Vlastnosti hydroxyetylcelulózy

Hydroxyetylcelulóza (HEC) je bežný neiónový rozpustný polymér, ktorý sa bežne používa v rôznych priemyselných poliach. Vytvára sa hlavne chemickými reakciami, ako je alkalizácia a étetifikácia prírodnej celulózy. Má jedinečné fyzikálne a chemické vlastnosti, vďaka čomu je v mnohých aplikáciách nevyhnutným materiálom.

1. Chemická štruktúra a molekulová hmotnosť
Základnou štruktúrnou jednotkou hydroxyetylcelulózy je reťazec celulózy zložený z glukózových molekúl. V niektorých hydroxylových polohách jeho molekulárneho reťazca sa zavádzajú hydroxyetyl ​​(-ch2ch2OH) skupiny prostredníctvom éterifikačných reakcií. V dôsledku zavedenia týchto skupín je hydroxyetylcelulóza hydrofilnejšia a má lepšiu rozpustnosť ako čistá celulóza. Podľa rôznych požiadaviek na aplikáciu je možné upraviť stupeň substitúcie (DS) a molárna substitúcia (MS) hydroxyetylovej celulózy, čím ovplyvňuje jeho kľúčové vlastnosti, ako je rozpustnosť, viskozita a schopnosť zahusťovania. Všeobecne platí, že rozsah molekulovej hmotnosti HEC je relatívne široký, od desiatok tisíc po milióny daltonov, vďaka čomu vykazuje rôzne reologické vlastnosti vo vodnom roztoku.

2. Rozpustnosť vo vode a správanie sa o rozpustení
Vďaka svojim neiónovým vlastnostiam sa hydroxyetylcelulóza môže rozpustiť v studenej aj horúcej vode, aby sa vytvoril priehľadný viskózny roztok. Jeho rýchlosť rozpustenia závisí od molekulovej hmotnosti, stupňa substitúcie a teploty vody. Typy HEC s vysokou molekulovou hmotnosťou sa rozpúšťajú pomalšie, ale tvoria vysoko viskózne roztoky, zatiaľ čo typy s nízkou molekulovou hmotnosťou sa ľahšie rozpúšťajú, ale vytvárajú nižšie viskozity. Vzhľadom na neiónovú povahu svojho roztoku má HEC dobrú toleranciu voči zmenám pH a elektrolytom a môže si zachovať jeho rozpustený stav a stabilitu v širokom rozsahu pH (2-12).

3. Zahustenie a reologické vlastnosti
Jednou z najvýznamnejších vlastností HEC je jeho zahusťovacia schopnosť. Pri nízkych koncentráciách (0,5%-2%) môžu roztoky HEC vykazovať významné zahusťovacie účinky a vykazovať charakteristiky pseudoplastických tekutín, tj šmyku, čo znamená, že so zvyšovaním šmykovej rýchlosti sa znižuje viskozita roztoku, čo je veľmi užitočné pri aplikáciách, ako sú napríklad povlaky a emulzie. Okrem toho môže HEC tiež pracovať synergicky s inými zahusťovovačmi, ako je karboxymetylcelulóza (CMC) a xantánová ďasná, aby sa ďalej zlepšilo zahusťovací účinok alebo upravil reológiu.

4. Stabilita a kompatibilita
HEC má dobrú chemickú stabilitu a za väčšiny podmienok nie je náchylná na degradáciu alebo chemické zmeny. Jeho roztok môže tolerovať vyššie koncentrácie elektrolytov a širší rozsah pH, ​​vďaka čomu je stabilný v rôznych zložitých prostrediach. Okrem toho je HEC tiež kompatibilný s mnohými ďalšími chemikáliami, ako sú povrchovo aktívne látky, polyméry, anorganické soli atď., Takže sa často používa v formulačných systémoch na zabezpečenie stability a zahusťovacích účinkov.

5. Oblasti aplikácií
Vďaka svojim jedinečným vlastnostiam sa HEC v mnohých oblastiach široko používa. Nasledujú niektoré typické aplikácie:

Stavebné materiály: Pri stavbe povlakov, farieb, tmelových práškov atď. Sa HEC používa ako zahusťovadlo, spojivo, bývalý film a stabilizátor na zlepšenie výkonu stavebného a hotového produktu.

Extrakcia oleja: V ropnom priemysle sa HEC používa pri príprave vŕtacích kvapalín a dokončovacích kvapalín ako zahusťovadlo a redukcia straty tekutín na zlepšenie reológie bahna a zabránenie zrúteniu stien studne.

Kozmetika a výrobky osobnej starostlivosti: HEC sa široko používa v produktoch osobnej starostlivosti, ako je šampón, sprchový gél, krém, mlieko atď. Ako zahusťovadlo, emulgátor a stabilizátor na vylepšenie textúry a využívanie skúseností s výrobkom.

Farmaceutický priemysel: Pri výrobe liekov sa HEC používa ako formovacia pomôcka, činidlo s trvalým uvoľňovaním a suspendujúcim činidlom pre tablety, aby pomohla kontrolovať mieru uvoľňovania liekov v tele.

Potravinový priemysel: Aj keď sa používa v malom množstve, HEC sa môže tiež použiť ako potravinová prísadňa na úpravu viskozity a chuti potravín.

6. Ochrana a bezpečnosť životného prostredia
HEC je prírodný derivát celulózy s dobrou biologickou odbúranosťou, takže po použití má malý vplyv na prostredie. HEC sa navyše považuje za bezpečnú chemikáliu a široko sa používa vo výrobkoch, ktoré prichádzajú do styku s ľudským telom, ako sú kozmetika, drogy a potraviny. Počas priemyselnej výroby a používania sa však musia dodržiavať zodpovedajúce bezpečnostné predpisy, aby sa zabránilo podráždeným reakciám, ktoré môžu byť spôsobené inhaláciou alebo dlhodobým kontaktom.

7. Ukladanie a používanie bezpečnostných opatrení
Hydroxyetylcelulóza by sa mala skladovať v suchom a chladnom prostredí, aby sa zabránilo vlhkosti a aglomerácii. Pri použití by sa malo pridať do vody pomaly a rovnomerne, aby sa predišlo aglomerácii spôsobenej pridaním veľkého množstva naraz. Zároveň, keďže sa rozpustenie trvá určité množstvo času, je zvyčajne potrebné nechať ho na chvíľu po rozpustení, aby sa zabezpečilo úplné rozpustenie a stabilnú viskozitu.

Vďaka svojej vynikajúcej rozpustnosti vo vode, zahusťovaniu, stabilite a kompatibilite sa hydroxyetylcelulóza stala v mnohých priemyselných poliach nevyhnutnou prísadou. S neustálym vývojom technológie sa bude rozsah aplikácií HEC naďalej rozširovať, čím poskytuje lepšie riešenia pre rôzne priemyselné odvetvia.