Qu'est-ce que l'hydroxypropylméthylcellulose HPMC ?

L'hydroxypropylméthylcellulose HPMC est un éther mixte de cellulose non ionique et ionique. Il ne réagit pas avec les métaux lourds. En raison de la teneur en hydroxypropylméthylcellulose et des différentes proportions d'hydroxypropyle et de viscosité, les performances des différentes variétés sont différentes. Par exemple, les variétés à forte teneur en méthoxyle et à faible teneur en hydroxypropyle sont proches de celles de la méthylcellulose, tandis que les variétés à faible teneur en méthoxyle et à forte teneur en hydroxypropyle sont proches de celles de l'hydroxypropylméthylcellulose. Cependant, bien que chaque variété ne contienne qu'une faible quantité d'hydroxypropyle ou de méthoxy, la solubilité dans les solvants organiques et la température de floculation en solution aqueuse diffèrent considérablement.
 
1, solubilité de l'hydroxypropylméthylcellulose
L'hydroxypropylméthylcellulose, hydrosoluble, est en fait une méthylcellulose modifiée par l'oxyde de propylène (cycle méthyloxypropyle). Elle présente donc des caractéristiques similaires à celles de la méthylcellulose : solubilité dans l'eau froide et insoluble dans l'eau chaude. Cependant, sa température de gélification est bien supérieure à celle de la méthylcellulose dans l'eau chaude. Par exemple, la viscosité d'une solution aqueuse d'hydroxypropylméthylcellulose contenant 2 % de méthoxy (DS) = 0,73 et une teneur en hydroxypropyle (MS) = 0,46 est de 500 MPa à 20 °C. La température de gélification du produit de S est proche de 100 °C, tandis que celle de la méthylcellulose à la même température n'est que d'environ 55 °C. Quant à sa solubilité dans l'eau, elle est également grandement améliorée, par exemple, après l'écrasement de l'hydroxypropylméthylcellulose (forme de grain 0,2~0,5 mm à 20℃ 4% viscosité aqueuse de 2pA? S, les produits peuvent être facilement dissous dans l'eau sans refroidissement à température ambiante.
 
(2) La solubilité de l'hydroxypropylméthylcellulose dans les solvants organiques est supérieure à celle de la méthylcellulose. La méthylcellulose nécessite un degré de substitution méthoxy de 2,1 produits ou plus, et contient un MS d'hydroxypropyle = 1,5 à 1,8 et un DS de méthoxy = 0,2 à 1,0. L'hydroxypropylméthylcellulose à haute viscosité avec un degré de substitution total supérieur à 1,8 est soluble dans les solutions de méthanol anhydre et d'éthanol, et présente une solubilité thermoplastique et hydrosoluble. Elle est également soluble dans les hydrocarbures chlorés tels que le dichlorométhane et le trichlorométhane, et dans les solvants organiques tels que l'acétone, l'alcool isopropylique et l'alcool diacétonique. Sa solubilité dans les solvants organiques est supérieure à sa solubilité dans l'eau.
 
2, viscosité de l'hydroxypropylméthylcellulose des facteurs d'influence
Les facteurs de viscosité de l'hydroxypropylméthylcellulose (hydroxypropylméthylcellulose) et des autres éthers de cellulose sont identiques, à 20 °C avec une solution aqueuse à 2 % comme solution standard. La viscosité d'un même produit, quelle que soit sa concentration, augmente, et pour des produits de poids moléculaires différents, la viscosité est élevée. Son rapport à la température est similaire à celui de la méthylcellulose. Lorsque la température augmente, la viscosité diminue, mais lorsqu'elle atteint une certaine température, elle augmente brusquement et une gélification se produit. La température de gélification des produits à faible viscosité est supérieure à celle des produits à viscosité élevée. Le point de gélification, outre la viscosité élevée ou faible de l'éther, est également lié au rapport de composition des groupes méthoxy et hydroxypropyle et au degré de substitution total. Il convient de noter que l'hydroxypropylméthylcellulose est également pseudoplastique ; sa solution est stable à température ambiante et ne présente aucune dégradation de viscosité, à l'exception d'une possible dégradation enzymatique.
 
3, résistance aux acides et aux alcalis de l'hydroxypropylméthylcellulose
L'acide hydroxypropylméthylcellulose alcalin est généralement stable et n'est pas affecté dans la plage de pH 2 à 12. Il peut supporter une certaine quantité d'acides légers, tels que l'acide formique, l'acide acétique, l'acide citrique, l'acide succinique, l'acide phosphorique, l'acide borique, etc. Cependant, l'acide concentré a pour effet de réduire la viscosité. Les alcalis tels que la soude caustique, la potasse caustique et l'eau de chaux n'ont aucun effet sur la solution, mais une légère augmentation de la viscosité de la solution diminuera progressivement.
 
4, l'hydroxypropylméthylcellulose peut être mélangée
La solution d'hydroxypropylméthylcellulose peut être mélangée à des composés polymères hydrosolubles pour obtenir une solution transparente et uniforme à viscosité élevée. Ces composés de poids moléculaire élevé sont le polyéthylène glycol, l'acétate de polyvinyle, le polysilicone, le polyméthylvinylsiloxane, l'hydroxyéthylcellulose et la méthylcellulose. Les composés polymères naturels tels que la gomme arabique, la gomme de caroube et la gomme d'épineux se mélangent également bien à sa solution. L'hydroxypropylméthylcellulose peut également être mélangée à l'acide stéarique, à l'acide palmitique, à l'ester de mannitol ou à l'ester de sorbitol, ainsi qu'au glycérol, au sorbitol et au mannitol. Ces composés peuvent être utilisés comme plastifiants de l'hydroxypropylméthylcellulose.
 
5, hydroxypropylméthylcellulose insoluble dans l'eau
L'éther de cellulose hydrosoluble insoluble dans l'hydroxypropylméthylcellulose peut se réticuler en surface avec les aldéhydes, ce qui rend ces éthers hydrosolubles précipités en solution insolubles dans l'eau. Pour rendre l'hydroxypropylméthylcellulose insoluble dans l'aldéhyde, le formaldéhyde, le glyoxal, le succinaldéhyde, le dialdéhyde, etc., l'utilisation du formaldéhyde nécessite une attention particulière au pH de la solution, dans laquelle la réaction du glyoxal est plus rapide. C'est pourquoi le glyoxal est couramment utilisé comme agent de réticulation dans la production industrielle. Le dosage de cet agent de réticulation en solution est de 0,2 % à 10 % de la masse d'éther, idéalement de 7 % à 10 %, par exemple, une concentration de 3,3 % à 6 % de glyoxal est la plus appropriée. La température de traitement est généralement comprise entre 0 et 30 °C, et la durée de traitement est de 1 à 120 minutes. La réaction de réticulation doit être réalisée en milieu acide. Généralement, un acide fort inorganique ou un acide carboxylique organique est ajouté à la solution pour ajuster son pH à environ 2-6, de préférence entre 4-6, puis des aldéhydes sont ajoutés pour la réticulation. Les acides utilisés sont l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, l'acide formique, l'acide acétique, l'acide hydroxyacétique, l'acide succinique ou l'acide citrique, l'acide formique étant le plus indiqué. Des acides et des aldéhydes peuvent également être ajoutés simultanément pour permettre la réticulation de la solution dans la plage de pH souhaitée. Cette réaction est souvent utilisée dans le processus final de préparation de l'éther de cellulose, afin d'éviter sa dissolution. L'eau à 20-25 °C est facile à utiliser pour le lavage et la purification. Lors de l'utilisation du produit, des substances alcalines peuvent être ajoutées à la solution pour ajuster son pH et la dissoudre rapidement. Cette méthode peut également être utilisée lorsqu'une solution d'éther de cellulose est utilisée pour fabriquer un film, puis le film est traité pour fabriquer un film insoluble.
 
6, hydroxypropylméthylcellulose anti-enzyme
La résistance enzymatique des dérivés de la cellulose à l'hydroxypropylméthylcellulose est théoriquement due à la présence de groupes anhydroglucose, tels que la combinaison solide de groupes de remplacement, ce qui rend l'érosion des micro-organismes moins sensible aux infections. Cependant, en réalité, le produit fini est remplacé par une valeur supérieure à 1, également par dégradation enzymatique. Ceci est dû au fait que le degré de substitution de chaque groupe de la chaîne cellulosique n'est pas uniforme. Les micro-organismes peuvent éroder les groupes glucose déshydratés proches de la substitution pour former des sucres, qui peuvent être absorbés par les micro-organismes comme aliments. Par conséquent, l'augmentation du degré de substitution par éthérification de la cellulose améliore la résistance de l'éther de cellulose à l'érosion enzymatique. Il a été rapporté que, dans des conditions contrôlées, la viscosité résiduelle de l'hydroxypropylméthylcellulose (DS = 1,9), de la méthylcellulose (DS = 1,83), de la méthylcellulose (DS = 1,66) et de l'hydroxyéthylcellulose (1,7 %) était respectivement de 13,2 %, 7,3 %, 3,8 % et 1,7 %. L'hydroxypropylméthylcellulose possède une forte capacité anti-enzymatique. Son excellente capacité anti-enzymatique, combinée à ses excellentes propriétés dispersantes, épaississantes et filmogènes, permet une application dans les revêtements en émulsion, etc. L'ajout de conservateurs est généralement inutile. Cependant, afin d'éviter un stockage prolongé de la solution ou une éventuelle contamination externe, des conservateurs peuvent être ajoutés, dont le choix dépend des besoins de la solution. L'acétate de phénylmercure et le fluosilicate de manganèse sont des conservateurs efficaces, mais toxiques et doivent être utilisés avec précaution. En général, on peut ajouter 1 à 5 mg d'acétate de phénylmercure par litre de solution.
 
7, performances de la membrane en hydroxypropylméthylcellulose
Le film d'hydroxypropylméthylcellulose présente d'excellentes performances. En solution aqueuse ou en solution de solvant organique, appliqué sur une plaque de verre, il devient, après séchage, incolore, transparent et résistant. Il présente une bonne résistance à l'humidité et reste solide à haute température. L'ajout de plastifiants hygroscopiques, par exemple, peut améliorer son allongement et sa flexibilité. Pour améliorer la flexion, le glycérol, le sorbitol et d'autres plastifiants sont les plus appropriés. La concentration générale de la solution est de 2 à 3 %, et le dosage de plastifiant est de 10 à 20 % d'éther de cellulose. Si la teneur en plastifiant est élevée, un phénomène de retrait dû à la déshydratation colloïdale peut se produire en cas d'humidité élevée. La résistance à la traction d'un film avec plastifiant ajouté est bien supérieure à celle d'un film sans plastifiant et augmente avec la quantité de plastifiant ajouté. De même, l'hygroscopicité du film augmente également avec la quantité de plastifiant.