть випадати в осад при додаванні до його водного розчину. Однак додавання солі має певний вплив на температуру флокуляції її водного розчину. Коли концентрація солі збільшується, температура гелю знижується. Коли концентрація солі нижче точки флокуляції, в'язкість розчину має тенденцію до збільшення. Тому додається певна кількість солі. , у застосуванні, це може досягти ефекту потовщення більш економічно. Тому в деяких випадках для досягнення ефекту згущення краще використовувати суміш ефіру целюлози та солі, ніж розчин ефіру з більшою концентрацією.

(4) 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 легких кислот, таких 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.

(5) Сумісність гідроксипропілметилцелюлози. Розчин гідроксипропілметилцелюлози можна змішувати з водорозчинними полімерними сполуками для утворення однорідного та прозорого розчину 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.

(6) Нерозчинні водорозчинні прості ефіри целюлози гідроксипропілметилцелюлози можуть здійснювати поверхневе зшивання з альдегідами, 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. Зазвичай температура обробки становить 0~30 ℃, а час — 1~120 хвилин. 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 нерозчинний, його зручно використовувати

20~25 ℃ вода для миття та очищення. 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.

(7) Стійкість гідроксипропілметилцелюлози до ферментів Теоретично похідні целюлози, такі як міцно зв’язана група замісників у кожній ангідроглюкозній групі, не сприйнятливі до мікробної ерозії, але насправді, коли значення заміщення готового продукту перевищує 1, це буде також розщеплюватися ферментами, що означає, що ступінь заміщення кожної групи целюлозного ланцюга не досить рівномірний, і мікроорганізми можуть руйнувати незаміщену групу ангідроглюкози. Цукри утворюються і засвоюються як поживні речовини для мікроорганізмів. 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.

(8) Ефективність гідроксипропілметилцелюлозної плівки Гідроксипропілметилцелюлоза має чудові плівкоутворювальні властивості. Його водний розчин або розчин органічного розчинника наносять на скляну пластину, і після висихання він стає вільним. Кольорова, прозора і міцна плівка. 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 доданим пластифікатором набагато більша, ніж без пластифікатора, і вона зростає зі збільшенням доданої кількості. Що стосується гігроскопічності плівки, то вона також підвищується зі збільшенням кількості пластифікатора.