هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC) هو إيثر السليلوز غير الأيوني القابل للذوبان في الماء، ومصدره الرئيسي هو السليلوز الطبيعي. السليلوز الطبيعي موجود على نطاق واسع في النباتات وهو المكون الرئيسي لجدران الخلايا النباتية. على وجه التحديد، يتم تصنيع هيدروكسي إيثيل السليلوز عن طريق تفاعل السليلوز الطبيعي كيميائيًا مع أكسيد الإيثيلين في ظل ظروف قلوية. عادة ما تسمى عملية التفاعل الكيميائي هذه بالإيثوكسيل، والنتيجة هي أن مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على جزيئات السليلوز الطبيعية يتم استبدالها جزئيًا أو كليًا لتكوين هيدروكسي إيثيل السليلوز مع مجموعات الإيثوكسي.
فيما يلي الخطوات المحددة لعملية تحضير هيدروكسي إيثيل السليلوز:
مصدر السليلوز: يتم استخراج السليلوز عادة من المواد النباتية مثل القطن والخشب. تتم تنقية السليلوز المستخرج وتبييضه لإزالة الشوائب مثل اللجنين والهيميسيلولوز والمكونات الأخرى غير السليلوز للحصول على السليلوز عالي النقاء.
معالجة القلوية: يخلط السليلوز مع محلول هيدروكسيد الصوديوم المركز (NaOH)، وتتفاعل مجموعات الهيدروكسيل في السليلوز مع هيدروكسيد الصوديوم لإنتاج سليلوز الصوديوم. في هذه العملية، يتوسع التركيب الجزيئي للسليلوز إلى حد معين، مما يسهل التفاعل مع أكسيد الإيثيلين.
تفاعل الإيثوكسيل: يتم خلط سليلوز الصوديوم القلوي مع أكسيد الإيثيلين (C2H4O) عند درجة حرارة وضغط معينين. يفتح الهيكل الحلقي لأكسيد الإيثيلين لتكوين مجموعات الإيثوكسي (-CH2CH2OH)، والتي تتحد مع مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على جزيئات السليلوز لتكوين هيدروكسي إيثيل السليلوز. يمكن تنفيذ عملية التفاعل هذه بدرجات متفاوتة، مما يؤدي إلى إنتاج هيدروكسي إيثيل السليلوز بدرجات مختلفة من الاستبدال.
مرحلة ما بعد المعالجة: عادة ما يحتوي المنتج بعد التفاعل على قلويات غير متفاعلة ومذيبات ومنتجات ثانوية أخرى. من أجل الحصول على هيدروكسي إيثيل السليلوز النقي، هناك حاجة إلى خطوات ما بعد المعالجة مثل التحييد والغسيل والتجفيف. الهدف من خطوات المعالجة هذه هو إزالة القلويات والمذيبات والمنتجات الثانوية المتبقية للحصول على المنتج النهائي المنقى.
تم استخدام هيدروكسي إيثيل السليلوز على نطاق واسع في العديد من الصناعات بسبب خصائصه الكيميائية الفريدة وأدائه الممتاز. على وجه التحديد، يتمتع هيدروكسي إيثيل السليلوز بقابلية جيدة للذوبان في الماء، والسماكة، والثبات، وتشكيل الفيلم والتشحيم، ويستخدم بشكل شائع في المجالات التالية:
مواد البناء: في مواد البناء، يستخدم هيدروكسي إيثيل السليلوز بشكل رئيسي كمكثف وعامل الاحتفاظ بالمياه للمواد القائمة على الأسمنت والمواد القائمة على الجبس. يمكنها تحسين أداء مواد البناء بشكل فعال، وتحسين احتباس الماء، وقابلية التشغيل ومقاومة ترهل الملاط، وتمديد وقت الفتح وضمان التقدم السلس للبناء.
صناعة الطلاء: في الطلاء، يتم استخدام هيدروكسي إيثيل السليلوز كمثخن وعامل تعليق ومستحلب لتحسين ريولوجيا الطلاء وثباته، ومنع ترسيب الصباغ، وتعزيز تسطيح الطلاء ولمعانه.
مستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية: في مستحضرات التجميل، غالبًا ما يستخدم هيدروكسي إيثيل السليلوز كمكثف وفيلم ومرطب. يمكن أن يوفر منتجات ذات ملمس جيد، ويحسن ثبات المنتج والتصاقه، ويعزز تأثير الترطيب.
صناعة الأدوية: في المجال الصيدلاني، يستخدم هيدروكسي إيثيل السليلوز كسواغ في المستحضرات الصيدلانية. وباعتباره أحد مكونات الأقراص ذات الإطلاق المستمر، وطلاءات الأفلام، وما إلى ذلك، فإنه يمكنه التحكم في معدل إطلاق الأدوية وتحسين استقرار الأدوية وتوافرها البيولوجي.
صناعة المواد الغذائية: في صناعة المواد الغذائية، يستخدم هيدروكسي إيثيل السليلوز كمضاف غذائي ليلعب دورا في تكثيف واستحلاب وتثبيت. يستخدم على نطاق واسع في المشروبات والتوابل ومنتجات الألبان وغيرها من الأطعمة لتحسين نسيج وطعم المنتجات.
يحتوي هيدروكسي إيثيل السليلوز أيضًا على تطبيقات مهمة في صناعات استخراج الزيت وصناعة الورق وطباعة المنسوجات والصباغة. في استخراج النفط، يتم استخدام هيدروكسي إيثيل السليلوز كمثخن ومثبت لسوائل الحفر، مما يمكن أن يحسن قدرة التعليق لسوائل الحفر ويمنع انهيار جدار البئر. في صناعة الورق، يتم استخدامه كعامل احتجاز وعامل تقوية لتحسين قوة ومتانة الورق. في طباعة المنسوجات والصباغة، يتم استخدام هيدروكسي إيثيل السليلوز كمكثف للمساعدة في توزيع ملاط الطباعة والصباغة بالتساوي وتحسين جودة الطباعة والصباغة.
يتم الحصول على هيدروكسي إيثيل السليلوز من السليلوز الطبيعي من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية. إن تطبيقه على نطاق واسع لا يرجع فقط إلى خصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة، ولكن أيضًا لأنه يمكن أن يوفر حلولاً متنوعة في العديد من الصناعات لتلبية الاحتياجات التقنية المختلفة.
وقت النشر: 13 أغسطس 2024