Hydroxyethylcellulose (HEC) er en vigtig ikke-ionisk vandopløselig polymer, der hører til celluloseetherklassen af forbindelser. Det opnås ved æterificeringsreaktion af naturlig cellulose med ethylenoxid (ethylenoxid) under alkaliske forhold. Hydroxyethylcellulose er en lineær polysaccharidkæde sammensat af glukoseenheder af cellulose i kemisk struktur, og nogle eller alle hydroxylgrupper på dens glukoseenheder erstattes af hydroxyethylgrupper til dannelse af hydroxyethylcellulose.
Ingredienser og kemisk struktur
Den molekylære struktur af hydroxyethylcellulose inkluderer hovedsageligt følgende dele:
Cellulose-rygrad: Cellulose er et naturligt polysaccharid, hvis hovedkomponent er en lineær kæde af glukoseenheder, der er forbundet med ß-1,4-glycosidiske bindinger. Denne struktur af cellulose giver den høj krystallinitet og fysisk styrke.
Hydroxyethylsubstituent: I glukoseenheden i cellulosens rygrad er der tre hydroxylgrupper (–OH), der er placeret ved henholdsvis C2-, C3- og C6 -positioner. Hydroxyethylcellulose produceres ved at introducere hydroxyethyl (–ch2ch2OH) grupper på hydroxylgrupperne gennem en æterificeringsreaktion mellem disse hydroxylgrupper og ethylenoxid. Indførelsen af disse substituenter reducerer krystalliniteten af cellulose, forbedrer dens vandopløselighed og får den til at udvise god fortykning og viskoelasticitet i vandig opløsning.
Molekylvægt og substitutionsgrad: Molekylvægt og substitutionsgrad (dvs. antallet af hydroxylgrupper, der er substitueret på hver glukoseenhed) af hydroxyethylcellulose, er to vigtige faktorer, der påvirker dens egenskaber. Generelt har hydroxyethylcellulose med en højere molekylvægt bedre viskositet og fortykningsevne, mens en højere grad af substitution forbedrer dens vandopløselighed og stabilitet.
Fysisk -kemiske egenskaber ved hydroxyethylcellulose
På grund af sin unikke struktur udviser hydroxyethylcellulose en række fremragende fysisk -kemiske egenskaber:
Vandopløselighed: Hydroxyethylcellulose er let opløseligt i koldt og varmt vand for at danne en klar eller let grumset kolloidal opløsning. Dens opløsningsproces påvirkes ikke signifikant af pH -værdi og forbliver stabil over et bredt pH -område (normalt mellem 2 og 12).
Fortykning: Hydroxyethylcellulose har en god fortykningseffekt i vandig opløsning, og dens fortykningsevne påvirkes af molekylvægt, grad af substitution og opløsningskoncentration. Efterhånden som koncentrationen øges, øges viskositeten af opløsningen eksponentielt, så den bruges i vid udstrækning i industrielle felter, der kræver fortykningsmidler.
Overfladeaktivitet: Da hydroxyethylcellulosemolekylet indeholder hydrofile grupper og hydrofobe skeletter, kan det reducere overfladespændingen af vand i opløsningen og vise en bestemt overfladeaktivitet. Denne egenskab gør den brugt i belægninger, blæk og andre felter og kan forbedre produktets fluiditet og belægningsegenskaber.
Stabilitet: Hydroxyethylcellulose har god stabilitet i vandig opløsning, kan modstå påvirkningen af generelle oxidanter og lys og er relativt stabil under syre- og alkaliske forhold. Det vil ikke blive nedbrudt af de fleste mikroorganismer i vandig opløsning, så det er ikke let at forringes under opbevaring.
Biokompatibilitet og sikkerhed: Hydroxyethylcellulose er vidt brugt i mad, kosmetik og medicin, fordi det er afledt af naturlig cellulose og opretholder stadig god biokompatibilitet og lav toksicitet efter kemisk modifikation. For eksempel bruges det som en fortykningsmiddel og stabilisator i mad, som en humektant og emulgatorstabilisator i kosmetik og som et bindemiddel og kontrolleret frigørelsesmatrix til tabletter i farmaceutiske præparater.
Forberedelse og anvendelse
Fremstillingen af hydroxyethylcellulose er normalt opdelt i tre trin: alkalisering af cellulose, æterificeringsreaktion, oprensning og tørring. Først behandles cellulose under alkaliske forhold for at aktivere hydroxylgrupperne af cellulose og reageres derefter med ethylenoxid for at producere hydroxyethylcellulose. Endelig opnås det endelige produkt gennem trin som neutralisering, oprensning og tørring.
Hydroxyethylcellulose er vidt brugt til byggematerialer (såsom cementmørtel og belægninger), daglige kemikalier (såsom vaskemidler og kosmetik), medicin (såsom lægemiddelstyrede frigørelsessystemer) og fødevareindustrien (såsom fortykningsmidler og stabilisatorer).
Hydroxyethylcellulose bruges i vid udstrækning på forskellige felter på grund af dets fremragende fysiske og kemiske egenskaber og alsidighed. Det unikke ved dens struktur og sammensætning gør det muligt for den at spille en vigtig rolle i fortykning, emulgering, suspension, filmdannelse og stabilisering og er et uerstatteligt vigtigt kemisk materiale.
Posttid: Feb-17-2025