Eigenschaften von Hydroxypropylmethylcellulose

Hydroxypropylmethylcellulose ist eine Art nichtionischer Cellulose-Mischether. Im Gegensatz zu ionischem Methylcarboxymethylcellulose-Mischether reagiert es nicht mit Schwermetallen. Aufgrund der unterschiedlichen Verhältnisse von Methoxylgehalt und Hydroxypropylgehalt in Hydroxypropylmethylcellulose und unterschiedlicher Viskositäten gibt es viele Sorten mit unterschiedlichen Eigenschaften, zum Beispiel hohem Methoxylgehalt und niedrigem Hydroxypropylgehalt. Seine Leistung kommt der von Methylcellulose nahe, während sie niedrig ist Der Methoxylgehalt und der hohe Hydroxypropylgehalt ähneln denen von Hydroxypropylmethylcellulose. Obwohl in jeder Sorte nur eine geringe Menge an Hydroxypropylgruppen oder eine geringe Menge an Methoxylgruppen enthalten ist, gibt es große Unterschiede in der Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln oder der Flockungstemperatur in wässrigen Lösungen.

(1) Löslichkeitseigenschaften von Hydroxypropylmethylcellulose
①Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in Wasser Hydroxypropylmethylcellulose ist eigentlich eine Art Methylcellulose, die durch Propylenoxid (Methoxypropylen) modifiziert ist und daher immer noch die gleichen Eigenschaften wie Methylcellulose aufweist. Cellulose weist ähnliche Eigenschaften hinsichtlich der Löslichkeit in kaltem Wasser und der Unlöslichkeit in heißem Wasser auf. Aufgrund der modifizierten Hydroxypropylgruppe ist seine Gelierungstemperatur in heißem Wasser jedoch viel höher als die von Methylcellulose. Beispielsweise beträgt die Viskosität einer wässrigen Hydroxypropylmethylcelluloselösung mit einem Substitutionsgrad von 2 % Methoxygehalt DS = 0,73 und einem Hydroxypropylgehalt MS = 0,46 500 mPa·s bei 20 °C, und ihre Geltemperatur kann dabei nahezu 100 °C erreichen Methylzellulose hat bei gleicher Temperatur nur etwa 55°C. Auch die Löslichkeit in Wasser wurde deutlich verbessert. Zum Beispiel kann die pulverisierte Hydroxypropylmethylcellulose (Granulatform 0,2–0,5 mm bei 20 °C mit einer Viskosität einer 4 %igen wässrigen Lösung von 2 Pa·s) bei Raumtemperatur erworben werden und ist ohne Kühlung leicht in Wasser löslich.

②Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in organischen Lösungsmitteln Die Löslichkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in organischen Lösungsmitteln ist ebenfalls besser als die von Methylcellulose. Für Produkte über 2,1 ist hochviskose Hydroxypropylmethylcellulose mit Hydroxypropyl MS = 1,5 bis 1,8 und Methoxy DS = 0,2 bis 1,0 mit einem Gesamtsubstitutionsgrad über 1,8 in wasserfreien Methanol- und Ethanollösungen mittellöslich und thermoplastisch und wasserlöslich . Es ist auch in chlorierten Kohlenwasserstoffen wie Methylenchlorid und Chloroform sowie in organischen Lösungsmitteln wie Aceton, Isopropanol und Diacetonalkohol löslich. Seine Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln ist besser als die Wasserlöslichkeit.

(2) Faktoren, die die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose beeinflussen Die Standardviskositätsbestimmung von Hydroxypropylmethylcellulose erfolgt wie bei anderen Celluloseethern und wird bei 20 °C mit einer 2 %igen wässrigen Lösung als Standard gemessen. Die Viskosität desselben Produkts nimmt mit zunehmender Konzentration zu. Bei Produkten mit unterschiedlichem Molekulargewicht bei gleicher Konzentration weist das Produkt mit einem größeren Molekulargewicht eine höhere Viskosität auf. Sein Verhältnis zur Temperatur ähnelt dem von Methylcellulose. Wenn die Temperatur steigt, beginnt die Viskosität zu sinken, aber wenn eine bestimmte Temperatur erreicht wird, steigt die Viskosität plötzlich an und es kommt zur Gelierung. Die Geltemperatur niedrigviskoser Produkte ist höher. ist hoch. Sein Gelpunkt hängt nicht nur mit der Viskosität des Ethers zusammen, sondern auch mit dem Zusammensetzungsverhältnis von Methoxylgruppen und Hydroxypropylgruppen im Ether und der Größe des Gesamtsubstitutionsgrads. Es ist zu beachten, dass Hydroxypropylmethylcellulose ebenfalls pseudoplastisch ist und ihre Lösung bei Raumtemperatur stabil ist, ohne dass sich die Viskosität verschlechtert, mit Ausnahme der Möglichkeit eines enzymatischen Abbaus.

(3) Die Salztoleranz von Hydroxypropylmethylcellulose Da Hydroxypropylmethylcellulose ein nichtionischer Ether ist, ionisiert er im Gegensatz zu anderen ionischen Celluloseethern in Wassermedien nicht. Beispielsweise reagiert Carboxymethylcellulose mit Schwermetallionen und fällt in der Lösung aus. Allgemeine Salze wie Chlorid, Bromid, Phosphat, Nitrat usw. fallen nicht aus, wenn sie der wässrigen Lösung zugesetzt werden. Die Zugabe von Salz hat jedoch einen gewissen Einfluss auf die Flockungstemperatur seiner wässrigen Lösung. Wenn die Salzkonzentration steigt, sinkt die Geltemperatur. Wenn die Salzkonzentration unter dem Flockungspunkt liegt, steigt die Viskosität der Lösung tendenziell an. Daher wird eine bestimmte Menge Salz hinzugefügt. Bei der Anwendung kann eine Verdickungswirkung wirtschaftlicher erzielt werden. Daher ist es in manchen Anwendungen besser, eine Mischung aus Celluloseether und Salz zu verwenden als eine höher konzentrierte Etherlösung, um den Verdickungseffekt zu erzielen.

(4) Säure- und Alkalibeständigkeit von Hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcellulose ist im Allgemeinen stabil gegenüber Säuren und Laugen und wird im pH-Bereich von 2 bis 12 nicht beeinträchtigt. Es kann einer bestimmten Menge leichter Säuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure, Phosphorsäure, Borsäure usw. standhalten. Konzentrierte Säure hat jedoch die Wirkung, die Viskosität zu verringern. Laugen wie Natronlauge, Kalilauge und Kalkwasser haben keinen Einfluss darauf, können jedoch die Viskosität der Lösung leicht erhöhen und dann langsam verringern.

(5) Kompatibilität von Hydroxypropylmethylcellulose Hydroxypropylmethylcelluloselösung kann mit wasserlöslichen Polymerverbindungen gemischt werden, um eine gleichmäßige und transparente Lösung mit höherer Viskosität zu bilden. Zu diesen Polymerverbindungen gehören Polyethylenglykol, Polyvinylacetat, Polysilikon, Polymethylvinylsiloxan, Hydroxyethylcellulose und Methylcellulose. Auch natürliche hochmolekulare Verbindungen wie Gummi arabicum, Johannisbrotkernmehl, Karaya-Gummi usw. sind mit ihrer Lösung gut verträglich. Hydroxypropylmethylcellulose kann auch mit Mannitolester oder Sorbitolester von Stearinsäure oder Palmitinsäure gemischt werden und kann auch mit Glycerin, Sorbitol und Mannitol gemischt werden, und diese Verbindungen können als Hydroxypropylmethylcellulose-Weichmacher für Cellulose verwendet werden.

(6) Unlösliche wasserlösliche Celluloseether der Hydroxypropylmethylcellulose können eine Oberflächenvernetzung mit Aldehyden durchführen, so dass diese wasserlöslichen Ether in der Lösung ausfallen und in Wasser unlöslich werden. Zu den Aldehyden, die Hydroxypropylmethylcellulose unlöslich machen, gehören Formaldehyd, Glyoxal, Bernsteinaldehyd, Adipaldehyd usw. Bei der Verwendung von Formaldehyd sollte besonderes Augenmerk auf den pH-Wert der Lösung gelegt werden, unter denen Glyoxal schneller reagiert, weshalb Glyoxal üblicherweise als Vernetzungsmittel verwendet wird Agent in der industriellen Produktion. Die Menge dieser Art von Vernetzungsmittel in der Lösung beträgt 0,2 % bis 10 % der Ethermasse, vorzugsweise 7 % bis 10 %, beispielsweise sind 3,3 % bis 6 % Glyoxal am besten geeignet. Im Allgemeinen beträgt die Behandlungstemperatur 0 bis 30 °C und die Zeit 1 bis 120 Minuten. Die Vernetzungsreaktion muss unter sauren Bedingungen durchgeführt werden. Im Allgemeinen wird der Lösung zunächst eine anorganische starke Säure oder eine organische Carbonsäure zugesetzt, um den pH-Wert der Lösung auf etwa 2 bis 6, vorzugsweise zwischen 4 und 6, einzustellen, und dann werden Aldehyde hinzugefügt, um die Vernetzungsreaktion durchzuführen. Die verwendete Säure ist Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Hydroxyessigsäure, Bernsteinsäure oder Zitronensäure usw., wobei Ameisensäure oder Essigsäure empfehlenswert ist und Ameisensäure optimal ist. Die Säure und der Aldehyd können auch gleichzeitig zugegeben werden, damit die Lösung innerhalb des gewünschten pH-Bereichs eine Vernetzungsreaktion eingehen kann. Diese Reaktion wird häufig im Endbehandlungsprozess bei der Herstellung von Celluloseethern eingesetzt. Nachdem der Celluloseether unlöslich ist, kann er bequem verwendet werden

20~25℃ Wasser zum Waschen und Reinigen. Wenn das Produkt verwendet wird, können der Produktlösung alkalische Substanzen zugesetzt werden, um den pH-Wert der Lösung alkalisch einzustellen, und das Produkt löst sich schnell in der Lösung auf. Dieses Verfahren ist auch auf die Behandlung des Films anwendbar, nachdem die Celluloseetherlösung zu einem Film verarbeitet wurde, um ihn zu einem unlöslichen Film zu machen.

(7) Enzymbeständigkeit von Hydroxypropylmethylcellulose Theoretisch sind Cellulosederivate, wie z. B. eine fest gebundene Substituentengruppe an jeder Anhydroglucosegruppe, nicht anfällig für mikrobielle Erosion, aber tatsächlich ist dies der Fall, wenn der Substitutionswert des Endprodukts 1 überschreitet werden auch durch Enzyme abgebaut, was bedeutet, dass der Substitutionsgrad jeder Gruppe in der Cellulosekette nicht einheitlich genug ist und Mikroorganismen an den unsubstituierten Gruppen erodieren können Anhydroglucose-Gruppe. Zucker werden als Nährstoffe für Mikroorganismen gebildet und aufgenommen. Wenn daher der Grad der Veretherungssubstitution von Cellulose zunimmt, erhöht sich auch die Beständigkeit von Celluloseether gegenüber enzymatischer Erosion. Berichten zufolge beträgt die Restviskosität von Hydroxypropylmethylcellulose (DS=1,9) unter kontrollierten Bedingungen 13,2 %, die Restviskosität von Hydroxypropylmethylcellulose (DS=1,83) beträgt 7,3 %, von Methylcellulose (DS=1,66) beträgt 3,8 %. und Hydroxyethylcellulose beträgt 1,7 %. Es ist ersichtlich, dass Hydroxypropylmethylcellulose eine starke Anti-Enzym-Fähigkeit besitzt. Daher wird die hervorragende Enzymbeständigkeit von Hydroxypropylmethylcellulose in Kombination mit ihren guten Dispergierbarkeits-, Verdickungs- und Filmbildungseigenschaften in Wasseremulsionsbeschichtungen usw. genutzt und erfordert im Allgemeinen keinen Zusatz von Konservierungsmitteln. Für eine langfristige Lagerung der Lösung oder eine mögliche Kontamination von außen können jedoch vorsorglich Konservierungsmittel zugesetzt werden, wobei die Auswahl entsprechend den endgültigen Anforderungen an die Lösung erfolgen kann. Phenylquecksilberacetat und Manganfluorsilikat sind wirksame Konservierungsmittel, weisen jedoch alle Toxizität auf. Bei der Operation muss darauf geachtet werden. Im Allgemeinen können der Lösung pro Liter der Dosierung 1–5 mg Phenylquecksilberacetat zugesetzt werden.

(8) Leistung des Hydroxypropylmethylcellulosefilms Hydroxypropylmethylcellulose hat ausgezeichnete filmbildende Eigenschaften. Seine wässrige Lösung oder organische Lösungsmittellösung wird auf eine Glasplatte aufgetragen und wird nach dem Trocknen frei. Farbiger, transparenter und robuster Film. Es weist eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit auf und bleibt auch bei hohen Temperaturen fest. Durch die Zugabe eines hygroskopischen Weichmachers kann dessen Dehnung und Flexibilität erhöht werden. Zur Verbesserung der Flexibilität sind Weichmacher wie Glycerin und Sorbit am besten geeignet. Im Allgemeinen beträgt die Lösungskonzentration 2 bis 3 % und die Weichmachermenge 10 bis 20 % Celluloseether. Wenn der Weichmachergehalt zu hoch ist, kommt es bei hoher Luftfeuchtigkeit zu einer kolloidalen Dehydratisierungsschrumpfung. Die Zugfestigkeit der Folie mit Weichmacherzusatz ist viel größer als die ohne Weichmacher und nimmt mit zunehmender Zusatzmenge zu. Auch die Hygroskopizität der Folie nimmt mit zunehmender Weichmachermenge zu.