Hydroxyethylcelulóza (HEC) je ve vodě rozpustný neiontový ether celulózy a jejím hlavním zdrojem je přírodní celulóza. Přírodní celulóza je v rostlinách široce přítomna a je hlavní složkou rostlinných buněčných stěn. Konkrétně se hydroxyethylcelulóza vyrábí chemickou reakcí přírodní celulózy s ethylenoxidem za alkalických podmínek. Tento proces chemické reakce se obvykle nazývá ethoxylace a výsledkem je, že hydroxylové skupiny na molekulách přírodní celulózy jsou částečně nebo úplně nahrazeny za vzniku hydroxyethylcelulózy s ethoxy skupinami.
Níže jsou uvedeny konkrétní kroky procesu přípravy hydroxyethylcelulózy:
Zdroj celulózy: Celulóza se obvykle získává z rostlinných materiálů, jako je bavlna a dřevo. Extrahovaná celulóza se čistí a bělí, aby se odstranily nečistoty, jako je lignin, hemicelulóza a další necelulózové složky, aby se získala vysoce čistá celulóza.
Alkalinizační úprava: Smíchejte celulózu s koncentrovaným roztokem hydroxidu sodného (NaOH) a hydroxylové skupiny v celulóze reagují s hydroxidem sodným za vzniku sodné celulózy. Při tomto procesu se molekulární struktura celulózy do určité míry rozšíří, což usnadňuje reakci s ethylenoxidem.
Ethoxylační reakce: Alkalizovaná sodná celulóza se při určité teplotě a tlaku smíchá s ethylenoxidem (C2H4O). Kruhová struktura ethylenoxidu se otevírá za vzniku ethoxyskupin (-CH2CH2OH), které se spojují s hydroxylovými skupinami na molekulách celulózy za vzniku hydroxyethylcelulózy. Tento reakční proces lze provádět v různém stupni, což vede k hydroxyethylcelulóze s různými stupni substituce.
Následná úprava: Produkt po reakci obvykle obsahuje nezreagované alkálie, rozpouštědla a další vedlejší produkty. Aby se získala čistá hydroxyethylcelulóza, jsou nutné kroky následného zpracování, jako je neutralizace, promývání a sušení. Cílem těchto kroků úpravy je odstranění zbytkových alkálií, rozpouštědel a vedlejších produktů za účelem získání konečného vyčištěného produktu.
Hydroxyethylcelulóza je široce používána v různých průmyslových odvětvích díky svým jedinečným chemickým vlastnostem a vynikajícímu výkonu. Konkrétně má hydroxyethylcelulóza dobrou rozpustnost ve vodě, zahušťování, stabilitu, tvorbu filmu a kluznost a běžně se používá v následujících oblastech:
Stavební materiály: Ve stavebních materiálech se hydroxyethylcelulóza používá hlavně jako zahušťovadlo a prostředek zadržující vodu pro materiály na bázi cementu a materiály na bázi sádry. Dokáže efektivně zlepšit konstrukční vlastnosti materiálů, zlepšit zadržování vody, zpracovatelnost a proti stékání malty, prodloužit dobu zavadnutí a zajistit hladký průběh stavby.
Průmysl nátěrových hmot: V nátěrových hmotách se hydroxyethylcelulóza používá jako zahušťovadlo, suspendační činidlo a emulgátor pro zlepšení reologie a stability nátěru, zabránění sedimentaci pigmentu a zvýšení rovinnosti a lesku nátěru.
Kosmetika a produkty osobní péče: V kosmetice se hydroxyethylcelulóza často používá jako zahušťovadlo, filmotvorný prostředek a zvlhčovač. Může poskytnout produktům dobrý pocit, zlepšit stabilitu a přilnavost produktu a zvýšit hydratační účinek.
Farmaceutický průmysl: Ve farmaceutické oblasti se hydroxyethylcelulóza používá jako pomocná látka pro farmaceutické přípravky. Jako složka tablet s prodlouženým uvolňováním, filmových potahů atd. může řídit rychlost uvolňování léčiv a zlepšit stabilitu a biologickou dostupnost léčiv.
Potravinářský průmysl: V potravinářském průmyslu se hydroxyethylcelulóza používá jako potravinářská přísada, která hraje roli při zahušťování, emulgaci a stabilizaci. Je široce používán v nápojích, koření, mléčných výrobcích a dalších potravinách ke zlepšení textury a chuti produktů.
Hydroxyethylcelulóza má také důležité aplikace v těžbě ropy, výrobě papíru, textilním tisku a barvení. Při extrakci ropy se hydroxyethylcelulóza používá jako zahušťovadlo a stabilizátor pro vrtné výplachy, což může zlepšit kapacitu suspenze vrtných výplachů a zabránit zhroucení stěny studny. V papírenském průmyslu se používá jako retenční činidlo a zpevňující činidlo pro zlepšení pevnosti a trvanlivosti papíru. Při potisku a barvení textilu se hydroxyethylcelulóza používá jako zahušťovadlo, které napomáhá rovnoměrnému rozložení tiskové a barvicí kaše a zlepšuje kvalitu tisku a barvení.
Hydroxyethylcelulóza se získává z přírodní celulózy řadou chemických reakcí. Jeho široké uplatnění není způsobeno pouze jeho vynikajícími fyzikálními a chemickými vlastnostmi, ale také tím, že může poskytnout diverzifikovaná řešení v mnoha průmyslových odvětvích, která splňují různé technické potřeby.
Čas odeslání: 13. srpna 2024