Hidroksietilna celuloza (HEC) je pomemben neionski vodno topni polimer, ki pripada celuloznemu etru razredu spojin. Dobimo ga z eterifikacijsko reakcijo naravne celuloze z etilen oksidom (etilen oksid) v alkalnih pogojih. Hidroksietilna celuloza je linearna polisaharidna veriga, sestavljena iz glukoznih enot celuloze v kemijski strukturi, nekatere ali vse hidroksilne skupine na njegovih glukoznih enotah pa se nadomestijo s hidroksietilno skupino, da tvorijo hidroksietil celulozo.
Sestavine in kemična struktura
Molekularna struktura hidroksietil celuloze večinoma vključuje naslednje dele:
Celulozna hrbtenica: Celuloza je naravni polisaharid, katerega glavna komponenta je linearna veriga glukoznih enot, povezanih z β-1,4-glikozidnimi vezmi. Ta struktura celuloze ji daje visoko kristalnost in fizično moč.
Hidroksietilni substituent: V enoti glukoze celulozne hrbtenice obstajajo tri hidroksilne skupine (-OH), ki se nahajajo na položajih C2, C3 in C6. Hidroksietilna celuloza nastane z uvedbo skupin hidroksietil (–Ch2CH2OH) na hidroksilne skupine z reakcijo eterifikacije med te hidroksilne skupine in etilen oksidom. Uvedba teh substituentov zmanjšuje kristalnost celuloze, izboljšuje njeno topnost vode in omogoča dobro zgostitev in viskoelastičnost v vodni raztopini.
Molekularna masa in stopnja substitucije: Molekularna masa in stopnja substitucije (tj. Število hidroksilnih skupin, substituiranih na vsaki glukozni enoti) hidroksietilne celuloze, sta dva pomembna dejavnika, ki vplivata na njegove lastnosti. Na splošno ima hidroksietilna celuloza z večjo molekulsko maso boljšo viskoznostjo in zgoščevanje, medtem ko višja stopnja substitucije povečuje njeno topnost in stabilnost vode.
Fizikalno -kemijske lastnosti hidroksietil celuloze
Zaradi svoje edinstvene strukture ima hidroksietilna celuloza vrsto odličnih fizikalno -kemijskih lastnosti:
Topnost vode: hidroksietilna celuloza je v hladni in vroči vodi zlahka topna, da tvori prozorno ali rahlo moten koloidna raztopina. Na njen postopek raztapljanja vrednost pH ne vpliva bistveno in ostane stabilen v širokem območju pH (običajno med 2 in 12).
Zgodovina: hidroksietilna celuloza ima dober zgoščevalni učinek v vodni raztopini, na njegovo sposobnost zgostitve pa vplivajo molekulska teža, stopnja substitucije in koncentracija raztopine. Ko se koncentracija povečuje, se viskoznost raztopine poveča eksponentno, tako da se pogosto uporablja na industrijskih poljih, ki zahtevajo zgoščevalci.
Površinska aktivnost: Ker molekula hidroksietil celuloze vsebuje hidrofilne skupine in hidrofobne okostja, lahko zmanjša površinsko napetost vode v raztopini in pokaže določeno površinsko aktivnost. Ta lastnost se uporablja v premazih, črnilih in drugih poljih in lahko izboljša lastnosti tekočine in prevleke izdelka.
Stabilnost: hidroksietilna celuloza ima dobro stabilnost v vodni raztopini, se lahko upira vplivu splošnih oksidantov in svetlobe ter je v kislih in alkalnih pogojih relativno stabilna. Večina mikroorganizmov v vodni raztopini ga ne bo razgradila, zato ga med shranjevanjem ni enostavno poslabšati.
Biokompatibilnost in varnost: hidroksietilna celuloza se pogosto uporablja v hrani, kozmetiki in medicini, ker izhaja iz naravne celuloze in še vedno ohranja dobro biokompatibilnost in nizko strupenost po kemični spreminjanju. Na primer, uporablja se kot zgoščevalec in stabilizator v hrani, kot vlažni in emulgatorski stabilizator v kozmetiki ter kot matrika veziva in nadzorovanega sproščanja za tablete v farmacevtskih pripravkih.
Priprava in uporaba
Priprava hidroksietil celuloze je običajno razdeljena na tri korake: alkalizacija celuloze, reakcije eterifikacije, čiščenja in sušenja. Najprej celulozo zdravimo v alkalnih pogojih, da aktiviramo hidroksilne skupine celuloze in nato reagiramo z etilen oksidom, da nastane hidroksietil celuloza. Končno se končni izdelek pridobi s koraki, kot so nevtralizacija, čiščenje in sušenje.
Hidroksietilna celuloza se pogosto uporablja v gradbenih materialih (kot so cementna malta in premazi), dnevne kemikalije (na primer detergenta in kozmetika), medicina (na primer sistemi sproščanja z zdravili) in živilska industrija (kot so zgoščevalci in stabilizatorji).
Hidroksietilna celuloza se pogosto uporablja na različnih poljih zaradi odličnih fizikalnih in kemijskih lastnosti in vsestranskosti. Edinstvenost njegove strukture in sestave omogoča pomembno vlogo pri zgoščevanju, emulgiranju, suspenziji, tvorbi filmov in stabilizaciji ter je nenadomestljiv pomemben kemični material.
Čas objave: februar-17-2025