Hydroxyethylmethylcelulóza (HEMC) je derivát přírodního polymerního materiálu celulózy. Jedná se o ve vodě rozpustný polymer vytvořený po chemické modifikaci a má širokou škálu aplikací. Jako důležitý ve vodě rozpustný éter celulózy má mnoho jedinečných fyzikálních a chemických vlastností a je široce používán ve stavebnictví, nátěrech, kosmetice, potravinářství a medicíně.
1. Chemická struktura a složení
Hydroxyethylmethylcelulóza je modifikovaná celulóza vytvořená etherifikační reakcí celulózy s ethylenoxidem (epoxidem) a methylchloridem po alkalickém zpracování. Jeho chemická struktura obsahuje celulózový skelet a dva substituenty, hydroxyethyl a methoxy. Zavedení hydroxyethylu může zlepšit jeho rozpustnost ve vodě, zatímco zavedení methoxyskupiny může zlepšit jeho hydrofobnost, čímž má lepší stabilitu roztoku a výkon při tvorbě filmu.
2. Rozpustnost
Hydroxyethylmethylcelulóza je neiontový ether celulózy s dobrou rozpustností ve vodě, který lze rozpustit ve studené vodě a horké vodě. Při rozpouštění nereaguje s ionty ve vodě, takže má vynikající rozpustnost v různých vodních podmínkách. Proces rozpouštění vyžaduje, aby byl nejprve rovnoměrně dispergován ve studené vodě a po určité době bobtnání se postupně vytvořil jednotný a průhledný roztok. V organických rozpouštědlech vykazuje HEMC částečnou rozpustnost, zejména ve vysoce polárních rozpouštědlech, jako je ethanol a ethylenglykol, která jej mohou částečně rozpouštět.
3. Viskozita
Viskozita HEMC je jednou z jeho nejdůležitějších vlastností a je široce používána při zahušťování, suspenzi a vytváření filmu. Jeho viskozita se mění se změnami koncentrace, teploty a smykové rychlosti. Obecně se viskozita roztoku výrazně zvyšuje se zvyšující se koncentrací roztoku. Roztok s vyšší koncentrací vykazuje vysokou viskozitu a je vhodný pro použití jako zahušťovadlo stavebních materiálů, nátěrů a lepidel. V určitém teplotním rozsahu viskozita roztoku HEMC klesá s rostoucí teplotou a tato vlastnost jej činí vhodným pro průmyslové aplikace za různých teplotních podmínek.
4. Tepelná stabilita
Hydroxyethylmethylcelulóza vykazuje dobrou tepelnou stabilitu při vysokých teplotách a má určitou tepelnou odolnost. Obecně platí, že za podmínek vysoké teploty (např. nad 100 °C) je jeho molekulární struktura relativně stabilní a není snadné ji rozložit nebo degradovat. To umožňuje HEMC zachovat si své zahušťovací vlastnosti, zadržování vody a lepicí vlastnosti v prostředí s vysokou teplotou ve stavebnictví (jako je proces sušení malty), aniž by byl výrazně neúčinný kvůli změnám teploty.
5. Zahušťování
HEMC má vynikající zahušťovací vlastnosti a je vysoce účinným zahušťovadlem, které je široce používáno v různých formulačních systémech. Může účinně zvýšit viskozitu vodných roztoků, emulzí a suspenzí a má dobré vlastnosti při ředění ve smyku. Při nízkých smykových rychlostech může HEMC výrazně zvýšit viskozitu systému, zatímco při vysokých smykových rychlostech vykazuje nižší viskozitu, což pomáhá zlepšit pohodlí obsluhy během aplikace. Jeho zahušťovací účinek nesouvisí pouze s koncentrací, ale je ovlivněn také hodnotou pH a teplotou roztoku.
6. Zadržování vody
HEMC se často používá jako prostředek pro zadržování vody ve stavebnictví. Jeho vynikající retence vody může prodloužit reakční dobu hydratace materiálů na bázi cementu a zlepšit pracovní výkon a přilnavost stavební malty. Během procesu výstavby může HEMC účinně snížit ztráty vody a vyhnout se problémům, jako je praskání a ztráta pevnosti způsobená příliš rychlým vysycháním malty. Navíc u vodou ředitelných barev a inkoustů může zadržování vody HEMC také zachovat tekutost barvy, zlepšit konstrukční výkon barvy a hladkost povrchu.
7. Biokompatibilita a bezpečnost
Protože HEMC pochází z přírodní celulózy, má dobrou biokompatibilitu a nízkou toxicitu. Proto se také široce používal v oblasti lékařství a kosmetiky. Může být použit jako dezintegrační činidlo nebo činidlo s prodlouženým uvolňováním v lékových tabletách, které napomáhá stabilnímu uvolňování léků v těle. Kromě toho může HEMC jako zahušťovadlo a filmotvorný prostředek v kosmetice poskytovat hydratační účinky pro pokožku a díky dobré bezpečnosti je vhodný pro dlouhodobé používání.
8. Oblasti použití
Díky multifunkčním vlastnostem hydroxyethylmethylcelulózy je široce používán v mnoha průmyslových oblastech:
Stavebnictví: Ve stavebních materiálech, jako je cementová malta, tmel a sádrové produkty, lze HEMC použít jako zahušťovadlo, vodu zadržující činidlo a lepidlo pro zlepšení konstrukčního výkonu a kvality hotového výrobku.
Nátěry a inkousty: HEMC se široce používá v barvách a inkoustech na vodní bázi jako zahušťovadlo a stabilizátor pro zlepšení vyrovnání, stability a lesku barvy po zaschnutí.
Lékařská oblast: Jako dezintegrační, adhezivní a dlouhodobě uvolňující činidlo v nosičích léčiv může regulovat rychlost uvolňování léčiv v těle a zlepšit biologickou dostupnost léčiv.
Kosmetika a produkty osobní péče: V produktech osobní péče, jako jsou pleťové vody, krémy a šampony, lze HEMC použít jako zahušťovadlo a zvlhčovač a má dobrou afinitu k pokožce a vlasům.
Potravinářský průmysl: V některých potravinách lze HEMC použít jako stabilizátor, emulgátor a filmotvorný prostředek. Přestože jeho použití v potravinách podléhá v některých zemích regulačním omezením, jeho bezpečnost je široce uznávána.
9. Environmentální stabilita a rozložitelnost
Jako materiál na biologické bázi může být HEMC v životním prostředí postupně degradován a proces jeho degradace probíhá především působením mikroorganismů. Proto má HEMC po použití menší znečištění životního prostředí a je ekologičtější chemikálií. V přirozených podmínkách se HEMC může nakonec rozložit na vodu, oxid uhličitý a další malé molekuly a nezpůsobí dlouhodobou akumulaci znečištění v půdě a vodních útvarech.
Hydroxyethylmethylcelulóza je velmi důležitý ve vodě rozpustný derivát celulózy. Díky svým jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem, jako je vynikající zahušťování, retence vody, tepelná stabilita a biokompatibilita, je široce používán v mnoha průmyslových odvětvích, jako je stavebnictví, nátěry, lékařství, kosmetika atd. Jeho vynikající rozpustnost a schopnost regulace viskozity z něj činí důležitá funkční přísada v různých formulačních systémech. Zejména v oblasti, kde je potřeba zvýšit viskozitu produktu, prodloužit životnost nebo zlepšit provozní výkon, hraje HEMC nezastupitelnou roli. Zároveň jako materiál šetrný k životnímu prostředí prokázal HEMC dobrou udržitelnost v průmyslových aplikacích a má dobré vyhlídky na trhu.
Čas odeslání: 27. září 2024