Egenskaber af hydroxypropylmethylcellulose

Hydroxypropylmethylcellulose er en slags ikke-ionisk celluloseblandet ether. I modsætning til ionisk methylcarboxymethylcellulose blandet ether, reagerer den ikke med tungmetaller. På grund af de forskellige forhold mellem methoxylindhold og hydroxypropylindhold i hydroxypropylmethylcellulose og forskellige viskositeter, er der mange varianter med forskellige egenskaber, for eksempel højt methoxylindhold og lavt hydroxypropylindhold Dens ydeevne er tæt på methylcelluloses, mens lav methoxylindhold og højt hydroxypropylindhold er tæt på indholdet af hydroxypropylmethylcellulose. I hver sort er der imidlertid store forskelle i opløseligheden i organiske opløsningsmidler eller flokkuleringstemperaturen i vandige opløsninger, selvom der kun er en lille mængde hydroxypropylgruppe eller en lille mængde methoxylgruppe.

(1) Opløselighedsegenskaber af hydroxypropylmethylcellulose
①Opløselighed af hydroxypropylmethylcellulose i vand Hydroxypropylmethylcellulose er faktisk en slags methylcellulose modificeret af propylenoxid (methoxypropylen), så det har stadig de samme egenskaber som methylcellulose Cellulose har lignende egenskaber for koldtvandsopløselighed og varmtvandsuopløselighed. Men på grund af den modificerede hydroxypropylgruppe er dens geleringstemperatur i varmt vand meget højere end for methylcellulose. For eksempel er viskositeten af ​​hydroxypropylmethylcellulose vandig opløsning med 2 % methoxyindhold substitutionsgrad DS=0,73 og hydroxypropylindhold MS=0,46 500 mpa·s ved 20°C, og dens geltemperatur kan nå tæt på 100°C, mens methylcellulose ved samme temperatur er kun ca. 55°C. Hvad angår dets opløselighed i vand, er det også blevet væsentligt forbedret. For eksempel kan den pulveriserede hydroxypropylmethylcellulose (granulær form 0,2~0,5 mm ved 20°C med en 4% vandig opløsningsviskositet på 2pa•s købes ved stuetemperatur, den er letopløselig i vand uden afkøling.

②Opløselighed af hydroxypropylmethylcellulose i organiske opløsningsmidler Opløseligheden af ​​hydroxypropylmethylcellulose i organiske opløsningsmidler er også bedre end methylcelluloses. For produkter over 2,1 er hydroxypropylmethylcellulose med høj viskositet indeholdende hydroxypropyl MS=1,5~1,8 og methoxy DS=0,2~1,0, med en total substitutionsgrad over 1,8, opløselig i vandfri methanol og ethanolopløsninger Medium og termoplastisk og vandopløselig . Det er også opløseligt i chlorerede carbonhydrider, såsom methylenchlorid og chloroform, og organiske opløsningsmidler såsom acetone, isopropanol og diacetonealkohol. Dets opløselighed i organiske opløsningsmidler er bedre end vandopløselighed.

(2) Faktorer, der påvirker viskositeten af ​​hydroxypropylmethylcellulose Standardviskositetsbestemmelsen for hydroxypropylmethylcellulose er den samme som andre celluloseethere og måles ved 20°C med en 2% vandig opløsning som standard. Viskositeten af ​​det samme produkt stiger med stigningen i koncentrationen. For produkter med forskellig molekylvægt ved samme koncentration har produktet med en større molekylvægt en højere viskositet. Dens forhold til temperatur svarer til methylcelluloses. Når temperaturen stiger, begynder viskositeten at falde, men når den når en vis temperatur, stiger viskositeten pludselig, og der opstår geldannelse. Geltemperaturen for produkter med lav viskositet er højere. er høj. Dens gelpunkt er ikke kun relateret til viskositeten af ​​ether, men også relateret til sammensætningsforholdet mellem methoxylgruppe og hydroxypropylgruppe i ether og størrelsen af ​​den totale substitutionsgrad. Det skal bemærkes, at hydroxypropylmethylcellulose også er pseudoplastisk, og dets opløsning er stabil ved stuetemperatur uden nogen nedbrydning i viskositet bortset fra muligheden for enzymatisk nedbrydning.

(3) Salttolerancen af ​​hydroxypropylmethylcellulose Da hydroxypropylmethylcellulose er en ikke-ionisk ether, ioniserer den ikke i vandmedier, i modsætning til andre ioniske celluloseethere, For eksempel reagerer carboxymethylcellulose med tungmetalioner og udfældes i opløsningen. Generelle salte såsom chlorid, bromid, fosfat, nitrat osv. vil ikke udfældes, når de sættes til dets vandige opløsning. Imidlertid har tilsætningen af ​​salt en vis indflydelse på flokkuleringstemperaturen af ​​dens vandige opløsning. Når saltkoncentrationen stiger, falder geltemperaturen. Når saltkoncentrationen er under flokkuleringspunktet, har opløsningens viskositet en tendens til at stige. Derfor tilsættes en vis mængde salt. , i anvendelse, kan det opnå fortykkelseseffekt mere økonomisk. Derfor er det i nogle applikationer bedre at bruge en blanding af celluloseether og salt end en højere koncentration af etheropløsning for at opnå den fortykkende effekt.

(4) Hydroxypropylmethylcellulosesyre- og alkaliresistens Hydroxypropylmethylcellulose er generelt stabil over for syrer og baser og påvirkes ikke i området pH 2~12. Det kan tåle en vis mængde lette syrer, såsom myresyre, eddikesyre, citronsyre, ravsyre, fosforsyre, borsyre osv. Men koncentreret syre har den virkning, at den reducerer viskositeten. Alkalier som kaustisk soda, kaustisk potaske og kalkvand har ingen effekt på det, men de kan øge viskositeten af ​​opløsningen lidt og derefter langsomt mindske den.

(5) Forenelighed af hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcelluloseopløsning kan blandes med vandopløselige polymerforbindelser for at danne en ensartet og gennemsigtig opløsning med højere viskositet. Disse polymerforbindelser omfatter polyethylenglycol, polyvinylacetat, polysilikone, polymethylvinylsiloxan, hydroxyethylcellulose og methylcellulose. Naturlige højmolekylære forbindelser såsom gummi arabicum, johannesbrødgummi, karayagummi osv. har også god kompatibilitet med dets opløsning. Hydroxypropylmethylcellulose kan også blandes med mannitolester eller sorbitolester af stearinsyre eller palmitinsyre og kan også blandes med glycerin, sorbitol og mannitol, og disse forbindelser kan anvendes som hydroxypropylmethylcelluloseblødgører til cellulose.

(6) Uopløselige vandopløselige celluloseethere af hydroxypropylmethylcellulose kan udføre overfladetværbinding med aldehyder, således at disse vandopløselige ethere udfældes i opløsningen og bliver uopløselige i vand. De aldehyder, der gør hydroxypropylmethylcellulose uopløselig, omfatter formaldehyd, glyoxal, ravsyrealdehyd, adipaldehyd osv. Ved brug af formaldehyd skal der lægges særlig vægt på opløsningens pH-værdi, blandt hvilke glyoxal reagerer hurtigere, så glyoxal bruges almindeligvis som en tværbinding. agent i industriel produktion. Mængden af ​​denne slags tværbindingsmiddel i opløsningen er 0,2%-10% af massen af ​​ether, fortrinsvis 7%-10%, for eksempel er 3,3%-6% glyoxal det mest egnede. Generelt er behandlingstemperaturen 0 ~ 30 ℃, og tiden er 1 ~ 120 min. Tværbindingsreaktionen skal udføres under sure betingelser. Generelt tilsættes opløsningen først uorganisk stærk syre eller organisk carboxylsyre for at justere opløsningens pH til ca. 2-6, fortrinsvis mellem 4-6, og derefter tilsættes aldehyder for at udføre tværbindingsreaktionen. Den anvendte syre har saltsyre, svovlsyre, phosphorsyre, myresyre, eddikesyre, hydroxyeddikesyre, ravsyre eller citronsyre etc., hvor med myresyre eller eddikesyre er tilrådeligt, og myresyre er optimal. Syren og aldehydet kan også tilsættes samtidigt for at tillade opløsningen at gennemgå en tværbindingsreaktion inden for det ønskede pH-område. Denne reaktion bruges ofte i den endelige behandlingsproces i fremstillingsprocessen af ​​celluloseethere. Efter at celluloseetheren er uopløselig, er den praktisk at bruge

20 ~ 25 ℃ vand til vask og rensning. Når produktet er i brug, kan der tilsættes alkaliske stoffer til opløsningen af ​​produktet for at justere opløsningens pH til at være alkalisk, og produktet vil hurtigt opløses i opløsningen. Denne metode er også anvendelig til behandlingen af ​​filmen, efter at celluloseetheropløsningen er lavet til en film for at gøre den til en uopløselig film.

(7) Enzymresistens af hydroxypropylmethylcellulose I teorien er cellulosederivater, såsom en fast bundet substituentgruppe på hver anhydroglucosegruppe, ikke modtagelige for mikrobiel erosion, men faktisk, når substitutionsværdien af ​​det færdige produkt overstiger 1, vil den også nedbrydes af enzymer, hvilket betyder, at substitutionsgraden af ​​hver gruppe på cellulosekæden ikke er ensartet nok, og mikroorganismer kan erodere på den usubstituerede anhydroglucosegruppe. Sukker dannes og optages som næringsstoffer for mikroorganismer. Derfor, hvis graden af ​​etherificeringssubstitution af cellulose stiger, vil modstanden mod enzymatisk erosion af celluloseether også stige. Ifølge rapporter er hydrolyseresultaterne af enzymerne under kontrollerede forhold, restviskositeten af ​​hydroxypropylmethylcellulose (DS=1,9) er 13,2%, methylcellulose (DS=1,83) er 7,3%, methylcellulose (DS=1,66) er 3,8%, og hydroxyethylcellulose er 1,7%. Det kan ses, at hydroxypropylmethylcellulose har en stærk anti-enzym-evne. Derfor bruges hydroxypropylmethylcelluloses fremragende enzymresistens, kombineret med dets gode dispergerbarhed, fortykkelse og filmdannende egenskaber, i vandemulsionsbelægninger osv., og behøver generelt ikke at tilsætte konserveringsmidler. Til langtidsopbevaring af opløsningen eller eventuel forurening udefra kan der dog tilsættes konserveringsmidler som en sikkerhedsforanstaltning, og valget kan bestemmes ud fra de endelige krav til opløsningen. Phenylkviksølvacetat og manganfluorosilikat er effektive konserveringsmidler, men de har alle Toksicitet, man skal være opmærksom på operationen. Generelt kan 1 ~ 5 mg phenylkviksølvacetat tilsættes til opløsningen pr. liter af dosis.

(8) Ydeevne af hydroxypropylmethylcellulosefilm Hydroxypropylmethylcellulose har fremragende filmdannende egenskaber. Dens vandige opløsning eller opløsning af organisk opløsningsmiddel overtrækkes på en glasplade, og den bliver fri efter tørring. Farve, gennemsigtig og sej film. Den har god fugtbestandighed og forbliver solid ved høje temperaturer. Hvis hygroskopisk blødgøringsmiddel tilsættes, kan dets forlængelse og fleksibilitet forbedres. Med hensyn til at forbedre fleksibiliteten er blødgørere som glycerin og sorbitol de bedst egnede. Generelt er opløsningskoncentrationen 2% ~ 3%, og mængden af ​​blødgøringsmiddel er 10% ~ 20% celluloseether. Hvis indholdet af blødgøringsmiddel er for højt, vil der forekomme kolloidt dehydreringssvind ved høj luftfugtighed. Trækstyrken af ​​filmen med tilsat blødgøringsmiddel er meget større end uden blødgøringsmiddel, og den øges med forøgelsen af ​​den tilsatte mængde. Hvad angår filmens hygroskopicitet, stiger den også med stigningen i mængden af ​​blødgøringsmiddel.