Eigenschappen van hydroxypropylmethylcellulose

Hydroxypropylmethylcellulose HPMC is een soort niet-ionische cellulosemengselether. In tegenstelling tot ionische methylcarboxymethylcellulosemengselether reageert het niet met zware metalen. Vanwege de verschillende verhoudingen van methoxylgehalte en hydroxypropylgehalte in hydroxypropylmethylcellulose en verschillende viscositeiten, zijn er veel variëteiten met verschillende eigenschappen, bijvoorbeeld een hoog methoxylgehalte en een laag hydroxypropylgehalte. De prestaties zijn vergelijkbaar met die van methylcellulose, terwijl die van laag methoxylgehalte en hoog hydroxypropylgehalte vergelijkbaar zijn met die van hydroxypropylmethylcellulose. Echter, in elke variëteit, hoewel er slechts een kleine hoeveelheid hydroxypropylgroep of een kleine hoeveelheid methoxylgroep aanwezig is, zijn er grote verschillen in de oplosbaarheid in organische oplosmiddelen of de flocculatietemperatuur in waterige oplossingen.

(1) Oplosbaarheidseigenschappen van hydroxypropylmethylcellulose

①Oplosbaarheid van hydroxypropylmethylcellulose in water Hydroxypropylmethylcellulose is eigenlijk een soort methylcellulose die gemodificeerd is met propyleenoxide (methoxypropyleen), waardoor het dezelfde eigenschappen heeft als methylcellulose. Cellulose heeft vergelijkbare eigenschappen: oplosbaarheid in koud water en onoplosbaarheid in warm water. Door de gemodificeerde hydroxypropylgroep is de geleringstemperatuur in warm water echter veel hoger dan die van methylcellulose. Zo bedraagt ​​de viscositeit van een waterige oplossing van hydroxypropylmethylcellulose met een methoxysubstitutiegraad van 2% (DS = 0,73) en een hydroxypropylgehalte van MS = 0,46 500 mPa·s bij 20 °C en de geltemperatuur kan bijna 100 °C bereiken, terwijl die van methylcellulose bij dezelfde temperatuur slechts ongeveer 55 °C bedraagt. De oplosbaarheid in water is ook aanzienlijk verbeterd. Zo kan bijvoorbeeld de verpulverde hydroxypropylmethylcellulose (korrelvorm 0,2~0,5 mm bij 20°C met een viscositeit van 2pa•s van een 4% waterige oplossing) worden gekocht bij Bij kamertemperatuur is het gemakkelijk oplosbaar in water zonder te koelen.

2 Oplosbaarheid van hydroxypropylmethylcellulose in organische oplosmiddelen. De oplosbaarheid van hydroxypropylmethylcellulose in organische oplosmiddelen is ook beter dan die van methylcellulose. Voor producten boven 2,1 is hydroxypropylmethylcellulose met een hoge viscositeit, die hydroxypropylmethylcellulose (MS = 1,5-1,8) en methoxymethylcellulose (DS = 0,2-1,0) bevat, met een totale substitutiegraad boven 1,8, oplosbaar in watervrije methanol- en ethanoloplossingen, thermoplastisch en in wateroplosbaar. Het is ook oplosbaar in gechloreerde koolwaterstoffen zoals methyleenchloride en chloroform, en in organische oplosmiddelen zoals aceton, isopropanol en diacetonalcohol. De oplosbaarheid in organische oplosmiddelen is beter dan de oplosbaarheid in water.

(2) Factoren die de viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose beïnvloeden De standaardviscositeitsbepaling van hydroxypropylmethylcellulose is dezelfde als die van andere cellulose-ethers en wordt gemeten bij 20 °C met een 2% waterige oplossing als standaard. De viscositeit van hetzelfde product neemt toe met de toename van de concentratie. Voor producten met verschillende molecuulgewichten bij dezelfde concentratie, heeft het product met een hoger molecuulgewicht een hogere viscositeit. De relatie met temperatuur is vergelijkbaar met die van methylcellulose. Wanneer de temperatuur stijgt, begint de viscositeit af te nemen, maar wanneer deze een bepaalde temperatuur bereikt,

De viscositeit stijgt plotseling en er treedt gelering op. De geltemperatuur van producten met een lage viscositeit is hoger. Het gelpunt is niet alleen gerelateerd aan de viscositeit van ether, maar ook aan de verhouding van de methoxylgroep en hydroxypropylgroep in ether en de grootte van de totale substitutiegraad. Opgemerkt moet worden dat hydroxypropylmethylcellulose ook pseudoplastisch is en dat de oplossing stabiel is bij kamertemperatuur zonder enige viscositeitsafname, afgezien van de mogelijkheid van enzymatische afbraak.

(3) De zouttolerantie van hydroxypropylmethylcellulose Omdat hydroxypropylmethylcellulose een niet-ionische ether is, ioniseert het niet in waterige media, in tegenstelling tot andere ionische cellulose-ethers. Bijvoorbeeld, carboxymethylcellulose reageert met zware metaalionen en slaat neer in de oplossing. Algemene zouten zoals chloride, bromide, fosfaat, nitraat, enz. slaan niet neer wanneer ze aan de waterige oplossing worden toegevoegd. De toevoeging van zout heeft echter enige invloed op de flocculatietemperatuur van de waterige oplossing. Wanneer de zoutconcentratie toeneemt, neemt de geltemperatuur af. Wanneer de zoutconcentratie onder het flocculatiepunt ligt, neigt de viscositeit van de oplossing toe te nemen. Daarom wordt een bepaalde hoeveelheid zout toegevoegd. In toepassing kan het een verdikkingseffect op een meer economische manier bereiken. Daarom is het in sommige toepassingen beter om een ​​mengsel van cellulose-ether en zout te gebruiken dan een hogere concentratie etheroplossing om het verdikkingseffect te bereiken.

(4) Bestand tegen zuur en alkali van hydroxypropylmethylcellulose. Hydroxypropylmethylcellulose is over het algemeen stabiel tegen zuren en logen en wordt niet beïnvloed in het pH-bereik van 2 tot 12. Het is bestand tegen een bepaalde hoeveelheid lichte zuren, zoals mierenzuur, azijnzuur, citroenzuur, barnsteenzuur, fosforzuur, boorzuur, enz. Geconcentreerd zuur heeft echter een viscositeitsverlagend effect. Basen zoals natronloog, kaliloog en kalkwater hebben er geen effect op, maar kunnen de viscositeit van de oplossing licht verhogen en vervolgens langzaam verlagen.

(5) Mengbaarheid van hydroxypropylmethylcellulose Een hydroxypropylmethylcellulose-oplossing kan worden gemengd met in water oplosbare polymeerverbindingen om een ​​uniforme en transparante oplossing met een hogere viscositeit te verkrijgen. Deze polymeerverbindingen omvatten polyethyleenglycol, polyvinylacetaat, polysilicone, polymethylvinylsiloxaan, hydroxyethylcellulose en methylcellulose. Natuurlijke hoogmoleculaire verbindingen zoals Arabische gom, johannesbroodpitmeel, karayagom, enz. zijn ook goed compatibel met de oplossing. Hydroxypropylmethylcellulose kan ook worden gemengd met mannitolester of sorbitolester van stearinezuur of palmitinezuur, en kan ook worden gemengd met glycerine, sorbitol en mannitol. Deze verbindingen kunnen worden gebruikt als weekmaker voor hydroxypropylmethylcellulose in cellulose.

(6) Onoplosbare, in water oplosbare cellulose-ethers van hydroxypropylmethylcellulose kunnen aan het oppervlak worden vernet met aldehyden, waardoor deze in water oplosbare ethers in de oplossing neerslaan en onoplosbaar worden in water. De aldehyden die hydroxypropylmethylcellulose onoplosbaar maken, zijn onder andere formaldehyde, glyoxaal, barnsteenaldehyde, adipaldehyde, enz. Bij het gebruik van formaldehyde moet speciale aandacht worden besteed aan de pH-waarde van de oplossing, aangezien glyoxaal sneller reageert, waardoor glyoxaal vaak wordt gebruikt als vernetter in de industriële productie. De hoeveelheid van dit soort vernetter in de oplossing is 0,2% tot 10% van de ethermassa, bij voorkeur 7% tot 10%; bijvoorbeeld 3,3% tot 6% glyoxaal is het meest geschikt. Over het algemeen is de behandeling

temperatuur is 0~30℃, en de tijd is 1~120min. De vernettingsreactie moet worden uitgevoerd onder zure omstandigheden. Over het algemeen wordt de oplossing eerst toegevoegd met anorganisch sterk zuur of organisch carbonzuur om de pH van de oplossing aan te passen tot ongeveer 2~6, bij voorkeur tussen 4~6, en vervolgens worden aldehyden toegevoegd om de vernettingsreactie uit te voeren. Het gebruikte zuur is zoutzuur, zwavelzuur, fosforzuur, mierenzuur, azijnzuur, hydroxyazijnzuur, barnsteenzuur of citroenzuur enz., waarbij mierenzuur of azijnzuur raadzaam is, en mierenzuur optimaal is. Het zuur en aldehyde kunnen ook gelijktijdig worden toegevoegd om de oplossing een vernettingsreactie binnen het gewenste pH-bereik te laten ondergaan. Deze reactie wordt vaak gebruikt in het laatste behandelingsproces in het bereidingsproces van cellulose-ethers. Nadat de cellulose-ether onoplosbaar is, is het handig om te gebruiken

Water van 20 tot 25 °C voor wassen en zuiveren. Tijdens gebruik kunnen alkalische stoffen aan de productoplossing worden toegevoegd om de pH van de oplossing alkalisch te maken, zodat het product snel oplost. Deze methode is ook toepasbaar op de behandeling van de film nadat de cellulose-etheroplossing tot een film is verwerkt, zodat deze onoplosbaar wordt.

(7) De enzymresistentie van hydroxypropylmethylcellulose is theoretisch gezien cellulosederivaten, zoals elke anhydroglucosegroep. Als er een stevig gebonden substituentgroep is, is deze niet gemakkelijk te infecteren door micro-organismen. In feite zal het eindproduct, wanneer de substitutiewaarde hoger is dan 1, ook door enzymen worden afgebroken. Dit betekent dat de substitutiegraad van elke groep in de celluloseketen niet gelijkmatig genoeg is, waardoor micro-organismen de ongesubstitueerde anhydroglucosegroep kunnen eroderen om suikers te vormen, die als voedingsstoffen kunnen worden opgenomen. Als de mate van verethering van cellulose toeneemt, zal de weerstand tegen enzymatische erosie van cellulose-ether dus ook toenemen. Volgens rapporten, onder gecontroleerde omstandigheden, de hydrolyse resultaten van de enzymen, de restviscositeit van hydroxypropylmethylcellulose (DS = 1,9) is 13,2%, methylcellulose (DS = 1,83) is 7,3%, methylcellulose (DS = 1,66) is 3,8% en hydroxyethylcellulose is 1,7%. Het is te zien dat hydroxypropylmethylcellulose een sterk anti-enzym vermogen heeft. Daarom wordt de uitstekende enzymresistentie van hydroxypropylmethylcellulose, gecombineerd met zijn goede dispergeerbaarheid, verdikking en filmvormende eigenschappen, gebruikt in wateremulsiecoatings, enz., en hoeven er over het algemeen geen conserveermiddelen te worden toegevoegd. Echter, voor de langdurige opslag van de oplossing of mogelijke besmetting van buitenaf, kunnen conserveermiddelen als voorzorg worden toegevoegd en kan de keuze worden bepaald op basis van de uiteindelijke vereisten van de oplossing. Fenylkwikacetaat en mangaanfluorosilicaat zijn effectieve conserveermiddelen, maar ze zijn alle drie giftig. Let op de werking. Over het algemeen kan 1-5 mg fenylkwikacetaat per liter dosering aan de oplossing worden toegevoegd.

(8) De prestaties van hydroxypropylmethylcellulosefilm Hydroxypropylmethylcellulose heeft uitstekende filmvormende eigenschappen. De waterige oplossing of oplossing van een organisch oplosmiddel wordt op een glasplaat aangebracht en wordt na droging kleurloos en transparant. Een sterke film. Het heeft een goede vochtbestendigheid en blijft vast bij hoge temperaturen. Als hygroscopische weekmaker wordt toegevoegd, kunnen de rek en flexibiliteit ervan worden verbeterd. Om de flexibiliteit te verbeteren, zijn weekmakers zoals glycerine en sorbitol het meest geschikt. Over het algemeen is de oplossingsconcentratie 2% tot 3% en de hoeveelheid weekmaker 10% tot 20% van de cellulose-ether. Als het gehalte aan weekmaker te hoog is, zal er krimp door colloïdale dehydratie optreden bij een hoge luchtvochtigheid. De treksterkte van de film met

De toegevoegde weekmaker is veel groter dan die zonder weekmaker, en neemt toe met de hoeveelheid. De hygroscopische eigenschappen van de folie nemen ook toe met de hoeveelheid weekmaker.