L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è un etere misto di cellulosa non ionico in una varietà e un etere misto di metilcarbossimetilcellulosa ionico, che non reagisce con i metalli pesanti. A causa del contenuto di idrossipropilmetilcellulosa e delle diverse proporzioni di idrossipropile e viscosità, i radicali dell'ossigeno si distinguono in varietà con prestazioni diverse. Ad esempio, varietà con un alto contenuto di metossile e un basso contenuto di idrossipropile, le cui prestazioni sono simili a quelle della metilcellulosa, mentre varietà con un basso contenuto di metossile e un alto contenuto di idrossipropile, le cui prestazioni sono simili a quelle della idrossipropilmetilcellulosa. Tuttavia, in ogni varietà, sebbene contenga solo una piccola quantità di idrossipropile o una piccola quantità di metossile, la solubilità in solventi organici o la temperatura di flocculazione in soluzione acquosa presentano grandi differenze.
1, solubilità dell'idrossipropilmetilcellulosa
L'idrossipropilmetilcellulosa in termini di solubilità in acqua è in realtà un tipo di metilcellulosa modificata con ossido di propilene (anello metilossipropilico), quindi presenta caratteristiche simili a quelle della metilcellulosa: solubile in acqua fredda e insolubile in acqua calda. Tuttavia, la temperatura di gelificazione dell'idrossipropil modificato è molto più alta di quella della metilcellulosa in acqua calda. Ad esempio, la viscosità di una soluzione acquosa di idrossipropilmetilcellulosa con un contenuto di metossile al 2% DS=0,73 e un contenuto di idrossipropile MS=0,46 è di 500 mpa a 20 °C. La temperatura di gelificazione del prodotto di S è prossima a 100 °C, mentre quella della metilcellulosa alla stessa temperatura è di soli 55 °C circa. Per quanto riguarda la sua solubilità in acqua, anch'essa è notevolmente migliorata, ad esempio, dopo la frantumazione dell'idrossipropilmetilcellulosa (forma del grano 0,2~0,5 mm a 20°C, viscosità acquosa del 4% di 2pA? I prodotti S possono essere facilmente sciolti in acqua senza raffreddamento a temperatura ambiente.
(2) La solubilità dell'idrossipropilmetilcellulosa in solventi organici è migliore rispetto a quella della metilcellulosa. La metilcellulosa richiede un grado di sostituzione metossilica di 2,1 o più prodotti e contiene idrossipropil MS = 1,5~1,8 e metossi DS = 0,2~1,0. L'idrossipropilmetilcellulosa ad alta viscosità con grado di sostituzione totale superiore a 1,8 è solubile in soluzioni di metanolo ed etanolo anidro e presenta solubilità termoplastica e in acqua. È inoltre solubile in idrocarburi clorurati come diclorometano e triclorometano e in solventi organici come acetone, alcol isopropilico e alcol diacetonico. La sua solubilità in solventi organici è superiore a quella in acqua.
2, viscosità dell'idrossipropilmetilcellulosa dei fattori influenzanti
I fattori di viscosità dell'idrossipropilmetilcellulosa per la determinazione della viscosità standard dell'idrossipropilmetilcellulosa e di altri eteri di cellulosa sono gli stessi, a 20 °C con una soluzione acquosa al 2% come determinazione standard. La viscosità dello stesso prodotto, con l'aumentare della concentrazione e della concentrazione di prodotti di diverso peso molecolare, aumenta con l'aumentare della viscosità. La sua relazione con la temperatura è simile a quella della metilcellulosa. All'aumentare della temperatura, la viscosità inizia a diminuire, ma al raggiungimento di una certa temperatura, la viscosità aumenta improvvisamente e si verifica la gelificazione. La temperatura di gelificazione dei prodotti a bassa viscosità è superiore a quella dei prodotti ad alta viscosità. Il livello del punto di gelificazione, oltre all'alta e bassa viscosità dell'etere, è correlato anche al rapporto di composizione dei gruppi metossilici e idrossipropilici dell'etere e al grado totale di sostituzione. È necessario notare che anche l'idrossipropilmetilcellulosa è pseudoplastica; la sua soluzione è stabile se conservata a temperatura ambiente e non mostra alcuna degradazione della viscosità, fatta eccezione per la possibilità di degradazione enzimatica.
3, resistenza agli acidi e agli alcali dell'idrossipropilmetilcellulosa
L'acido idrossipropilmetilcellulosa, acido alcalino e alcali, è generalmente stabile, nell'intervallo di pH PH2~12 non è influenzato, può sopportare una certa quantità di acidi leggeri, come acido formico, acido acetico, acido citrico, acido succinico, acido fosforico, acido borico, ecc. Tuttavia, l'acido concentrato ha l'effetto di ridurre la viscosità. Alcali come soda caustica, potassio caustico e acqua di calce non hanno alcun effetto, ma l'effetto di un leggero aumento della viscosità della soluzione diminuirà lentamente in futuro.
4, l'idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata
La soluzione di idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata con composti polimerici idrosolubili, ottenendo una soluzione trasparente e uniforme con una maggiore viscosità. Questi composti ad alto peso molecolare sono polietilenglicole, acetato di polivinile, polisilicone, polimetilvinilsilossano, idrossietilcellulosa e metilcellulosa, ecc. Anche composti polimerici naturali come gomma arabica, gomma di carrube, gomma di rovo e così via si combinano bene con la loro soluzione. L'idrossipropilmetilcellulosa può anche essere miscelata con estere di mannitolo o estere di sorbitolo dell'acido stearico o palmitico, ma anche con glicerolo, sorbitolo e mannitolo; questi composti possono essere utilizzati come plastificanti dell'idrossipropilmetilcellulosa.
5, idrossipropilmetilcellulosa insolubile in acqua
L'idrossipropilmetilcellulosa, insolubile in acqua, è un etere di cellulosa idrosolubile che può reticolare superficialmente con aldeidi, rendendo questi eteri idrosolubili precipitati in soluzione e insolubili in acqua. L'idrossipropilmetilcellulosa può inoltre formare aldeidi, formaldeide, gliossale, succinaldeide, dialdeide, ecc. insolubili. L'uso di formaldeide richiede particolare attenzione al pH della soluzione, in cui la reazione del gliossale è più rapida, quindi nella produzione industriale il gliossale è comunemente utilizzato come agente reticolante. Il dosaggio di questo tipo di agente reticolante in soluzione è compreso tra lo 0,2% e il 10% della massa di etere, il migliore è tra il 7% e il 10%, mentre l'uso di gliossale con una concentrazione tra il 3,3% e il 6% è il più appropriato. La temperatura di trattamento generale è compresa tra 0 e 30 °C, il tempo di trattamento è compreso tra 1 e 120 minuti. La reazione di reticolazione deve essere condotta in condizioni acide. Generalmente, alla soluzione viene aggiunto un acido forte inorganico o un acido carbossilico organico per portarne il pH a circa 2-6, preferibilmente tra 4 e 6, dopodiché vengono aggiunte aldeidi per la reazione di reticolazione. Gli acidi utilizzati sono acido cloridrico, acido solforico, acido fosforico, acido formico, acido acetico, acido idrossiacetico, acido succinico o acido citrico, tra i quali l'acido formico o l'acido acetico sono i migliori, mentre l'acido formico è il migliore. Acidi e aldeidi possono essere aggiunti contemporaneamente per consentire la reticolazione della soluzione nell'intervallo di pH desiderato. Questa reazione viene spesso utilizzata nel processo finale di preparazione dell'etere di cellulosa, in modo che l'etere di cellulosa non si dissolva, ed è facile utilizzare acqua a 20-25 °C per il lavaggio e la purificazione. Quando si utilizza il prodotto, è possibile aggiungere sostanze alcaline alla soluzione per regolarne il pH e renderlo alcalino, sciogliendo rapidamente il prodotto nella soluzione. Questo metodo può essere utilizzato anche quando si utilizza una soluzione di etere di cellulosa per realizzare una pellicola, che viene poi trattata per ottenere una pellicola insolubile.
6, antienzima idrossipropilmetilcellulosa
La resistenza enzimatica dell'idrossipropilmetilcellulosa ai derivati della cellulosa, in teoria, è dovuta alla presenza di una solida combinazione di gruppi anidroglucosi, che rende l'erosione dei microrganismi meno suscettibile alle infezioni. Tuttavia, in realtà, il prodotto finito viene sostituito con valori superiori a 1, anche tramite degradazione enzimatica. Questa è la descrizione di ciascun gruppo nella catena della cellulosa. Il grado di sostituzione non è uniforme. I microrganismi possono erodere i gruppi glucosio disidratati non sostituiti in prossimità di questi per formare zuccheri, che possono essere assorbiti dai microrganismi come alimento. Pertanto, se il grado di sostituzione per eterificazione della cellulosa aumenta, la resistenza dell'etere di cellulosa all'erosione enzimatica sarà maggiore. È stato riportato che, in condizioni controllate, la viscosità residua dell'idrossipropilmetilcellulosa (DS=1,9), della metilcellulosa (DS=1,83), della metilcellulosa (DS=1,66) e dell'idrossietilcellulosa (1,7%) era rispettivamente del 13,2%, 7,3%, 3,8% e 1,7%. L'idrossipropilmetilcellulosa ha una forte capacità antienzimatica. Pertanto, l'eccellente azione antienzimatica dell'idrossipropilmetilcellulosa, combinata con la sua buona dispersione, addensamento e formazione di film, applicata in emulsioni, rivestimenti, ecc., generalmente non richiede l'aggiunta di conservanti. Tuttavia, per prevenire la conservazione a lungo termine della soluzione o possibili contaminazioni dall'ambiente esterno, è possibile aggiungere conservanti, la cui selezione può essere determinata in base ai requisiti finali della soluzione. L'acetato di fenilmercurio e il fluosilicato di manganese sono conservanti efficaci, ma sono tossici e devono essere utilizzati con cautela. In genere, a ogni litro di soluzione si possono aggiungere da 1 a 5 mg di acetato di fenilmercurio.
7, prestazioni della membrana in idrossipropilmetilcellulosa
Le prestazioni del film di idrossipropilmetilcellulosa sono eccellenti. La sua soluzione acquosa o di solvente organico, applicata su lastra di vetro, dopo l'essiccazione diventa una pellicola incolore, trasparente e resistente. Presenta una buona resistenza all'umidità e rimane solida anche ad alte temperature. L'aggiunta di plastificanti igroscopici può aumentarne l'allungamento e la flessibilità. Per migliorare la flessione, glicerolo, sorbitolo e altri plastificanti sono i più appropriati. La concentrazione generale della soluzione è del 2-3%, mentre il dosaggio del plastificante è del 10-20% in etere di cellulosa. Se il contenuto di plastificante è elevato, può verificarsi il fenomeno del restringimento dovuto alla disidratazione colloidale in condizioni di elevata umidità. La resistenza alla trazione del film con plastificante aggiunto è molto maggiore rispetto a quella del film non aggiunto e aumenta con l'aumentare della quantità di plastificante aggiunto, così come l'igroscopicità del film aumenta con l'aumentare della quantità di plastificante.
Data di pubblicazione: 08/09/2022