A hidroxipropilmetilcelulosa HPMC é unha especie de éter mixto de celulosa non iónica.A diferenza do éter mesturado de metilcarboximetilcelulosa iónica, non reacciona cos metais pesados.Debido ás diferentes proporcións de contido de metoxilo e contido de hidroxipropilo na hidroxipropilmetilcelulosa e diferentes viscosidades, hai moitas variedades con diferentes propiedades, por exemplo, alto contido en metoxilo e baixo contido en hidroxipropilo. O seu rendemento é próximo ao da metilcelulosa, mentres que o de baixo contido en metoxilo. O contido en metoxilo e o alto contido en hidroxipropilo é próximo ao da hidroxipropilmetilcelulosa.Non obstante, en cada variedade, aínda que só contén unha pequena cantidade de grupo hidroxipropilo ou unha pequena cantidade de grupo metoxilo, hai grandes diferenzas na solubilidade en disolventes orgánicos ou na temperatura de floculación en solucións acuosas.
(1) Propiedades de solubilidade da hidroxipropilmetilcelulosa
①Solubilidade da hidroxipropil metilcelulosa en auga A hidroxipropil metilcelulosa é en realidade un tipo de metilcelulosa modificada por óxido de propileno (metoxipropileno), polo que aínda ten as mesmas propiedades que a metilcelulosa. A celulosa ten características similares de solubilidade en auga fría e insolubilidade en auga quente.Non obstante, debido ao grupo hidroxipropilo modificado, a súa temperatura de xelación en auga quente é moito maior que a da metilcelulosa.Por exemplo, a viscosidade da solución acuosa de hidroxipropilmetilcelulosa cun grao de substitución do contido de metoxi do 2% DS=0,73 e un contido de hidroxipropilo MS=0,46 é de 500 mpa·s a 20 °C, e a súa temperatura de xel pode chegar preto dos 100 °C, mentres que a metilcelulosa á mesma temperatura é de só uns 55 °C.En canto á súa solubilidade en auga, tamén se mellorou moito.Por exemplo, a hidroxipropil metilcelulosa pulverizada (forma granular de 0,2 ~ 0,5 mm a 20 °C cunha viscosidade de solución acuosa ao 4% de 2pa•s pódese mercar en A temperatura ambiente, é facilmente soluble en auga sen arrefriar).
②Solubilidade da hidroxipropilmetilcelulosa en disolventes orgánicos A solubilidade da hidroxipropilmetilcelulosa en disolventes orgánicos tamén é mellor que a da metilcelulosa.Para produtos superiores a 2,1, a hidroxipropilmetilcelulosa de alta viscosidade que contén hidroxipropil MS=1,5~1,8 e metoxi DS=0,2~1,0, cun grao total de substitución superior a 1,8, é soluble en metanol anhidro e solucións de etanol Medio, termoplástico e soluble en auga. .Tamén é soluble en hidrocarburos clorados como cloruro de metileno e cloroformo, e disolventes orgánicos como acetona, isopropanol e alcohol diacetona.A súa solubilidade en disolventes orgánicos é mellor que a solubilidade en auga.
(2) Factores que afectan á viscosidade da hidroxipropilmetilcelulosa A determinación estándar da viscosidade da hidroxipropilmetilcelulosa é a mesma que outros éteres de celulosa, e mídese a 20 °C cunha solución acuosa ao 2 % como patrón.A viscosidade do mesmo produto aumenta co aumento da concentración.Para produtos con diferentes pesos moleculares á mesma concentración, o produto cun maior peso molecular ten unha maior viscosidade.A súa relación coa temperatura é semellante á da metilcelulosa.Cando a temperatura aumenta, a viscosidade comeza a diminuír, pero cando alcanza unha determinada temperatura,
a viscosidade aumenta de súpeto e prodúcese a xelación.A temperatura do xel dos produtos de baixa viscosidade é maior.é alto.O seu punto de xel non só está relacionado coa viscosidade do éter, senón tamén coa relación de composición do grupo metoxilo e do grupo hidroxipropilo no éter e co tamaño do grao de substitución total.Hai que ter en conta que a hidroxipropilmetilcelulosa tamén é pseudoplástica e a súa solución é estable a temperatura ambiente sen que se produza degradación da viscosidade, salvo a posibilidade de degradación enzimática.
(3) A tolerancia ao sal da hidroxipropilmetilcelulosa Dado que a hidroxipropilmetilcelulosa é un éter non iónico, non se ioniza en medios acuáticos, a diferenza doutros éteres de celulosa iónica. Por exemplo, a carboximetilcelulosa reacciona con ións de metais pesados e precipita na solución.Sales xerais como cloruro, bromuro, fosfato, nitrato, etc. non precipitarán cando se engaden á súa solución acuosa.Non obstante, a adición de sal ten certa influencia na temperatura de floculación da súa solución acuosa.Cando a concentración de sal aumenta, a temperatura do xel diminúe.Cando a concentración de sal está por debaixo do punto de floculación, a viscosidade da solución tende a aumentar.Polo tanto, engádese unha certa cantidade de sal., na aplicación, pode lograr un efecto espesante de forma máis económica.Polo tanto, nalgunhas aplicacións, é mellor usar unha mestura de éter de celulosa e sal que unha maior concentración de solución de éter para lograr o efecto espesante.
(4) Resistencia á hidroxipropilmetilcelulosa ao ácido e aos álcalis A hidroxipropilmetilcelulosa é xeralmente estable aos ácidos e aos álcalis e non se ve afectada no rango de pH 2~12.Pode soportar unha certa cantidade de ácidos lixeiros, como ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido succínico, ácido fosfórico, ácido bórico, etc. Pero o ácido concentrado ten o efecto de reducir a viscosidade.Os álcalis como a sosa cáustica, a potasa cáustica e a auga de cal non teñen ningún efecto nel, pero poden aumentar lixeiramente a viscosidade da solución e, a continuación, diminuír lentamente.
(5) Miscibilidade da hidroxipropilmetilcelulosa A solución de hidroxipropilmetilcelulosa pódese mesturar con compostos poliméricos solubles en auga para converterse nunha solución uniforme e transparente con maior viscosidade.Estes compostos poliméricos inclúen polietilenglicol, acetato de polivinilo, polisilicona, polimetilvinilsiloxano, hidroxietil celulosa e metil celulosa.Os compostos naturais de alto peso molecular, como a goma arábiga, a goma de algarrobo, a goma karaya, etc., tamén teñen unha boa compatibilidade coa súa solución.A hidroxipropilmetilcelulosa tamén se pode mesturar con éster de manitol ou éster de sorbitol de ácido esteárico ou ácido palmítico, e tamén se pode mesturar con glicerina, sorbitol e manitol, e estes compostos pódense usar como plastificante de hidroxipropil metilcelulosa para celulosa.
(6) Os éteres de celulosa solubles en auga insolubles de hidroxipropilmetilcelulosa poden ser entrecruzados con aldehídos na superficie, de xeito que estes éteres solubles en auga precipitan na solución e fanse insolubles en auga.Os aldehídos que fan que a hidroxipropilmetilcelulosa sexa insoluble inclúen o formaldehido, o glioxal, o aldehído succínico, o adipaldehído, etc. Cando se usa formaldehido, débese prestar especial atención ao valor do pH da solución, entre os que o glioxal reacciona máis rápido, polo que o glioxal utilízase habitualmente como reticulante. axente na produción industrial.A cantidade deste tipo de axente de reticulación na solución é do 0,2% ~ 10% da masa de éter, preferiblemente do 7% ~ 10%, por exemplo, 3,3% ~ 6% de glioxal é o máis adecuado.En xeral, o tratamento
a temperatura é de 0 ~ 30 ℃ e o tempo é de 1 ~ 120 min.A reacción de entrecruzamento debe levarse a cabo en condicións ácidas.Xeralmente, a solución engádese primeiro con ácido forte inorgánico ou ácido carboxílico orgánico para axustar o pH da solución a uns 2~6, preferiblemente entre 4~6, e despois engádese aldehídos para levar a cabo a reacción de reticulación.O ácido usado ten ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido fórmico, ácido acético, ácido hidroxiacético, ácido succínico ou ácido cítrico, etc., onde con ácido fórmico ou ácido acético é recomendable e o ácido fórmico é óptimo.O ácido e o aldehido tamén se poden engadir simultaneamente para permitir que a solución experimente unha reacción de entrecruzamento dentro do intervalo de pH desexado.Esta reacción utilízase a miúdo no proceso de tratamento final no proceso de preparación de éteres de celulosa.Despois de que o éter de celulosa sexa insoluble, é conveniente usar
20 ~ 25 ℃ auga para lavado e purificación.Cando o produto está en uso, pódense engadir substancias alcalinas á solución do produto para axustar o pH da solución para que sexa alcalino e o produto disolverase na solución rapidamente.Este método tamén é aplicable ao tratamento da película despois de que a solución de éter de celulosa se converta nunha película para convertela nunha película insoluble.
(7) A resistencia enzimática da hidroxipropilmetilcelulosa é teoricamente derivados da celulosa, como cada grupo anhidroglicosa, se hai un grupo substituyente firmemente unido, non é fácil infectarse por microorganismos, pero de feito o produto acabado cando o valor de substitución supera 1, tamén será degradado por encimas, o que significa que o grao de substitución de cada grupo na cadea de celulosa non é o suficientemente uniforme e os microorganismos poden erosionar o grupo anhidroglicosa non substituído para formar azucres, como nutrientes para que os microorganismos poidan absorber.Polo tanto, se aumenta o grao de substitución de eterificación da celulosa, tamén aumentará a resistencia á erosión enzimática do éter de celulosa.Segundo os informes, en condicións controladas, os resultados da hidrólise das encimas, a viscosidade residual da hidroxipropil metilcelulosa (DS=1,9) é do 13,2%, a metilcelulosa (DS=1,83) é do 7,3%, a metilcelulosa (DS=1,66) é do 3,8%, e a hidroxietil celulosa é do 1,7%.Pódese ver que a hidroxipropilmetilcelulosa ten unha forte capacidade antienzimática.Polo tanto, a excelente resistencia enzimática da hidroxipropilmetilcelulosa, combinada coa súa boa dispersibilidade, espesamento e propiedades de formación de película, úsase en revestimentos de emulsión de auga, etc., e xeralmente non precisa engadir conservantes.Non obstante, para o almacenamento a longo prazo da solución ou a posible contaminación do exterior, pódense engadir conservantes como precaución, e a elección pódese determinar segundo os requisitos finais da solución.O acetato de fenilmercurio e o fluorosilicato de manganeso son conservantes eficaces, pero todos teñen Toxicidade, hai que prestar atención á operación.Xeralmente, pódense engadir 1 ~ 5 mg de acetato de fenilmercurio á solución por litro de dosificación.
(8) O rendemento da película de hidroxipropil metilcelulosa A hidroxipropil metilcelulosa ten excelentes propiedades de formación de película.A súa solución acuosa ou disolvente orgánico está recuberta sobre unha placa de vidro e faise incolora e transparente despois do secado.E película dura.Ten unha boa resistencia á humidade e permanece sólido a altas temperaturas.Se se engade plastificante higroscópico, pódese mellorar a súa elongación e flexibilidade.En canto á mellora da flexibilidade, os plastificantes como a glicerina e o sorbitol son os máis axeitados.Xeralmente, a concentración da solución é do 2% ~ 3% e a cantidade de plastificante é do 10% ~ 20% de éter de celulosa.Se o contido de plastificante é demasiado alto, a deshidratación coloidal encollerá a humidade elevada.A resistencia á tracción da película con
o plastificante engadido é moito maior que o que non ten plastificante, e aumenta co aumento da cantidade engadida.En canto á higroscopicidade da película, tamén aumenta co aumento da cantidade de plastificante.
Hora de publicación: 24-novembro-2022