高分子材料课程设计

2011级高分子材料课程设计题目：羟丙基纤维素合成

学院名称：材料工程学院

专业：化学工程与工艺

班级：

学号：

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指导教师姓名：

二零一四年六月

一、绪论 (1)

1．羟丙基纤维素发展简史 (1)

2．羟丙基纤维素的特性和结构式 (1)

3. 羟丙基纤维素的应用 (2)

3.1 HPC在医药工业的应用 (3)

3．2 HPC在食品工业中的应用 (4)

3.3 HPC在聚氯乙烯(PVC)悬浮聚合中的应用¨ (4)

3．4 HPC在建筑行业的应用 (5)

3.5 其他应用 (5)

二、羟丙基纤维素合成方法 (5)

2．1 非均相法 (5)

2．1．1 液相法 (5)

2．1．2 气相法 (7)

2．2 均相法 (7)

三、原料 (8)

四、有关设计参数 (8)

五、物料衡算 (9)

六、性能检测设计 (11)

1．温度对HPC 溶液流变性的影响 (11)

2. HPC 质量分数对HPC 溶液流变性能的影响 (12)

3. 醚化剂用量对HPC 溶液流变性能的影响 (13)

4. HPC 溶液的非牛顿指数 (14)

七、参考文献 (17)

一、绪论

1．羟丙基纤维素发展简史

纤维素是自然界最丰富的可更新资潭,自1973年世界上出现了石油涨价之后, 再一次引起了人们的重视.纤维素衍生种类很多. 一般可分为纤维素醋和纤维素醚两大类, 纤维素醚又可分

为离子型和非离子型. 轻丙基纤维索(H P C)是国外继乙墓纤维素( E C )、羚乙基纤维素( H E C )、经乙基甲基纤维素(H E M C )之后工业化生产较早的非离子型纤维索醚之一。国外离子型纤维素醚的生产和用量都很大, 可广泛应用于建筑、石油开采、涂料、食品及食品包装. 高分子合成医药辅料等各个行业, 其生产量约占纤维素醚总产量的一半左右. 发展速度远远超过离子

型纤维素醚类.

我国纤维素衍生物工业虽然已有几十年的发展史, 但除几

种纤维素醋和纤维素醚中的玫甲基纤维素钠( 离子型. 年产量

约3 万吨) 具有一定的生产规模外, 世界上用量越来越大的非

离子型纤维素醚, 产盘甚徽。因此, 我国的纤维素醚, 特别是非离子型纤维素醚的发展应引起有关部门和广大科技人员的高度

重视.

2．羟丙基纤维素的特性和结构式

羟丙基纤维素(HPC)是一种水溶性的非离子型纤维素醚，它是一种以天然纤维素为原料经化学改性制得的半合成型高分子

聚合物，HPC具有热塑性、胶结能力、乳化能力、发泡能力以及

悬浮能力、增稠能力。HPC的浓溶液可以形成液晶，具有良好的成膜性。HPC由于取代比HEC(羟乙基纤维素)充分，所以它有更好的抗生物降解性能

1、外观：白色或类白色粉末。

2、颗粒度；100目通过率大于98.5%；80目通过率大于100%。

3、炭化温度：280-300℃

4、视密度：0.25-0.70/cm3(通常在0.5g/cm3左右)，

5、比重1.26-1.31。

6、变色温度：190-200℃

7、表面张力：2%水溶液为42-56dyn/cm.

。

3. 羟丙基纤维素的应用

根据羟丙氧基含量的不同，HPC可分为低取代度羟丙氧基纤

维素(L—HPC)和高取代度羟丙氧基纤维素(H—HPC)两大类。羟丙氧基含量在20％以下的为L—HPC；羟丙氧基含量在20％～80％的为H—HPC。

3.1 HPC在医药工业的应用

3.1.1 作为药物粘接剂

大部分药品在潮湿的空气中不稳定，药物经过一系列的工艺制成成品后，仍含有少量的水分，因此药品会发生水解、氧化、还原、中和等变化，导致药效降低或完全丧失。为避免这种情况发生，常采用溶于有机溶剂的粘合剂。乙基纤维素、醋酸纤维素虽然增加了药片的稳定性，但却延长崩解时间，药效慢。为消除上述现象，则要求粘接剂既溶于有机溶剂，又溶于水，这类粘接剂有HPC、HPMC(羟丙基甲基纤维素)、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等，其中尤其以HPC最好。HPC即溶于水，又溶于有机溶剂，只有极微的吸湿性，化学惰性，不受酸碱的影响，又无毒。日本曹达公司对用HPC作为粘接剂制成的药片进行测试后发现，长期放置后，药片的主成分降低幅度极小；而用其他物质作为粘接剂，主成分降低幅度较大。

3．1．2 作为药物的包衣剂和缓释剂

由于HPC溶于水和乙醇，其溶液具有成膜性，HPC在溶液中具有增稠、乳化、分散、抗霉菌等作用，因此它可以作为药物的增稠剂、悬浮剂和稳定剂，并对药物有微粒包封作用。它已经成功地用作药物的载体、药片的薄膜包衣和微胶囊包衣材料，能

改造药物剂型、改善给药方式和提高疗效。由于L—HPC为亲水性的高分子，遇水后膨胀醪化，溶解的药物通过醪液在人体的特定部位缓缓释放，起到持续的治疗作用；改变不同粘度的H —HPC的混合比例，可以控制药物的释放速度。

3．2 H—HPC在食品工业中的应用

在食品工业中，HPC得到了广泛的应用.汉堡包、皮萨饼、鸡肉等食品未烹制之前，在其表面喷洒薄层的HPC有利于保鲜，在烹制时，它可以在3min之内迅速崩散。添加在口香糖或食品饮料中，使在水里不溶的物质分散成一相；在冰激凌、冰冻牛奶饮料中加入HPC作为稳定剂，可延长储存期和提高溢流性；使用HPC 作为巧克力小粒的涂层，当冷冻储存的时候，可以避免软化，防止氧化及发霉；HPC作为组织疏松制品的稳定剂，起泡优良，与植物脂肪一起制作起泡的补充物时，效果甚佳；利用HPC的成膜性，在制作口香糖、速食咖啡、速食茶粉制品中使用，可促进香油更加均匀和充分地释香。

3.3 H—HPC在聚氯乙烯(PVC)悬浮聚合中的应用¨

PVC生产的工艺条件和添加剂影响PVC的分子量、粒度分布、松散度、松密度等性能。PVC树脂的这些性能最佳组合取决于PVC 悬浮体系，而悬浮聚合体系取决于悬浮剂。用HPC作为悬浮剂生产PVC时，产品有以下优点：①颗粒尺寸分布均匀；②加工性能良好；③增塑剂吸附性能好。这些性能是其他的纤维素醚无法达到的，现在许多PVC生产厂家都已经改用HPC作为悬浮剂。