Ultra visoka viskoznost hidroksietil celuloza (HEC) je vodno topna polimerna spojina, ki jo tvori eterifikacija celuloze. Zaradi izjemne viskoznosti in stabilnosti se HEC pogosto uporablja na številnih področjih, kot so kozmetika, farmacevtska zdravila, gradnja in pridobivanje nafte.
(1), HEC struktura in metoda priprave
1.1 Struktura
HEC je derivat etra, pridobljen s kemično obdelavo naravne celuloze. Njegova osnovna strukturna enota je β-D-glukoza, povezana z β-1,4 glikozidnimi vezmi. Hidroksilno skupino (-OH) v celulozi nadomestimo z etilen oksidom (EO) ali drugo eterifikacijsko sredstvo, s čimer uvaja skupino etoksi (-ch2ch2OH), da tvori hidroksietil celulozo. Ultra visoka viskoznost HEC ima večjo molekulsko maso, običajno med milijoni in več deset milijoni, kar mu omogoča, da v vodi kaže izjemno visoko viskoznost.
1.2 Način priprave
Priprava HEC je v glavnem razdeljena na dva koraka: predobdelava celuloze in reakcije eterifikacije.
Predobdelava celuloze: Naravna celuloza (kot so bombaž, lesna kaša itd.) Z alkalijem se razteza in disociira molekularne verige celuloze za poznejše reakcije eterifikacije.
Reakcija eterifikacije: V alkalnih pogojih se predhodno obdelana celuloza reagira z etilen oksidom ali drugimi eteričnimi sredstvi, da uvedejo hidroksietilne skupine. Na reakcijski postopek vplivajo dejavniki, kot so temperatura, čas in koncentracija eteričnih sredstev, HEC pa se končno dobijo z različnimi stopnjami substitucije (DS) in nadomestitveno enakomernostjo (MS). Ultra visoka viskoznost HEC na splošno zahteva visoko molekulsko maso in primerno stopnjo nadomestitve, da se zagotovi značilnosti viskoznosti v vodi.
(2) Značilnosti HEC
2.1 Topnost
HEC se raztopi tako v hladni kot v vroči vodi in tvori prozorno ali prosojno viskozno raztopino. Na stopnjo raztapljanja vplivajo dejavniki, kot so molekularna masa, stopnja substitucije in temperatura raztopine. Ultra visoka viskoznost HEC ima relativno nizko topnost v vodi in zahteva dolgotrajno mešanje, da se popolnoma raztopi.
2.2 Viskoznost
Viskoznost ultra visoke viskoznosti HEC je njegova najpomembnejša značilnost. Njegova viskoznost se običajno giblje od nekaj tisoč do več deset tisoč milipa (MPA · s), odvisno od koncentracije, temperature in strižne hitrosti raztopine. Viskoznost HEC ni odvisna le od molekulske mase, ampak je tudi tesno povezana s stopnjo substitucije v njegovi molekularni strukturi.
2.3 Stabilnost
HEC ima dobro stabilnost kislin, alkalij in večine organskih topil in se ni enostavno razgraditi. Poleg tega imajo HEC rešitve dobro stabilnost skladiščenja in lahko dolgo ohranjajo svojo viskoznost in druge fizikalne in kemijske lastnosti.
2.4 Združljivost
HEC je združljiv s široko paleto kemikalij, vključno s površinsko aktivnimi snovmi, soljo in drugimi vodotopnimi polimeri. Njegova dobra združljivost mu omogoča ohranjanje stabilnih zmogljivosti v zapletenih sistemih formulacije.
(3) Uporaba HEC
3.1 Izdelki za kozmetiko in osebno nego
V kozmetiki se HEC pogosto uporablja kot zgoščevalec, stabilizator in film, ki tvori film. Ultra visoka viskoznost HEC lahko zagotavlja odličen dotik in dolgotrajno stabilnost in se običajno uporablja v izdelkih, kot so losjoni, šamponi in balzami.
3.2 Farmacevtska industrija
Kot farmacevtski pomočnik se HEC pogosto uporablja pri pripravi tablet, gelov in drugih farmacevtskih pripravkov z trajnim sproščanjem. Njegova lastnost visoke viskoznosti lahko nadzira stopnjo sproščanja zdravil in izboljša biološko uporabnost zdravila.
3.3 Gradbeni materiali
V gradbeništvu se HEC uporablja kot zgoščevanje in sredstvo za najem vode za materiale na osnovi cementa in mavca. Njegova visoka viskoznost in dobro zadrževanje vode pomagata izboljšati gradnjo in preprečujeta, da bi se materiali izsušili in povečali.
3.4 Ekstrakcija olja
V naftni industriji se HEC uporablja pri vrtalnih tekočinah in lomljenju tekočin kot zgoščevalec in reduktor vlečenja. Ultra visoka viskoznost HEC lahko izboljša zmogljivost suspenzije in nosilnost peska tekočin, kar izboljša rezultate vrtanja in lomljenja.
(4) Razvojne možnosti HEC
Z napredovanjem tehnologije in sprememb povpraševanja na trgu se obseg aplikacij HEC še naprej širi. Prihodnja navodila za razvoj vključujejo:
4.1 Razvoj visokozmogljivega HEC
Z optimizacijo proizvodnega procesa in razmerja surovin je mogoče razviti boljšo topnost in stabilnost z večjo viskoznostjo, da bi dosegli scenarije uporabe višjega povpraševanja.
4.2 varstvo okolja in trajnostni razvoj
Razviti okolju prijazne proizvodne procese in surovine, zmanjšati porabo energije in emisije odpadkov med proizvodnim procesom ter izboljšati trajnost HEC.
4.3 Širitev novih prijavnih polj
Raziščite potencial uporabe HEC na področju novih materialov, prehrambene industrije in okoljskega inženiringa, da bi spodbudili njegovo uporabo v več panogah.
Ultra-visoka viskoznost HEC je večnamenski polimerni material s širokimi možnostmi uporabe. Njegove edinstvene značilnosti viskoznosti in dobra kemična stabilnost imata pomembno vlogo v različnih panogah. Z napredovanjem tehnologije in širitvijo aplikacijskih polj bodo tržne možnosti HEC širše.
Čas objave: februar-17-2025