A hidroxietilcelulosa (HEC) e outros éteres de celulosa (como a hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), a metilcelulosa (MC), a hidroxipropilcelulosa (HPC) e a carboximetilcelulosa (CMC)) son polímeros multifuncionais moi utilizados na industria, a construción, a medicina, a alimentación e a diario. industrias químicas. Estes derivados da celulosa fanse modificando quimicamente a celulosa e teñen boa solubilidade en auga, espesamento, estabilidade e propiedades formadoras de película.
1. Hidroxietil celulosa (HEC)
1.1 Estrutura e propiedades químicas
A hidroxietilcelulosa (HEC) faise pola hidroxietilación de celulosa con óxido de etileno en condicións alcalinas. A estrutura básica do HEC é un enlace éter formado pola substitución do grupo hidroxilo na molécula de celulosa por un grupo hidroxietilo. Esta estrutura confire a HEC propiedades únicas:
Solubilidade en auga: o HEC é soluble tanto en auga fría como quente para formar unha solución coloidal transparente.
Espesamento: o HEC ten excelentes propiedades espesantes e úsase amplamente en aplicacións que requiren control da viscosidade.
Estabilidade: a solución HEC ten alta estabilidade en diferentes intervalos de pH.
Biocompatibilidade: HEC non é tóxico, non irritante e amigable para o corpo humano e o medio ambiente.
1.2 Campos de aplicación
Materiais de construción: úsanse como espesantes e axente de retención de auga para morteiros de cemento e produtos de xeso.
Revestimentos e pinturas: úsanse como espesantes, axentes de suspensión e estabilizadores.
Químicos diarios: úsanse como espesantes en necesidades diarias como deterxentes e xampús.
Ámbito farmacéutico: úsase como adhesivo, espesante e axente de suspensión para comprimidos de medicamentos.
1.3 Vantaxes e inconvenientes
Vantaxes: boa solubilidade en auga, estabilidade química, ampla adaptabilidade do pH e non toxicidade.
Desvantaxes: escasa solubilidade nalgúns disolventes e o prezo pode ser lixeiramente superior ao doutros éteres de celulosa.
2. Comparación doutros éteres de celulosa
2.1 Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC)
2.1.1 Estrutura e propiedades químicas
A HPMC faise a partir de celulosa mediante reaccións de metilación e hidroxipropilación. A súa estrutura contén substitucións tanto de metoxi (-OCH3) como de hidroxipropoxi (-OCH2CH(OH)CH3).
Solubilidade en auga: HPMC disólvese en auga fría para formar unha solución coloidal transparente; ten escasa solubilidade en auga quente.
Propiedade espesante: ten unha excelente capacidade de espesamento.
Propiedades xelificantes: forma un xel cando se quenta e volve ao seu estado orixinal cando se arrefría.
2.1.2 Ámbitos de aplicación
Materiais de construción: utilízase como espesante e axente de retención de auga para materiais a base de cemento e xeso.
Alimentos: Úsase como emulsionante e estabilizador.
Medicamento: úsase como excipiente para cápsulas e comprimidos farmacéuticos.
2.1.3 Vantaxes e inconvenientes
Vantaxes: bo rendemento espesante e propiedades xelificantes.
Desvantaxes: é sensible á temperatura e pode fallar en aplicacións de alta temperatura.
2.2 Metilcelulosa (MC)
2.2.1 Estrutura e propiedades químicas
O MC obtense pola metilación da celulosa e contén principalmente substitucións de metoxi (-OCH3).
Solubilidade en auga: disólvese ben en auga fría para formar unha solución coloidal transparente.
Espesamento: ten un importante efecto espesante.
Xelación térmica: forma un xel cando se quenta e desgelifica cando se arrefría.
2.2.2 Ámbitos de aplicación
Materiais de construción: empregados como espesante e retenedor de auga para morteiros e pinturas.
Alimentos: úsase como emulsionante e estabilizador.
2.2.3 Vantaxes e inconvenientes
Vantaxes: forte capacidade de espesamento, moitas veces usado na tecnoloxía de procesamento en frío.
Desvantaxes: sensible á calor, non se pode usar a altas temperaturas.
2.3 Hidroxipropil celulosa (HPC)
2.3.1 Estrutura e propiedades químicas
O HPC obtense por hidroxipropil celulosa. A súa estrutura contén hidroxipropoxi (-OCH2CH(OH)CH3).
Solubilidade en auga: disólvese en auga fría e disolventes orgánicos.
Espesamento: bo rendemento de espesamento.
Propiedade de formación de película: forma unha película forte.
2.3.2 Campos de aplicación
Medicamento: úsase como material de revestimento e excipiente de tabletas para medicamentos.
Alimentos: úsase como espesante e estabilizador.
2.3.3 Vantaxes e inconvenientes
Vantaxes: solubilidade en múltiples disolventes e excelente propiedade de formación de película.
Desvantaxes: prezo elevado.
2.4 Carboximetil celulosa (CMC)
2.4.1 Estrutura e características químicas
O CMC faise por reacción de celulosa con ácido cloroacético e contén na súa estrutura un grupo carboximetilo (-CH2COOH).
Solubilidade en auga: soluble en auga fría e auga quente.
Propiedade espesante: efecto espesante significativo.
Ionicidade: pertence ao éter aniónico de celulosa.
2.4.2 Campos de aplicación
Alimentos: úsase como espesante e estabilizador.
Químicos diarios: úsanse como espesantes para deterxentes.
Fabricación de papel: úsase como aditivo para o revestimento do papel.
2.4.3 Vantaxes e inconvenientes
Vantaxes: bo espesamento e amplos campos de aplicación.
Desvantaxes: sensible aos electrólitos, os ións en solución poden afectar o rendemento.
3. Comparación exhaustiva
3.1 Rendemento de espesamento
HEC e HPMC teñen un rendemento de espesamento similar e ambos teñen un bo efecto de espesamento. Non obstante, o HEC ten unha mellor solubilidade en auga e é axeitado para aplicacións que requiren transparencia e baixa irritación. HPMC é máis útil en aplicacións que requiren calefacción para xelar debido ás súas propiedades de termoxel.
3.2 Solubilidade en auga
HEC e CMC poden disolverse en auga fría e quente, mentres que HPMC e MC disolvense principalmente en auga fría. O HPC é preferible cando se require compatibilidade con varios disolventes.
3.3 Prezo e rango de aplicación
HEC adoita ter un prezo moderado e moi utilizado. Aínda que o HPC ten un excelente rendemento, adoita utilizarse en aplicacións de alta demanda debido ao seu alto custo. CMC ten un lugar en moitas aplicacións de baixo custo co seu baixo custo e bo rendemento.
A hidroxietilcelulosa (HEC) converteuse nun dos éteres de celulosa máis utilizados debido á súa boa solubilidade en auga, estabilidade e capacidade de espesamento. En comparación con outros éteres de celulosa, o HEC ten certas vantaxes na solubilidade en auga e na estabilidade química, e é axeitado para aplicacións que requiren solucións transparentes e unha ampla adaptabilidade do pH. HPMC destaca en determinadas áreas específicas debido ás súas propiedades espesantes e xelificantes térmicas, mentres que HPC e CMC ocupan unha posición importante nos seus respectivos campos de aplicación debido ás súas propiedades de formación de película e vantaxes de custo. Segundo os requisitos específicos da aplicación, a elección do éter de celulosa adecuado pode optimizar o rendemento e a rendibilidade do produto.
Hora de publicación: 10-Xul-2024