Hydroxyethylcellulose (HEC) ist ein wasserlöslicher nichtionischer Celluloseether und seine Hauptquelle ist natürliche Cellulose. Natürliche Zellulose ist in Pflanzen weit verbreitet und der Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände. Konkret wird Hydroxyethylcellulose durch chemische Reaktion natürlicher Cellulose mit Ethylenoxid unter alkalischen Bedingungen hergestellt. Dieser chemische Reaktionsprozess wird üblicherweise als Ethoxylierung bezeichnet und führt dazu, dass die Hydroxylgruppen an den natürlichen Cellulosemolekülen teilweise oder vollständig ersetzt werden, um Hydroxyethylcellulose mit Ethoxygruppen zu bilden.
Im Folgenden sind die spezifischen Schritte des Herstellungsprozesses von Hydroxyethylcellulose aufgeführt:
Cellulosequelle: Cellulose wird normalerweise aus pflanzlichen Materialien wie Baumwolle und Holz gewonnen. Die extrahierte Cellulose wird gereinigt und gebleicht, um Verunreinigungen wie Lignin, Hemicellulose und andere Nicht-Cellulose-Komponenten zu entfernen und so hochreine Cellulose zu erhalten.
Alkalisierungsbehandlung: Mischen Sie Zellulose mit konzentrierter Natriumhydroxidlösung (NaOH), und die Hydroxylgruppen in Zellulose reagieren mit Natriumhydroxid, um Natriumzellulose zu erzeugen. Bei diesem Prozess dehnt sich die Molekülstruktur der Cellulose bis zu einem gewissen Grad aus, wodurch die Reaktion mit Ethylenoxid erleichtert wird.
Ethoxylierungsreaktion: Alkalisierte Natriumcellulose wird bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck mit Ethylenoxid (C2H4O) gemischt. Die Ringstruktur von Ethylenoxid öffnet sich und bildet Ethoxygruppen (-CH2CH2OH), die sich mit den Hydroxylgruppen an den Cellulosemolekülen zu Hydroxyethylcellulose verbinden. Dieser Reaktionsprozess kann in unterschiedlichem Ausmaß durchgeführt werden, wodurch Hydroxyethylcellulose mit unterschiedlichem Substitutionsgrad entsteht.
Nachbehandlung: Das Produkt nach der Reaktion enthält normalerweise nicht umgesetztes Alkali, Lösungsmittel und andere Nebenprodukte. Um reine Hydroxyethylcellulose zu erhalten, sind Nachbehandlungsschritte wie Neutralisation, Waschen und Trocknen erforderlich. Das Ziel dieser Behandlungsschritte besteht darin, restliches Alkali, Lösungsmittel und Nebenprodukte zu entfernen, um das gereinigte Endprodukt zu erhalten.
Hydroxyethylcellulose wird aufgrund ihrer einzigartigen chemischen Eigenschaften und hervorragenden Leistung in verschiedenen Branchen häufig eingesetzt. Insbesondere weist Hydroxyethylcellulose eine gute Wasserlöslichkeit, Verdickung, Stabilität, Filmbildung und Gleitfähigkeit auf und wird häufig in den folgenden Bereichen verwendet:
Baustoffe: In Baustoffen wird Hydroxyethylcellulose hauptsächlich als Verdickungsmittel und Wasserrückhaltemittel für zementbasierte Materialien und gipsbasierte Materialien verwendet. Es kann die Bauleistung von Materialien effektiv verbessern, die Wasserretention, die Verarbeitbarkeit und das Durchhängen des Mörtels verbessern, die offene Zeit verlängern und einen reibungslosen Baufortschritt gewährleisten.
Farbenindustrie: In der Farbenindustrie wird Hydroxyethylcellulose als Verdickungsmittel, Suspensionsmittel und Emulgator verwendet, um die Rheologie und Stabilität der Farbe zu verbessern, Pigmentsedimentation zu verhindern und die Ebenheit und den Glanz der Beschichtung zu verbessern.
Kosmetik und Körperpflegeprodukte: In der Kosmetik wird Hydroxyethylcellulose häufig als Verdickungsmittel, Filmbildner und Feuchtigkeitsspender eingesetzt. Es kann Produkten ein gutes Gefühl verleihen, die Produktstabilität und -haftung verbessern und die feuchtigkeitsspendende Wirkung verstärken.
Pharmazeutische Industrie: Im pharmazeutischen Bereich wird Hydroxyethylcellulose als Hilfsstoff für pharmazeutische Präparate verwendet. Als Bestandteil von Retardtabletten, Filmüberzügen usw. kann es die Freisetzungsrate von Arzneimitteln steuern und die Stabilität und Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln verbessern.
Lebensmittelindustrie: In der Lebensmittelindustrie wird Hydroxyethylcellulose als Lebensmittelzusatzstoff verwendet, um eine Rolle bei der Verdickung, Emulgierung und Stabilisierung zu spielen. Es wird häufig in Getränken, Gewürzen, Milchprodukten und anderen Lebensmitteln verwendet, um die Textur und den Geschmack von Produkten zu verbessern.
Hydroxyethylcellulose findet auch wichtige Anwendungen in der Ölgewinnung, Papierherstellung, Textildruck- und Färbeindustrie. Bei der Ölförderung wird Hydroxyethylcellulose als Verdickungsmittel und Stabilisator für Bohrflüssigkeiten verwendet, wodurch die Suspensionskapazität von Bohrflüssigkeiten verbessert und ein Einsturz der Bohrlochwände verhindert werden kann. In der Papierindustrie wird es als Retentionsmittel und Verstärkungsmittel verwendet, um die Festigkeit und Haltbarkeit von Papier zu verbessern. Beim Textildruck und Färben wird Hydroxyethylcellulose als Verdickungsmittel verwendet, um die gleichmäßige Verteilung der Druck- und Färbeschlämme zu unterstützen und die Druck- und Färbequalität zu verbessern.
Hydroxyethylcellulose wird durch eine Reihe chemischer Reaktionen aus natürlicher Cellulose gewonnen. Seine breite Anwendung ist nicht nur auf seine hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften zurückzuführen, sondern auch darauf, dass es in vielen Branchen vielfältige Lösungen für unterschiedliche technische Anforderungen bieten kann.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. August 2024