ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส HPMC เป็นอีเธอร์เซลลูโลสที่ไม่ใช่ไอออนิกที่ผสมกันในหลากหลายสายพันธุ์และอีเธอร์เซลลูโลสผสมเมทิลคาร์บอกซีเมทิลไอออนิกที่ไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะหนัก อนุมูลอิสระออกซิเจนหนึ่งชนิดเนื่องจากเนื้อหาของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสและสัดส่วนที่แตกต่างกันของเนื้อหาของไฮดรอกซีโพรพิลและความหนืด ทำให้กลายเป็นสายพันธุ์ที่แตกต่างกันในด้านประสิทธิภาพ เช่น สายพันธุ์ที่มีเมทอกซิลสูงและไฮดรอกซีโพรพิลมีปริมาณต่ำ ประสิทธิภาพของสายพันธุ์นี้ใกล้เคียงกับเมทิลเซลลูโลสและเมทอกซิลต่ำและไฮดรอกซีโพรพิลมีปริมาณสูง และประสิทธิภาพใกล้เคียงกับการผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส แต่ในแต่ละสายพันธุ์ แม้ว่าจะมีไฮดรอกซีโพรพิลในปริมาณเล็กน้อยหรือเมทอกซีในปริมาณเล็กน้อย แต่ความสามารถในการละลายในตัวทำละลายอินทรีย์หรืออุณหภูมิการจับตัวเป็นก้อนในสารละลายน้ำก็มีความแตกต่างกันอย่างมาก
1 ความสามารถในการละลายของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส
ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในสารละลายน้ำของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเป็นเมทิลเซลลูโลสที่ดัดแปลงด้วยโพรพิลีนออกไซด์ (วงแหวนเมทิลออกซีโพรพิล) ชนิดหนึ่ง จึงยังคงมีลักษณะคล้ายคลึงกับเมทิลเซลลูโลสที่ละลายในน้ำเย็นและไม่ละลายในน้ำร้อน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการเจลของไฮดรอกซีโพรพิลที่ดัดแปลงนั้นสูงกว่าเมทิลเซลลูโลสในน้ำร้อนมาก ตัวอย่างเช่น ความหนืดของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในสารละลายน้ำที่มีปริมาณเมทอกซี 2% DS=0.73 และไฮดรอกซีโพรพิลที่มีปริมาณ MS=0.46 คือ 500 mpa ที่ 20℃ อุณหภูมิเจลของผลิตภัณฑ์ของ S ใกล้เคียงกับ 100℃ ในขณะที่อุณหภูมิเจลของเมทิลเซลลูโลสที่อุณหภูมิเดียวกันอยู่ที่ประมาณ 55℃ เท่านั้น ในส่วนของการละลายในน้ำก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมากเช่นกัน ตัวอย่างเช่น หลังจากการบดไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (รูปทรงเมล็ด 0.2~0.5 มม. ที่ 20℃ ความหนืดของน้ำ 4% ของ 2pA? S ผลิตภัณฑ์สามารถละลายในน้ำได้ง่ายโดยไม่ต้องทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้อง
(2) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในตัวทำละลายอินทรีย์ ความสามารถในการละลายของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในตัวทำละลายอินทรีย์นั้นดีกว่าเมทิลเซลลูโลสเช่นกัน เมทิลเซลลูโลสต้องการระดับการแทนที่เมทอกซี 2.1 หรือมากกว่านั้น และมีไฮดรอกซีโพรพิล MS=1.5~1.8 และเมทอกซี DS=0.2~1.0 ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสที่มีความหนืดสูงที่มีระดับการแทนที่รวมสูงกว่า 1.8 ละลายได้ในเมทานอลและเอธานอลที่ปราศจากน้ำ และละลายได้ในเทอร์โมพลาสติกและน้ำ นอกจากนี้ยังละลายได้ในไฮโดรคาร์บอนที่มีคลอรีน เช่น ไดคลอโรมีเทนและไตรคลอโรมีเทน และตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น อะซีโตน ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ และไดอะซีโตนแอลกอฮอล์ ความสามารถในการละลายในตัวทำละลายอินทรีย์นั้นเหนือกว่าความสามารถในการละลายในน้ำ
2. ความหนืดของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสของปัจจัยที่มีอิทธิพล
ปัจจัยความหนืดของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส การกำหนดความหนืดมาตรฐานของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส และเซลลูโลสอีเธอร์อื่นๆ ก็เหมือนกัน โดยอยู่ที่ 20℃ โดยใช้สารละลายน้ำ 2% เป็นการกำหนดมาตรฐาน ความหนืดของผลิตภัณฑ์เดียวกัน เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้น ความเข้มข้นเดียวกันของผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน น้ำหนักโมเลกุลของผลิตภัณฑ์จะมีความหนืดสูง ความสัมพันธ์กับอุณหภูมิจะคล้ายกับเมทิลเซลลูโลส เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความหนืดจะเริ่มลดลง แต่เมื่อถึงอุณหภูมิหนึ่ง ความหนืดจะเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันและเกิดการเจล อุณหภูมิการเจลของผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดต่ำจะสูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูง ระดับจุดเจลของผลิตภัณฑ์นั้น นอกเหนือไปจากความหนืดสูงและต่ำของอีเธอร์แล้ว ยังมีอัตราส่วนขององค์ประกอบกลุ่มเมทอกซีและไฮดรอกซีโพรพิลของอีเธอร์และระดับการทดแทนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกันอีกด้วย จำเป็นต้องสังเกตว่าไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเป็นพลาสติกเทียมเช่นกัน สารละลายของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสจะเสถียรเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง และไม่แสดงการเสื่อมสภาพของความหนืด ยกเว้นความเป็นไปได้ของการเสื่อมสภาพด้วยเอนไซม์
3. กรดไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสและความต้านทานต่อด่าง
กรดไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสและด่างโดยทั่วไปมีเสถียรภาพในช่วง pH PH2 ~ 12 ไม่ได้รับผลกระทบสามารถทนต่อกรดอ่อนได้ในปริมาณหนึ่งเช่นกรดฟอร์มิกกรดอะซิติกกรดซิตริกกรดซัคซินิกกรดฟอสฟอริกกรดบอริก ฯลฯ แต่กรดเข้มข้นมีผลในการลดความหนืด ด่างเช่นโซดาไฟโพแทสเซียมโซดาไฟและน้ำปูนขาวไม่มีผลต่อมัน แต่ผลของการเพิ่มความหนืดของสารละลายเล็กน้อยจะลดลงอย่างช้าๆ ในอนาคต
4. ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสามารถผสมได้
สารละลายไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสามารถผสมกับสารประกอบโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ และกลายเป็นสารละลายโปร่งใสที่มีความหนืดสูงขึ้น สารประกอบโมเลกุลสูงเหล่านี้ ได้แก่ โพลีเอทิลีนไกลคอล โพลีไวนิลอะซิเตท โพลีซิลิโคน โพลีเมทิลไวนิลซิโลเซน ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส และเมทิลเซลลูโลส เป็นต้น สารประกอบโพลีเมอร์ธรรมชาติ เช่น กัมอาหรับ กัมถั่วลันเตา กัมต้นหนาม เป็นต้น ก็มีส่วนผสมที่ดีกับสารละลายเช่นกัน ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสามารถผสมกับกรดสเตียริกหรือแมนนิทอลเอสเทอร์ของกรดปาล์มิติกหรือเอสเทอร์ซอร์บิทอลได้ แต่ยังสามารถผสมกับกลีเซอรอล ซอร์บิทอล และแมนนิทอลได้อีกด้วย สารประกอบเหล่านี้สามารถใช้เป็นพลาสติไซเซอร์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสได้
5. ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสไม่ละลายน้ำ
ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเธอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งไม่ละลายน้ำสามารถเชื่อมขวางพื้นผิวด้วยอัลดีไฮด์และทำให้อีเธอร์ที่ละลายน้ำเหล่านี้ตกตะกอนในสารละลายกลายเป็นไม่ละลายน้ำ และทำให้ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสไม่ละลายน้ำอัลดีไฮด์ ฟอร์มาลดีไฮด์ ไกลออกซาล ซักซินัลดีไฮด์ ไดอัลดีไฮด์ ฯลฯ การใช้ฟอร์มาลดีไฮด์ควรใส่ใจเป็นพิเศษกับค่า PH ของสารละลาย ซึ่งปฏิกิริยาไกลออกซาลจะเร็วขึ้น ดังนั้นในการผลิตทางอุตสาหกรรมจึงมักใช้ไกลออกซาลเป็นตัวเชื่อมขวาง ปริมาณของตัวเชื่อมขวางประเภทนี้ในสารละลายคือ 0.2% ~ 10% ของมวลอีเธอร์ ที่ดีที่สุดคือ 7% ~ 10% เช่น การใช้ไกลออกซาลกับ 3.3% ~ 6% ถือเป็นปริมาณที่เหมาะสมที่สุด อุณหภูมิการบำบัดโดยทั่วไปคือ 0 ~ 30℃ เวลาคือ 1 ~ 120 นาที ปฏิกิริยาการเชื่อมขวางต้องดำเนินการภายใต้สภาวะที่เป็นกรด โดยทั่วไป กรดอนินทรีย์เข้มข้นหรือกรดคาร์บอกซิลิกอินทรีย์จะถูกเติมลงในสารละลายเพื่อปรับค่า pH ของสารละลายให้อยู่ที่ประมาณ 2~6 โดยควรอยู่ระหว่าง 4~6 จากนั้นจึงเติมอัลดีไฮด์เพื่อทำปฏิกิริยาการเชื่อมขวาง กรดที่ใช้ ได้แก่ กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก กรดฟอสฟอริก กรดฟอร์มิก กรดอะซิติก กรดไฮดรอกซีอะซิติก กรดซัคซินิก หรือกรดซิตริก โดยกรดฟอร์มิกหรือกรดอะซิติกเป็นกรดที่ดีที่สุด ในขณะที่กรดฟอร์มิกเป็นกรดที่ดีที่สุด อาจเติมกรดและอัลดีไฮด์พร้อมกันได้เพื่อให้สารละลายเชื่อมขวางในช่วง pH ที่ต้องการ ปฏิกิริยานี้มักใช้ในกระบวนการสุดท้ายของกระบวนการเตรียมเซลลูโลสอีเธอร์ เพื่อไม่ให้เซลลูโลสอีเธอร์ละลาย ใช้ล้างและทำความสะอาดด้วยน้ำที่อุณหภูมิ 20~25℃ ได้ง่าย เมื่อใช้ผลิตภัณฑ์แล้ว สามารถเติมสารที่มีฤทธิ์เป็นด่างลงในสารละลายของผลิตภัณฑ์เพื่อปรับค่า pH ของสารละลายให้เป็นด่าง และผลิตภัณฑ์จะละลายในสารละลายได้อย่างรวดเร็ว วิธีนี้ยังสามารถใช้ได้เมื่อใช้สารละลายเซลลูโลสอีเธอร์เพื่อสร้างฟิล์ม จากนั้นจึงทำการปรับฟิล์มเพื่อสร้างฟิล์มที่ไม่ละลายน้ำ
6. ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสแอนติเอนไซม์
ความต้านทานเอนไซม์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสของอนุพันธ์เซลลูโลสในทางทฤษฎี เช่น กลุ่มแอนไฮโดรกลูโคสแต่ละกลุ่ม เช่น มีการรวมกลุ่มที่มั่นคงของกลุ่มแทนที่ การกัดกร่อนของจุลินทรีย์จะอ่อนไหวต่อการติดเชื้อน้อยลง แต่ในความเป็นจริง ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะแทนที่ค่ามากกว่า 1 โดยการสลายตัวของเอนไซม์ นี่คือคำอธิบายของแต่ละกลุ่มในระดับการแทนที่โซ่เซลลูโลสที่ไม่สม่ำเสมอ จุลินทรีย์สามารถกัดกร่อนกลุ่มกลูโคสที่ขาดน้ำใกล้เคียงกันเพื่อสร้างน้ำตาล ซึ่งจุลินทรีย์สามารถดูดซึมเป็นอาหารได้ ดังนั้น หากระดับการแทนที่อีเทอร์ริฟิเคชันของเซลลูโลสเพิ่มขึ้น ความต้านทานของอีเทอร์เซลลูโลสต่อการกัดกร่อนด้วยเอนไซม์จะเพิ่มขึ้น มีรายงานว่าภายใต้สภาวะควบคุม ความหนืดที่เหลือของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (DS=1.9) เมทิลเซลลูโลส (DS=1.83) เมทิลเซลลูโลส (DS=1.66) และไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (1.7%) อยู่ที่ 13.2%, 7.3%, 3.8% และ 1.7% ตามลำดับ ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความสามารถในการต่อต้านเอนไซม์ได้ดี ดังนั้น ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสจึงมีคุณสมบัติต่อต้านเอนไซม์ที่ยอดเยี่ยม เมื่อรวมกับการกระจายตัวที่ดี การข้น และการสร้างฟิล์ม เมื่อใช้ในงานเคลือบอิมัลชัน ฯลฯ โดยทั่วไปแล้วไม่จำเป็นต้องเติมสารกันบูด อย่างไรก็ตาม เพื่อป้องกันการจัดเก็บสารละลายในระยะยาวหรือการปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นจากโลกภายนอก สามารถเติมสารกันบูดได้ โดยการเลือกสารกันบูดสามารถกำหนดได้ตามข้อกำหนดขั้นสุดท้ายของสารละลาย ฟีนิลเมอร์คิวริกอะซิเตทและแมงกานีสฟลูโอซิลิเกตเป็นสารกันบูดที่มีประสิทธิภาพ แต่เป็นพิษและต้องใช้ด้วยความระมัดระวัง โดยทั่วไปสามารถเติมฟีนิลเมอร์คิวริกอะซิเตท 1~5 มก. ลงในสารละลาย 1 ลิตรได้
7. ประสิทธิภาพของเมมเบรนไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส
ประสิทธิภาพของฟิล์มไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีฟิล์มที่ยอดเยี่ยม สารละลายในน้ำหรือสารละลายตัวทำละลายอินทรีย์ เคลือบบนแผ่นแก้ว เมื่อแห้งแล้วจะกลายเป็นฟิล์มใสไม่มีสี เหนียว และทนต่อความชื้นได้ดี และคงตัวที่อุณหภูมิสูง เช่น การเติมสารเพิ่มความยืดหยุ่นที่ดูดความชื้น สามารถเพิ่มการยืดตัวและความยืดหยุ่น เพื่อปรับปรุงการดัดงอ กลีเซอรอล ซอร์บิทอล และสารเพิ่มความยืดหยุ่นอื่นๆ ถือเป็นสารที่เหมาะสมที่สุด โดยทั่วไปความเข้มข้นของสารละลายคือ 2%~3% ปริมาณสารเพิ่มความยืดหยุ่นคือ 10%~20% ของเซลลูโลสอีเธอร์ หากเนื้อหาของสารเพิ่มความยืดหยุ่นมีความจำเป็น ปรากฏการณ์การหดตัวของการขาดน้ำของคอลลอยด์อาจเกิดขึ้นได้ในความชื้นสูง ความแข็งแรงในการดึงของฟิล์มที่เติมสารเพิ่มความยืดหยุ่นจะมากกว่าที่ไม่ได้เติมมาก และจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณที่เติมเข้าไป ส่วนความสามารถในการดูดความชื้นของฟิล์มจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณสารเพิ่มความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นเช่นกัน
เวลาโพสต์: 08-09-2022