Hidroksipropilmetilceliuliozės savybės

Hidroksipropilmetilceliuliozė yra nejoninės celiuliozės mišinio eterio rūšis. Skirtingai nuo joninio metilkarboksimetilceliuliozės mišinio eterio, jis nereaguoja su sunkiaisiais metalais. Dėl skirtingo metoksilo ir hidroksipropilo kiekio santykio hidroksipropilmetilceliuliozėje ir skirtingo klampumo, yra daug veislių, pasižyminčių skirtingomis savybėmis, pavyzdžiui, su dideliu metoksilo kiekiu ir mažu hidroksipropilo kiekiu. Jo savybės yra artimos metilceliuliozės, o mažos. metoksilo kiekis ir didelis hidroksipropilo kiekis yra artimas hidroksipropilmetilceliuliozės kiekiui. Tačiau kiekvienoje veislėje, nors ir yra tik nedidelis hidroksipropilo grupės arba nedidelis metoksilo grupės kiekis, labai skiriasi tirpumas organiniuose tirpikliuose arba flokuliacijos temperatūra vandeniniuose tirpaluose.

(1) Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumo savybės
① Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas vandenyje Hidroksipropilmetilceliuliozė iš tikrųjų yra metilceliuliozės rūšis, modifikuota propileno oksidu (metoksipropilenu), todėl ji vis dar turi tas pačias savybes kaip ir metilceliuliozė Celiuliozė turi panašias tirpumo šaltame vandenyje ir netirpumo karštame vandenyje charakteristikas. Tačiau dėl modifikuotos hidroksipropilo grupės jos želėjimo temperatūra karštame vandenyje yra daug aukštesnė nei metilceliuliozės. Pavyzdžiui, hidroksipropilmetilceliuliozės vandeninio tirpalo, kuriame yra 2% metoksido kiekio pakeitimo laipsnis DS=0,73, o hidroksipropilo kiekis MS=0,46, klampumas 20 °C temperatūroje yra 500 mpa·s, o jo gelio temperatūra gali siekti beveik 100 °C, o metilceliuliozė toje pačioje temperatūroje yra tik apie 55°C. Kalbant apie jo tirpumą vandenyje, jis taip pat labai pagerėjo. Pavyzdžiui, susmulkintą hidroksipropilmetilceliuliozę (granuliuotos formos 0,2–0,5 mm esant 20 °C temperatūrai, o 4% vandeninio tirpalo klampumas 2pa•s) galima įsigyti kambario temperatūroje, ji lengvai tirpsta vandenyje be aušinimo.

② Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas organiniuose tirpikliuose Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpumas organiniuose tirpikliuose taip pat yra geresnis nei metilceliuliozės. Produktams, kurių vertė viršija 2,1, didelio klampumo hidroksipropilmetilceliuliozė, kurios sudėtyje yra hidroksipropilo MS = 1,5–1,8 ir metoksi DS = 0,2–1,0, o bendras pakeitimo laipsnis didesnis nei 1,8, tirpsta bevandeniame metanolyje ir etanolio tirpaluose. Vidutinė, termoplastinė ir vandenyje tirpi . Jis taip pat tirpsta chlorintuose angliavandeniliuose, tokiuose kaip metileno chloridas ir chloroformas, ir organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip acetonas, izopropanolis ir diacetono alkoholis. Jo tirpumas organiniuose tirpikliuose yra geresnis nei tirpumas vandenyje.

(2) Veiksniai, turintys įtakos hidroksipropilmetilceliuliozės klampumui Standartinis hidroksipropilmetilceliuliozės klampumo nustatymas yra toks pat kaip ir kitų celiuliozės eterių ir matuojamas 20°C temperatūroje, naudojant 2 % vandeninį tirpalą kaip standartą. To paties produkto klampumas didėja didėjant koncentracijai. Skirtingos molekulinės masės gaminiams esant tokiai pačiai koncentracijai, didesnės molekulinės masės gaminio klampumas yra didesnis. Jo santykis su temperatūra yra panašus į metilceliuliozės ryšį. Kylant temperatūrai, klampumas pradeda mažėti, tačiau pasiekus tam tikrą temperatūrą klampumas staiga pakyla ir atsiranda želė. Mažo klampumo gaminių gelio temperatūra yra aukštesnė. yra aukštas. Jo gelio temperatūra yra susijusi ne tik su eterio klampumu, bet ir su metoksilo grupės ir hidroksipropilo grupės sudėties santykiu eteryje bei bendro pakeitimo laipsnio dydžiu. Reikia pažymėti, kad hidroksipropilmetilceliuliozė taip pat yra pseudoplastinė, o jos tirpalas yra stabilus kambario temperatūroje, jo klampumas nesumažėja, išskyrus fermentinio skilimo galimybę.

(3) Hidroksipropilmetilceliuliozės druskų tolerancija Kadangi hidroksipropilmetilceliuliozė yra nejoninis eteris, vandens terpėje ji nejonizuojasi, kitaip nei kiti joninės celiuliozės eteriai, pavyzdžiui, karboksimetilceliuliozė reaguoja su sunkiųjų metalų jonais ir nusėda tirpale. Bendrosios druskos, tokios kaip chloridas, bromidas, fosfatas, nitratas ir kt., nenusėda, kai pridedama prie vandeninio tirpalo. Tačiau druskos pridėjimas turi tam tikros įtakos jos vandeninio tirpalo flokuliacijos temperatūrai. Didėjant druskos koncentracijai, gelio temperatūra mažėja. Kai druskos koncentracija yra mažesnė už flokuliacijos tašką, tirpalo klampumas linkęs didėti. Todėl pridedamas tam tikras druskos kiekis. , naudojant, jis gali pasiekti tankinimo efektą ekonomiškiau. Todėl kai kuriais atvejais geriau naudoti celiuliozės eterio ir druskos mišinį nei didesnės koncentracijos eterio tirpalą, kad būtų pasiektas tirštinimo efektas.

(4) Hidroksipropilmetilceliuliozės rūgštis ir atsparumas šarmams Hidroksipropilmetilceliuliozė paprastai yra stabili rūgščių ir šarmų poveikiui ir neturi įtakos pH 2–12 diapazone. Jis gali atlaikyti tam tikrą kiekį lengvųjų rūgščių, tokių kaip skruzdžių rūgštis, acto rūgštis, citrinų rūgštis, gintaro rūgštis, fosforo rūgštis, boro rūgštis ir kt. Tačiau koncentruota rūgštis mažina klampumą. Šarmai, tokie kaip kaustinė soda, kaustinis kalis ir kalkių vanduo, neturi jokio poveikio, tačiau gali šiek tiek padidinti tirpalo klampumą, o po to lėtai jį sumažinti.

(5) Hidroksipropilmetilceliuliozės suderinamumas Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpalas gali būti maišomas su vandenyje tirpiais polimeriniais junginiais, kad susidarytų vienodas ir skaidrus didesnio klampumo tirpalas. Šie polimeriniai junginiai yra polietilenglikolis, polivinilacetatas, polisilikonas, polimetilvinilsiloksanas, hidroksietilceliuliozė ir metilceliuliozė. Natūralūs didelės molekulinės masės junginiai, tokie kaip guma arabikas, saldžiavaisio pupmedžio derva, karajos derva ir kt., taip pat gerai suderinami su jo tirpalu. Hidroksipropilmetilceliuliozė taip pat gali būti maišoma su manitolio esteriu arba stearino rūgšties arba palmitino rūgšties sorbitolio esteriu, taip pat gali būti maišoma su glicerinu, sorbitoliu ir manitoliu, o šie junginiai gali būti naudojami kaip hidroksipropilmetilceliuliozės celiuliozės plastifikatorius.

(6) Netirpūs vandenyje tirpūs hidroksipropilmetilceliuliozės celiuliozės eteriai gali atlikti paviršiaus kryžminį ryšį su aldehidais, todėl šie vandenyje tirpūs eteriai nusėda tirpale ir tampa netirpūs vandenyje. Aldehidai, dėl kurių hidroksipropilmetilceliuliozė netirpi, yra formaldehidas, glioksalis, gintaro aldehidas, adipaldehidas ir kt. Naudojant formaldehidą, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas tirpalo pH vertei, tarp kurių glioksalis reaguoja greičiau, todėl glioksalis dažniausiai naudojamas kaip kryžminis jungiklis. agentas pramoninėje gamyboje. Tokio tipo kryžminimo medžiagos kiekis tirpale yra 0,2–10 % eterio masės, geriausia 7–10 %, pavyzdžiui, tinkamiausias yra 3,3–6 % glioksalio. Paprastai apdorojimo temperatūra yra 0–30 ℃, o laikas – 1–120 min. Kryžminio sujungimo reakcija turi būti atliekama rūgštinėmis sąlygomis. Paprastai į tirpalą pirmiausia įpilama neorganinės stiprios rūgšties arba organinės karboksirūgšties, kad tirpalo pH sureguliuotų iki maždaug 2–6, geriausia tarp 4–6, o tada įpilama aldehidų, kad būtų atlikta kryžminio sujungimo reakcija. Naudojama rūgštis turi vandenilio chlorido rūgštį, sieros rūgštį, fosforo rūgštį, skruzdžių rūgštį, acto rūgštį, hidroksiacto rūgštį, gintaro rūgštį arba citrinos rūgštį ir kt., kur patartina naudoti skruzdžių rūgštį arba acto rūgštį, o skruzdžių rūgštis yra optimali. Rūgštis ir aldehidas taip pat gali būti pridedami vienu metu, kad tirpalas įvyktų kryžminio susiejimo reakcija norimame pH diapazone. Ši reakcija dažnai naudojama galutiniame apdorojimo procese ruošiant celiuliozės eterius. Kai celiuliozės eteris netirpus, jį patogu naudoti

20-25 ℃ vanduo plovimui ir valymui. Kai produktas naudojamas, į produkto tirpalą galima įpilti šarminių medžiagų, kad tirpalo pH būtų šarminis, ir produktas tirpale greitai ištirps. Šis metodas taip pat taikomas apdorojant plėvelę po to, kai celiuliozės eterio tirpalas paverčiamas plėvele, kad ji taptų netirpi.

(7) Hidroksipropilmetilceliuliozės atsparumas fermentams Teoriškai celiuliozės dariniai, pvz., tvirtai sujungta pakaitų grupė kiekvienoje anhidrogliukozės grupėje, nėra jautrūs mikrobų erozijai, tačiau iš tikrųjų, kai gatavo produkto pakaitinė vertė viršija 1 taip pat suskaidomi fermentų, o tai reiškia, kad kiekvienos celiuliozės grandinės grupės pakeitimo laipsnis nėra pakankamai vienodas, ir mikroorganizmai gali ardyti nepakeistą anhidrogliukozės grupę. Cukrus susidaro ir pasisavinamas kaip maistinės medžiagos mikroorganizmams. Todėl, padidėjus celiuliozės eterinimo pakeitimo laipsniui, padidės ir atsparumas fermentinei celiuliozės eterio erozijai. Remiantis pranešimais, kontroliuojamomis sąlygomis fermentų hidrolizės rezultatai, hidroksipropilmetilceliuliozės (DS=1,9) liekamasis klampumas yra 13,2%, metilceliuliozės (DS=1,83) - 7,3%, metilceliuliozės (DS=1,66) - 3,8%. o hidroksietilceliuliozė yra 1,7 %. Galima pastebėti, kad hidroksipropilmetilceliuliozė turi stiprų antifermentinį gebėjimą. Todėl puikus hidroksipropilmetilceliuliozės atsparumas fermentams kartu su geru dispergavimo, tirštinimo ir plėvelės formavimo savybėmis naudojamas vandens emulsijos dangose ​​ir pan., todėl paprastai nereikia dėti konservantų. Tačiau ilgalaikiam tirpalo laikymui ar galimam užteršimui iš išorės atsargumo sumetimais galima pridėti konservantų, o pasirinkimą galima nustatyti pagal galutinius tirpalo reikalavimus. Fenilgyvsidabrio acetatas ir mangano fluorsilikatas yra veiksmingi konservantai, tačiau jie visi turi Toksiškumą, todėl reikia atkreipti dėmesį į operaciją. Paprastai į tirpalą galima pridėti 1–5 mg fenilo gyvsidabrio acetato vienam litrui dozės.

(8) Hidroksipropilmetilceliuliozės plėvelės veikimas Hidroksipropilmetilceliuliozė pasižymi puikiomis plėvelę formuojančiomis savybėmis. Jo vandeninis tirpalas arba organinio tirpiklio tirpalas padengiamas stikline plokštele, o po džiovinimo jis tampa laisvas. Spalvota, skaidri ir kieta plėvelė. Jis turi gerą atsparumą drėgmei ir išlieka tvirtas aukštoje temperatūroje. Jei pridedamas higroskopinis plastifikatorius, gali padidėti jo pailgėjimas ir lankstumas. Siekiant pagerinti lankstumą, tinkamiausi yra plastifikatoriai, tokie kaip glicerinas ir sorbitolis. Paprastai tirpalo koncentracija yra 2% ~ 3%, o plastifikatoriaus kiekis yra 10% ~ 20% celiuliozės eterio. Jei plastifikatoriaus kiekis yra per didelis, esant didelei drėgmei, koloidinis dehidratacijos susitraukimas. Plėvelės su plastifikatoriumi atsparumas tempimui yra daug didesnis nei be plastifikatoriaus ir didėja didėjant pridedamam kiekiui. Kalbant apie plėvelės higroskopiškumą, jis taip pat didėja didėjant plastifikatoriaus kiekiui.