Właściwości hydroksypropylometylocelulozy

Hydroksypropylometyloceluloza jest rodzajem niejonowego eteru mieszanego celulozy. W odróżnieniu od jonowego eteru mieszanego metylokarboksymetylocelulozy nie reaguje z metalami ciężkimi. Ze względu na różne proporcje zawartości metoksylu i hydroksypropylu w hydroksypropylometylocelulozie oraz różne lepkości, istnieje wiele odmian o różnych właściwościach, na przykład o wysokiej zawartości metoksylu i niskiej zawartości hydroksypropylu. Jego działanie jest zbliżone do metylocelulozy, natomiast ma niską zawartość zawartość metoksylu i wysoka zawartość hydroksypropylu jest zbliżona do zawartości hydroksypropylometylocelulozy. Jednakże w każdej odmianie, chociaż zawiera tylko niewielką ilość grupy hydroksypropylowej lub niewielką ilość grupy metoksylowej, istnieją duże różnice w rozpuszczalności w rozpuszczalnikach organicznych lub temperaturze flokulacji w roztworach wodnych.

(1) Właściwości rozpuszczalności hydroksypropylometylocelulozy
①Rozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy w wodzie Hydroksypropylometyloceluloza jest w rzeczywistości rodzajem metylocelulozy modyfikowanej tlenkiem propylenu (metoksypropylenem), więc nadal ma takie same właściwości jak metyloceluloza. Celuloza ma podobne właściwości rozpuszczalności w zimnej wodzie i nierozpuszczalności w gorącej wodzie. Jednakże, ze względu na zmodyfikowaną grupę hydroksypropylową, temperatura jego żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż w przypadku metylocelulozy. Na przykład lepkość wodnego roztworu hydroksypropylometylocelulozy z 2% zawartością metoksylu, stopniem podstawienia DS=0,73 i zawartością hydroksypropylu MS=0,46 wynosi 500 mpa·s w temperaturze 20°C, a jego temperatura żelowania może sięgać blisko 100°C, podczas gdy metylocelulozy w tej samej temperaturze wynosi tylko około 55°C. Jeśli chodzi o jego rozpuszczalność w wodzie, również została znacznie poprawiona. Na przykład, sproszkowaną hydroksypropylometylocelulozę (kształt granulatu 0,2 ~ 0,5 mm w temperaturze 20°C i 4% roztworze wodnym o lepkości 2 pa·s można kupić w temperaturze pokojowej). Jest ona łatwo rozpuszczalna w wodzie bez chłodzenia.

②Rozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy w rozpuszczalnikach organicznych Rozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy w rozpuszczalnikach organicznych jest również lepsza niż metylocelulozy. Dla produktów powyżej 2,1, hydroksypropylometyloceluloza o dużej lepkości zawierająca hydroksypropyl MS=1,5~1,8 i metoksy DS=0,2~1,0, o całkowitym stopniu podstawienia powyżej 1,8, jest rozpuszczalna w bezwodnym metanolu i roztworach etanolu. Średnia, termoplastyczna i rozpuszczalna w wodzie . Jest również rozpuszczalny w chlorowanych węglowodorach, takich jak chlorek metylenu i chloroform, oraz rozpuszczalnikach organicznych, takich jak aceton, izopropanol i alkohol diacetonowy. Jego rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych jest lepsza niż rozpuszczalność w wodzie.

(2) Czynniki wpływające na lepkość hydroksypropylometylocelulozy Standardowe określenie lepkości hydroksypropylometylocelulozy jest takie samo jak innych eterów celulozy i jest mierzone w temperaturze 20°C przy użyciu 2% wodnego roztworu jako wzorca. Lepkość tego samego produktu wzrasta wraz ze wzrostem stężenia. W przypadku produktów o różnych masach cząsteczkowych przy tym samym stężeniu, produkt o większej masie cząsteczkowej ma wyższą lepkość. Jego związek z temperaturą jest podobny do związku metylocelulozy. Gdy temperatura wzrasta, lepkość zaczyna spadać, ale gdy osiągnie określoną temperaturę, lepkość nagle wzrasta i następuje żelowanie. Temperatura żelu produktów o niskiej lepkości jest wyższa. jest wysoki. Jego temperatura żelowania jest związana nie tylko z lepkością eteru, ale także ze stosunkiem składu grupy metoksylowej i grupy hydroksypropylowej w eterze oraz wielkością całkowitego stopnia podstawienia. Należy zauważyć, że hydroksypropylometyloceluloza jest również pseudoplastyczna, a jej roztwór jest trwały w temperaturze pokojowej bez jakiejkolwiek utraty lepkości, z wyjątkiem możliwości degradacji enzymatycznej.

(3) Tolerancja soli hydroksypropylometylocelulozy Ponieważ hydroksypropylometyloceluloza jest eterem niejonowym, nie jonizuje w środowisku wodnym, w przeciwieństwie do innych jonowych eterów celulozy. Na przykład karboksymetyloceluloza reaguje z jonami metali ciężkich i wytrąca się w roztworze. Ogólne sole, takie jak chlorek, bromek, fosforan, azotan itp., nie wytrącają się po dodaniu do wodnego roztworu. Jednakże dodatek soli ma pewien wpływ na temperaturę flokulacji jej wodnego roztworu. Wraz ze wzrostem stężenia soli temperatura żelu maleje. Gdy stężenie soli jest niższe od punktu flokulacji, lepkość roztworu ma tendencję do wzrostu. Dlatego dodaje się pewną ilość soli. w zastosowaniu może uzyskać efekt zagęszczania bardziej ekonomicznie. Dlatego w niektórych zastosowaniach lepiej zastosować mieszaninę eteru celulozy i soli niż roztwór eteru o wyższym stężeniu, aby uzyskać efekt zagęszczenia.

(4) Hydroksypropylometyloceluloza Odporność na kwasy i zasady Hydroksypropylometyloceluloza jest ogólnie odporna na kwasy i zasady i nie ulega zmianom w zakresie pH 2~12. Może wytrzymać pewną ilość lekkich kwasów, takich jak kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas cytrynowy, kwas bursztynowy, kwas fosforowy, kwas borowy itp. Ale stężony kwas ma wpływ na zmniejszenie lepkości. Alkalia takie jak soda kaustyczna, potaż kaustyczny i woda wapienna nie mają na niego wpływu, ale mogą nieznacznie zwiększyć lepkość roztworu, a następnie powoli ją zmniejszyć.

(5) Zgodność hydroksypropylometylocelulozy Roztwór hydroksypropylometylocelulozy można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, tworząc jednolity i przezroczysty roztwór o wyższej lepkości. Te związki polimerowe obejmują glikol polietylenowy, polioctan winylu, polisilikon, polimetylowinylosiloksan, hydroksyetylocelulozę i metylocelulozę. Naturalne związki wielkocząsteczkowe, takie jak guma arabska, mączka chleba świętojańskiego, guma karaya itp. również mają dobrą kompatybilność z jej roztworem. Hydroksypropylometylocelulozę można również mieszać z estrem mannitolu lub estrem sorbitolu kwasu stearynowego lub kwasu palmitynowego, a także można ją mieszać z gliceryną, sorbitolem i mannitolem, a związki te można stosować jako plastyfikator hydroksypropylometylocelulozy do celulozy.

(6) Nierozpuszczalne, rozpuszczalne w wodzie etery celulozy hydroksypropylometylocelulozy mogą sieciować powierzchniowo za pomocą aldehydów, w wyniku czego te rozpuszczalne w wodzie etery wytrącają się w roztworze i stają się nierozpuszczalne w wodzie. Do aldehydów powodujących nierozpuszczalność hydroksypropylometylocelulozy zalicza się formaldehyd, glioksal, aldehyd bursztynowy, adypaldehyd itp. Podczas stosowania formaldehydu należy zwrócić szczególną uwagę na wartość pH roztworu, wśród których glioksal reaguje szybciej, dlatego glioksal jest powszechnie stosowany jako środek sieciujący agent w produkcji przemysłowej. Ilość tego rodzaju środka sieciującego w roztworze wynosi 0,2% ~ 10% masy eteru, korzystnie 7% ~ 10%, na przykład najbardziej odpowiednie jest 3,3% ~ 6% glioksalu. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura obróbki wynosi 0 ~ 30 ℃, a czas 1 ~ 120 minut. Reakcję sieciowania należy prowadzić w warunkach kwasowych. Ogólnie rzecz biorąc, do roztworu najpierw dodaje się nieorganiczny mocny kwas lub organiczny kwas karboksylowy w celu dostosowania pH roztworu do około 2 ~ 6, korzystnie pomiędzy 4 ~ 6, a następnie dodaje się aldehydy w celu przeprowadzenia reakcji sieciowania. Stosowanym kwasem jest kwas chlorowodorowy, kwas siarkowy, kwas fosforowy, kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas hydroksyoctowy, kwas bursztynowy lub kwas cytrynowy itp., przy czym wskazane jest użycie kwasu mrówkowego lub kwasu octowego, a kwas mrówkowy jest optymalny. Kwas i aldehyd można także dodać jednocześnie, aby umożliwić przejście reakcji sieciowania w roztworze w pożądanym zakresie pH. Reakcję tę często stosuje się w końcowym procesie obróbki w procesie wytwarzania eterów celulozy. Gdy eter celulozy jest nierozpuszczalny, jest wygodny w użyciu

20 ~ 25 ℃ wody do mycia i oczyszczania. Gdy produkt jest używany, do roztworu produktu można dodać substancje alkaliczne, aby dostosować pH roztworu do zasadowego, a produkt szybko się w roztworze rozpuści. Metodę tę można również zastosować do obróbki folii po przetworzeniu folii z roztworu eteru celulozy w celu uzyskania folii nierozpuszczalnej.

(7) Odporność enzymatyczna hydroksypropylometylocelulozy Teoretycznie pochodne celulozy, takie jak trwale związana grupa podstawnikowa w każdej grupie anhydroglukozy, nie są podatne na erozję mikrobiologiczną, ale w rzeczywistości, gdy wartość podstawienia gotowego produktu przekracza 1, będzie być również rozkładane przez enzymy, co oznacza, że ​​stopień podstawienia każdej grupy w łańcuchu celulozy nie jest wystarczająco jednolity, a mikroorganizmy mogą powodować erozję niepodstawionej grupy grupa anhydroglukozowa. Cukry powstają i są wchłaniane jako składniki odżywcze dla mikroorganizmów. Dlatego też, jeśli zwiększy się stopień eteryfikacji substytucji celulozy, wzrośnie również odporność na erozję enzymatyczną eteru celulozy. Według doniesień, w kontrolowanych warunkach wyniki hydrolizy enzymów, lepkość resztkowa hydroksypropylometylocelulozy (DS=1,9) wynosi 13,2%, metylocelulozy (DS=1,83) wynosi 7,3%, metylocelulozy (DS=1,66) wynosi 3,8%, i hydroksyetyloceluloza wynosi 1,7%. Można zauważyć, że hydroksypropylometyloceluloza ma silne działanie antyenzymatyczne. Dlatego też doskonała odporność enzymatyczna hydroksypropylometylocelulozy, w połączeniu z jej dobrymi właściwościami dyspergowalnymi, zagęszczającymi i błonotwórczymi, jest stosowana w powłokach wodno-emulsyjnych itp. i generalnie nie wymaga dodawania konserwantów. Jednakże w przypadku długotrwałego przechowywania roztworu lub ewentualnego zanieczyszczenia z zewnątrz, zapobiegawczo można dodać konserwanty, a wybór można określić w zależności od końcowych wymagań roztworu. Octan fenylortęci i fluorokrzemian manganu są skutecznymi konserwantami, ale wszystkie mają toksyczność, należy zwrócić uwagę na działanie. Ogólnie rzecz biorąc, do roztworu można dodać 1-5 mg octanu fenylortęci na litr dawki.

(8) Właściwości folii hydroksypropylometylocelulozowej Hydroksypropylometyloceluloza ma doskonałe właściwości błonotwórcze. Jego roztwór wodny lub roztwór rozpuszczalnika organicznego nanosi się na płytkę szklaną, a po wyschnięciu staje się wolny. Kolorowa, przezroczysta i wytrzymała folia. Ma dobrą odporność na wilgoć i pozostaje stały w wysokich temperaturach. Dodanie higroskopijnego plastyfikatora pozwala zwiększyć jego wydłużenie i elastyczność. Jeśli chodzi o poprawę elastyczności, najbardziej odpowiednie są plastyfikatory, takie jak gliceryna i sorbitol. Ogólnie stężenie roztworu wynosi 2% ~ 3%, a ilość plastyfikatora wynosi 10% ~ 20% eteru celulozy. Jeżeli zawartość plastyfikatora będzie zbyt duża, przy dużej wilgotności powietrza nastąpi koloidalny skurcz odwadniający. Wytrzymałość folii na rozciąganie z dodatkiem plastyfikatora jest znacznie większa niż bez plastyfikatora i wzrasta wraz ze wzrostem jego ilości. Jeśli chodzi o higroskopijność folii, wzrasta ona również wraz ze wzrostem ilości plastyfikatora.