Hydroxyetylcelulóza (HEC) je dôležitý neiónový rozpustný polymér patriaci do triedy zlúčenín celulózy. Získava sa éterifikačnou reakciou prírodnej celulózy s etylénoxidom (etylénoxid) za alkalických podmienok. Hydroxyetylcelulóza je lineárny polysacharidový reťazec zložený z glukózových jednotiek celulózy v chemickej štruktúre a niektoré alebo všetky hydroxylové skupiny na svojich glukózových jednotkách sú nahradené hydroxyetylovými skupinami za vzniku hydroxyetylcelulózy.
Prísady a chemická štruktúra
Molekulárna štruktúra hydroxyetylcelulózy obsahuje hlavne nasledujúce časti:
Celulóza chrbtica: celulóza je prírodný polysacharid, ktorého hlavnou zložkou je lineárny reťazec glukózových jednotiek spojených p-1,4-glykozidickými väzbami. Táto štruktúra celulózy jej dodáva vysokú kryštalinitu a fyzickú pevnosť.
Hydroxyetyl substituent: V glukózovej jednotke chrbtice celulózy sa nachádzajú tri hydroxylové skupiny (–OH), umiestnené v pozíciách C2, C3 a C6. Hydroxyetylcelulóza sa produkuje zavedením hydroxyetyl (–ch2ch2OH) skupín do hydroxylových skupín prostredníctvom étefikačnej reakcie medzi týmito hydroxylovými skupinami a etylénexidom. Zavedenie týchto substituentov znižuje kryštalinitu celulózy, zlepšuje jej rozpustnosť vo vode a spôsobuje, že vo vodnom roztoku vykazuje dobré zhrubnutie a viskoelasticitu.
Molekulová hmotnosť a stupeň substitúcie: molekulová hmotnosť a stupeň substitúcie (tj počet hydroxylových skupín substituovaných na každej glukózovej jednotke) hydroxyetylcelulózy sú dva dôležité faktory ovplyvňujúce jeho vlastnosti. Všeobecne platí, že hydroxyetylcelulóza s vyššou molekulovou hmotnosťou má lepšiu viskozitu a zhrubnutie, zatiaľ čo vyšší stupeň substitúcie zvyšuje jeho rozpustnosť a stabilitu vody.
Fyzikálno -chemické vlastnosti hydroxyetylcelulózy
Vďaka svojej jedinečnej štruktúre vykazuje hydroxyetylcelulóza sériu vynikajúcich fyzikálno -chemických vlastností:
Rozpustnosť vo vode: Hydroxyetylcelulóza je ľahko rozpustná v studenej a horúcej vode, aby sa vytvoril číry alebo mierne zakalený koloidný roztok. Jeho proces rozpustenia nie je významne ovplyvnený hodnotou pH a zostáva stabilný v širokom rozsahu pH (zvyčajne medzi 2 a 12).
Zhruženie: Hydroxyetylcelulóza má vo vodnom roztoku dobrý zahusťovací účinok a jeho schopnosť zhrubnutia je ovplyvnená molekulovou hmotnosťou, stupňom substitúcie a koncentrácie roztoku. Keď sa koncentrácia zvyšuje, viskozita roztoku sa exponenciálne zvyšuje, takže sa široko používa v priemyselných oblastiach, ktoré vyžadujú zahusťovadlá.
Povrchová aktivita: Pretože molekula hydroxyetylcelulózy obsahuje hydrofilné skupiny a hydrofóbne kostry, môže znížiť povrchové napätie vody v roztoku a vykazovať určitú povrchovú aktivitu. Táto vlastnosť ju používa v povlakoch, atramentoch a iných poliach a môže zlepšiť plynulosť a vlastnosti produktu.
Stabilita: Hydroxyetylcelulóza má vo vodnom roztoku dobrú stabilitu, môže odolať vplyvu všeobecných oxidantov a svetla a je relatívne stabilná za kyslých a alkalických podmienok. Väčšina mikroorganizmov nebude degradovaná vo vodnom roztoku, takže nie je ľahké sa počas skladovania zhoršiť.
Biokompatibilita a bezpečnosť: Hydroxyetylcelulóza sa široko používa v potravinách, kozmetike a medicíne, pretože je odvodená z prírodnej celulózy a stále si zachováva dobrú biokompatibilitu a nízku toxicitu po chemickej modifikácii. Napríklad sa používa ako zahusťovadlo a stabilizátor v potravinách, ako zvlhčovač a stabilizátor emulgátora v kozmetike a ako spojivo a kontrolované uvoľňovacie matrice pre tablety vo farmaceutických prípravkoch.
Príprava a uplatňovanie
Príprava hydroxyetylcelulózy je zvyčajne rozdelená do troch krokov: alkalizácia celulózy, éterifikačná reakcia, čistenie a sušenie. Po prvé, celulóza sa lieči za alkalických podmienok na aktiváciu hydroxylových skupín celulózy a potom reaguje s etylénoxidom za vzniku hydroxyetylcelulózy. Nakoniec sa konečný produkt získa prostredníctvom krokov, ako je neutralizácia, čistenie a sušenie.
Hydroxyetylcelulóza sa široko používa v stavebných materiáloch (ako je cementová malta a povlaky), denné chemikálie (ako sú detergenty a kozmetika), medicína (ako napríklad systémy uvoľňovania liečiva) a potravinársky priemysel (ako sú zahusťovadlá a stabilizátory).
Hydroxyetylcelulóza sa široko používa v rôznych oblastiach vďaka svojim vynikajúcim fyzikálnym a chemickým vlastnostiam a všestrannosťou. Jedinečnosť jej štruktúry a zloženia jej umožňuje hrať dôležitú úlohu pri zahusťovaní, emulgácii, suspenzii, tvorbe filmu a stabilizácii a je nenahraditeľným dôležitým chemickým materiálom.
Čas príspevku: február-17-2025