Sifat hidroksipropil metilselulosa

Hidroksipropil metilselulosa adalah sejenis eter campuran selulosa non-ionik. Tidak seperti eter campuran metil karboksimetil selulosa ionik, ia tidak bereaksi dengan logam berat. Karena perbedaan rasio kandungan metoksil dan kandungan hidroksipropil dalam hidroksipropil metilselulosa dan viskositas yang berbeda, terdapat banyak varietas dengan sifat yang berbeda, misalnya kandungan metoksil tinggi dan kandungan hidroksipropil rendah. Kinerjanya mendekati metil selulosa, sedangkan rendah kandungan metoksil dan kandungan hidroksipropil yang tinggi mendekati hidroksipropil metil selulosa. Namun, dalam setiap varietas, meskipun hanya mengandung sedikit gugus hidroksipropil atau sejumlah kecil gugus metoksil, terdapat perbedaan besar dalam kelarutan dalam pelarut organik atau suhu flokulasi dalam larutan air.

(1) Sifat kelarutan hidroksipropil metilselulosa
①Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam air Hidroksipropil metilselulosa sebenarnya merupakan sejenis metilselulosa yang dimodifikasi oleh propilen oksida (metoksipropilena), sehingga masih memiliki sifat yang sama dengan metil selulosa. Selulosa memiliki karakteristik yang mirip yaitu kelarutan dalam air dingin dan ketidaklarutan dalam air panas. Namun, karena gugus hidroksipropil yang dimodifikasi, suhu gelasinya dalam air panas jauh lebih tinggi dibandingkan suhu gelasi metil selulosa. Misalnya, viskositas larutan berair hidroksipropil metilselulosa dengan derajat substitusi kandungan metoksi 2% DS=0,73 dan kandungan hidroksipropil MS=0,46 adalah 500 mpa·s pada 20°C, dan suhu gelnya dapat mencapai mendekati 100°C, sedangkan metil selulosa pada suhu yang sama hanya sekitar 55°C. Adapun kelarutannya dalam air juga telah meningkat pesat. Misalnya, hidroksipropil metilselulosa yang dihaluskan (bentuk butiran 0,2~0,5 mm pada 20°C dengan viskositas larutan berair 4% 2pa•s dapat dibeli pada suhu kamar, mudah larut dalam air tanpa pendinginan.

②Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam pelarut organik Kelarutan hidroksipropil metilselulosa dalam pelarut organik juga lebih baik dibandingkan dengan metilselulosa. Untuk produk di atas 2,1, hidroksipropil metilselulosa dengan viskositas tinggi yang mengandung hidroksipropil MS=1,5~1,8 dan metoksi DS=0,2~1,0, dengan derajat substitusi total di atas 1,8, larut dalam larutan metanol dan etanol anhidrat. Sedang, dan termoplastik dan larut dalam air . Ia juga larut dalam hidrokarbon terklorinasi seperti metilen klorida dan kloroform, dan pelarut organik seperti aseton, isopropanol dan diaseton alkohol. Kelarutannya dalam pelarut organik lebih baik dibandingkan kelarutannya dalam air.

(2) Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas hidroksipropil metilselulosa Penentuan viskositas standar hidroksipropil metilselulosa sama dengan eter selulosa lainnya, dan diukur pada 20°C dengan larutan berair 2% sebagai standar. Viskositas produk yang sama meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi. Untuk produk dengan berat molekul berbeda pada konsentrasi yang sama, produk dengan berat molekul lebih besar memiliki viskositas lebih tinggi. Hubungannya dengan suhu mirip dengan metil selulosa. Ketika suhu naik, viskositas mulai menurun, tetapi ketika mencapai suhu tertentu, viskositas tiba-tiba naik dan terjadi gelasi. Suhu gel produk dengan viskositas rendah lebih tinggi. tinggi. Titik gelnya tidak hanya berkaitan dengan viskositas eter, tetapi juga berkaitan dengan perbandingan komposisi gugus metoksil dan gugus hidroksipropil dalam eter serta besarnya derajat substitusi total. Perlu dicatat bahwa hidroksipropil metilselulosa juga bersifat pseudoplastik, dan larutannya stabil pada suhu kamar tanpa penurunan viskositas kecuali kemungkinan degradasi enzimatik.

(3) Toleransi garam terhadap hidroksipropil metilselulosa Karena hidroksipropil metilselulosa adalah eter non-ionik, ia tidak terionisasi dalam media air, tidak seperti eter selulosa ionik lainnya. Misalnya, karboksimetil selulosa bereaksi dengan ion logam berat dan mengendap dalam larutan. Garam umum seperti klorida, bromida, fosfat, nitrat, dll. tidak akan mengendap bila ditambahkan ke larutan berairnya. Namun, penambahan garam mempunyai pengaruh terhadap suhu flokulasi larutan berairnya. Ketika konsentrasi garam meningkat, suhu gel menurun. Ketika konsentrasi garam berada di bawah titik flokulasi, viskositas larutan cenderung meningkat. Oleh karena itu, sejumlah garam ditambahkan. , dalam penerapannya, dapat mencapai efek pengentalan lebih ekonomis. Oleh karena itu, dalam beberapa aplikasi, lebih baik menggunakan campuran selulosa eter dan garam daripada larutan eter dengan konsentrasi lebih tinggi untuk mencapai efek pengental.

(4) Hidroksipropil metilselulosa tahan asam dan alkali Hidroksipropil metilselulosa umumnya stabil terhadap asam dan basa, dan tidak terpengaruh pada kisaran pH 2~12. Ia dapat menahan sejumlah asam ringan, seperti asam format, asam asetat, asam sitrat, asam suksinat, asam fosfat, asam borat, dll. Namun asam pekat memiliki efek mengurangi viskositas. Alkali seperti soda kaustik, kalium kaustik, dan air kapur tidak berpengaruh terhadapnya, tetapi dapat sedikit meningkatkan viskositas larutan, dan kemudian menurunkannya secara perlahan.

(5) Kompatibilitas hidroksipropil metilselulosa Larutan hidroksipropil metilselulosa dapat dicampur dengan senyawa polimer yang larut dalam air untuk membentuk larutan yang seragam dan transparan dengan viskositas lebih tinggi. Senyawa polimer tersebut antara lain polietilen glikol, polivinil asetat, polisilikon, polimetilvinilsiloksan, hidroksietil selulosa, dan metil selulosa. Senyawa alami bermolekul tinggi seperti gom arab, gom kacang belalang, gom karaya, dll juga memiliki kompatibilitas yang baik dengan larutannya. Hidroksipropil metilselulosa juga dapat dicampur dengan ester manitol atau ester sorbitol dari asam stearat atau asam palmitat, dan juga dapat dicampur dengan gliserin, sorbitol dan manitol, dan senyawa ini dapat digunakan sebagai Pemlastis hidroksipropil metilselulosa untuk selulosa.

(6) Eter selulosa hidroksipropil metilselulosa yang tidak larut dalam air dapat melakukan ikatan silang permukaan dengan aldehida, sehingga eter yang larut dalam air ini diendapkan dalam larutan dan menjadi tidak larut dalam air. Aldehida yang membuat hidroksipropil metilselulosa tidak larut antara lain formaldehida, glioksal, aldehida suksinat, adipaldehida, dll. Saat menggunakan formaldehida, perhatian khusus harus diberikan pada nilai pH larutan, di antaranya glioksal bereaksi lebih cepat, sehingga glioksal biasanya digunakan sebagai pengikat silang. agen dalam produksi industri. Jumlah zat pengikat silang semacam ini dalam larutan adalah 0,2%~10% massa eter, lebih disukai 7%~10%, misalnya, 3,3%~6% glioksal adalah yang paling cocok. Umumnya, suhu perawatan adalah 0~30℃, dan waktunya 1~120 menit. Reaksi ikatan silang perlu dilakukan dalam kondisi asam. Umumnya, larutan pertama-tama ditambahkan dengan asam kuat anorganik atau asam karboksilat organik untuk mengatur pH larutan menjadi sekitar 2~6, sebaiknya antara 4~6, dan kemudian menambahkan aldehida untuk melakukan reaksi ikatan silang. Asam yang digunakan mengandung asam klorida, asam sulfat, asam fosfat, asam format, asam asetat, asam hidroksiasetat, asam suksinat atau asam sitrat dll., dimana dengan asam format atau asam asetat disarankan, dan asam format optimal. Asam dan aldehida juga dapat ditambahkan secara bersamaan untuk memungkinkan larutan mengalami reaksi ikatan silang dalam kisaran pH yang diinginkan. Reaksi ini sering digunakan dalam proses pengolahan akhir dalam proses pembuatan selulosa eter. Setelah selulosa eter tidak larut, akan lebih mudah digunakan

20~25℃ air untuk mencuci dan memurnikan. Saat produk sedang digunakan, zat basa dapat ditambahkan ke dalam larutan produk untuk mengatur pH larutan menjadi basa, dan produk akan cepat larut dalam larutan. Metode ini juga dapat diterapkan pada perlakuan film setelah larutan selulosa eter dibuat menjadi film agar menjadi film yang tidak larut.

(7) Resistensi enzim hidroksipropil metilselulosa Secara teori, turunan selulosa, seperti gugus substituen yang terikat kuat pada setiap gugus anhidroglukosa, tidak rentan terhadap erosi mikroba, tetapi Faktanya, ketika nilai substitusi produk jadi melebihi 1, maka akan terjadi juga dapat terdegradasi oleh enzim, yang berarti derajat substitusi setiap gugus pada rantai selulosa tidak cukup seragam, dan mikroorganisme dapat terkikis pada gugus yang tidak tersubstitusi. kelompok anhidroglukosa. Gula dibentuk dan diserap sebagai nutrisi bagi mikroorganisme. Oleh karena itu, jika derajat substitusi eterifikasi selulosa meningkat maka ketahanan terhadap erosi enzimatik selulosa eter juga akan meningkat. Menurut laporan, dalam kondisi terkendali, hasil hidrolisis enzim, viskositas sisa hidroksipropil metilselulosa (DS=1,9) adalah 13,2%, metilselulosa (DS=1,83) adalah 7,3%, metilselulosa (DS=1,66) adalah 3,8%, dan hidroksietil selulosa sebesar 1,7%. Terlihat bahwa hidroksipropil metilselulosa memiliki kemampuan anti enzim yang kuat. Oleh karena itu, ketahanan enzim yang sangat baik dari hidroksipropil metilselulosa, dikombinasikan dengan sifat dispersibilitas, pengentalan dan pembentukan film yang baik, digunakan dalam pelapis emulsi air, dll., dan umumnya tidak perlu menambahkan bahan pengawet. Namun, untuk penyimpanan larutan dalam jangka panjang atau kemungkinan kontaminasi dari luar, bahan pengawet dapat ditambahkan sebagai tindakan pencegahan, dan pilihan dapat ditentukan sesuai dengan persyaratan akhir larutan. Phenylmercuric acetate dan mangan fluorosilicate adalah pengawet yang efektif, tetapi semuanya memiliki Toksisitas, perhatian harus diberikan pada pengoperasiannya. Umumnya, 1~5mg fenilmerkuri asetat dapat ditambahkan ke dalam larutan per liter dosis.

(8) Kinerja film hidroksipropil metilselulosa Hidroksipropil metilselulosa memiliki sifat pembentuk film yang sangat baik. Larutan berair atau larutan pelarut organiknya dilapisi pada pelat kaca, dan menjadi bebas setelah dikeringkan. Film berwarna, transparan dan keras. Ia memiliki ketahanan kelembaban yang baik dan tetap padat pada suhu tinggi. Jika pemlastis higroskopis ditambahkan, pemanjangan dan fleksibilitasnya dapat ditingkatkan. Dalam hal meningkatkan fleksibilitas, bahan pemlastis seperti gliserin dan sorbitol adalah yang paling cocok. Umumnya konsentrasi larutan adalah 2%~3%, dan jumlah pemlastis adalah 10%~20% selulosa eter. Jika kandungan plasticizer terlalu tinggi maka akan terjadi penyusutan dehidrasi koloid pada kelembaban tinggi. Kekuatan tarik film yang ditambahkan bahan pemlastis jauh lebih besar dibandingkan dengan film yang tidak diberi bahan pemlastis, dan kekuatan tariknya meningkat seiring bertambahnya jumlah yang ditambahkan. Adapun higroskopisitas film juga meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah pemlastis.