خصائص هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز

هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز HPMC هو نوع من الأثير المختلط السليلوز غير الأيوني. على عكس الأثير الأيوني كربوكسي ميثيل السليلوز المختلط، فإنه لا يتفاعل مع المعادن الثقيلة. نظرًا لاختلاف نسب محتوى الميثوكسيل ومحتوى الهيدروكسي بروبيل في هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز واختلاف اللزوجة، هناك العديد من الأصناف ذات الخصائص المختلفة، على سبيل المثال، محتوى الميثوكسيل العالي ومحتوى الهيدروكسي بروبيل المنخفض، وأدائه قريب من أداء ميثيل السليلوز، في حين أن أداء المنخفض محتوى الميثوكسيل ومحتوى الهيدروكسي بروبيل العالي قريب من محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز. ومع ذلك، في كل صنف، على الرغم من احتواء كمية صغيرة فقط من مجموعة الهيدروكسي بروبيل أو كمية صغيرة من مجموعة الميثوكسيل، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في الذوبان في المذيبات العضوية أو درجة حرارة التلبد في المحاليل المائية.

(1) خصائص ذوبان هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز

①قابلية ذوبان هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز في الماء هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز هو في الواقع نوع من ميثيل السليلوز المعدل بواسطة أكسيد البروبيلين (ميثوكسي بروبيلين)، لذلك لا يزال يتمتع بنفس خصائص ميثيل السليلوز. السليلوز له خصائص مماثلة للذوبان في الماء البارد وعدم قابلية الذوبان في الماء الساخن. ومع ذلك، نظرًا لمجموعة الهيدروكسي بروبيل المعدلة، فإن درجة حرارة الجيل في الماء الساخن أعلى بكثير من درجة حرارة ميثيل السليلوز. على سبيل المثال، لزوجة المحلول المائي هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع 2% درجة استبدال محتوى ميثوكسي DS=0.73 ومحتوى هيدروكسي بروبيل MS=0.46 تبلغ 500 ميللي باسكال في الثانية عند 20 درجة مئوية، ودرجة حرارة هلامها يمكن أن تصل إلى ما يقرب من 100 درجة مئوية، بينما ميثيل السليلوز عند نفس درجة الحرارة حوالي 55 درجة مئوية فقط. أما بالنسبة للذوبان في الماء، فقد تم تحسينها بشكل كبير. على سبيل المثال، يمكن شراء هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز المسحوق (الشكل الحبيبي 0.2 ~ 0.5 مم عند 20 درجة مئوية مع لزوجة محلول مائي 4٪ تبلغ 2 باسكال) عند درجة حرارة الغرفة، وهو قابل للذوبان بسهولة في الماء دون تبريد.

②قابلية ذوبان هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز في المذيبات العضوية إن ذوبان هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز في المذيبات العضوية أفضل أيضًا من ذوبان ميثيل سلولوز. بالنسبة للمنتجات التي تزيد عن 2.1، فإن هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز عالي اللزوجة المحتوي على هيدروكسي بروبيل MS = 1.5 ~ 1.8 وميثوكسي DS = 0.2 ~ 1.0، مع درجة إحلال إجمالية أعلى من 1.8، قابل للذوبان في محاليل الميثانول والإيثانول اللامائية المتوسطة، واللدن بالحرارة وقابل للذوبان في الماء. . كما أنه قابل للذوبان في الهيدروكربونات المكلورة مثل كلوريد الميثيلين والكلوروفورم، والمذيبات العضوية مثل الأسيتون والأيزوبروبانول وكحول ثنائي الأسيتون. ذوبانه في المذيبات العضوية أفضل من ذوبانه في الماء.

(2) العوامل التي تؤثر على لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز تحديد اللزوجة القياسي لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز هو نفس إيثرات السليلوز الأخرى، ويتم قياسه عند 20 درجة مئوية بمحلول مائي 2٪ كمعيار. تزداد لزوجة نفس المنتج مع زيادة التركيز. بالنسبة للمنتجات ذات الأوزان الجزيئية المختلفة وبنفس التركيز، فإن المنتج ذو الوزن الجزيئي الأكبر يكون له لزوجة أعلى. علاقته مع درجة الحرارة تشبه علاقة ميثيل السليلوز. عندما ترتفع درجة الحرارة، تبدأ اللزوجة في الانخفاض، ولكن عندما تصل إلى درجة حرارة معينة،

ترتفع اللزوجة فجأة ويحدث الهلام. درجة حرارة هلام المنتجات منخفضة اللزوجة أعلى. مرتفع. لا تتعلق نقطة هلامها بلزوجة الأثير فحسب، بل تتعلق أيضًا بنسبة تكوين مجموعة الميثوكسيل ومجموعة الهيدروكسي بروبيل في الأثير وحجم درجة الإحلال الإجمالية. تجدر الإشارة إلى أن الهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز هو أيضاً لدن كاذب، ومحلوله ثابت في درجة حرارة الغرفة دون أي تدهور في اللزوجة باستثناء احتمال التحلل الأنزيمي.

(3) تحمل الهيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز للملوحة بما أن هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز هو إيثر غير أيوني، فإنه لا يتأين في الوسط المائي، على عكس إيثرات السليلوز الأيونية الأخرى، على سبيل المثال، يتفاعل كربوكسي ميثيل السليلوز مع أيونات المعادن الثقيلة ويترسب في المحلول. لن تترسب الأملاح العامة مثل الكلوريد والبروميد والفوسفات والنترات وغيرها عند إضافتها إلى محلولها المائي. ومع ذلك، فإن إضافة الملح له بعض التأثير على درجة حرارة تلبد المحلول المائي. عندما يزيد تركيز الملح، تنخفض درجة حرارة هلام. عندما يكون تركيز الملح أقل من نقطة التلبد، تميل لزوجة المحلول إلى الزيادة. لذلك، يتم إضافة كمية معينة من الملح. ، في التطبيق، يمكن أن يحقق تأثير سماكة أكثر اقتصادا. ولذلك، في بعض التطبيقات، من الأفضل استخدام خليط من إيثر السليلوز والملح بدلاً من تركيز أعلى من محلول الأثير لتحقيق تأثير سماكة.

(4) حمض هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز ومقاومة القلويات هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز مستقر بشكل عام للأحماض والقلويات، ولا يتأثر في نطاق الرقم الهيدروجيني 2 ~ 12. يمكنه تحمل كمية معينة من الأحماض الخفيفة، مثل حمض الفورميك، وحمض الأسيتيك، وحمض الستريك، وحمض السكسينيك، وحمض الفوسفوريك، وحمض البوريك، وما إلى ذلك. لكن الحمض المركز له تأثير تقليل اللزوجة. القلويات مثل الصودا الكاوية والبوتاس الكاوية وماء الجير ليس لها أي تأثير عليها، لكنها يمكن أن تزيد لزوجة المحلول قليلاً، ثم تقللها ببطء.

(5) قابلية امتزاج هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز يمكن خلط محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز مع مركبات بوليمر قابلة للذوبان في الماء ليصبح محلول موحد وشفاف ذو لزوجة أعلى. تشتمل مركبات البوليمر هذه على البولي إيثيلين جلايكول، وأسيتات البولي فينيل، والبولي سيليكون، والبولي ميثيل فينيل سيلوكسان، وهيدروكسي إيثيل السليلوز، وميثيل السليلوز. المركبات الطبيعية عالية الجزيئية مثل الصمغ العربي، صمغ الجراد، صمغ الكارايا، وما إلى ذلك تتمتع أيضًا بتوافق جيد مع محلولها. يمكن أيضًا خلط هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع استر مانيتول أو استر سوربيتول حامض دهني أو حمض البالمتيك، ويمكن أيضًا خلطه مع الجلسرين والسوربيتول والمانيتول، ويمكن استخدام هذه المركبات كملدّنات هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز للسليلوز.

(6) يمكن ربط إثيرات السليلوز غير القابلة للذوبان في الماء من هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز مع الألدهيدات على السطح، بحيث تترسب هذه الإيثرات القابلة للذوبان في الماء في المحلول وتصبح غير قابلة للذوبان في الماء. الألدهيدات التي تجعل هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز غير قابل للذوبان تشمل الفورمالديهايد، الجليوكسال، ألدهيد السكسينيك، الأديبالدهيد، إلخ. عند استخدام الفورمالديهايد، يجب إيلاء اهتمام خاص لقيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول، ومن بينها يتفاعل الجليوكسال بشكل أسرع، لذلك يستخدم الجليوكسال بشكل شائع كربط متشابك وكيل في الإنتاج الصناعي. تبلغ كمية هذا النوع من عوامل الارتباط المتقاطع في المحلول 0.2%~10% من كتلة الأثير، ويفضل 7%~10%، على سبيل المثال، 3.3%~6% جليوكسال هو الأكثر ملاءمة. عموما العلاج

درجة الحرارة 0 ~ 30 درجة مئوية، والوقت هو 1 ~ 120 دقيقة. يجب إجراء تفاعل الارتباط المتقاطع في ظل الظروف الحمضية. بشكل عام، تتم إضافة المحلول أولاً مع حمض قوي غير عضوي أو حمض كربوكسيلي عضوي لضبط الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى حوالي 2~6، ويفضل بين 4~6، ثم إضافة الألدهيدات لإجراء تفاعل الارتباط المتبادل. يحتوي الحمض المستخدم على حمض الهيدروكلوريك، حمض الكبريتيك، حمض الفوسفوريك، حمض الفورميك، حمض الأسيتيك، حمض الهيدروكسي أسيتيك، حمض السكسينيك أو حمض الستريك وما إلى ذلك، حيث يكون من المستحسن استخدام حمض الفورميك أو حمض الأسيتيك، ويكون حمض الفورميك هو الأمثل. يمكن أيضًا إضافة الحمض والألدهيد في وقت واحد للسماح للمحلول بالخضوع لتفاعل ربط متقاطع ضمن نطاق الرقم الهيدروجيني المطلوب. غالبًا ما يستخدم هذا التفاعل في عملية المعالجة النهائية في عملية تحضير إثيرات السليلوز. بعد أن يصبح إيثر السليلوز غير قابل للذوبان، يكون مناسبًا للاستخدام

ماء بدرجة حرارة 20 إلى 25 درجة مئوية للغسيل والتنقية. عندما يكون المنتج قيد الاستخدام، يمكن إضافة مواد قلوية إلى محلول المنتج لضبط الرقم الهيدروجيني للمحلول ليكون قلويًا، وسوف يذوب المنتج في المحلول بسرعة. تنطبق هذه الطريقة أيضًا على معالجة الفيلم بعد تحويل محلول إيثر السليلوز إلى فيلم لجعله فيلمًا غير قابل للذوبان.

(7) مقاومة إنزيم هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز هي مشتقات السليلوز نظريًا، مثل كل مجموعة أنهيدروغلوكوز، إذا كانت هناك مجموعة بديلة مرتبطة بقوة، فليس من السهل الإصابة بالكائنات الحية الدقيقة، ولكن في الواقع المنتج النهائي عندما تتجاوز قيمة الاستبدال 1، سوف تتحلل أيضًا بواسطة الإنزيمات، مما يعني أن درجة استبدال كل مجموعة في سلسلة السليلوز ليست موحدة بما فيه الكفاية، والكائنات الحية الدقيقة يمكن أن يؤدي إلى تآكل مجموعة الأنهيدروجلوكوز غير المستبدلة لتكوين السكريات، كمواد مغذية تمتصها الكائنات الحية الدقيقة. ولذلك، إذا زادت درجة استبدال السليلوز الأثير، فإن مقاومة التآكل الأنزيمي لإيثر السليلوز ستزداد أيضًا. وفقًا للتقارير، في ظل ظروف خاضعة للرقابة، فإن نتائج التحلل المائي للإنزيمات، تبلغ اللزوجة المتبقية لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (DS = 1.9) 13.2٪، وميثيل سلولوز (DS = 1.83) 7.3٪، وميثيل سلولوز (DS = 1.66) 3.8٪، وهيدروكسي إيثيل السليلوز 1.7%. يمكن ملاحظة أن هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز لديه قدرة قوية مضادة للإنزيم. لذلك، يتم استخدام المقاومة الإنزيمية الممتازة لهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز، جنبًا إلى جنب مع خصائص التشتت الجيدة والسماكة وتشكيل الفيلم، في طلاءات مستحلب الماء، وما إلى ذلك، ولا تحتاج عمومًا إلى إضافة مواد حافظة. ومع ذلك، بالنسبة للتخزين طويل الأمد للمحلول أو احتمال تلوثه من الخارج، يمكن إضافة مواد حافظة كإجراء وقائي، ويمكن تحديد الاختيار وفقًا للمتطلبات النهائية للمحلول. تعتبر أسيتات فينيل الزئبق وفلوروسيليكات المنغنيز من المواد الحافظة الفعالة، ولكن جميعها لها سمية، يجب الانتباه إلى العملية. بشكل عام، يمكن إضافة 1 إلى 5 ملغ من خلات فينيل الزئبق إلى المحلول لكل لتر من الجرعة.

(8) أداء فيلم هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز يتمتع هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بخصائص ممتازة لتشكيل الفيلم. يتم طلاء محلوله المائي أو محلول المذيب العضوي على لوح زجاجي، ويصبح عديم اللون وشفاف بعد التجفيف. وفيلم صعب. يتمتع بمقاومة جيدة للرطوبة ويبقى صلبًا عند درجات الحرارة المرتفعة. إذا تمت إضافة الملدنات الاسترطابية، فيمكن تعزيز استطالتها ومرونتها. فيما يتعلق بتحسين المرونة، فإن الملدنات مثل الجلسرين والسوربيتول هي الأكثر ملاءمة. بشكل عام، تركيز المحلول هو 2%~3%، وكمية الملدنات هي 10%~20% من إيثر السليلوز. إذا كان محتوى الملدنات مرتفعًا جدًا، فسوف يحدث انكماش الجفاف الغروي عند الرطوبة العالية. قوة الشد للفيلم مع

الملدن المضاف أكبر بكثير من الملدن المضاف بدون ملدن، ويزداد مع زيادة الكمية المضافة. أما استرطابية الفيلم فهي تزداد أيضًا مع زيادة كمية الملدنات.