Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) wird als gängiges Cellulosederivat häufig in der Bau-, Pharma-, Lebensmittel-, Chemie- und anderen Industriezweigen eingesetzt. Die Qualität von HPMC wird hauptsächlich anhand der Aspekte physikalischer und chemischer Eigenschaften, funktioneller Leistung und Anwendungseffekt beurteilt.
1. Aussehen und Farbe
HPMC ist normalerweise ein weißes oder cremefarbenes Pulver oder Granulat. Kommt es zu einer deutlichen Farbveränderung, wie z. B. Vergilbung, Vergrauung usw., kann dies bedeuten, dass die Reinheit nicht hoch ist oder es verunreinigt ist. Darüber hinaus spiegelt die Gleichmäßigkeit der Partikelgröße auch den Kontrollgrad des Produktionsprozesses wider. Gute HPMC-Partikel sollten gleichmäßig verteilt sein, ohne offensichtliche Agglomeration oder Verunreinigungen.
2. Löslichkeitstest
HPMC weist eine gute Wasserlöslichkeit auf, was ein wichtiger Indikator für die Beurteilung seiner Qualität ist. Durch einen einfachen Auflösungstest können seine Löslichkeit und Viskosität bewertet werden. Die Schritte sind wie folgt:
Nehmen Sie eine kleine Menge HPMC-Pulver, geben Sie es nach und nach zu kaltem Wasser oder Wasser mit Raumtemperatur und beobachten Sie den Auflösungsprozess. Hochwertiges HPMC sollte in kurzer Zeit ohne offensichtlichen flockigen Niederschlag gleichmäßig dispergiert werden und schließlich eine transparente oder leicht trübe kolloidale Lösung bilden.
Die Auflösungsgeschwindigkeit von HPMC hängt von seiner Molekülstruktur, dem Substitutionsgrad und der Prozessreinheit ab. HPMC von schlechter Qualität kann sich langsam auflösen und leicht Gerinnsel bilden, die schwer zu zersetzen sind.
3. Viskositätsmessung
Die Viskosität ist einer der kritischsten Parameter für die HPMC-Qualität. Seine Viskosität in Wasser wird durch das Molekulargewicht und den Substitutionsgrad beeinflusst und wird normalerweise mit einem Rotationsviskosimeter oder einem Kapillarviskosimeter gemessen. Die spezifische Methode besteht darin, eine bestimmte Menge HPMC in Wasser aufzulösen, eine Lösung einer bestimmten Konzentration herzustellen und dann die Viskosität der Lösung zu messen. Anhand der Viskositätsdaten kann Folgendes beurteilt werden:
Wenn der Viskositätswert zu niedrig ist, kann dies bedeuten, dass das Molekulargewicht klein ist oder während des Produktionsprozesses abgebaut wurde;
Wenn der Viskositätswert zu hoch ist, kann dies bedeuten, dass das Molekulargewicht zu groß ist oder die Substitution ungleichmäßig ist.
4. Reinheitserkennung
Die Reinheit von HPMC wirkt sich direkt auf seine Leistung aus. Produkte mit geringer Reinheit enthalten oft mehr Rückstände oder Verunreinigungen. Eine vorläufige Beurteilung kann mit folgenden einfachen Methoden erfolgen:
Rückstandstest beim Brennen: Eine kleine Menge HPMC-Probe in einen Hochtemperaturofen geben und verbrennen. Die Rückstandsmenge kann den Gehalt an anorganischen Salzen und Metallionen widerspiegeln. Hochwertige HPMC-Rückstände sollten sehr gering sein.
pH-Wert-Test: Nehmen Sie eine entsprechende Menge HPMC, lösen Sie sie in Wasser und messen Sie den pH-Wert der Lösung mit einem pH-Testpapier oder einem pH-Meter. Unter normalen Umständen sollte die wässrige HPMC-Lösung nahezu neutral sein. Wenn es sauer oder alkalisch ist, können Verunreinigungen oder Nebenprodukte vorhanden sein.
5. Thermische Eigenschaften und thermische Stabilität
Durch Erhitzen der HPMC-Probe kann deren thermische Stabilität beobachtet werden. Hochwertiges HPMC sollte beim Erhitzen eine hohe thermische Stabilität aufweisen und sich nicht zersetzen oder schnell versagen. Zu den einfachen Testschritten für die thermische Leistung gehören:
Erhitzen Sie eine kleine Menge Probe auf einer Heizplatte und beobachten Sie deren Schmelzpunkt und Zersetzungstemperatur.
Wenn sich die Probe bei einer niedrigeren Temperatur zu zersetzen oder ihre Farbe zu ändern beginnt, bedeutet dies, dass ihre thermische Stabilität schlecht ist.
6. Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts
Ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt von HPMC beeinträchtigt seine Lagerstabilität und Leistung. Sein Feuchtigkeitsgehalt kann durch die Gewichtsmethode bestimmt werden:
Geben Sie die HPMC-Probe in einen Ofen und trocknen Sie sie bei 105 °C bis zur Gewichtskonstanz. Berechnen Sie dann die Gewichtsdifferenz vor und nach dem Trocknen, um den Feuchtigkeitsgehalt zu ermitteln. Hochwertiges HPMC sollte einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt haben, der normalerweise unter 5 % liegt.
7. Grad der Substitutionserkennung
Der Substitutionsgrad der Methoxy- und Hydroxypropoxygruppen von HPMC beeinflusst direkt dessen Leistung, wie Löslichkeit, Geltemperatur, Viskosität usw. Der Substitutionsgrad kann durch chemische Titration oder Infrarotspektroskopie bestimmt werden, diese Methoden sind jedoch komplizierter und müssen durchgeführt werden in einer Laborumgebung durchgeführt werden. Kurz gesagt, HPMC mit geringer Substitution ist schlecht löslich und kann in Wasser ungleichmäßige Gele bilden.
8. Geltemperaturtest
Die Geltemperatur von HPMC ist die Temperatur, bei der es beim Erhitzen ein Gel bildet. Hochwertiges HPMC hat einen bestimmten Geltemperaturbereich, normalerweise zwischen 60 °C und 90 °C. Die Testmethode für die Geltemperatur ist:
Lösen Sie HPMC in Wasser auf, erhöhen Sie die Temperatur allmählich und beobachten Sie die Temperatur, bei der die Lösung von transparent zu trübe wechselt, also die Geltemperatur. Wenn die Geltemperatur vom Normalbereich abweicht, kann dies bedeuten, dass die Molekülstruktur oder der Substitutionsgrad nicht dem Standard entspricht.
9. Leistungsbewertung
Die Anwendungsleistung von HPMC für verschiedene Zwecke kann unterschiedlich sein. Beispielsweise wird HPMC in der Bauindustrie häufig als Wasserrückhaltemittel und Verdickungsmittel eingesetzt. Das Wasserhaltevermögen und die Verdickungswirkung können durch Mörtel- oder Spachtelversuche getestet werden. In der Pharma- und Lebensmittelindustrie wird HPMC als Filmbildner oder Kapselmaterial eingesetzt und seine filmbildende Wirkung sowie seine kolloidalen Eigenschaften können durch Experimente überprüft werden.
10. Geruch und flüchtige Substanzen
Hochwertiges HPMC sollte keinen wahrnehmbaren Geruch haben. Wenn die Probe einen stechenden Geruch oder einen fremden Geschmack aufweist, kann das darauf hindeuten, dass während des Produktionsprozesses unerwünschte Chemikalien eingeführt wurden oder dass sie leicht flüchtige Substanzen enthält. Darüber hinaus sollte hochwertiges HPMC bei hohen Temperaturen keine störenden Gase entwickeln.
Die Qualität von HPMC kann durch einfache physikalische Tests wie Aussehen, Löslichkeits- und Viskositätsmessung oder durch chemische Methoden wie Reinheitstests und thermische Leistungstests beurteilt werden. Mithilfe dieser Methoden kann eine vorläufige Beurteilung der Qualität von HPMC vorgenommen und so dessen stabile Leistung in tatsächlichen Anwendungen sichergestellt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25.09.2024