Propietats de la hidroxipropil metilcel·lulosa

La hidroxipropil metilcel·lulosa és una mena d'èter mixt de cel·lulosa no iònica. A diferència de l'èter mixt de metil carboximetil cel·lulosa iònic, no reacciona amb metalls pesants. A causa de les diferents proporcions de contingut de metoxil i contingut d'hidroxipropil en hidroxipropil metilcel·lulosa i diferents viscositats, hi ha moltes varietats amb diferents propietats, per exemple, alt contingut en metoxil i baix contingut en hidroxipropil. El seu rendiment és proper al de la metilcel·lulosa, mentre que el de baix El contingut de metoxil i l'alt contingut d'hidroxipropil és proper al de la hidroxipropil metil cel·lulosa. Tanmateix, en cada varietat, encara que només conté una petita quantitat de grup hidroxipropil o una petita quantitat de grup metoxil, hi ha grans diferències en la solubilitat en dissolvents orgànics o la temperatura de floculació en solucions aquoses.

(1) Propietats de solubilitat de la hidroxipropil metilcel·lulosa
①Solubilitat de la hidroxipropil metilcel·lulosa a l'aigua La hidroxipropil metilcel·lulosa és en realitat un tipus de metilcel·lulosa modificada per l'òxid de propilè (metoxipropilè), de manera que encara té les mateixes propietats que la metilcel·lulosa. La cel·lulosa té característiques similars de solubilitat en aigua freda i insolubilitat en aigua calenta. No obstant això, a causa del grup hidroxipropil modificat, la seva temperatura de gelificació en aigua calenta és molt superior a la de la metil cel·lulosa. Per exemple, la viscositat de la solució aquosa d'hidroxipropil metilcel·lulosa amb un grau de substitució de contingut metoxi del 2% DS = 0,73 i contingut d'hidroxipropil MS = 0,46 és de 500 mpa·s a 20 °C, i la seva temperatura de gel pot arribar a prop dels 100 °C, mentre que la metilcel·lulosa a la mateixa temperatura només és d'uns 55 °C. Pel que fa a la seva solubilitat en aigua, també s'ha millorat molt. Per exemple, la hidroxipropil metilcel·lulosa polveritzada (forma granular 0,2 ~ 0,5 mm a 20 ° C amb una viscositat de solució aquosa al 4% de 2 pa•s es pot comprar a temperatura ambient, és fàcilment soluble en aigua sense refredar-se.

②Solubilitat de la hidroxipropilmetilcel·lulosa en dissolvents orgànics La solubilitat de la hidroxipropilmetilcel·lulosa en dissolvents orgànics també és millor que la de la metilcel·lulosa. Per als productes superiors a 2,1, la hidroxipropil metilcel·lulosa d'alta viscositat que conté hidroxipropil MS = 1,5 ~ 1,8 i metoxi DS = 0,2 ~ 1,0, amb un grau total de substitució superior a 1,8, és soluble en solucions de metanol i etanol anhidre Mitjà, termoplàstic i soluble en aigua. . També és soluble en hidrocarburs clorats com el clorur de metilè i el cloroform, i en dissolvents orgànics com l'acetona, l'isopropanol i l'alcohol de diacetona. La seva solubilitat en dissolvents orgànics és millor que la solubilitat en aigua.

(2) Factors que afecten la viscositat de la hidroxipropilmetilcel·lulosa La determinació estàndard de la viscositat de la hidroxipropilmetilcel·lulosa és la mateixa que altres èters de cel·lulosa i es mesura a 20 °C amb una solució aquosa al 2% com a estàndard. La viscositat d'un mateix producte augmenta amb l'augment de la concentració. Per als productes amb diferents pesos moleculars a la mateixa concentració, el producte amb un pes molecular més gran té una viscositat més alta. La seva relació amb la temperatura és similar a la de la metilcel·lulosa. Quan la temperatura augmenta, la viscositat comença a disminuir, però quan arriba a una determinada temperatura, la viscositat augmenta de sobte i es produeix la gelificació. La temperatura del gel dels productes de baixa viscositat és més alta. és alt. El seu punt de gel no només està relacionat amb la viscositat de l'èter, sinó també amb la relació de composició del grup metoxil i el grup hidroxipropil en èter i la mida del grau de substitució total. Cal tenir en compte que la hidroxipropil metilcel·lulosa també és pseudoplàstica i la seva solució és estable a temperatura ambient sense cap degradació de la viscositat excepte per la possibilitat de degradació enzimàtica.

(3) La tolerància a la sal de la hidroxipropil metilcel·lulosa Atès que la hidroxipropilmetilcelulosa és un èter no iònic, no s'ionitza en medis d'aigua, a diferència d'altres èters iònics de cel·lulosa, per exemple, la carboximetil cel·lulosa reacciona amb ions de metalls pesants i precipita a la solució. Les sals generals com ara clorur, bromur, fosfat, nitrat, etc. no precipitaran quan s'afegeixen a la seva solució aquosa. Tanmateix, l'addició de sal té certa influència en la temperatura de floculació de la seva solució aquosa. Quan augmenta la concentració de sal, la temperatura del gel disminueix. Quan la concentració de sal està per sota del punt de floculació, la viscositat de la solució tendeix a augmentar. Per tant, s'afegeix una certa quantitat de sal. , en aplicació, pot aconseguir un efecte espessidor de manera més econòmica. Per tant, en algunes aplicacions, és millor utilitzar una barreja d'èter de cel·lulosa i sal que una concentració més alta de solució d'èter per aconseguir l'efecte espessidor.

(4) Resistència a l'àcid de la hidroxipropil metilcel·lulosa i als àlcalis La hidroxipropil metilcel·lulosa és generalment estable als àcids i als àlcalis i no es veu afectada en el rang de pH 2 ~ 12. Pot suportar una certa quantitat d'àcids lleugers, com ara àcid fòrmic, àcid acètic, àcid cítric, àcid succínic, àcid fosfòric, àcid bòric, etc. Però l'àcid concentrat té l'efecte de reduir la viscositat. Els àlcalis com la sosa càustica, la potassa càustica i l'aigua de calç no hi tenen cap efecte, però poden augmentar lleugerament la viscositat de la solució i, a continuació, disminuir-la lentament.

(5) Compatibilitat de la hidroxipropil metilcel·lulosa La solució d'hidroxipropil metilcel·lulosa es pot barrejar amb compostos polimèrics solubles en aigua per formar una solució uniforme i transparent amb una viscositat més alta. Aquests compostos polimèrics inclouen polietilenglicol, acetat de polivinil, polisilicona, polimetilvinilsiloxà, hidroxietilcel·lulosa i metil cel·lulosa. Els compostos naturals d'alt nivell molecular com la goma aràbiga, la goma de llagosta, la goma karaya, etc. també tenen una bona compatibilitat amb la seva solució. La hidroxipropilmetilcel·lulosa també es pot barrejar amb èster de manitol o èster de sorbitol d'àcid esteàric o àcid palmític, i també es pot barrejar amb glicerina, sorbitol i manitol, i aquests compostos es poden utilitzar com a plastificant d'hidroxipropil metilcel·lulosa per a la cel·lulosa.

(6) Els èters de cel·lulosa solubles en aigua insolubles d'hidroxipropilmetilcel·lulosa poden dur a terme enllaços superficials amb aldehids, de manera que aquests èters solubles en aigua es precipiten a la solució i es tornen insolubles en aigua. Els aldehids que fan que la hidroxipropilmetilcel·lulosa sigui insoluble inclouen el formaldehid, el glioxal, l'aldehid succínic, l'adipaldehid, etc. Quan s'utilitza formaldehid, s'ha de prestar especial atenció al valor del pH de la solució, entre els quals el glioxal reacciona més ràpidament, de manera que el glioxal s'utilitza habitualment com a reticulant. agent en la producció industrial. La quantitat d'aquest tipus d'agent de reticulació a la solució és del 0,2% ~ 10% de la massa d'èter, preferiblement del 7% ~ 10%, per exemple, el 3,3% ~ 6% de glioxal és el més adequat. En general, la temperatura del tractament és de 0 ~ 30 ℃ i el temps és d'1 ~ 120 minuts. La reacció de reticulació s'ha de dur a terme en condicions àcides. En general, la solució s'afegeix primer amb àcid fort inorgànic o àcid carboxílic orgànic per ajustar el pH de la solució a uns 2 ~ 6, preferiblement entre 4 ~ 6, i després afegir aldehids per dur a terme la reacció de reticulació. L'àcid utilitzat té àcid clorhídric, àcid sulfúric, àcid fosfòric, àcid fòrmic, àcid acètic, àcid hidroxiacètic, àcid succínic o àcid cítric, etc., on s'aconsella l'àcid fòrmic o àcid acètic i l'àcid fòrmic és òptim. L'àcid i l'aldehid també es poden afegir simultàniament per permetre que la solució experimenti una reacció de reticulació dins del rang de pH desitjat. Aquesta reacció s'utilitza sovint en el procés de tractament final en el procés de preparació d'èters de cel·lulosa. Després que l'èter de cel·lulosa sigui insoluble, és convenient utilitzar-lo

20 ~ 25 ℃ d'aigua per al rentat i la purificació. Quan el producte està en ús, es poden afegir substàncies alcalines a la solució del producte per ajustar el pH de la solució perquè sigui alcalí i el producte es dissolrà a la solució ràpidament. Aquest mètode també és aplicable al tractament de la pel·lícula després que la solució d'èter de cel·lulosa es converteixi en una pel·lícula per convertir-la en una pel·lícula insoluble.

(7) Resistència enzimàtica de la hidroxipropilmetilcel·lulosa En teoria, els derivats de la cel·lulosa, com ara un grup substituent fermament enllaçat a cada grup anhidroglucosa, no són susceptibles a l'erosió microbiana, però de fet, quan el valor de substitució del producte acabat supera 1, serà també ser degradat pels enzims, el que significa que el grau de substitució de cada grup de la cadena de cel·lulosa no és prou uniforme, i els microorganismes pot erosionar-se en el grup anhidroglucosa no substituït. Els sucres es formen i s'absorbeixen com a nutrients per als microorganismes. Per tant, si augmenta el grau de substitució d'eterificació de la cel·lulosa, també augmentarà la resistència a l'erosió enzimàtica de l'èter de cel·lulosa. Segons els informes, en condicions controlades, els resultats de la hidròlisi dels enzims, la viscositat residual de la hidroxipropil metilcel·lulosa (DS=1,9) és del 13,2%, la metilcel·lulosa (DS=1,83) és del 7,3%, la metilcel·lulosa (DS=1,66) és del 3,8%, i la hidroxietilcel·lulosa és de l'1,7%. Es pot veure que la hidroxipropil metilcel·lulosa té una forta capacitat anti-enzim. Per tant, l'excel·lent resistència enzimàtica de la hidroxipropil metilcel·lulosa, combinada amb la seva bona dispersibilitat, espessiment i propietats de formació de pel·lícula, s'utilitza en recobriments d'emulsió d'aigua, etc., i generalment no necessita afegir conservants. Tanmateix, per a l'emmagatzematge a llarg termini de la solució o una possible contaminació des de l'exterior, es poden afegir conservants com a precaució i es pot determinar l'elecció segons els requisits finals de la solució. L'acetat de fenilmercúric i el fluorosilicat de manganès són conservants efectius, però tots tenen toxicitat, cal parar atenció a l'operació. En general, es poden afegir 1 ~ 5 mg d'acetat de fenilmercuri a la solució per litre de dosi.

(8) Rendiment de la pel·lícula d'hidroxipropil metilcel·lulosa La hidroxipropil metilcel·lulosa té excel·lents propietats de formació de pel·lícules. La seva solució aquosa o solució de dissolvent orgànic està recoberta sobre una placa de vidre i es queda lliure després de l'assecat. Pel·lícula de color, transparent i resistent. Té una bona resistència a la humitat i es manté sòlid a altes temperatures. Si s'afegeix plastificant higroscòpic, es pot millorar el seu allargament i flexibilitat. Pel que fa a la millora de la flexibilitat, els plastificants com la glicerina i el sorbitol són els més adequats. En general, la concentració de la solució és del 2% ~ 3% i la quantitat de plastificant és del 10% ~ 20% d'èter de cel·lulosa. Si el contingut de plastificant és massa alt, es produirà una contracció per deshidratació col·loïdal a alta humitat. La resistència a la tracció de la pel·lícula amb plastificant afegit és molt més gran que la sense plastificant, i augmenta amb l'augment de la quantitat afegida. Pel que fa a la higroscopicitat de la pel·lícula, també augmenta amb l'augment de la quantitat de plastificant.