Vlastnosti hydroxypropylmethylcelulózy

Hydroxypropylmethylcelulóza je druh neiontového směsného etheru celulózy. Na rozdíl od směsného etheru iontové methylkarboxymethylcelulózy nereaguje s těžkými kovy. Vzhledem k různým poměrům obsahu methoxylu a obsahu hydroxypropylu v hydroxypropylmethylcelulóze a různým viskozitám existuje mnoho odrůd s různými vlastnostmi, například vysokým obsahem methoxylu a nízkým obsahem hydroxypropylu. Jeho výkon se blíží výkonu methylcelulózy, zatímco nízký obsah methoxylu a vysoký obsah hydroxypropylu se blíží obsahu hydroxypropylmethylcelulózy. Avšak v každé odrůdě, i když je obsaženo pouze malé množství hydroxypropylové skupiny nebo malé množství methoxylové skupiny, existují velké rozdíly v rozpustnosti v organických rozpouštědlech nebo flokulační teplotě ve vodných roztocích.

(1) Vlastnosti rozpustnosti hydroxypropylmethylcelulózy
①Rozpustnost hydroxypropylmethylcelulózy ve vodě Hydroxypropylmethylcelulóza je ve skutečnosti druh methylcelulózy modifikovaný propylenoxidem (methoxypropylen), takže má stále stejné vlastnosti jako methylcelulóza Celulóza má podobné charakteristiky rozpustnosti ve studené vodě a nerozpustnosti v horké vodě. Díky modifikované hydroxypropylové skupině je však její teplota gelovatění v horké vodě mnohem vyšší než u methylcelulózy. Například viskozita vodného roztoku hydroxypropylmethylcelulózy se stupněm substituce 2% obsahem methoxyskupiny DS=0,73 a obsahem hydroxypropylu MS=0,46 je 500 mpa·s při 20 °C a teplota jeho gelu může dosáhnout téměř 100 °C, zatímco methylcelulózy při stejné teplotě je pouze asi 55 °C. Pokud jde o jeho rozpustnost ve vodě, byla také výrazně zlepšena. Například práškovou hydroxypropylmethylcelulózu (tvar granulí 0,2~0,5 mm při 20 °C s viskozitou 4% vodného roztoku 2pa•s lze zakoupit na Při pokojové teplotě je snadno rozpustná ve vodě bez chlazení.

②Rozpustnost hydroxypropylmethylcelulózy v organických rozpouštědlech Rozpustnost hydroxypropylmethylcelulózy v organických rozpouštědlech je také lepší než rozpustnost methylcelulózy. Pro produkty nad 2.1 je vysoce viskózní hydroxypropylmethylcelulóza obsahující hydroxypropyl MS=1,5~1,8 a methoxy DS=0,2~1,0, s celkovým stupněm substituce nad 1,8, je rozpustná v bezvodých roztocích methanolu a ethanolu Střední a termoplastická a rozpustná ve vodě . Je také rozpustný v chlorovaných uhlovodících, jako je methylenchlorid a chloroform, a organických rozpouštědlech, jako je aceton, isopropanol a diacetonalkohol. Jeho rozpustnost v organických rozpouštědlech je lepší než rozpustnost ve vodě.

(2) Faktory ovlivňující viskozitu hydroxypropylmethylcelulózy Standardní stanovení viskozity hydroxypropylmethylcelulózy je stejné jako u jiných etherů celulózy a měří se při 20 °C s 2% vodným roztokem jako standardem. Viskozita stejného produktu se zvyšuje se zvyšující se koncentrací. U produktů s různou molekulovou hmotností při stejné koncentraci má produkt s větší molekulovou hmotností vyšší viskozitu. Jeho vztah k teplotě je podobný jako u methylcelulózy. Když teplota stoupne, viskozita začne klesat, ale když dosáhne určité teploty, viskozita náhle stoupne a dojde ke gelovatění. Teplota gelu u nízkoviskózních produktů je vyšší. je vysoká. Jeho bod gelovatění nesouvisí pouze s viskozitou etheru, ale souvisí také s poměrem složení methoxylové skupiny a hydroxypropylové skupiny v etheru a velikostí celkového stupně substituce. Je třeba poznamenat, že hydroxypropylmethylcelulóza je také pseudoplastická a její roztok je stabilní při teplotě místnosti bez jakékoli degradace viskozity s výjimkou možnosti enzymatické degradace.

(3) Tolerance soli hydroxypropylmethylcelulózy Protože hydroxypropylmethylcelulóza je neiontový ether, neionizuje ve vodním prostředí na rozdíl od jiných iontových etherů celulózy. Například karboxymethylcelulóza reaguje s ionty těžkých kovů a vysráží se v roztoku. Obecné soli, jako je chlorid, bromid, fosforečnan, dusičnan atd., se po přidání do vodného roztoku nesrážejí. Přídavek soli má však určitý vliv na flokulační teplotu jejího vodného roztoku. Když se koncentrace soli zvýší, teplota gelu se sníží. Když je koncentrace soli pod bodem flokulace, viskozita roztoku má tendenci se zvyšovat. Proto se přidává určité množství soli. , při aplikaci může hospodárněji dosáhnout zahušťovacího účinku. Proto je v některých aplikacích pro dosažení zahušťovacího účinku lepší použít směs éteru celulózy a soli než vyšší koncentraci roztoku éteru.

(4) Odolnost vůči kyselinám a zásadám hydroxypropylmethylcelulózy Hydroxypropylmethylcelulóza je obecně stabilní vůči kyselinám a zásadám a není ovlivněna v rozmezí pH 2~12. Může odolat určitému množství lehkých kyselin, jako je kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina citrónová, kyselina jantarová, kyselina fosforečná, kyselina boritá atd. Ale koncentrovaná kyselina má vliv na snížení viskozity. Alkálie jako louh sodný, louh potaš a vápenná voda na to nemají vliv, ale mohou mírně zvýšit viskozitu roztoku a pak ji pomalu snižovat.

(5) Kompatibilita hydroxypropylmethylcelulózy Roztok hydroxypropylmethylcelulózy může být smíchán s ve vodě rozpustnými polymerními sloučeninami za vzniku jednotného a transparentního roztoku s vyšší viskozitou. Tyto polymerní sloučeniny zahrnují polyethylenglykol, polyvinylacetát, polysilikon, polymethylvinylsiloxan, hydroxyethylcelulózu a methylcelulózu. Přírodní vysokomolekulární sloučeniny, jako je arabská guma, karubová guma, guma karaya atd., mají také dobrou kompatibilitu s jeho roztokem. Hydroxypropylmethylcelulóza může být také smíchána s mannitolesterem nebo sorbitolesterem kyseliny stearové nebo palmitové a může být také smíchána s glycerinem, sorbitolem a mannitolem a tyto sloučeniny mohou být použity jako změkčovadlo hydroxypropylmethylcelulózy pro celulózu.

(6) Nerozpustné ve vodě rozpustné ethery celulózy hydroxypropylmethylcelulózy mohou provádět povrchové zesítění s aldehydy, takže tyto ve vodě rozpustné ethery se v roztoku vysrážejí a stanou se nerozpustnými ve vodě. Mezi aldehydy, které činí hydroxypropylmethylcelulózu nerozpustnou, patří formaldehyd, glyoxal, jantarový aldehyd, adipaldehyd atd. Při použití formaldehydu je třeba věnovat zvláštní pozornost hodnotě pH roztoku, mezi nimiž glyoxal reaguje rychleji, proto se glyoxal běžně používá jako síťovací prostředek. agent v průmyslové výrobě. Množství tohoto druhu síťovacího činidla v roztoku je 0,2 % až 10 % hmotnosti etheru, výhodně 7 % až 10 %, například 3,3 % až 6 % glyoxalu je nejvhodnější. Obecně je teplota ošetření 0 ~ 30 ℃ a doba je 1 ~ 120 minut. Síťovací reakce musí být prováděna za kyselých podmínek. Obecně se k roztoku nejprve přidá anorganická silná kyselina nebo organická karboxylová kyselina, aby se upravilo pH roztoku na přibližně 2 až 6, výhodně mezi 4 až 6, a potom se přidají aldehydy, aby se provedla síťovací reakce. Použitou kyselinou je kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina fosforečná, kyselina mravenčí, kyselina octová, kyselina hydroxyoctová, kyselina jantarová nebo kyselina citrónová atd., přičemž s kyselinou mravenčí nebo kyselinou octovou se doporučuje a kyselina mravenčí je optimální. Kyselina a aldehyd mohou být také přidány současně, aby se umožnilo, že roztok podstoupí síťovací reakci v požadovaném rozmezí pH. Tato reakce se často používá v procesu konečné úpravy při procesu přípravy etherů celulózy. Poté, co je ether celulózy nerozpustný, je vhodné jej použít

20 ~ 25 ℃ vody na mytí a čištění. Když se produkt používá, mohou být do roztoku produktu přidány alkalické látky, aby se pH roztoku upravilo na alkalické, a produkt se v roztoku rychle rozpustí. Tento způsob je také použitelný pro úpravu filmu poté, co se z roztoku etheru celulózy vytvoří film, který z něj udělá nerozpustný film.

(7) Enzymatická odolnost hydroxypropylmethylcelulózy Teoreticky nejsou deriváty celulózy, jako je pevně vázaná substituční skupina na každé anhydroglukózové skupině, náchylné k mikrobiální erozi, ale ve skutečnosti, když hodnota substituce hotového produktu překročí 1, budou být také degradován enzymy, což znamená, že stupeň substituce každé skupiny na celulózovém řetězci není dostatečně jednotný a mikroorganismy mohou erodovat na nesubstituovaném anhydroglukózová skupina. Cukry se tvoří a vstřebávají jako živiny pro mikroorganismy. Pokud se tedy zvýší stupeň etherifikační substituce celulózy, zvýší se také odolnost vůči enzymatické erozi etheru celulózy. Podle zpráv, za kontrolovaných podmínek, výsledky hydrolýzy enzymů, zbytková viskozita hydroxypropylmethylcelulózy (DS=1,9) je 13,2 %, methylcelulóza (DS=1,83) je 7,3 %, methylcelulóza (DS=1,66) je 3,8 %, a hydroxyethylcelulóza je 1,7 %. Je vidět, že hydroxypropylmethylcelulóza má silnou antienzymovou schopnost. Proto se vynikající enzymatická odolnost hydroxypropylmethylcelulózy v kombinaci s její dobrou dispergovatelností, zahušťovacími a filmotvornými vlastnostmi využívá ve vodních emulzních nátěrech atd. a obecně není třeba přidávat konzervační látky. Pro dlouhodobé uchovávání roztoku nebo případnou kontaminaci zvenčí lze však preventivně přidat konzervační látky a výběr určit podle finálních požadavků na roztok. Fenylrtuťnatý acetát a fluorokřemičitan manganitý jsou účinné konzervační látky, ale všechny mají Toxicitu, operaci je třeba věnovat pozornost. Obecně lze k roztoku přidat 1 až 5 mg octanu fenylrtuťnatého na litr dávky.

(8) Výkon hydroxypropylmethylcelulózového filmu Hydroxypropylmethylcelulóza má vynikající filmotvorné vlastnosti. Jeho vodný roztok nebo roztok organického rozpouštědla se nanese na skleněnou desku a ta se po vysušení uvolní. Barevný, průhledný a pevný film. Má dobrou odolnost proti vlhkosti a zůstává pevný i při vysokých teplotách. Přidá-li se hygroskopické změkčovadlo, lze zvýšit jeho prodloužení a pružnost. Z hlediska zlepšení pružnosti jsou nejvhodnější změkčovadla jako glycerin a sorbitol. Obecně je koncentrace roztoku 2 % až 3 % a množství změkčovadla je 10 % až 20 % etheru celulózy. Pokud je obsah změkčovadla příliš vysoký, dojde při vysoké vlhkosti ke koloidnímu dehydratačnímu smrštění. Pevnost v tahu filmu s přidaným změkčovadlem je mnohem větší než bez změkčovadla a zvyšuje se se zvyšujícím se přidaným množstvím. Pokud jde o hygroskopičnost filmu, ta se také zvyšuje s rostoucím množstvím změkčovadla.