Свойства на хидроксипропил метилцелулозата

Хидроксипропил метилцелулозата е вид нейонен целулозен смесен етер. За разлика от йонния метил карбоксиметил целулозен смесен етер, той не реагира с тежки метали. Поради различните съотношения на съдържанието на метоксил и съдържанието на хидроксипропил в хидроксипропил метилцелулозата и различния вискозитет, има много разновидности с различни свойства, например високо съдържание на метоксил и ниско съдържание на хидроксипропил Неговата производителност е близка до тази на метилцелулозата, докато тази с ниско съдържание на метоксил и високо съдържание на хидроксипропил е близка до тази на хидроксипропил метил целулоза. Във всяка разновидност обаче, въпреки че се съдържа само малко количество хидроксипропилова група или малко количество метоксилна група, има големи разлики в разтворимостта в органични разтворители или температурата на флокулация във водни разтвори.

(1) Свойства на разтворимост на хидроксипропил метилцелулоза
①Разтворимост на хидроксипропил метилцелулозата във вода Хидроксипропил метилцелулозата всъщност е вид метилцелулоза, модифицирана от пропилей оксид (метоксипропилен), така че все още има същите свойства като метилцелулозата. Целулозата има подобни характеристики на разтворимост в студена вода и неразтворимост в гореща вода. Въпреки това, поради модифицираната хидроксипропилова група, неговата температура на желиране в гореща вода е много по-висока от тази на метилцелулозата. Например, вискозитетът на воден разтвор на хидроксипропил метилцелулоза с 2% степен на заместване на метокси съдържание DS=0,73 и съдържание на хидроксипропил MS=0,46 е 500 mpa·s при 20°C, а температурата на гела може да достигне близо до 100°C, докато метил целулозата при същата температура е само около 55°C. Що се отнася до разтворимостта му във вода, тя също е значително подобрена. Например, пулверизираната хидроксипропил метилцелулоза (форма на гранули 0,2~0,5 mm при 20°C с вискозитет на 4% воден разтвор от 2pa•s може да бъде закупена при стайна температура, тя е лесно разтворима във вода без охлаждане.

②Разтворимост на хидроксипропил метилцелулоза в органични разтворители Разтворимостта на хидроксипропил метилцелулозата в органични разтворители също е по-добра от тази на метилцелулозата. За продукти над 2.1, хидроксипропил метилцелулоза с висок вискозитет, съдържаща хидроксипропил MS=1.5~1.8 и метокси DS=0.2~1.0, с обща степен на заместване над 1.8, е разтворима в безводен метанол и етанолови разтвори Средна и термопластична и водоразтворима. Също така е разтворим в хлорирани въглеводороди като метиленхлорид и хлороформ и органични разтворители като ацетон, изопропанол и диацетон алкохол. Разтворимостта му в органични разтворители е по-добра от разтворимостта във вода.

(2) Фактори, влияещи върху вискозитета на хидроксипропил метилцелулоза. Стандартното определяне на вискозитета на хидроксипропил метилцелулозата е същото като другите целулозни етери и се измерва при 20°C с 2% воден разтвор като стандарт. Вискозитетът на същия продукт се увеличава с увеличаването на концентрацията. За продукти с различно молекулно тегло при една и съща концентрация, продуктът с по-голямо молекулно тегло има по-висок вискозитет. Връзката му с температурата е подобна на тази на метилцелулозата. Когато температурата се повиши, вискозитетът започва да намалява, но когато достигне определена температура, вискозитетът внезапно се повишава и настъпва желиране. Температурата на гел при продуктите с нисък вискозитет е по-висока. е високо. Неговата точка на гелиране не е свързана само с вискозитета на етера, но също така е свързана със съотношението на състава на метоксилната група и хидроксипропиловата група в етера и размера на общата степен на заместване. Трябва да се отбележи, че хидроксипропил метилцелулозата също е псевдопластична и нейният разтвор е стабилен при стайна температура без никакво влошаване на вискозитета, с изключение на възможността за ензимно разграждане.

(3) Устойчивост на сол на хидроксипропил метилцелулоза Тъй като хидроксипропил метилцелулозата е нейонен етер, тя не се йонизира във водна среда, за разлика от други йонни целулозни етери. Например карбоксиметил целулозата реагира с йони на тежки метали и се утаява в разтвора. Общи соли като хлорид, бромид, фосфат, нитрат и др. няма да се утаят, когато се добавят към неговия воден разтвор. Добавянето на сол обаче има известно влияние върху температурата на флокулация на нейния воден разтвор. Когато концентрацията на сол се увеличи, температурата на гела намалява. Когато концентрацията на сол е под точката на флокулация, вискозитетът на разтвора има тенденция да се увеличава. Затова се добавя известно количество сол. , при приложение може да постигне по-икономичен ефект на сгъстяване. Следователно, в някои приложения е по-добре да се използва смес от целулозен етер и сол, отколкото по-висока концентрация на етерен разтвор, за да се постигне ефектът на сгъстяване.

(4) Хидроксипропил метилцелулоза Устойчивост на киселини и алкали Хидроксипропил метилцелулозата обикновено е стабилна на киселини и алкали и не се влияе в диапазона от pH 2~12. Тя може да издържи на определено количество леки киселини, като мравчена киселина, оцетна киселина, лимонена киселина, янтарна киселина, фосфорна киселина, борна киселина и др. Но концентрираната киселина има ефект на намаляване на вискозитета. Алкали като сода каустик, поташ каустик и варовита вода нямат ефект върху него, но могат леко да увеличат вискозитета на разтвора и след това бавно да го намалят.

(5) Съвместимост на хидроксипропил метилцелулоза Разтворът на хидроксипропил метилцелулоза може да се смеси с водоразтворими полимерни съединения, за да се образува еднороден и прозрачен разтвор с по-висок вискозитет. Тези полимерни съединения включват полиетилен гликол, поливинил ацетат, полисиликон, полиметилвинилсилоксан, хидроксиетил целулоза и метил целулоза. Естествените високомолекулни съединения като гума арабика, гума от рожкови, гума карая и др. също имат добра съвместимост с неговия разтвор. Хидроксипропил метилцелулозата може също да се смесва с манитолов естер или сорбитолов естер на стеаринова киселина или палмитинова киселина и може също да се смесва с глицерин, сорбитол и манитол и тези съединения могат да се използват като хидроксипропил метилцелулозен пластификатор за целулоза.

(6) Неразтворимите водоразтворими целулозни етери на хидроксипропил метилцелулозата могат да осъществят повърхностно омрежване с алдехиди, така че тези водоразтворими етери да се утаят в разтвора и да станат неразтворими във вода. Алдехидите, които правят хидроксипропил метилцелулозата неразтворима, включват формалдехид, глиоксал, янтарен алдехид, адипалдехид и др. Когато се използва формалдехид, трябва да се обърне специално внимание на рН стойността на разтвора, сред които глиоксалът реагира по-бързо, така че глиоксалът обикновено се използва като омрежващ агент в промишленото производство. Количеството на този вид омрежващ агент в разтвора е 0,2%~10% от масата на етера, за предпочитане 7%~10%, например, 3,3%~6% глиоксал е най-подходящ. Обикновено температурата на обработка е 0 ~ 30 ℃, а времето е 1 ~ 120 минути. Реакцията на омрежване трябва да се проведе при киселинни условия. Обикновено разтворът първо се добавя с неорганична силна киселина или органична карбоксилна киселина, за да се регулира рН на разтвора до около 2~6, за предпочитане между 4~6, и след това се добавят алдехиди за извършване на реакцията на омрежване. Използваната киселина има солна киселина, сярна киселина, фосфорна киселина, мравчена киселина, оцетна киселина, хидроксиоцетна киселина, янтарна киселина или лимонена киселина и т.н., където с мравчена киселина или оцетна киселина е препоръчително, а мравчената киселина е оптимална. Киселината и алдехидът също могат да се добавят едновременно, за да се позволи на разтвора да претърпи реакция на омрежване в рамките на желания диапазон на рН. Тази реакция често се използва в процеса на окончателно третиране в процеса на получаване на целулозни етери. След като целулозният етер е неразтворим, той е удобен за употреба

20 ~ 25 ℃ вода за измиване и пречистване. Когато продуктът се използва, към разтвора на продукта могат да се добавят алкални вещества, за да се регулира рН на разтвора, така че да бъде алкален, и продуктът бързо ще се разтвори в разтвора. Този метод е приложим и за обработката на филма, след като разтворът на целулозния етер се превърне във филм, за да стане неразтворим филм.

(7) Ензимна резистентност на хидроксипропил метилцелулоза На теория, целулозните производни, като например здраво свързана заместителна група на всяка анхидроглюкозна група, не са податливи на микробна ерозия, но всъщност, когато стойността на заместване на крайния продукт надвишава 1, той също ще бъде разграден от ензими, което означава, че степента на заместване на всяка група от целулозната верига не е достатъчно хомогенен и микроорганизмите могат да ерозират върху незаместената анхидроглюкозна група. Захарите се образуват и усвояват като хранителни вещества за микроорганизмите. Следователно, ако степента на заместване на етерификацията на целулозата се увеличи, устойчивостта на ензимна ерозия на целулозния етер също ще се увеличи. Според докладите при контролирани условия резултатите от хидролизата на ензимите, остатъчният вискозитет на хидроксипропил метилцелулоза (DS=1,9) е 13,2%, метилцелулоза (DS=1,83) е 7,3%, метилцелулоза (DS=1,66) е 3,8%, а хидроксиетил целулоза е 1,7%. Може да се види, че хидроксипропил метилцелулозата има силна антиензимна способност. Следователно, отличната ензимна устойчивост на хидроксипропил метилцелулозата, съчетана с нейната добра диспергируемост, сгъстяващи и филмообразуващи свойства, се използва във водно-емулсионни покрития и т.н. и обикновено не е необходимо да се добавят консерванти. Въпреки това, за дългосрочно съхранение на разтвора или евентуално замърсяване отвън, могат да се добавят консерванти като предпазна мярка, като изборът може да се определи според крайните изисквания на разтвора. Фенилживачният ацетат и мангановият флуоросиликат са ефективни консерванти, но всички те имат токсичност, трябва да се обърне внимание на операцията. Обикновено към разтвора могат да се добавят 1~5 mg фенилживачен ацетат на литър от дозата.

(8) Ефективност на филма от хидроксипропил метилцелулоза Хидроксипропил метилцелулозата има отлични филмообразуващи свойства. Неговият воден разтвор или разтвор на органичен разтворител се покрива върху стъклена плоча и се освобождава след изсушаване. Цветно, прозрачно и здраво фолио. Има добра устойчивост на влага и остава твърд при високи температури. Ако се добави хигроскопичен пластификатор, неговата удълженост и гъвкавост могат да бъдат подобрени. По отношение на подобряване на гъвкавостта най-подходящи са пластификатори като глицерин и сорбитол. Обикновено концентрацията на разтвора е 2%~3%, а количеството на пластификатора е 10%~20% целулозен етер. Ако съдържанието на пластификатор е твърде високо, при висока влажност ще настъпи колоидно дехидратиращо свиване. Якостта на опън на фолиото с добавен пластификатор е много по-голяма от тази без пластификатор и се увеличава с увеличаване на добавеното количество. Що се отнася до хигроскопичността на филма, тя също се увеличава с увеличаване на количеството пластификатор.