Hidroksietil celuloza (HEC) i drugi celulozni eteri (kao što su hidroksipropil metilceluloza (HPMC), metilceluloza (MC), hidroksipropil celuloza (HPC) i karboksimetil celuloza (CMC)) višenamjenski su polimeri koji se široko koriste u industriji, građevinarstvu, medicini, hrani i svakodnevnoj kemijske industrije. Ovi derivati celuloze dobiveni su kemijskom modifikacijom celuloze i imaju dobru topljivost u vodi, zgušnjavanje, stabilnost i svojstva stvaranja filma.
1. Hidroksietil celuloza (HEC)
1.1 Kemijska struktura i svojstva
Hidroksietil celuloza (HEC) nastaje hidroksietilacijom celuloze etilen oksidom u alkalnim uvjetima. Osnovna struktura HEC-a je eterska veza koja nastaje zamjenom hidroksilne skupine u molekuli celuloze hidroksietilnom skupinom. Ova struktura HEC-u daje jedinstvena svojstva:
Topivost u vodi: HEC je topiv u hladnoj i vrućoj vodi i stvara prozirnu koloidnu otopinu.
Zgušnjavanje: HEC ima izvrsna svojstva zgušnjavanja i naširoko se koristi u primjenama koje zahtijevaju kontrolu viskoznosti.
Stabilnost: HEC otopina ima visoku stabilnost u različitim pH rasponima.
Biokompatibilnost: HEC je netoksičan, ne iritira i prijateljski je prema ljudskom tijelu i okolišu.
1.2 Polja primjene
Građevinski materijali: koristi se kao zgušnjivač i sredstvo za zadržavanje vode za cementne žbuke i proizvode od gipsa.
Premazi i boje: koriste se kao zgušnjivač, sredstvo za suspendiranje i stabilizator.
Dnevne kemikalije: koriste se kao zgušnjivači u dnevnim potrepštinama kao što su deterdženti i šamponi.
Farmaceutsko područje: koristi se kao ljepilo, zgušnjivač i sredstvo za suspenziju za tablete lijekova.
1.3 Prednosti i nedostaci
Prednosti: dobra topljivost u vodi, kemijska stabilnost, široka pH prilagodljivost i netoksičnost.
Nedostaci: slaba topljivost u nekim otapalima, a cijena može biti nešto viša od nekih drugih celuloznih etera.
2. Usporedba ostalih celuloznih etera
2.1 Hidroksipropil metilceluloza (HPMC)
2.1.1 Kemijska struktura i svojstva
HPMC se proizvodi od celuloze reakcijama metilacije i hidroksipropilacije. Njegova struktura sadrži i metoksi (-OCH3) i hidroksipropoksi (-OCH2CH(OH)CH3) supstitucije.
Topivost u vodi: HPMC se otapa u hladnoj vodi i stvara prozirnu koloidnu otopinu; slabo je topljiv u vrućoj vodi.
Svojstvo zgušnjavanja: Ima izvrsnu sposobnost zgušnjavanja.
Svojstva želiranja: Zagrijavanjem stvara gel, a hlađenjem se vraća u prvobitno stanje.
2.1.2 Područja primjene
Građevinski materijali: Koristi se kao zgušnjivač i sredstvo za zadržavanje vode za materijale na bazi cementa i gipsa.
Prehrana: Koristi se kao emulgator i stabilizator.
Lijek: Koristi se kao pomoćna tvar za farmaceutske kapsule i tablete.
2.1.3 Prednosti i nedostaci
Prednosti: Dobra svojstva zgušnjavanja i želiranja.
Nedostaci: Osjetljiv je na temperaturu i može pokvariti pri visokotemperaturnim primjenama.
2.2 Metil celuloza (MC)
2.2.1 Kemijska struktura i svojstva
MC se dobiva metilacijom celuloze i uglavnom sadrži metoksi (-OCH3) supstitucije.
Topivost u vodi: dobro se otapa u hladnoj vodi stvarajući prozirnu koloidnu otopinu.
Zgušnjavanje: ima značajan učinak zgušnjavanja.
Termičko geliranje: stvara gel kada se zagrije i degelira kada se ohladi.
2.2.2 Područja primjene
Građevinski materijali: koristi se kao zgušnjivač i zadržavač vode za mort i boju.
Prehrana: koristi se kao emulgator i stabilizator.
2.2.3 Prednosti i nedostaci
Prednosti: jaka sposobnost zgušnjavanja, često se koristi u tehnologiji hladne obrade.
Nedostaci: osjetljiv na toplinu, ne može se koristiti na visokim temperaturama.
2.3 Hidroksipropil celuloza (HPC)
2.3.1 Kemijska struktura i svojstva
HPC se dobiva hidroksipropil celulozom. Njegova struktura sadrži hidroksipropoksi (-OCH2CH(OH)CH3).
Topivost u vodi: otapa se u hladnoj vodi i organskim otapalima.
Zgušnjavanje: dobra izvedba zgušnjavanja.
Svojstvo stvaranja filma: stvara jak film.
2.3.2 Polja primjene
Medicina: koristi se kao materijal za oblaganje i pomoćna tvar za lijekove.
Hrana: koristi se kao zgušnjivač i stabilizator.
2.3.3 Prednosti i nedostaci
Prednosti: topljivost u više otapala i izvrsno svojstvo stvaranja filma.
Nedostaci: visoka cijena.
2.4 Karboksimetil celuloza (CMC)
2.4.1 Kemijska struktura i karakteristike
CMC nastaje reakcijom celuloze s klorooctenom kiselinom, au svojoj strukturi sadrži karboksimetilnu skupinu (-CH2COOH).
Topivost u vodi: topiv u hladnoj vodi i vrućoj vodi.
Svojstvo zgušnjavanja: značajan učinak zgušnjavanja.
Ionitet: pripada anionskom celuloznom eteru.
2.4.2 Polja primjene
Hrana: koristi se kao zgušnjivač i stabilizator.
Dnevne kemikalije: koriste se kao zgušnjivači za deterdžent.
Proizvodnja papira: koristi se kao dodatak za premazivanje papira.
2.4.3 Prednosti i nedostaci
Prednosti: dobro zgušnjavanje i široka područja primjene.
Nedostaci: osjetljiv na elektrolite, ioni u otopini mogu utjecati na rad.
3. Sveobuhvatna usporedba
3.1 Učinak zgušnjavanja
HEC i HPMC imaju sličan učinak zgušnjavanja i oba imaju dobar učinak zgušnjavanja. Međutim, HEC ima bolju topljivost u vodi i prikladan je za primjene koje zahtijevaju transparentnost i nisku iritaciju. HPMC je korisniji u primjenama koje zahtijevaju zagrijavanje do geliranja zbog svojih svojstava termogela.
3.2 Topivost u vodi
HEC i CMC mogu se otopiti u hladnoj i vrućoj vodi, dok se HPMC i MC uglavnom otapaju u hladnoj vodi. HPC je poželjan kada je potrebna kompatibilnost s više otapala.
3.3 Cijena i područje primjene
HEC je obično umjerene cijene i široko se koristi. Iako HPC ima izvrsne performanse, obično se koristi u zahtjevnim aplikacijama zbog visoke cijene. CMC ima mjesto u mnogim jeftinim aplikacijama sa svojom niskom cijenom i dobrim performansama.
Hidroksietil celuloza (HEC) je postala jedan od najčešće korištenih celuloznih etera zbog svoje dobre topivosti u vodi, stabilnosti i sposobnosti zgušnjavanja. U usporedbi s drugim celuloznim eterima, HEC ima određene prednosti u topivosti u vodi i kemijskoj stabilnosti te je prikladan za primjene koje zahtijevaju prozirne otopine i široku pH prilagodljivost. HPMC se ističe u određenim specifičnim područjima zbog svojih svojstava zgušnjavanja i toplinskog geliranja, dok HPC i CMC zauzimaju važno mjesto u svojim područjima primjene zbog svojih svojstava stvaranja filma i prednosti u pogledu cijene. U skladu sa specifičnim zahtjevima primjene, odabir pravog celuloznog etera može optimizirati učinak proizvoda i isplativost.
Vrijeme objave: 10. srpnja 2024