Hydroxyethyl Methyl Cellulose (HEMC) merupakan turunan dari bahan polimer alami selulosa. Ini adalah polimer yang larut dalam air yang terbentuk setelah modifikasi kimia dan memiliki berbagai aplikasi. Sebagai selulosa eter penting yang larut dalam air, ia memiliki banyak sifat fisik dan kimia yang unik dan banyak digunakan dalam konstruksi, pelapis, kosmetik, makanan dan obat-obatan.
1. Struktur dan komposisi kimia
Hidroksietil metil selulosa adalah selulosa termodifikasi yang dibentuk melalui reaksi eterifikasi selulosa dengan etilen oksida (epoksi) dan metil klorida setelah perlakuan alkali. Struktur kimianya mengandung kerangka selulosa dan dua substituen, hidroksietil dan metoksi. Pengenalan hidroksietil dapat meningkatkan kelarutan dalam air, sedangkan pengenalan metoksi dapat meningkatkan hidrofobisitasnya, sehingga memiliki stabilitas larutan dan kinerja pembentukan film yang lebih baik.
2. Kelarutan
Hidroksietil metil selulosa adalah selulosa eter non-ionik dengan kelarutan air yang baik, yang dapat dilarutkan dalam air dingin dan air panas. Ia tidak bereaksi dengan ion dalam air ketika dilarutkan, sehingga memiliki kelarutan yang sangat baik dalam berbagai kondisi air. Proses pelarutan mengharuskannya didispersikan secara merata dalam air dingin terlebih dahulu, dan setelah beberapa saat membengkak, larutan yang seragam dan transparan akan terbentuk secara bertahap. Dalam pelarut organik, HEMC menunjukkan kelarutan parsial, terutama dalam pelarut yang sangat polar seperti etanol dan etilen glikol, yang dapat melarutkan sebagian.
3. Viskositas
Viskositas HEMC adalah salah satu sifat terpentingnya dan banyak digunakan dalam pengentalan, suspensi, dan pembentukan film. Viskositasnya berubah seiring dengan perubahan konsentrasi, suhu dan laju geser. Secara umum, viskositas larutan meningkat secara signifikan seiring dengan peningkatan konsentrasi larutan. Larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi menunjukkan viskositas yang tinggi dan cocok digunakan sebagai pengental bahan bangunan, pelapis dan perekat. Dalam kisaran suhu tertentu, viskositas larutan HEMC menurun seiring dengan meningkatnya suhu, dan sifat ini membuatnya cocok untuk aplikasi industri pada kondisi suhu yang berbeda.
4. Stabilitas termal
Hidroksietil metilselulosa menunjukkan stabilitas termal yang baik pada suhu tinggi dan memiliki ketahanan panas tertentu. Umumnya, dalam kondisi suhu tinggi (seperti di atas 100°C), struktur molekulnya relatif stabil dan tidak mudah terurai atau terdegradasi. Hal ini memungkinkan HEMC untuk mempertahankan sifat pengentalan, retensi air, dan pengikatannya di lingkungan bersuhu tinggi di industri konstruksi (seperti proses pengeringan mortar) tanpa menjadi tidak efektif secara signifikan karena perubahan suhu.
5. Penebalan
HEMC memiliki sifat pengental yang sangat baik dan merupakan pengental yang sangat efisien yang banyak digunakan dalam berbagai sistem formulasi. Ini secara efektif dapat meningkatkan viskositas larutan berair, emulsi dan suspensi, dan memiliki sifat pengenceran geser yang baik. Pada laju geser yang rendah, HEMC dapat meningkatkan viskositas sistem secara signifikan, sedangkan pada laju geser yang tinggi, HEMC menunjukkan viskositas yang lebih rendah, sehingga membantu meningkatkan kenyamanan pengoperasian selama aplikasi. Efek pengentalannya tidak hanya berkaitan dengan konsentrasi, tetapi juga dipengaruhi oleh nilai pH dan suhu larutan.
6. Retensi air
HEMC sering digunakan sebagai bahan penahan air dalam industri konstruksi. Retensi airnya yang sangat baik dapat memperpanjang waktu reaksi hidrasi material berbahan dasar semen dan meningkatkan kinerja kerja serta daya rekat mortar bangunan. Selama proses konstruksi, HEMC dapat secara efektif mengurangi kehilangan air dan menghindari masalah seperti retak dan hilangnya kekuatan yang disebabkan oleh pengeringan mortar yang terlalu cepat. Selain itu, pada cat dan tinta berbahan dasar air, retensi air HEMC juga dapat menjaga fluiditas cat, meningkatkan kinerja konstruksi cat, dan kehalusan permukaan.
7. Biokompatibilitas dan keamanan
Karena HEMC berasal dari selulosa alami, ia memiliki biokompatibilitas yang baik dan toksisitas yang rendah. Oleh karena itu, juga telah banyak digunakan dalam bidang kedokteran dan kosmetik. Ini dapat digunakan sebagai agen penghancur atau pelepasan berkelanjutan dalam tablet obat untuk membantu pelepasan obat yang stabil dalam tubuh. Selain itu, sebagai bahan pengental dan pembentuk lapisan pada kosmetik, HEMC dapat memberikan efek melembapkan pada kulit, serta keamanannya yang baik sehingga cocok untuk penggunaan jangka panjang.
8. Bidang aplikasi
Karena sifat multifungsi hidroksietil metilselulosa, telah banyak digunakan di banyak bidang industri:
Industri konstruksi: Pada bahan bangunan seperti mortar semen, bubuk dempul, dan produk gipsum, HEMC dapat digunakan sebagai pengental, bahan penahan air, dan perekat untuk meningkatkan kinerja konstruksi dan kualitas produk jadi.
Pelapis dan tinta: HEMC banyak digunakan pada cat dan tinta berbahan dasar air sebagai pengental dan penstabil untuk meningkatkan kerataan, stabilitas, dan kilap cat setelah pengeringan.
Bidang medis: Sebagai bahan penghancur, perekat dan pelepasan berkelanjutan pada pembawa obat, dapat mengatur laju pelepasan obat dalam tubuh dan meningkatkan ketersediaan hayati obat.
Kosmetik dan produk perawatan pribadi: Pada produk perawatan pribadi seperti lotion, krim, dan sampo, HEMC dapat digunakan sebagai pengental dan pelembab, serta memiliki daya tarik yang baik pada kulit dan rambut.
Industri makanan: Pada beberapa makanan, HEMC dapat digunakan sebagai zat penstabil, pengemulsi dan zat pembentuk film. Meskipun penggunaannya dalam makanan tunduk pada pembatasan peraturan di beberapa negara, keamanannya telah diakui secara luas.
9. Stabilitas dan penguraian lingkungan
Sebagai bahan berbasis bio, HEMC dapat terdegradasi secara bertahap di lingkungan, dan proses degradasinya terutama dilakukan oleh mikroorganisme. Oleh karena itu, HEMC memiliki lebih sedikit polusi terhadap lingkungan setelah digunakan dan merupakan bahan kimia yang lebih ramah lingkungan. Dalam kondisi alami, HEMC pada akhirnya dapat terurai menjadi air, karbon dioksida, dan molekul kecil lainnya, dan tidak akan menyebabkan akumulasi polusi jangka panjang di tanah dan badan air.
Hidroksietil metilselulosa adalah turunan selulosa larut air yang sangat penting. Karena sifat fisik dan kimianya yang unik seperti pengentalan yang sangat baik, retensi air, stabilitas termal dan biokompatibilitas, ia banyak digunakan di banyak industri seperti konstruksi, pelapis, obat-obatan, kosmetik, dll. Kelarutan yang sangat baik dan kemampuan kontrol viskositas menjadikannya sebagai aditif fungsional penting dalam berbagai sistem formulasi. Khususnya di bidang yang memerlukan peningkatan viskositas produk, memperpanjang masa pakai, atau meningkatkan kinerja pengoperasian, HEMC memainkan peran yang tidak tergantikan. Pada saat yang sama, sebagai material yang ramah lingkungan, HEMC telah menunjukkan keberlanjutan yang baik dalam aplikasi industri dan memiliki prospek pasar yang baik.
Waktu posting: 27 Sep-2024