La hidroxietilcel·lulosa (HEC) i altres èters de cel·lulosa (com la hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC), la metilcel·lulosa (MC), la hidroxipropilcel·lulosa (HPC) i la carboximetilcel·lulosa (CMC)) són polímers multifuncionals àmpliament utilitzats en la indústria, la construcció, la medicina, l'alimentació i el diari. indústries químiques. Aquests derivats de la cel·lulosa es fabriquen modificant químicament la cel·lulosa i tenen una bona solubilitat en aigua, espessiment, estabilitat i propietats pel·lícules.
1. Hidroxietilcel·lulosa (HEC)
1.1 Estructura i propietats químiques
La hidroxietilcel·lulosa (HEC) es fa per hidroxietilació de cel·lulosa amb òxid d'etilè en condicions alcalines. L'estructura bàsica de l'HEC és un enllaç èter format per la substitució del grup hidroxil de la molècula de cel·lulosa per un grup hidroxietil. Aquesta estructura dóna a HEC propietats úniques:
Solubilitat en aigua: HEC és soluble tant en aigua freda com calenta per formar una solució col·loïdal transparent.
Espessiment: l'HEC té excel·lents propietats espessidores i s'utilitza àmpliament en aplicacions que requereixen control de viscositat.
Estabilitat: la solució HEC té una alta estabilitat en diferents rangs de pH.
Biocompatibilitat: HEC no és tòxic, no irritant i amigable amb el cos humà i el medi ambient.
1.2 Camps d'aplicació
Materials de construcció: s'utilitzen com a espessidor i agent de retenció d'aigua per a morter de ciment i productes de guix.
Recobriments i pintures: s'utilitzen com a espessidor, agent de suspensió i estabilitzador.
Productes químics diaris: s'utilitzen com a espessidor en necessitats diàries com detergents i xampús.
Àmbit farmacèutic: s'utilitza com a adhesiu, espessidor i agent de suspensió per a pastilles de fàrmacs.
1.3 Avantatges i inconvenients
Avantatges: bona solubilitat en aigua, estabilitat química, àmplia adaptabilitat al pH i no toxicitat.
Desavantatges: poca solubilitat en alguns dissolvents i el preu pot ser lleugerament superior al d'altres èters de cel·lulosa.
2. Comparació d'altres èters de cel·lulosa
2.1 Hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC)
2.1.1 Estructura i propietats químiques
HPMC es fa a partir de cel·lulosa mitjançant reaccions de metilació i hidroxipropilació. La seva estructura conté substitucions tant de metoxi (-OCH3) com d'hidroxipropoxi (-OCH2CH(OH)CH3).
Solubilitat en aigua: HPMC es dissol en aigua freda per formar una solució col·loïdal transparent; té poca solubilitat en aigua calenta.
Propietat d'espessiment: té una excel·lent capacitat d'espessiment.
Propietats gelificants: forma un gel quan s'escalfa i torna al seu estat original quan es refreda.
2.1.2 Àmbits d'aplicació
Materials de construcció: S'utilitza com a espessidor i agent de retenció d'aigua per a materials a base de ciment i de guix.
Aliments: S'utilitza com a emulsionant i estabilitzador.
Medicina: S'utilitza com a excipient per a càpsules i comprimits farmacèutics.
2.1.3 Avantatges i inconvenients
Avantatges: Bon rendiment espessidor i propietats gelificants.
Inconvenients: És sensible a la temperatura i pot fallar en aplicacions d'alta temperatura.
2.2 Metilcel·lulosa (MC)
2.2.1 Estructura i propietats químiques
La MC s'obté per metilació de la cel·lulosa i conté principalment substitucions de metoxi (-OCH3).
Solubilitat en aigua: es dissol bé en aigua freda per formar una solució col·loïdal transparent.
Engrossiment: té un efecte espessidor important.
Gelació tèrmica: forma un gel quan s'escalfa i es desgelifica quan es refreda.
2.2.2 Àmbits d'aplicació
Materials de construcció: s'utilitzen com a espessidor i retenció d'aigua per a morter i pintura.
Aliments: s'utilitza com a emulsionant i estabilitzador.
2.2.3 Avantatges i inconvenients
Avantatges: forta capacitat d'espessiment, sovint utilitzat en tecnologia de processament en fred.
Desavantatges: sensible a la calor, no es pot utilitzar a altes temperatures.
2.3 Hidroxipropil cel·lulosa (HPC)
2.3.1 Estructura i propietats químiques
L'HPC s'obté per hidroxipropil cel·lulosa. La seva estructura conté hidroxipropoxi (-OCH2CH(OH)CH3).
Solubilitat en aigua: es dissol en aigua freda i dissolvents orgànics.
Espessiment: bon rendiment d'engrossiment.
Propietat pel·lícula: forma una pel·lícula forta.
2.3.2 Camps d'aplicació
Medicina: s'utilitza com a material de recobriment i com a excipient de pastilles per a fàrmacs.
Aliments: s'utilitza com a espessidor i estabilitzador.
2.3.3 Avantatges i inconvenients
Avantatges: solubilitat en diversos dissolvents i excel·lents propietats pel·lícules.
Inconvenients: preu elevat.
2.4 Carboximetil cel·lulosa (CMC)
2.4.1 Estructura i característiques químiques
La CMC es fa fent reaccionar cel·lulosa amb àcid cloroacètic i conté un grup carboximetil (-CH2COOH) a la seva estructura.
Solubilitat en aigua: soluble en aigua freda i aigua calenta.
Propietat espessidor: efecte espessidor important.
Ionicitat: pertany a l'èter aniònic de cel·lulosa.
2.4.2 Camps d'aplicació
Aliments: s'utilitza com a espessidor i estabilitzador.
Productes químics diaris: s'utilitzen com a espessidor per al detergent.
Fabricació de paper: s'utilitza com a additiu per al recobriment del paper.
2.4.3 Avantatges i inconvenients
Avantatges: bon espessiment i amplis camps d'aplicació.
Desavantatges: sensible als electròlits, els ions en solució poden afectar el rendiment.
3. Comparació exhaustiva
3.1 Rendiment d'engrossiment
HEC i HPMC tenen un rendiment d'engrossiment similar i tots dos tenen un bon efecte d'espessiment. Tanmateix, l'HEC té una millor solubilitat en aigua i és adequat per a aplicacions que requereixen transparència i baixa irritació. HPMC és més útil en aplicacions que requereixen escalfament per gelar a causa de les seves propietats de termogel.
3.2 Solubilitat en aigua
HEC i CMC es poden dissoldre en aigua freda i calenta, mentre que HPMC i MC es dissolen principalment en aigua freda. Es prefereix HPC quan es requereix compatibilitat amb diversos dissolvents.
3.3 Preu i rang d'aplicació
L'HEC sol tenir un preu moderat i s'utilitza àmpliament. Tot i que HPC té un rendiment excel·lent, normalment s'utilitza en aplicacions d'alta demanda a causa del seu alt cost. CMC té un lloc en moltes aplicacions de baix cost amb el seu baix cost i bon rendiment.
La hidroxietilcel·lulosa (HEC) s'ha convertit en un dels èters de cel·lulosa més utilitzats a causa de la seva bona solubilitat en aigua, estabilitat i capacitat d'espessiment. En comparació amb altres èters de cel·lulosa, HEC té certs avantatges en solubilitat en aigua i estabilitat química, i és adequat per a aplicacions que requereixen solucions transparents i una àmplia adaptabilitat al pH. HPMC sobresurt en determinades àrees específiques per les seves propietats d'espessiment i gelificació tèrmica, mentre que HPC i CMC ocupen una posició important en els seus respectius camps d'aplicació a causa de les seves propietats pel·lícules i els seus avantatges de cost. Segons els requisits específics de l'aplicació, escollir l'èter de cel·lulosa adequat pot optimitzar el rendiment del producte i la rendibilitat.
Hora de publicació: 10-jul-2024