Hydroxyethylcelulóza (HEC) je běžný neiontový polymer rozpustný ve vodě široce používaný v různých průmyslových oborech. Vyrábí se hlavně chemickými reakcemi, jako je alkalizace a etherifikace přirozené celulózy. Má jedinečné fyzikální a chemické vlastnosti, což z něj činí nepostradatelný materiál v mnoha aplikacích.
1. Chemická struktura a molekulová hmotnost
Základní strukturální jednotkou hydroxyethylcelulózy je celulózový řetězec složený z molekul glukózy. V některých hydroxylových polohách molekulárního řetězce jsou hydroxyethyl (-ch2ch2oh) zaváděny prostřednictvím etherifikačních reakcí. Kvůli zavedení těchto skupin je hydroxyethylcelulóza hydrofilní a má lepší rozpustnost než čistá celulóza. Podle různých požadavků na aplikaci lze upravit stupeň substituce (DS) a molární substituce (MS) hydroxyethylcelulózy, čímž ovlivňuje jeho klíčové vlastnosti, jako je rozpustnost, viskozita a schopnost zesílení. Obecně je rozsah molekulové hmotnosti HEC relativně široký, od desítek tisíc do milionů daltonů, což způsobuje, že ve vodném roztoku vykazuje různé reologické vlastnosti.
2. chování rozpustnosti a rozpuštění vody
Díky svým neiontovým vlastnostem se může hydroxyethylcelulóza rozpustit v chladné i horké vodě a vytvořit průhledný viskózní roztok. Jeho míra rozpuštění závisí na molekulové hmotnosti, stupni substituce a na teplotě vody. Typy vysokých molekulových hmotnosti HEC se rozpouštějí pomaleji, ale vytvářejí vysoce viskózní roztoky, zatímco typy nízké molekulové hmotnosti se snadněji rozpouštějí, ale produkují nižší viskozitu. Vzhledem k neionické povaze jeho roztoku má HEC dobrou toleranci ke změnám pH a elektrolytů a může udržovat svůj rozpuštěný stav a stabilitu v širokém rozsahu pH (2-12).
3. zahušťování a reologické vlastnosti
Jednou z nejvýznamnějších vlastností HEC je jeho zesílení. Při nízkých koncentracích (0,5%-2%) mohou roztoky HEC vykazovat významné zahušťovací účinky a vykazovat charakteristiky pseudoplastických tekutin, chování smykové ředění, což znamená, že se zvyšováním smykové rychlosti se viskozita roztoku snižuje, což je velmi užitečné v aplikacích, jako jsou povlaky a emulze. Kromě toho může HEC také synergicky pracovat s jinými zahušťovateli, jako je karboxymethylcelulóza (CMC) a Xanthanová guma, aby se dále zlepšil zahušťovací účinek nebo upravil reologii.
4. stabilita a kompatibilita
HEC má dobrou chemickou stabilitu a za většiny podmínek není náchylná k degradaci nebo chemickým změnám. Jeho roztok může tolerovat vyšší koncentrace elektrolytů a širší rozsah pH, díky čemuž je stabilní v různých komplexních prostředích. Kromě toho je HEC také kompatibilní s mnoha dalšími chemikáliemi, jako jsou povrchově aktivní látky, polymery, anorganické soli atd., Takže se často používá ve formulačních systémech k zajištění stability a zesílení účinků.
5. Oblasti aplikace
Díky svým jedinečným vlastnostem byl HEC v mnoha oborech široce používán. Níže jsou uvedeny některé typické aplikace:
Stavební materiály: Ve stavebních povlacích, barvách, tmavových prášcích atd. Se HEC používá jako zahušťovače, pojivo, filmový bývalý a stabilizátor ke zlepšení výkonu stavebnictví a kvality hotového produktu.
Extrakce oleje: V ropném průmyslu se HEC používá při přípravě vrtných tekutin a dokončovacích tekutin jako zahušťovače a ztráty tekutin, aby se zlepšila reologie bahna a zabránila kolapsu studny.
Kosmetika a výrobky pro osobní péči: HEC se široce používá v produktech osobní péče, jako je šampon, sprchový gel, krém, mléko atd. Jako zahušťovače, emulgátor a stabilizátor pro zlepšení textury a použití zkušeností s produktem.
Farmaceutický průmysl: Ve výrobě léčiv se HEC používá jako formovací pomůcka, agent s trvalým uvolňováním a agent pro tablety, který pomáhá kontrolovat uvolňování léčiv v těle.
Potravinářský průmysl: Ačkoli se používá v malém množství, HEC může být také použita jako potravinářský přísada k úpravě viskozity a chuti potravin.
6. Ochrana a bezpečnost životního prostředí
HEC je přirozený derivát celulózy s dobrou biologickou rozložitelností, takže po použití má malý dopad na životní prostředí. Kromě toho je HEC považována za bezpečnou chemickou látku a je široce používána v produktech, které přicházejí do styku s lidským tělem, jako je kosmetika, drogy a jídlo. Během průmyslové výroby a používání však musí být stále dodržovány odpovídající bezpečnostní předpisy, aby se zabránilo podrážděným reakcím, které mohou být způsobeny inhalací nebo dlouhodobým kontaktem.
7. Skladování a používání preventivních opatření
Hydroxyethylcelulóza by měla být skladována v suchém a chladném prostředí, aby se zabránilo vlhkosti a aglomeraci. Při použití by měl být přidán do vody pomalu a rovnoměrně, aby se zabránilo aglomeraci způsobené přidáním velkého množství najednou. Současně, protože rozpuštění trvá určité množství času, je obvykle nutné jej po rozpuštění na chvíli nechat, aby bylo zajištěno úplné rozpuštění a stabilní viskozitu.
Díky své vynikající rozpustnosti, zahušťování, stabilitě a kompatibilitě se hydroxyethylcelulóza stala v mnoha průmyslových oborech nepostradatelnou aditiv. S neustálým rozvojem technologie se bude rozsah aplikací HEC nadále rozšiřovat a poskytuje lepší řešení pro různá průmyslová odvětví.
Čas příspěvku: únor-17-2025