Hydroksietyyliselluloosa (HEC) on vesiliukoinen ioniton selluloosaeetteri, jonka päälähde on luonnollinen selluloosa. Luonnollista selluloosaa on runsaasti kasveissa ja se on kasvien soluseinien pääkomponentti. Erityisesti hydroksietyyliselluloosa valmistetaan saattamalla luonnollinen selluloosa kemiallisesti reagoimaan etyleenioksidin kanssa alkalisissa olosuhteissa. Tätä kemiallista reaktioprosessia kutsutaan tavallisesti etoksylaatioksi, ja tuloksena on, että luonnollisten selluloosamolekyylien hydroksyyliryhmät korvataan osittain tai kokonaan muodostaen hydroksietyyliselluloosaa etoksiryhmillä.
Seuraavat ovat erityiset vaiheet hydroksietyyliselluloosan valmistusprosessissa:
Selluloosan lähde: Selluloosa uutetaan yleensä kasvimateriaaleista, kuten puuvillasta ja puusta. Uutettu selluloosa puhdistetaan ja valkaistaan epäpuhtauksien, kuten ligniinin, hemiselluloosan ja muiden ei-selluloosakomponenttien, poistamiseksi erittäin puhtaan selluloosan saamiseksi.
Alkalisointikäsittely: Sekoita selluloosa väkevän natriumhydroksidiliuoksen (NaOH) kanssa, ja selluloosan hydroksyyliryhmät reagoivat natriumhydroksidin kanssa natriumselluloosan tuottamiseksi. Tässä prosessissa selluloosan molekyylirakenne laajenee jossain määrin, mikä helpottaa reagoimista eteenioksidin kanssa.
Etoksylointireaktio: Alkalisoitua natriumselluloosaa sekoitetaan etyleenioksidin (C2H4O) kanssa tietyssä lämpötilassa ja paineessa. Etyleenioksidin rengasrakenne avautuu muodostaen etoksiryhmiä (-CH2CH2OH), jotka yhdistyvät selluloosamolekyylien hydroksyyliryhmien kanssa muodostaen hydroksietyyliselluloosaa. Tämä reaktioprosessi voidaan suorittaa vaihtelevassa määrin, mikä johtaa hydroksietyyliselluloosaan, jolla on eri substituutioaste.
Jälkikäsittely: Reaktion jälkeen tuote sisältää yleensä reagoimatonta alkalia, liuottimia ja muita sivutuotteita. Puhtaan hydroksietyyliselluloosan saamiseksi tarvitaan jälkikäsittelyvaiheita, kuten neutralointi, pesu ja kuivaus. Näiden käsittelyvaiheiden tavoitteena on poistaa jäljelle jääneet alkalit, liuottimet ja sivutuotteet lopullisen puhdistetun tuotteen saamiseksi.
Hydroksietyyliselluloosaa on käytetty laajasti eri teollisuudenaloilla ainutlaatuisten kemiallisten ominaisuuksiensa ja erinomaisen suorituskyvyn ansiosta. Erityisesti hydroksietyyliselluloosalla on hyvä vesiliukoisuus, paksuus, stabiilisuus, kalvonmuodostus ja voitelevuus, ja sitä käytetään yleisesti seuraavilla aloilla:
Rakennusmateriaalit: Rakennusmateriaaleissa hydroksietyyliselluloosaa käytetään pääasiassa sakeuttajana ja vettä pidättävänä aineena sementtipohjaisissa materiaaleissa ja kipsipohjaisissa materiaaleissa. Se voi tehokkaasti parantaa materiaalien rakennussuorituskykyä, parantaa laastin vedenpidätystä, työstettävyyttä ja painumisen estoa, pidentää aukioloaikaa ja varmistaa rakentamisen sujuvan etenemisen.
Maaliteollisuus: Maaleissa hydroksietyyliselluloosaa käytetään sakeuttamisaineena, suspendointiaineena ja emulgointiaineena maalin reologian ja stabiilisuuden parantamiseksi, pigmentin laskeutumisen estämiseksi sekä pinnoitteen tasaisuuden ja kiillon parantamiseksi.
Kosmetiikka ja henkilökohtaiset hygieniatuotteet: Kosmetiikassa hydroksietyyliselluloosaa käytetään usein sakeuttamisaineena, kalvonmuodostajana ja kosteuttajana. Se voi tarjota tuotteille hyvän tuntuman, parantaa tuotteen vakautta ja tarttuvuutta sekä parantaa kosteuttavaa vaikutusta.
Lääketeollisuus: Lääketeollisuudessa hydroksietyyliselluloosaa käytetään lääkevalmisteiden apuaineena. Pitkävaikutteisten tablettien, kalvopäällysteiden jne. komponenttina se voi kontrolloida lääkkeiden vapautumisnopeutta ja parantaa lääkkeiden stabiilisuutta ja biologista hyötyosuutta.
Elintarviketeollisuus: Elintarviketeollisuudessa hydroksietyyliselluloosaa käytetään elintarvikelisäaineena sakeuttamiseen, emulgointiin ja stabilointiin. Sitä käytetään laajasti juomissa, mausteissa, maitotuotteissa ja muissa elintarvikkeissa parantamaan tuotteiden rakennetta ja makua.
Hydroksietyyliselluloosalla on myös tärkeitä käyttökohteita öljyntuotannossa, paperinvalmistuksessa, tekstiilien painamisessa ja värjäysteollisuudessa. Öljyn louhinnassa hydroksietyyliselluloosaa käytetään porausnesteiden sakeuttajana ja stabilointiaineena, mikä voi parantaa porausnesteiden ripustuskykyä ja estää kaivon seinämien romahtamisen. Paperiteollisuudessa sitä käytetään pidätysaineena ja lujiteaineena parantamaan paperin lujuutta ja kestävyyttä. Tekstiilien painamisessa ja värjäyksessä käytetään sakeuttamisaineena hydroksietyyliselluloosaa, joka edistää paino- ja värjäyslietteen tasaista jakautumista ja parantaa paino- ja värjäyslaatua.
Hydroksietyyliselluloosaa saadaan luonnollisesta selluloosasta useiden kemiallisten reaktioiden kautta. Sen laaja käyttö ei johdu pelkästään sen erinomaisista fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, vaan myös siitä, että se voi tarjota monipuolisia ratkaisuja monille teollisuudenaloille erilaisiin teknisiin tarpeisiin.
Postitusaika: 13.8.2024