Hidroksipropil metilselulosa adalah sejenis campuran eter selulosa non-ionik. Tidak seperti campuran eter metil karboksimetil selulosa ionik, ia tidak bereaksi dengan logam berat. Karena rasio kandungan metoksil dan kandungan hidroksipropil yang berbeda dalam hidroksipropil metilselulosa dan viskositas yang berbeda, ada banyak varietas dengan sifat yang berbeda, misalnya, kandungan metoksil tinggi dan kandungan hidroksipropil rendah Kinerjanya mendekati metil selulosa, sedangkan kandungan metoksil rendah dan kandungan hidroksipropil tinggi mendekati hidroksipropil metil selulosa. Namun, dalam setiap varietas, meskipun hanya sejumlah kecil gugus hidroksipropil atau sejumlah kecil gugus metoksil yang terkandung, ada perbedaan besar dalam kelarutan dalam pelarut organik atau suhu flokulasi dalam larutan berair.
(1) Sifat kelarutan hidroksipropil metilselulosa
①Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam air Hidroksipropil metilselulosa sebenarnya adalah sejenis metilselulosa yang dimodifikasi oleh propilena oksida (metoksipropilena), sehingga masih memiliki sifat yang sama dengan metil selulosa Selulosa memiliki karakteristik yang sama dari kelarutan air dingin dan ketidaklarutan air panas. Namun, karena gugus hidroksipropil yang dimodifikasi, suhu gelasinya dalam air panas jauh lebih tinggi daripada metil selulosa. Misalnya, viskositas larutan berair hidroksipropil metilselulosa dengan kadar metoksi 2% derajat substitusi DS = 0,73 dan kadar hidroksipropil MS = 0,46 adalah 500 mpa · s pada 20 ° C, dan suhu gelnya dapat mencapai hampir 100 ° C, sedangkan metil selulosa pada suhu yang sama hanya sekitar 55 ° C. Adapun kelarutannya dalam air, itu juga telah sangat ditingkatkan. Misalnya, hidroksipropil metilselulosa yang dihaluskan (bentuk granular 0,2~0,5 mm pada suhu 20°C dengan viskositas larutan berair 4% sebesar 2pa•s dapat dibeli di Pada suhu ruangan, mudah larut dalam air tanpa pendinginan.
②Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam pelarut organik Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam pelarut organik juga lebih baik daripada metilselulosa. Untuk produk di atas 2,1, hidroksipropil metilselulosa dengan viskositas tinggi yang mengandung hidroksipropil MS=1,5~1,8 dan metoksi DS=0,2~1,0, dengan derajat substitusi total di atas 1,8, larut dalam larutan metanol dan etanol anhidrat Medium, dan termoplastik dan larut dalam air. Ia juga larut dalam hidrokarbon terklorinasi seperti metilen klorida dan kloroform, dan pelarut organik seperti aseton, isopropanol dan alkohol diaseton. Kelarutannya dalam pelarut organik lebih baik daripada kelarutan dalam air.
(2) Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas hidroksipropil metilselulosa Penentuan viskositas standar hidroksipropil metilselulosa sama dengan eter selulosa lainnya, dan diukur pada 20 ° C dengan larutan berair 2% sebagai standar. Viskositas produk yang sama meningkat dengan peningkatan konsentrasi. Untuk produk dengan berat molekul yang berbeda pada konsentrasi yang sama, produk dengan berat molekul yang lebih besar memiliki viskositas yang lebih tinggi. Hubungannya dengan suhu mirip dengan metil selulosa. Ketika suhu naik, viskositas mulai menurun, tetapi ketika mencapai suhu tertentu, viskositas tiba-tiba naik dan terjadi gelasi. Suhu gel produk dengan viskositas rendah lebih tinggi. tinggi. Titik gelnya tidak hanya terkait dengan viskositas eter, tetapi juga terkait dengan rasio komposisi gugus metoksil dan gugus hidroksipropil dalam eter dan ukuran derajat substitusi total. Perlu dicatat bahwa hidroksipropil metilselulosa juga bersifat pseudoplastik, dan larutannya stabil pada suhu kamar tanpa penurunan viskositas kecuali kemungkinan degradasi enzimatik.
(3) Toleransi garam hidroksipropil metilselulosa Karena hidroksipropil metilselulosa adalah eter non-ionik, ia tidak terionisasi dalam media air, tidak seperti eter selulosa ionik lainnya, Misalnya, karboksimetil selulosa bereaksi dengan ion logam berat dan mengendap dalam larutan. Garam umum seperti klorida, bromida, fosfat, nitrat, dll. tidak akan mengendap saat ditambahkan ke larutan berairnya. Namun, penambahan garam memiliki beberapa pengaruh pada suhu flokulasi larutan berairnya. Saat konsentrasi garam meningkat, suhu gel menurun. Saat konsentrasi garam di bawah titik flokulasi, viskositas larutan cenderung meningkat. Oleh karena itu, sejumlah garam ditambahkan. , dalam aplikasi, dapat mencapai efek pengentalan yang lebih ekonomis. Oleh karena itu, dalam beberapa aplikasi, lebih baik menggunakan campuran eter selulosa dan garam daripada larutan eter dengan konsentrasi lebih tinggi untuk mencapai efek pengentalan.
(4) Tahan terhadap asam hidroksipropil metilselulosa dan alkali Hidroksipropil metilselulosa umumnya stabil terhadap asam dan alkali, dan tidak terpengaruh dalam kisaran pH 2~12. Ia dapat menahan sejumlah asam ringan, seperti asam format, asam asetat, asam sitrat, asam suksinat, asam fosfat, asam borat, dll. Namun, asam pekat memiliki efek mengurangi viskositas. Alkali seperti soda api, kalium hidroksida, dan air kapur tidak berpengaruh padanya, tetapi dapat sedikit meningkatkan viskositas larutan, dan kemudian perlahan-lahan menurunkannya.
(5) Kompatibilitas hidroksipropil metilselulosa Larutan hidroksipropil metilselulosa dapat dicampur dengan senyawa polimer yang larut dalam air untuk membentuk larutan yang seragam dan transparan dengan viskositas yang lebih tinggi. Senyawa polimer ini meliputi polietilen glikol, polivinil asetat, polisilikon, polimetilvinilsiloksan, hidroksi etil selulosa, dan metil selulosa. Senyawa molekul tinggi alami seperti gom arab, gom kacang belalang, gom karaya, dll. juga memiliki kompatibilitas yang baik dengan larutannya. Hidroksipropil metilselulosa juga dapat dicampur dengan ester manitol atau ester sorbitol dari asam stearat atau asam palmitat, dan juga dapat dicampur dengan gliserin, sorbitol dan manitol, dan senyawa ini dapat digunakan sebagai Plasticizer hidroksipropil metilselulosa untuk selulosa.
(6) Eter selulosa yang tidak larut dalam air dari hidroksipropil metilselulosa dapat melakukan ikatan silang permukaan dengan aldehida, sehingga eter yang larut dalam air ini diendapkan dalam larutan dan menjadi tidak larut dalam air. Aldehida yang membuat hidroksipropil metilselulosa tidak larut termasuk formaldehida, glioksal, aldehida suksinat, adipaldehida, dll. Saat menggunakan formaldehida, perhatian khusus harus diberikan pada nilai pH larutan, di antaranya glioksal bereaksi lebih cepat, sehingga glioksal umumnya digunakan sebagai agen pengikat silang dalam produksi industri. Jumlah agen pengikat silang semacam ini dalam larutan adalah 0,2%~10% dari massa eter, lebih disukai 7%~10%, misalnya, 3,3%~6% glioksal adalah yang paling cocok. Umumnya, suhu perawatan adalah 0~30℃, dan waktunya adalah 1~120 menit. Reaksi ikatan silang perlu dilakukan dalam kondisi asam. Umumnya, larutan pertama-tama ditambahkan dengan asam kuat anorganik atau asam karboksilat organik untuk menyesuaikan pH larutan menjadi sekitar 2~6, lebih disukai antara 4~6, dan kemudian tambahkan aldehida untuk melakukan reaksi ikatan silang. Asam yang digunakan memiliki asam klorida, asam sulfat, asam fosfat, asam format, asam asetat, asam hidroksiasetat, asam suksinat atau asam sitrat dll., di mana dengan asam format atau asam asetat disarankan, dan asam format optimal. Asam dan aldehida juga dapat ditambahkan secara bersamaan untuk memungkinkan larutan mengalami reaksi ikatan silang dalam kisaran pH yang diinginkan. Reaksi ini sering digunakan dalam proses perawatan akhir dalam proses persiapan eter selulosa. Setelah eter selulosa tidak larut, akan lebih mudah untuk digunakan
Air 20~25℃ untuk pencucian dan pemurnian. Saat produk digunakan, zat alkali dapat ditambahkan ke larutan produk untuk menyesuaikan pH larutan menjadi alkali, dan produk akan larut dalam larutan dengan cepat. Metode ini juga berlaku untuk perawatan film setelah larutan eter selulosa dibuat menjadi film untuk menjadikannya film yang tidak larut.
(7) Resistensi enzim terhadap hidroksipropil metilselulosa Secara teori, turunan selulosa, seperti gugus substituen yang terikat kuat pada setiap gugus anhidroglukosa, tidak rentan terhadap erosi mikroba, tetapi pada kenyataannya, ketika nilai substitusi produk jadi melebihi 1, itu juga akan terdegradasi oleh enzim, yang berarti bahwa tingkat substitusi setiap gugus pada rantai selulosa tidak cukup seragam, dan mikroorganisme dapat terkikis pada gugus anhidroglukosa yang tidak tersubstitusi. Gula terbentuk dan diserap sebagai nutrisi bagi mikroorganisme. Oleh karena itu, jika tingkat substitusi eterifikasi selulosa meningkat, resistensi terhadap erosi enzimatik eter selulosa juga akan meningkat. Menurut laporan, dalam kondisi terkendali, hasil hidrolisis enzim, viskositas residu hidroksipropil metilselulosa (DS=1,9) adalah 13,2%, metilselulosa (DS=1,83) adalah 7,3%, metilselulosa (DS=1,66) adalah 3,8%, dan hidroksi etil selulosa adalah 1,7%. Dapat dilihat bahwa hidroksipropil metilselulosa memiliki kemampuan anti-enzim yang kuat. Oleh karena itu, ketahanan enzim yang sangat baik dari hidroksipropil metilselulosa, dikombinasikan dengan sifat dispersibilitas, pengentalan, dan pembentukan film yang baik, digunakan dalam pelapis emulsi air, dll., dan umumnya tidak perlu menambahkan bahan pengawet. Namun, untuk penyimpanan larutan jangka panjang atau kemungkinan kontaminasi dari luar, bahan pengawet dapat ditambahkan sebagai tindakan pencegahan, dan pilihan dapat ditentukan sesuai dengan persyaratan akhir larutan. Fenilmerkuri asetat dan mangan fluorosilikat merupakan bahan pengawet yang efektif, tetapi semuanya memiliki sifat toksik, sehingga perlu diperhatikan cara penggunaannya. Umumnya, 1~5mg fenilmerkuri asetat dapat ditambahkan ke dalam larutan per liter dosis.
(8) Kinerja film hidroksipropil metilselulosa Hidroksipropil metilselulosa memiliki sifat pembentuk film yang sangat baik. Larutan berair atau larutan pelarut organiknya dilapisi pada pelat kaca, dan menjadi bebas setelah pengeringan. Film berwarna, transparan dan kuat. Ini memiliki ketahanan kelembaban yang baik dan tetap padat pada suhu tinggi. Jika plasticizer higroskopis ditambahkan, pemanjangan dan fleksibilitasnya dapat ditingkatkan. Dalam hal meningkatkan fleksibilitas, plasticizer seperti gliserin dan sorbitol adalah yang paling cocok. Umumnya, konsentrasi larutan adalah 2%~3%, dan jumlah plasticizer adalah 10%~20% dari selulosa eter. Jika kandungan plasticizer terlalu tinggi, penyusutan dehidrasi koloid akan terjadi pada kelembaban tinggi. Kekuatan tarik film dengan penambahan plasticizer jauh lebih besar daripada yang tanpa plasticizer, dan meningkat dengan peningkatan jumlah yang ditambahkan. Sedangkan untuk higroskopisitas film, itu juga meningkat dengan peningkatan jumlah plasticizer.
Waktu posting: 20-Des-2022