A hidroxipropilmetilcelulose é um tipo de éter misto de celulose não iônico. Ao contrário do éter misto iônico de metil carboximetilcelulose, ele não reage com metais pesados. Devido às diferentes proporções de teor de metoxil e teor de hidroxipropil na hidroxipropilmetilcelulose e diferentes viscosidades, existem muitas variedades com propriedades diferentes, por exemplo, alto teor de metoxil e baixo teor de hidroxipropil Seu desempenho é próximo ao da metilcelulose, enquanto o de baixo o teor de metoxil e o alto teor de hidroxipropil são próximos aos da hidroxipropilmetilcelulose. Contudo, em cada variedade, embora apenas esteja contida uma pequena quantidade de grupo hidroxipropilo ou uma pequena quantidade de grupo metoxilo, existem grandes diferenças na solubilidade em solventes orgânicos ou na temperatura de floculação em soluções aquosas.
(1) Propriedades de solubilidade da hidroxipropilmetilcelulose
①Solubilidade da hidroxipropilmetilcelulose em água A hidroxipropilmetilcelulose é na verdade um tipo de metilcelulose modificada por óxido de propileno (metoxipropileno), portanto ainda tem as mesmas propriedades da metilcelulose. A celulose tem características semelhantes de solubilidade em água fria e insolubilidade em água quente. Porém, devido ao grupo hidroxipropil modificado, sua temperatura de gelificação em água quente é muito superior à da metilcelulose. Por exemplo, a viscosidade da solução aquosa de hidroxipropilmetilcelulose com 2% de grau de substituição de conteúdo de metoxi DS=0,73 e teor de hidroxipropil MS=0,46 é de 500 mpa·s a 20°C, e sua temperatura de gel pode atingir perto de 100°C, enquanto metilcelulose à mesma temperatura é de apenas cerca de 55°C. Quanto à sua solubilidade em água, também melhorou bastante. Por exemplo, a hidroxipropilmetilcelulose pulverizada (formato granular 0,2~0,5mm a 20°C com uma viscosidade de solução aquosa a 4% de 2pa•s pode ser adquirida à temperatura ambiente, é facilmente solúvel em água sem resfriamento.
②Solubilidade da hidroxipropilmetilcelulose em solventes orgânicos A solubilidade da hidroxipropilmetilcelulose em solventes orgânicos também é melhor que a da metilcelulose. Para produtos acima de 2,1, hidroxipropilmetilcelulose de alta viscosidade contendo hidroxipropil MS = 1,5 ~ 1,8 e metoxi DS = 0,2 ~ 1,0, com um grau total de substituição acima de 1,8, é solúvel em soluções de metanol anidro e etanol Médio, e termoplástico e solúvel em água . Também é solúvel em hidrocarbonetos clorados, como cloreto de metileno e clorofórmio, e solventes orgânicos, como acetona, isopropanol e álcool diacetona. Sua solubilidade em solventes orgânicos é melhor que a solubilidade em água.
(2) Fatores que afetam a viscosidade da hidroxipropilmetilcelulose A determinação padrão da viscosidade da hidroxipropilmetilcelulose é a mesma que a de outros éteres de celulose e é medida a 20°C com uma solução aquosa a 2% como padrão. A viscosidade do mesmo produto aumenta com o aumento da concentração. Para produtos com pesos moleculares diferentes na mesma concentração, o produto com peso molecular maior apresenta maior viscosidade. Sua relação com a temperatura é semelhante à da metilcelulose. Quando a temperatura aumenta, a viscosidade começa a diminuir, mas quando atinge uma certa temperatura, a viscosidade aumenta repentinamente e ocorre a gelificação. A temperatura do gel de produtos de baixa viscosidade é mais elevada. é alto. Seu ponto de gelificação não está apenas relacionado à viscosidade do éter, mas também à proporção da composição do grupo metoxil e do grupo hidroxipropil no éter e ao tamanho do grau de substituição total. Deve-se notar que a hidroxipropilmetilcelulose também é pseudoplástica e sua solução é estável à temperatura ambiente sem qualquer degradação na viscosidade, exceto pela possibilidade de degradação enzimática.
(3) A tolerância ao sal da hidroxipropilmetilcelulose Como a hidroxipropilmetilcelulose é um éter não iônico, ela não ioniza em meio aquático, ao contrário de outros éteres iônicos de celulose. Por exemplo, a carboximetilcelulose reage com íons de metais pesados e precipita na solução. Sais gerais como cloreto, brometo, fosfato, nitrato, etc. não precipitarão quando adicionados à sua solução aquosa. Contudo, a adição de sal tem alguma influência na temperatura de floculação da sua solução aquosa. Quando a concentração de sal aumenta, a temperatura do gel diminui. Quando a concentração de sal está abaixo do ponto de floculação, a viscosidade da solução tende a aumentar. Portanto, é adicionada uma certa quantidade de sal. , na aplicação, pode obter efeito de espessamento de forma mais econômica. Portanto, em algumas aplicações, é melhor usar uma mistura de éter de celulose e sal do que uma concentração mais alta de solução de éter para obter o efeito espessante.
(4) Resistência a ácidos e álcalis da hidroxipropilmetilcelulose A hidroxipropilmetilcelulose é geralmente estável a ácidos e álcalis e não é afetada na faixa de pH 2 a 12. Pode suportar uma certa quantidade de ácidos leves, como ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido succínico, ácido fosfórico, ácido bórico, etc. Mas o ácido concentrado tem o efeito de reduzir a viscosidade. Álcalis como soda cáustica, potassa cáustica e água de cal não têm efeito sobre ela, mas podem aumentar ligeiramente a viscosidade da solução e depois diminuí-la lentamente.
(5) Compatibilidade da hidroxipropilmetilcelulose A solução de hidroxipropilmetilcelulose pode ser misturada com compostos poliméricos solúveis em água para formar uma solução uniforme e transparente com maior viscosidade. Estes compostos poliméricos incluem polietilenoglicol, acetato de polivinila, polissilicone, polimetilvinilsiloxano, hidroxietilcelulose e metilcelulose. Compostos naturais de alto peso molecular, como goma arábica, goma de alfarroba, goma karaya, etc. também apresentam boa compatibilidade com sua solução. A hidroxipropilmetilcelulose também pode ser misturada com éster de manitol ou éster de sorbitol de ácido esteárico ou ácido palmítico, e também pode ser misturada com glicerina, sorbitol e manitol, e esses compostos podem ser usados como plastificante de hidroxipropilmetilcelulose para celulose.
(6) Éteres de celulose solúveis em água insolúveis de hidroxipropilmetilcelulose podem realizar reticulação superficial com aldeídos, de modo que esses éteres solúveis em água sejam precipitados na solução e se tornem insolúveis em água. Os aldeídos que tornam a hidroxipropilmetilcelulose insolúvel incluem formaldeído, glioxal, aldeído succínico, adipaldeído, etc. Ao usar formaldeído, atenção especial deve ser dada ao valor de pH da solução, entre os quais o glioxal reage mais rápido, então o glioxal é comumente usado como reticulador agente na produção industrial. A quantidade deste tipo de agente de reticulação na solução é de 0,2%~10% da massa de éter, preferencialmente 7%~10%, por exemplo, 3,3%~6% de glioxal é o mais adequado. Geralmente, a temperatura de tratamento é de 0 a 30 ℃ e o tempo é de 1 a 120 minutos. A reação de reticulação precisa ser realizada sob condições ácidas. Geralmente, a solução é primeiro adicionada com ácido forte inorgânico ou ácido carboxílico orgânico para ajustar o pH da solução para cerca de 2~6, preferencialmente entre 4~6, e então adicionar aldeídos para realizar a reação de reticulação. O ácido utilizado tem ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido fórmico, ácido acético, ácido hidroxiacético, ácido succínico ou ácido cítrico, etc., em que com ácido fórmico ou ácido acético é aconselhável, e o ácido fórmico é ideal. O ácido e o aldeído também podem ser adicionados simultaneamente para permitir que a solução sofra uma reação de reticulação dentro da faixa de pH desejada. Esta reação é frequentemente utilizada no processo de tratamento final no processo de preparação de éteres de celulose. Depois que o éter de celulose for insolúvel, é conveniente usar
Água de 20 ~ 25 ℃ para lavagem e purificação. Quando o produto está em uso, substâncias alcalinas podem ser adicionadas à solução do produto para ajustar o pH da solução para ser alcalino, e o produto se dissolverá rapidamente na solução. Este método também é aplicável ao tratamento do filme após a solução de éter de celulose ser transformada em um filme para torná-lo um filme insolúvel.
(7) Resistência enzimática da hidroxipropilmetilcelulose Em teoria, os derivados de celulose, como um grupo substituinte firmemente ligado a cada grupo anidroglicose, não são suscetíveis à erosão microbiana, mas na verdade, quando o valor de substituição do produto acabado exceder 1, será também ser degradado por enzimas, o que significa que o grau de substituição de cada grupo na cadeia da celulose não é suficientemente uniforme e os microrganismos podem sofrer erosão no grupo anidroglicose não substituído. Os açúcares são formados e absorvidos como nutrientes pelos microrganismos. Portanto, se o grau de substituição por eterificação da celulose aumentar, a resistência à erosão enzimática do éter de celulose também aumentará. Segundo relatos, sob condições controladas, os resultados da hidrólise das enzimas, a viscosidade residual da hidroxipropilmetilcelulose (DS = 1,9) é de 13,2%, da metilcelulose (DS = 1,83) é de 7,3%, da metilcelulose (DS = 1,66) é de 3,8%, e a hidroxietilcelulose é 1,7%. Pode-se observar que a hidroxipropilmetilcelulose possui uma forte capacidade antienzimática. Portanto, a excelente resistência enzimática da hidroxipropilmetilcelulose, combinada com sua boa dispersibilidade, propriedades de espessamento e formação de filme, é usada em revestimentos de emulsão aquosa, etc., e geralmente não precisa adicionar conservantes. Porém, para o armazenamento prolongado da solução ou possível contaminação externa, podem ser adicionados conservantes por precaução, e a escolha pode ser determinada de acordo com os requisitos finais da solução. O acetato fenilmercúrico e o fluorossilicato de manganês são conservantes eficazes, mas todos apresentam toxicidade, deve-se prestar atenção à operação. Geralmente, 1 ~ 5 mg de acetato de fenilmercúrio podem ser adicionados à solução por litro de dosagem.
(8) Desempenho do filme de hidroxipropilmetilcelulose A hidroxipropilmetilcelulose possui excelentes propriedades formadoras de filme. Sua solução aquosa ou solução de solvente orgânico é revestida em uma placa de vidro e fica livre após a secagem. Filme colorido, transparente e resistente. Possui boa resistência à umidade e permanece sólido em altas temperaturas. Se for adicionado plastificante higroscópico, seu alongamento e flexibilidade podem ser melhorados. Em termos de melhoria da flexibilidade, os plastificantes como a glicerina e o sorbitol são os mais indicados. Geralmente, a concentração da solução é de 2% a 3% e a quantidade de plastificante é de 10% a 20% de éter de celulose. Se o teor de plastificante for muito alto, ocorrerá contração por desidratação coloidal em alta umidade. A resistência à tração do filme com plastificante adicionado é muito maior do que sem plastificante e aumenta com o aumento da quantidade adicionada. Quanto à higroscopicidade do filme, ela também aumenta com o aumento da quantidade de plastificante.
Horário da postagem: 20 de dezembro de 2022