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    美國道化學Methocel纖維素醚產品介紹(5)-性質(粉末)
     
    更新時間:2017-10-17 13:36 作者:本站 來源:本站  瀏覽量:2159
     

    Methocel纖維素醚產品介紹(5)

    五、性質(粉末)

    1、各種粉末的性質

    (1)一般性質

    物理形狀:白色至灰白色,基本上無嗅,無味的粉末

    表觀密度(克/毫升):0.25~0.70

    變色溫度(Browning tenp):190~200℃

    碳化溫度:225~230℃

    比重:1.39

    每加侖重量(磅):11.6

    容積值(加侖/磅):0.087

    相對可燃性(在700℃爐中):90

    (2)抗微生物

    該產品具有高的抗微生物侵入的重要性質,較高取代的“J”牌號產品特別抗酶,在涂料和其他乳膠基涂料中可維持儲存期。含有Methocel纖維素醚的各種產品和溶液,可極大地提高安全性和抗微生物能力。

    Methocel甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素,兩者經腸道吸收之后都能完全被重新找到。這一事實已為許多實際應用所證實,它們對于廣泛的生化和酶體系是穩定的。

    纖維素由于用不同基團取代的改性,如烷基、羥烷基,從而增加抗微生物侵入的能力。發現水溶性纖維素衍生物的取代度(D、S)是一個主要因素,D、S高于1的產品才具有卓越的抗微生物侵入的能力。

    (3)吸濕性

    該產品最初裝入容器而被密封時,會吸收少量或不吸收大量濕氣,而一旦啟開容器,不管怎樣,它們文學創作空氣中吸濕。因此,當稱取“暴露”的Methocel產品時,總重量的一部分則為水。關于含濕的重量必須計算,以保證使用正確重量的Methocel產品去獲得所需的粘度。為了盡量減少吸濕,打開的容器必須再予嚴密密封。Methocel K牌號產品的吸濕速度稍微大于Methocel A和Methocel HB牌號產品。不管怎樣,在一個單一產品內,吸濕速度幾乎相同的、典型的吸濕見下圖:

    圖2Methocel產品25℃時的RH濕含量平衡

    2、水溶液的熱凝膠作用

    該產品在水溶液中間具有獨特的溶解性,這些產品被加熱到某一特定溫度以上就不溶于水,而可分散于水中,如果溫度被降低到這個溫度以下,則該產品又恢復溶解并使溶解性隨著溫度的降低而增加。

    每一種Methocel纖維素醚(A、E、F、J、K和HB牌號)的溶液,當其加熱時,各有其特定的熱凝膠溫度。這種熱溶解性與其它天然的和合成的膠相比較,對許多特殊用途是一種寶貴的性質。必須注意,Methocel纖維素醚只有被放入溶液后才能顯示出凝膠現象。

    這種特定的凝膠溫度由于脫水葡萄糖基所獲得的取代基團的性質和數量而受影響,因此,每一種Methocel纖維素醚產品亦隨著起變化。在“A”牌號的可用粘度范圍以內,低粘度產品的凝膠點基本上高于高粘度產品。關于其他的Methocel牌號的高、低粘度之間的范圍是比較狹窄的。所有的Methocel牌號產品,增加其濃度,則會造成凝膠溫度的降低。

    表8列出每個牌號的產品在百分之2水溶液的凝膠溫度。在其它濃度的溶液時,將保持類似的相對次序。

    表8各種Methocel纖維素醚產品(百分之2溶液)的凝膠點

    可用這樣的假定來解釋凝膠現象;當在溶解過程時,這種長的類似螺紋的高聚物分子與水分子層相連結,因而增加產品容積。這水分子的作用如潤滑油它有能力使長的纖維素醚鏈之間距離拉開,給予溶液具有易于傾倒的粘稠液體性質。如果溫度增高,則粘度開始降低,這樣或多或少解除了水分子增加的能力,而使水分子外層遭到破裂,當足以使依附的水分子從纖維素醚鏈驅出時,就失去了潤滑作用使鏈閉合,從而使溶液凝膠。

    如果溫度增高到超過熱凝膠點以上,則能驅出更多的水分子,在凝膠結構方面產生進一步的變化。這種凝膠現象在冷卻時可復元。典型的Methocel產品的溶液在溫度增高時的行為見下圖3:

    (1)攪動對凝膠結構的影響

    該產品水溶液在加熱時所產生的凝膠結構隨所用的Methocel牌號而異。如果采用緩慢升溫以制備一種需要的熱凝膠時,則得到一種堅固有彈性的凝膠,可使用Methocel A纖維素醚產品,如果需要獲得一種柔軟的,非橡膠狀的凝膠,可以采用Methocel F或E的產品,若是使用甲基纖維素,則其熱凝膠受到妨礙。Methocel K和Methocel J產品表示出它們對熱凝膠不夠敏感。

    攪動可影響凝膠的強度和表觀凝膠溫度。當凝膠時被連續強烈攪動時可破壞早期凝膠結構,以及改變最后凝膠的結構和強度,這種最后結構決定于所有這些因素。

    (2)濃度對凝膠的影響

    如果將Methocel纖維素醚溶液的溫度升高,則在凝膠之前,該溶液即發生模糊,并使粘度開始升高,據此,如果濃度過高,則該溶液變成一種柔軟或堅固的凝膠;如果濃度低于百分之0.5,則會形成一種特殊的凝膠顆粒的流體混合物和水,而不是一種堅固凝膠。

    圖3 Methocel A4M、Methocel K4M 百分之1水溶液的凝膠化作用

    通常Methocel的濃度增高,則降低凝膠溫度,如果Methocel A產品的濃度每增加百分之2,則凝膠溫度降低10℃,而Methocel F產品溶液的濃度每增加百分之2,其凝膠溫度僅降低4℃。

    如果將Methocel產品的凝膠溫度系列與一規定濃度相比較,可發現較高粘度的產品具有較低的凝膠點,這凝膠點雖有許多可變的因素而在實際組份的試驗下,通常是適用的。

    (3)添加劑對凝膠的影響

    添加劑可以或者增高或者降低凝膠溫度。一種添加劑的特殊濃度可以增高凝膠溫度;而另一種添加劑的相同濃度則可以降低凝膠溫度。凝膠溫度的降低是離子存在的一種作用,較高的離子電荷可較大的降低凝膠溫度。如果需要制備一種高凝膠溫度和擬用添加劑降低凝膠溫度,可使用凝膠溫度高于所需凝膠溫度的一種Methocel產品,若添加劑增加能引起達到凝膠的濃度,則熱凝膠溫度降低。

    代表性添加劑和它們對各種Methocel纖維素醚產品的影響見表9:在百分之2的Methocel纖維素醚溶液中加入特定的添加劑后對凝膠溫度的影響。

    表9在百分之2的Methocel纖維素醚溶液中加入特定的添加劑后對凝膠溫度的影響

    *特殊粘度等級混合制成

    表中的化合物庶糖,乙醇和二種聚乙二醇能提高凝膠溫度。末列入的其它化合物能提高凝膠溫度的包括Armac2,Armac HDT2Hyamine 16223硫氰酸堿金屬鹽和尿素。

    1. The Dow Chem Co

    2. Armour and Co

    3. Rohm Hass CO

    (4)添加劑可有效的提高凝膠點,其凝膠溫度隨所用添加劑的化學性質和Methocel纖維素醚產品的牌號而異。例如,一種特定和添加劑可提高Methocel A或Methocel HB產品溶液的熱凝膠溫度4℃,Methocel F溶液為10℃,和Methocel K溶液大于20℃。

    Methocel溶液凝膠點的提高是與增加提高凝膠點的添加劑濃度成正比例。在百分之2Methocel A的水溶液中含有百分之10體積濃度的乙醇,其凝膠點溫度比純的Methocel A水溶液高10℃,若為百分之15體積濃度的乙醇,其凝膠溫度可提高10℃以上。

    Methocel F溶液中含有百分之10濃度的丙二醇,其凝膠溫度比純的水溶液提高6℃。若為含有百分之15濃度的丙二醇,其凝膠溫度可提高11℃。下圖表示添加劑的濃度和代表性的Methocel產品凝膠溫度之間的關系。

    3、在非水溶液溶劑中的溶解性

    Methocel產品在非水溶液中間的溶解性隨失水葡萄糖鏈上所取代基團的性質和數量而異。羥丙基甲基纖維素Methocel E和Methocel J牌號,又如羥丁基甲基纖維素Methocel HB牌號可作為用戶所要求在非溶液中間的溶解性或適合性的選擇產品,由于經表面處理的產品在水溶液中間能達到控制分散和溶解速率的要求,所以它們無必要非水溶液中間。

    圖4 乙醇對熱凝膠溫度的影響圖4 丙二醇對熱凝膠溫度的影響

    由于Methocel產品可溶于水,所以它們在非水溶液溶劑中的溶解性表示了獨特的雙重性。非水溶液涂層體系的用途,作為藥物片劑的水溶包衣已具有現實經濟意義,在藥物片劑生產中提高了效率。Methocel產品的這種能力,經研究可應用于其它方面。

    (1)在室溫下的溶劑溶解性

    一般來說,二元溶劑體系比單一溶劑在效果上更有作用,它包含有二元溶劑組分的醇類。如若用低分子量的醇,則可提高溶劑能力,故甲醇表現有很好能力。

    下列化合物是典型的溶劑類型,它們可使用于某些Methocel產品:

    糠醇

    二甲基甲酰胺

    二甲基亞砜

    水楊酸甲酯

    碳酸丙烯酯

    甲酸

    冰醋酸

    吡啶

    二氯甲烷和乙醇、甲醇或異丙醇的混合液

    三氯甲烷和甲醇或乙醇的混合液

    (2)在升高溫度下的溶劑溶解性

    Methocel E、J和HB產品具有賦與獨特溶解性質的結構,它們在增高溫度下可溶在某些非水溶液中間。這種組份的混合物可適用于擠壓、熱熔澆鑄、注塑和壓模的技術加工。適宜的“熱溶劑”產品列在下表中。

    表10在升高溫度下作為Methocel E和J、HB牌號的代表性溶劑

    △ 道化學公司商標

    △△C:完全可溶

    P:部分可溶

     



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