ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、非イオン性セルロース混合エーテルの一種です。イオン性メチルカルボキシメチルセルロース混合エーテルとは異なり、重金属と反応しません。ヒドロキシプロピルメチルセルロースのメトキシル含量とヒドロキシプロピル含量の比率や粘度の違いにより、メトキシル含量が高くヒドロキシプロピル含量が低いなど、異なる性質を持った品種が多数存在します。その性能はメチルセルロースに近く、メチルセルロースの性能は低いです。メトキシル含量および高いヒドロキシプロピル含量は、ヒドロキシプロピルメチルセルロースのそれに近い。しかし、それぞれの品種において、ヒドロキシプロピル基やメトキシル基の含有量は少ないものの、有機溶媒への溶解度や水溶液での凝集温度には大きな差がある。
(1) ヒドロキシプロピルメチルセルロースの溶解特性
①ヒドロキシプロピルメチルセルロースの水への溶解度 ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、実はメチルセルロースの一種で、プロピレンオキシド（メトキシプロピレン）で変性されたものなので、メチルセルロースと同じ性質を持っています。 セルロースは、冷水に溶ける、熱水に溶けないという同様の性質を持っています。ただし、ヒドロキシプロピル基が修飾されているため、熱水中でのゲル化温度はメチルセルロースよりもはるかに高くなります。例えば、メトキシ含有置換度2% DS=0.73、ヒドロキシプロピル含有量MS=0.46のヒドロキシプロピルメチルセルロース水溶液の粘度は20℃で500mpa・sであり、そのゲル温度は100℃近くに達することもありますが、同じ温度でのメチルセルロースはわずか約55℃です。水への溶解性も大幅に向上しました。例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロースの粉砕品（２０℃で粒状０．２～０．５ｍｍ、４％水溶液粘度２ｐａ・ｓ）は、室温で冷却しなくても容易に水に溶ける。
②ヒドロキシプロピルメチルセルロースの有機溶媒への溶解性 ヒドロキシプロピルメチルセルロースの有機溶媒への溶解性もメチルセルロースに比べて優れています。 2.1 を超える製品の場合、ヒドロキシプロピル MS=1.5 ～ 1.8 およびメトキシ DS=0.2 ～ 1.0 を含み、総置換度が 1.8 を超える高粘度ヒドロキシプロピル メチルセルロースは、無水メタノールおよびエタノール溶液に可溶です。媒体、熱可塑性および水溶性です。 。塩化メチレンやクロロホルムなどの塩素化炭化水素や、アセトン、イソプロパノール、ジアセトンアルコールなどの有機溶媒にも可溶です。有機溶媒への溶解性は水への溶解性よりも優れています。
(2) ヒドロキシプロピルメチルセルロースの粘度に影響を与える要因 ヒドロキシプロピルメチルセルロースの標準粘度の測定方法は、他のセルロースエーテルと同様、2%水溶液を標準として20℃で測定した値です。同じ製品でも濃度が増加すると粘度は増加します。同じ濃度で分子量が異なる製品の場合、分子量が大きい製品の粘度は高くなります。温度との関係はメチルセルロースの関係と同様です。温度が上がると粘度は下がり始めますが、ある温度に達すると急激に粘度が上昇してゲル化します。低粘度品のゲル温度は高くなります。高いです。ゲル化点はエーテルの粘度だけでなく、エーテル中のメトキシル基とヒドロキシプロピル基の組成比や総置換度の大小にも関係します。ヒドロキシプロピルメチルセルロースも擬似塑性であり、その溶液は酵素分解の可能性を除いて粘度の低下がなく室温で安定であることに注意する必要があります。
(3) ヒドロキシプロピル メチルセルロースの耐塩性 ヒドロキシプロピル メチルセルロースは非イオン性エーテルであるため、他のイオン性セルロース エーテルとは異なり、水媒体中でイオン化しません。たとえば、カルボキシメチル セルロースは重金属イオンと反応して溶液中に析出します。塩化物、臭化物、リン酸塩、硝酸塩などの一般的な塩は、水溶液に加えても沈殿しません。ただし、塩の添加は、その水溶液の凝集温度にある程度の影響を与えます。塩濃度が増加すると、ゲルの温度は低下します。塩濃度が凝集点を下回ると、溶液の粘度が増加する傾向があります。したがって、一定量の塩が添加されます。 、アプリケーションでは、より経済的に増粘効果を達成できます。したがって、用途によっては、増粘効果を得るには、高濃度のエーテル溶液を使用するよりも、セルロースエーテルと塩の混合物を使用する方が良い場合があります。
(4) ヒドロキシプロピルメチルセルロース酸、耐アルカリ性 ヒドロキシプロピルメチルセルロースは一般に酸、アルカリに対して安定であり、pH2～12の範囲では影響を受けません。ギ酸、酢酸、クエン酸、コハク酸、リン酸、ホウ酸などの一定量の軽酸には耐えられますが、濃酸には粘度を下げる効果があります。苛性ソーダ、苛性カリ、石灰水などのアルカリは影響を与えませんが、溶液の粘度をわずかに上昇させ、その後徐々に粘度を低下させる可能性があります。
（５）ヒドロキシプロピルメチルセルロースの相溶性 ヒドロキシプロピルメチルセルロース溶液は、水溶性高分子化合物と混合することにより、より粘度の高い均一で透明な溶液を形成することができる。これらの高分子化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリ酢酸ビニル、ポリシリコーン、ポリメチルビニルシロキサン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどが挙げられる。アラビアガム、ローカストビーンガム、カラヤガムなどの天然高分子化合物も溶液との相溶性が良好です。ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、ステアリン酸またはパルミチン酸のマンニトールエステルまたはソルビトールエステルと混合することもでき、またグリセリン、ソルビトールおよびマンニトールと混合することもでき、これらの化合物はヒドロキシプロピルメチルセルロースセルロースの可塑剤として使用することができる。
（６）ヒドロキシプロピルメチルセルロースの不溶性水溶性セルロースエーテルは、アルデヒドと表面架橋することができるため、溶液中で沈殿し、水に不溶となる。ヒドロキシプロピルメチルセルロースを不溶にするアルデヒドには、ホルムアルデヒド、グリオキサール、コハク酸アルデヒド、アジプアルデヒドなどが含まれます。ホルムアルデヒドを使用する場合、溶液のpH値に特別な注意を払う必要がありますが、その中でグリオキサールはより速く反応するため、グリオキサールは架橋剤として一般的に使用されます。工業生産の代理店。溶液中のこの種の架橋剤の量は、エーテルの質量の０．２％〜１０％、好ましくは７％〜１０％であり、例えばグリオキサールの３．３％〜６％が最適である。一般的に処理温度は0~30℃、処理時間は1~120分です。架橋反応は酸性条件下で行う必要があります。一般に、まず溶液に無機強酸または有機カルボン酸を加えて溶液のpHを約2〜6、好ましくは4〜6に調整し、次にアルデヒドを加えて架橋反応を実行する。使用する酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸、コハク酸、クエン酸等が挙げられるが、ギ酸または酢酸が好ましく、ギ酸が最適である。酸とアルデヒドを同時に添加して、溶液を所望のｐＨ範囲内で架橋反応させることもできる。この反応はセルロースエーテルの製造工程における最終処理工程でよく用いられます。セルロースエーテルが不溶になった後、使用すると便利です
洗浄・浄化用の水は20〜25℃です。製品の使用時に、製品の溶液にアルカリ性物質を添加して溶液のpHをアルカリ性に調整すると、製品は溶液に速やかに溶解します。この方法は、セルロースエーテル溶液を製膜して不溶性フィルムとした後のフィルムの処理にも適用できる。
(7) ヒドロキシプロピルメチルセルロースの酵素耐性 各アンヒドログルコース基に強固に結合した置換基などのセルロース誘導体は、理論上は微生物による侵食を受けにくいとされていますが、実際には、最終製品の置換価が 1 を超えると、微生物による侵食を受けやすくなります。酵素によっても分解されます。これは、セルロース鎖上の各基の置換度が十分に均一ではなく、微生物によって侵食される可能性があることを意味します。非置換アンヒドログルコース基について。糖は微生物の栄養として形成され、吸収されます。したがって、セルロースのエーテル化置換度が増加すると、セルロースエーテルの酵素侵食に対する耐性も増加します。報告によると、制御された条件下での酵素の加水分解結果、ヒドロキシプロピルメチルセルロース (DS=1.9) の残留粘度は 13.2%、メチルセルロース (DS=1.83) は 7.3%、メチルセルロース (DS=1.66) は 3.8%、ヒドロキシエチルセルロースは1.7%です。ヒドロキシプロピルメチルセルロースには強力な抗酵素能力があることがわかります。したがって、ヒドロキシプロピルメチルセルロースの優れた酵素耐性と、その良好な分散性、増粘性、およびフィルム形成特性とを組み合わせて、水性エマルション塗料などに使用され、一般に防腐剤を添加する必要がありません。ただし、溶液の長期保存や外部からの汚染の可能性がある場合には、予防措置として防腐剤を添加することができ、溶液の最終要件に応じて選択を決定できます。酢酸フェニル水銀やケイフッ化マンガンは防腐剤として有効ですが、いずれも毒性があるため作業には注意が必要です。一般に、投与量1リットルあたり1〜5mgの酢酸フェニル水銀を溶液に添加できます。
(8) ヒドロキシプロピルメチルセルロースフィルムの性能 ヒドロキシプロピルメチルセルロースは、フィルム形成性に優れています。その水溶液または有機溶媒溶液をガラス板上に塗布し、乾燥させるとフリーになります。色、透明、強靭なフィルムです。耐湿性に優れ、高温でも固体のままです。吸湿性可塑剤を添加すると伸びや柔軟性を高めることができます。柔軟性向上の観点からは、グリセリン、ソルビトール等の可塑剤が最適である。一般に、溶液濃度はセルロースエーテルの2%〜3%、可塑剤の量は10%〜20%です。可塑剤の含有量が多すぎると、高湿度下でコロイド状の脱水収縮が発生します。可塑剤を添加したフィルムの引張強度は、可塑剤を添加しないフィルムに比べて非常に大きく、添加量の増加とともに増加します。フィルムの吸湿性も可塑剤の量が増えると増加します。
投稿日時: 2022 年 12 月 20 日