控制和调节甲氧基含量和羟丙氧基含量的主要途径如下:
① 改变反应体系用碱量 羟丙基甲基纤维素碱化过程用碱量会直接影响产品的化效率和基团的含量比例,通常的规律是:碱液浓度高或加入的固碱量增大,会增加产品的甲氧基含量;碱液浓度低或加入的固碱量少,在同样的工艺条件下,可适当提高产品的羟丙氧基含量。也就是说,羟丙氧基含量与碱液浓度成反比,甲氧基含量与碱液浓度成正比。
② 调节生产工艺的温度变化 在 生产过程的化阶段,主要是甲基化和羟丙基化的反应。这两种反应所要求的反应条件是不同的,二者的正负反应速率也有较大的差异,正是这种反应条件的差异和不易协调使得生产过程控制和产品结构有较大的复杂性和不可预知性。结合产品指标要求,充分考虑所用设备的结构特点,结合定量分析与测试,在大量的实践基础上才能够合理控制工艺、调整好配方,达到理想的效果。一般来说:羟丙基化的反应在左右即能进行,时反应速率大大加快;甲基化反应在下较慢,在以下就更微弱。根据二者的反应温度的不同,通常控制一定的温度,使某一反应为主要反应,比如条件下,恒温保持一段时间,主要进行羟丙基化的反应。然后控制升温速度,在一定的时间段内,上升到以甲基化反应为主的第二化反应阶段,并控制反应时间,以达到甲氧基和羟丙氧基平衡,得到结构合理的产品。这种多阶段控制的技术也利于降低副反应和后处理。
③ 化剂的加入量 在工艺条件确定的条件下,化剂氯甲烷和环氧丙烷的用量与二者的比例对产品的甲氧基和羟丙氧基值有直接和明显的影响。恒定反应条件,比例不变,提高化剂含量,取代基团含量增加,甲氧基和羟丙氧基值恒定在一定范围内;比例改变,提高一种化剂的含量,相应的取代基团含量增加,另一取代基团含量下降。实践证明,当氯甲烷加入量占化剂总量的、环氧丙烷加入量占化剂总量的时,产品的甲氧基和羟丙氧基含量能够控制在的范围内。?羟丙基甲基纤维素的黏度、纯度的控制根据产品的应用需要,通常对的黏度、纯度有极其宽泛的需求。在同样取代程度下,黏度对凝胶温度有一定的影响:黏度低,凝胶温度高;黏度高,凝胶温度低。其他指标相同时,产品的纯度对凝胶温度也有一定的影响,盐含量高,产品的凝胶温度会有所下降。提高黏度可以采用高聚合度的羟丙基甲基纤维素原料,加入抗氧剂,抽真空排空气,充氮气保护,也有通过最终产品进行微交联提高产品的黏度;降低产品的黏度,可以采用低聚合度的羟丙基甲基纤维素原料,在碱化过程或化过程加入氧化剂,也可以通过辐射降黏。改变纯度可以从洗涤工艺来加以调节。二、羟丙基甲基纤维素的生产工艺的生产工艺有气固法和淤浆法两种。气固法生产工艺的气固法又分为直接气固法和真空气固法。前者是将羟丙基甲基纤维素经过碱化挤压后,与氯甲烷、环氧丙烷在下直接反应;后者是将羟丙基甲基纤维素碱化挤压后投入反应器,在氮气保护下,在低温下反应,再于下反应。气固法的特点是过程简单,但氯甲烷、环氧丙烷消耗大,产品均匀性差,且成本高。的气固法生产工艺例如,称取份精制棉,用的碱水溶液份进行浸渍,控制温度在,时间,然后压榨除去多余的碱液,压榨比约,再经过粉碎机粉碎熟化后,投入高压化釜,抽真空,加入环氧丙烷份,一氯甲烷份,缓慢升温,在反应,再于反应,结束后对多余的化剂进行回收,中和、洗涤后离心脱水,再于条件下进行干燥,最终得到产品。该技术的缺点是间歇操作,产品质量不太稳定,改进的方法是采用连续碱化、化、纯化技术。?的淤浆法生产工艺生产大多采用淤浆法,是以丙酮、异丙醇、叔丁醇、甲苯、二甲氧基乙烷或者低级烃和少量低级醇的混合物等作为分散介质,使羟丙基甲基纤维素与碱、氯甲烷、环氧丙烷等在淤浆状态下充分接触反应,完成羟丙基甲基纤维素的碱化、化。的生产工艺多种多样,可以根据产品指标要求与用途,采用碱化化方式,也可采用依次碱化化二次碱化化多阶段工艺。淤浆法生产中使用大量溶剂。反应结束后需回收溶剂以降低成本。
反应过程中副产物处理不好易使产品指标的不可知性提高。而气固法生产中化剂用量大,气固反应接触不充分,取代度低,均匀性相对差些,系统的安全性也差;且反应结束后需要经过液相回收、气相回收将剩余化剂回收,回收过程中大量的热交换使得产品可控制性差。的普通淤浆法生产工艺流程见图?。
针对不同性能指标要求,的制备工艺与配方有许多报道:
① 粉碎后的羟丙基甲基纤维素份、份、甲醇份与份甲苯组成淤浆体系,另加入份,加热后,甲醇和水被蒸馏出来。加入份和份环氧丙烷反应。
② 在隔氧条件下,将份粉碎羟丙基甲基纤维素、份浓度的碱液、份的环氧丙烷与份的氯甲烷送到浆料罐中,浆料在连续搅拌下泵送到反应器中然后在该压力下将物料输送到洗涤纯化阶段,得到产品甲氧基为? 质量含量、羟丙氧基含量为,可溶于水,黏度为•。在相似的工艺条件下,将份的粉碎羟丙基甲基纤维素、份浓度的碱液、份的环氧丙烷与份的氯甲烷送到浆料罐中,浆料在连续搅拌下泵送到反应器中,约需每一次,反应压力为,反应温度为,得到产品的甲氧基为? 质量含量、羟丙氧基含量为可溶于甲醇。
③ 对于一些特殊的行业,例如在油漆的增稠中,需要醇水共溶的产品,可避免使用甲醇与二氯乙烷。醇水共溶还可以用在药片或各种水溶性包衣中,也可用在无水的醇溶液中,是一种高羟丙氧基含量的。这种既有热塑性,又有水溶性。其结构特征是甲基为,羟丙基为,二者的和大于。这种的合成为,每份羟丙基甲基纤维素要有?份的环氧丙烷与份的氯甲烷混合进行化,每份羟丙基甲基纤维素对应??份的碱。
④ 一种可溶解在无水乙醇中的 制造工艺:份的粉碎精制棉、份的浓度水溶液喷散碱化,再将份的环氧丙烷与份的氯甲烷加入并进行充分地搅拌混合,逐渐加热,时间是,使其温度达到后恒温反应?,然后进行出料与后处理,得到的产品取代度甲基为?、羟丙基为?。该产品可迅速溶解于无水乙醇,形成透明无色黏稠的溶液,也可溶解在水中,在水中的凝胶温度是,该材料可用作水溶性包衣或透明的、水溶性膜包裹的医药片剂。
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