Hydroksietyyliselluloosa (HEC) on tärkeä ioninen vesiliukoinen polymeeri, joka kuuluu yhdisteiden selluloosaeetteriluokkaan. Se saadaan luonnollisen selluloosan eetterireaktiolla eteenioksidin (eteenioksidin) kanssa alkalisissa olosuhteissa. Hydroksietyyliselluloosa on lineaarinen polysakkaridiketju, joka koostuu selluloosan glukoosiyksiköistä kemiallisessa rakenteessa, ja jotkut tai kaikki sen glukoosiyksiköiden hydroksyyliryhmät korvataan hydroksietyyliryhmillä hydroksyetyyliselluloosan kaavioon.
Ainesosat ja kemiallinen rakenne
Hydroksietyyliselluloosan molekyylirakenne sisältää pääasiassa seuraavat osat:
Selluloosa-runko: Selluloosa on luonnollinen polysakkaridi, jonka pääkomponentti on lineaarinen glukoosiyksiköiden ketju, joka on kytketty β-1,4-glykosidisidoksilla. Tämä selluloosan rakenne antaa sille korkean kiteisyyden ja fyysisen lujuuden.
Hydroksietyylisubstituentti: Selluloosan rungon glukoosiyksikössä on kolme hydroksyyliryhmää (–OH), jotka sijaitsevat vastaavasti C2-, C3- ja C6 -asennoissa. Hydroksietyyliselluloosa tuotetaan ottamalla käyttöön hydroksietyyli (–CH2CH2OH) -ryhmät hydroksyyliryhmiin näiden hydroksyyliryhmien ja eteenioksidin välisen eetterireaktion kautta. Näiden substituenttien käyttöönotto vähentää selluloosan kiteisyyttä, parantaa sen veden liukoisuutta ja saa sen sakeutumiseen ja viskoelastisuuteen vesiliuoksessa.
Molekyylipaino ja substituutioaste: hydroksietyyliselluloosan molekyylipaino ja substituutioaste (ts. Jokaisessa glukoosiyksikössä) substituoitujen hydroksyyliryhmien lukumäärä ovat kaksi tärkeää tekijää, jotka vaikuttavat sen ominaisuuksiin. Yleensä hydroksietyyliselluloosa, jolla on korkeampi molekyylipaino, on parempi viskositeetti ja sakeutumiskyky, kun taas korkeampi substituutioaste parantaa sen veden liukoisuutta ja stabiilisuutta.
Hydroksietyyliselluloosan fysikaalis -kemialliset ominaisuudet
Ainutlaatuisen rakenteensa vuoksi hydroksietyyliselluloosassa on sarja erinomaisia fysikaalis -kemiallisia ominaisuuksia:
Veden liukoisuus: Hydroksietyyliselluloosa liukenee helposti kylmään ja kuumaan veteen kirkkaan tai hieman samea kolloidisen liuoksen muodostamiseksi. PH -arvo ei vaikuta merkittävästi sen liukenemisprosessiin ja pysyy vakaana laajalla pH -alueella (yleensä välillä 2 - 12).
Pakeneminen: Hydroksietyyliselluloosa on hyvä paksuuntumisvaikutus vesiliuoksessa, ja sen sakeutumiskyky vaikuttaa molekyylipaino, substituutioaste ja liuoskonsentraatio. Konsentraation lisääntyessä liuoksen viskositeetti kasvaa eksponentiaalisesti, joten sitä käytetään laajasti teollisuusalueilla, jotka vaativat sakeutusainetta.
Pinta -aktiivisuus: Koska hydroksietyyliselluloosamolekyyli sisältää hydrofiilisiä ryhmiä ja hydrofobisia luurankoja, se voi vähentää veden pintajännitystä liuoksessa ja osoittaa tietyn pinta -aktiivisuuden. Tämä ominaisuus tekee siitä käytön pinnoitteissa, musteissa ja muissa kentissä ja voi parantaa tuotteen sujuvuutta ja pinnoitusominaisuuksia.
Stabiilisuus: Hydroksietyyliselluloosalla on hyvä stabiilisuus vesiliuoksessa, voi vastustaa yleisten hapettimien ja valon vaikutusta, ja se on suhteellisen stabiili happo- ja emäksisissä olosuhteissa. Useimmat mikro -organismit eivät hajoa sitä vesiliuoksessa, joten varastoinnin aikana ei ole helppo huonontua.
Bioyhteensopivuus ja turvallisuus: Hydroksietyyliselluloosaa käytetään laajasti elintarvikkeissa, kosmetiikassa ja lääketieteessä, koska se on peräisin luonnollisesta selluloosasta ja ylläpitää silti hyvää biologista yhteensopivuutta ja matalaa toksisuutta kemiallisen modifikaation jälkeen. Sitä käytetään esimerkiksi sakeutusaineena ja stabilointiaineena ruoassa, kosmetiikan kosteuttajana ja emulgoijan stabilointina sekä sideaineena ja kontrolloituina vapautumismatriisina tabletteille farmaseuttisissa valmisteissa.
Valmistelu ja sovellus
Hydroksietyyliselluloosan valmistus jaetaan yleensä kolmeen vaiheeseen: selluloosan alkalisointi, eetterisemisreaktio, puhdistus ja kuivaus. Ensinnäkin selluloosa käsitellään emäksisissä olosuhteissa selluloosan hydroksyyliryhmien aktivoimiseksi ja reagoi sitten etyleenioksidin kanssa hydroksietyyliselluloosan tuottamiseksi. Lopuksi lopputuote saadaan vaiheittain, kuten neutraloimalla, puhdistuksella ja kuivauksella.
Hydroksietyyliselluloosaa käytetään laajasti rakennusmateriaaleissa (kuten sementtilaasti ja pinnoitteet), päivittäisiä kemikaaleja (kuten pesuaineita ja kosmetiikkaa), lääketiedettä (kuten huumeiden kontrolloituja vapautusjärjestelmiä) ja elintarviketeollisuutta (kuten sakeutusaineita ja stabilointiaineita).
Hydroksietyyliselluloosaa käytetään laajasti eri aloilla sen erinomaisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien ja monipuolisuuden vuoksi. Sen rakenteen ja koostumuksen ainutlaatuisuus mahdollistaa sen olevan tärkeä rooli sakeutumisessa, emulgointiin, suspensioon, kalvonmuodostumiseen ja stabilointiin, ja se on korvaamaton tärkeä kemiallinen materiaali.
Viestin aika: helmikuu 17-2025