Methylhydroxyethylcelulóza (MHEC) je běžný ether celulózy. Získává se etherifikací celulózy a používá se hlavně v mnoha průmyslových odvětvích, jako je stavebnictví, farmacie, kosmetika a potravinářství. MHEC má dobrou rozpustnost ve vodě, zahušťovací, suspendační a pojivové vlastnosti a je velmi důležitou funkční přísadou.
1. Chemická struktura a příprava
1.1 Chemická struktura
MHEC se získává částečnou methylací a hydroxyethylací celulózy. Jeho chemická struktura je tvořena především nahrazením hydroxylové skupiny na molekulovém řetězci celulózy methylem (-CH3) a hydroxyethylem (-CH2CH2OH). Jeho strukturní vzorec je obvykle vyjádřen jako:
Cell-��-����3+Cell-��-����2����2����Cell-O-CH 3+Cell-O-CH 2CH 2OH
Buňka představuje molekulární kostru celulózy. Stupeň substituce methylových a hydroxyethylových skupin ovlivňuje vlastnosti MHEC, jako je rozpustnost ve vodě a viskozita.
1.2 Postup přípravy
Příprava MHEC zahrnuje především následující kroky:
Etherifikační reakce: Použití celulózy jako suroviny je nejprve ošetřeno alkalickým roztokem (jako je hydroxid sodný), aby se aktivovaly hydroxylové skupiny v celulóze. Potom se přidá methanol a ethylenoxid, aby se provedla etherifikační reakce, takže hydroxylové skupiny na celulóze jsou nahrazeny methylovými a hydroxyethylovými skupinami.
Neutralizace a promývání: Po dokončení reakce se přebytek alkálie odstraní kyselou neutralizační reakcí a reakční produkt se opakovaně promyje vodou, aby se odstranily vedlejší produkty a nezreagované suroviny.
Sušení a drcení: Promytá suspenze MHEC se suší, aby se získal prášek MHEC, a nakonec se drtí, aby se získala požadovaná jemnost.
2. Fyzikální a chemické vlastnosti
2.1 Vzhled a rozpustnost
MHEC je bílý nebo světle žlutý prášek, který je snadno rozpustný ve studené a horké vodě, ale má nízkou rozpustnost v organických rozpouštědlech. Jeho rozpustnost souvisí s hodnotou pH roztoku a vykazuje dobrou rozpustnost v neutrální až slabě kyselé oblasti.
2.2 Zahušťování a zavěšení
MHEC může po rozpuštění ve vodě výrazně zvýšit viskozitu roztoku, proto je široce používán jako zahušťovadlo. Současně má MHEC také dobrou suspenzi a dispergovatelnost, což může zabránit sedimentaci částic, takže se používá jako suspendační činidlo v nátěrech a stavebních materiálech.
2.3 Stabilita a kompatibilita
MHEC má dobrou stabilitu vůči kyselinám a zásadám a může si udržet stabilitu v širokém rozmezí pH. Kromě toho má MHEC dobrou toleranci k elektrolytům, což mu umožňuje dobře fungovat v mnoha chemických systémech.
3. Oblasti použití
3.1 Stavebnictví
Ve stavebnictví se MHEC používá hlavně jako zahušťovadlo a prostředek zadržující vodu pro materiály, jako je malta, tmel a sádra. MHEC může účinně zlepšit provozní vlastnosti stavebních materiálů, zvýšit přilnavost a vlastnosti proti stékání během výstavby, prodloužit dobu zasychání a zároveň zlepšit zadržování vody v materiálech, aby se zabránilo praskání a snížení pevnosti způsobené rychlou ztrátou vody.
3.2 Kosmetika
MHEC se používá jako emulgátor, zahušťovadlo a stabilizátor v kosmetice. Může dát kosmetice dobrý nádech a reologii, zvýšit stabilitu a zkušenosti s používáním produktu. Například v produktech, jako jsou pleťové vody, krémy a šampony, může MHEC účinně zabránit stratifikaci a srážení a zvýšit viskozitu produktu.
3.3 Farmaceutický průmysl
Ve farmaceutickém průmyslu se MHEC používá jako pojivo, činidlo s prodlouženým uvolňováním a suspendační činidlo pro tablety. Může zlepšit tvrdost a dezintegrační vlastnosti tablet a zajistit stabilní uvolňování léčiv. Kromě toho se MHEC také běžně používá v suspenzních léčivech, aby pomohl účinným složkám rovnoměrně dispergovat a zlepšil stabilitu a biologickou dostupnost léčiv.
3.4 Potravinářský průmysl
V potravinářském průmyslu se MHEC používá hlavně jako zahušťovadlo a stabilizátor a je vhodný pro různé formulace potravin, jako jsou mléčné výrobky, omáčky, koření atd. Dokáže účinně zlepšit texturu a chuť potravin a prodloužit trvanlivost potravin. jídlo.
4. Ochrana životního prostředí a bezpečnost
4.1 Environmentální chování
MHEC má dobrou biologickou rozložitelnost a žádné zjevné znečištění životního prostředí. Vzhledem k tomu, že jeho hlavními složkami jsou celulóza a její deriváty, MHEC se může v přirozeném prostředí postupně rozkládat na neškodné látky a nezpůsobí dlouhodobé poškození půdy a vodních ploch.
4.2 Bezpečnost
MHEC má vysokou bezpečnost a je netoxický a neškodný pro lidské tělo. Při použití v kosmetickém a potravinářském průmyslu musí splňovat příslušné bezpečnostní normy a předpisy, aby bylo zajištěno, že obsah MHEC v produktu je ve stanoveném rozmezí. Během používání je třeba dbát na to, aby nedošlo k vdechnutí velkého množství prachu, aby nedošlo k podráždění dýchacích cest.
5. Budoucí vývojové trendy
5.1 Zlepšení výkonu
Jedním z budoucích směrů výzkumu MHEC je další zlepšení jeho funkčnosti zlepšením procesu syntézy a návrhu receptury. Například zvýšením stupně substituce a optimalizací molekulární struktury může mít MHEC lepší výkon ve speciálních aplikačních scénářích, jako je odolnost vůči vysokým teplotám, odolnost vůči kyselinám a zásadám atd.
5.2 Rozšíření aplikace
S neustálým vývojem nových materiálů a nových procesů se očekává další rozšiřování aplikační oblasti MHEC. Například v oblasti nové energie a nových materiálů může MHEC jako funkční aditivum hrát stále důležitější roli.
5.3 Ochrana životního prostředí a udržitelnost
Se zlepšením povědomí o životním prostředí se bude výroba a aplikace MHEC vyvíjet také ekologičtějším a udržitelnějším směrem. Budoucí výzkum se může zaměřit na snížení emisí odpadů ve výrobním procesu, zlepšení biologické rozložitelnosti produktů a vývoj ekologičtějších výrobních procesů.
Methylhydroxyethylcelulóza (MHEC), jako multifunkční éter celulózy, má široké aplikační vyhlídky a potenciál rozvoje. Díky hloubkovému výzkumu svých chemických vlastností a zlepšování aplikační technologie bude MHEC hrát důležitější roli v různých průmyslových odvětvích a přispívat ke zlepšení výkonu produktů a ochraně životního prostředí. V budoucí oblasti materiálové vědy a inženýrství přinese aplikace MHEC více inovací a průlomů.
Čas odeslání: 21. června 2024