Hidroksietilceluloze (HEC) un hidroksipropilceluloze (HPC) ir divi izplatīti celulozes atvasinājumi, kurus plaši izmanto daudzās rūpniecības jomās, piemēram, medicīnā, kosmētikā, pārtikā un būvmateriālos. Lai gan to ķīmiskās struktūras ir līdzīgas un veidojas, ieviešot aizvietotājus uz celulozes molekulām, tām ir būtiskas atšķirības ķīmiskajās īpašībās, fizikālajās īpašībās un pielietojuma jomās.
1. Ķīmiskās struktūras atšķirības
Hidroksietilceluloze (HEC) tiek iegūta, celulozes molekulas glikozes gredzenā ievadot hidroksietilgrupu (-CH₂CH₂OH). Tā ķīmiskā struktūra satur lielu skaitu hidroksietil-aizvietotāju, kas nodrošina HEC labu šķīdību ūdenī un sabiezēšanas īpašības.
Hidroksipropilceluloze (HPC) celulozes molekulā ievada hidroksipropilgrupu (-CH₂CHOHCH₃). Šīs hidroksipropilgrupas klātbūtnes dēļ HPC uzrāda dažas īpašības, kas atšķiras no HEC. Piemēram, tam ir noteikta hidrofobitātes pakāpe, kas padara to šķīstošu noteiktos organiskos šķīdinātājos, piemēram, etanolā, izopropilspirtā utt.
2. Šķīdības atšķirības
Viena no galvenajām HEC īpašībām ir tā labā šķīdība ūdenī, īpaši aukstā ūdenī. Hidroksietilgrupu ievadīšanas dēļ HEC izšķīdinot var veidot ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, tādējādi ātri izkliedējot un izšķīdinot. Tāpēc HEC ir plašs pielietojums ūdens bāzes sistēmās, piemēram, ūdens bāzes pārklājumos, līmēs, mazgāšanas līdzekļos utt.
HPC šķīdība ir salīdzinoši sarežģīta. HPC šķīdību ūdenī lielā mērā ietekmē temperatūra. Tam ir laba šķīdība zemās temperatūrās, bet augstā temperatūrā var rasties želeja vai nogulsnēšanās. Tajā pašā laikā HPC ir arī šķīdība organiskajos šķīdinātājos (piemēram, etanolā, izopropilspirtā utt.), kas tam nodrošina priekšrocības dažos īpašos lietojumos, piemēram, preparātos uz organisko šķīdinātāju bāzes un dažos farmaceitiskajos preparātos.
3. Sabiezēšanas efekta un reoloģijas atšķirības
HEC ir laba sabiezēšanas spēja un var ievērojami palielināt šķīduma viskozitāti ūdens šķīdumā, tāpēc to bieži izmanto kā biezinātāju, stabilizatoru un želeju. HEC sabiezēšanas efektu ietekmē molekulmasa un aizvietošanas pakāpe. Jo lielāka ir molekulmasa un augstāka aizvietošanas pakāpe, jo lielāka ir šķīduma viskozitāte. Tajā pašā laikā HEC šķīdumu reoloģiskā uzvedība ir pseidoplastiska, tas ir, palielinoties bīdes ātrumam, šķīduma viskozitāte samazinās, kas ir ļoti noderīgi preparātiem, kuriem nepieciešama stabilitāte un laba plūstamība.
HPC sabiezēšanas efekts ir salīdzinoši vājš, taču tā molekulārās struktūras īpašību dēļ tā šķīdumiem ir atšķirīgas reoloģiskās īpašības. HPC šķīdumiem parasti ir Ņūtona šķidruma īpašības, tas ir, šķīduma viskozitāte nav atkarīga no bīdes ātruma, kas ir ļoti svarīgi dažos lietojumos, kuriem nepieciešama vienmērīga viskozitāte. Turklāt HPC ir arī labas plēvi veidojošas īpašības, tāpēc to plaši izmanto tādās jomās kā farmācija un pārklājumi.
4. Stabilitāte un ķīmiskā izturība
HEC uzrāda augstu ķīmisko stabilitāti dažādos pH vērtību diapazonos un parasti var stabili darboties pH diapazonā no 2 līdz 12. Tāpēc HEC ir piemērots lietošanai skābos un sārmainos apstākļos un tiek plaši izmantots mazgāšanas līdzekļos, kosmētikā un citās jomās.
Lai gan HPC ir laba ķīmiskā stabilitāte, tā pielāgošanās pH vērtībai ir nedaudz šaurāka, un tā parasti ir piemērota neitrālai vai vāji skābai videi. Dažās situācijās, kad nepieciešama plēves veidošanās vai hidrofobitāte, HPC var nodrošināt izcilu veiktspēju, pateicoties tās īpašajai struktūrai, piemēram, ilgstošas darbības materiāls vai pārklājuma sastāvdaļa zālēm.
5. Atšķirības pielietojuma jomās
HEC pielietojuma jomas galvenokārt ietver:
Būvmateriāli: kā biezinātāju un želējošu līdzekli HEC plaši izmanto cementa bāzes materiālos, pārklājumos un celtniecības javās, lai palīdzētu uzlabot būvniecības veiktspēju un ūdensizturību.
Pārklājumi un krāsas: HEC izmanto ūdens bāzes pārklājumos, lai sabiezinātu, suspendētu, izkliedētu un stabilizētu, tādējādi uzlabojot pārklājuma pielietojamību un izskatu.
Ikdienas ķīmiskie produkti: ikdienas ķīmiskajos produktos, piemēram, mazgāšanas līdzekļos un šampūnos, HEC kalpo kā biezinātājs un stabilizators, kas var uzlabot produkta tekstūru un lietošanas pieredzi.
Galvenās HPC pielietojuma jomas ir:
Farmācijas joma: HPC bieži tiek izmantots kā pārklājuma materiāls un ilgstošas darbības preparāti zālēm, jo tam ir lieliskas plēvi veidojošas un ilgstošas darbības īpašības. Turklāt tam ir arī svarīgi pielietojumi planšetdatoru saistvielās.
Pārtika un kosmētika: HPC izmanto kā biezinātāju un emulgatoru pārtikas rūpniecībā, kā arī kā plēvi veidojošu līdzekli kosmētikā, lai palīdzētu uzlabot produktu tekstūru un elastību.
Pārklājumi un tintes: tā šķīdības un plēvi veidojošo īpašību dēļ HPC bieži izmanto pārklājumu un tintes sastāvos, kam nepieciešami organiski šķīdinātāji, nodrošinot gludus plēves slāņus un labu plūstamību.
6. Vides aizsardzība un drošība
Gan HEC, gan HPC tiek uzskatīti par drošiem materiāliem cilvēka ķermenim un videi, un tos plaši izmanto produktos, kuriem nepieciešama saskare ar cilvēka ķermeni, piemēram, kosmētikā un farmācijā. Tomēr HPC šķīst noteiktos organiskos šķīdinātājos, kas var radīt zināmas problēmas lietojumiem ar augstākām vides prasībām, savukārt HEC galvenokārt izmanto ūdenī šķīstošos preparātos, tāpēc ir vieglāk izpildīt zaļās vides prasības.
Hidroksietilcelulozei (HEC) un hidroksipropilcelulozei (HPC) kā celulozes atvasinājumiem ir līdzīga ķīmiskā struktūra, šķīdība, sabiezēšanas efekts, reoloģiskās īpašības, pielietojuma jomas un vides aizsardzības īpašības. Ir būtiskas atšķirības aspektos. Pateicoties lieliskajai šķīdībai ūdenī un sabiezēšanas īpašībām, HEC tiek plaši izmantots ūdens bāzes sastāvos, piemēram, pārklājumos, būvmateriālos un ikdienas ķīmiskajos produktos. HPC ir unikāls pielietojums farmācijā, pārtikā un dažos īpašos pārklājumos, pateicoties tā šķīdības, plēves veidošanas un ilgstošas atbrīvošanas īpašībām. Izmantojamā celulozes atvasinājuma izvēle parasti ir atkarīga no īpašajām lietojuma vajadzībām un formulēšanas prasībām.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. oktobris