Hydroxyethyl cellulose (HEC) dan hydroxypropyl cellulose (HPC) ialah dua derivatif selulosa biasa yang digunakan secara meluas dalam banyak bidang perindustrian, seperti perubatan, kosmetik, makanan dan bahan binaan. Walaupun struktur kimianya adalah serupa dan dibentuk dengan memperkenalkan substituen pada molekul selulosa, ia mempunyai perbezaan yang ketara dalam sifat kimia, sifat fizikal, dan medan aplikasi.
1. Perbezaan dalam struktur kimia
Hydroxyethyl cellulose (HEC) dihasilkan dengan memasukkan kumpulan hidroksietil (-CH₂CH₂OH) ke dalam cincin glukosa molekul selulosa. Struktur kimianya mengandungi sejumlah besar substituen hidroksietil, yang menjadikan HEC mempunyai keterlarutan air yang baik dan sifat penebalan.
Hydroxypropyl cellulose (HPC) memperkenalkan kumpulan hydroxypropyl (-CH₂CHOHCH₃) ke dalam molekul selulosa. Disebabkan kehadiran kumpulan hidroksipropil ini, HPC mempamerkan beberapa ciri yang berbeza daripada HEC. Sebagai contoh, ia mempunyai tahap hidrofobisiti tertentu, yang menjadikannya larut dalam pelarut organik tertentu, seperti etanol, isopropil alkohol, dll.
2. Perbezaan keterlarutan
Salah satu ciri utama HEC ialah keterlarutan airnya yang baik, terutamanya dalam air sejuk. Disebabkan oleh pengenalan kumpulan hidroksietil, HEC boleh membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air apabila dibubarkan, dengan itu cepat tersebar dan melarut. Oleh itu, HEC mempunyai pelbagai aplikasi dalam sistem berasaskan air, seperti salutan berasaskan air, pelekat, detergen, dsb.
Keterlarutan HPC agak kompleks. Keterlarutan HPC dalam air sangat dipengaruhi oleh suhu. Ia mempunyai keterlarutan yang baik pada suhu rendah, tetapi penggelapan atau pemendakan mungkin berlaku pada suhu tinggi. Pada masa yang sama, HPC juga mempunyai keterlarutan dalam pelarut organik (seperti etanol, isopropil alkohol, dll.), yang memberikannya kelebihan dalam beberapa aplikasi khas, seperti formulasi berasaskan pelarut organik dan persediaan farmaseutikal tertentu.
3. Perbezaan dalam kesan penebalan dan reologi
HEC mempunyai keupayaan penebalan yang baik dan boleh meningkatkan kelikatan larutan dalam larutan akueus dengan ketara, jadi ia sering digunakan sebagai pemekat, penstabil dan agen pembentuk gel. Kesan penebalan HEC dipengaruhi oleh berat molekul dan tahap penggantian. Semakin besar berat molekul dan semakin tinggi tahap penggantian, semakin besar kelikatan larutan. Pada masa yang sama, tingkah laku reologi larutan HEC adalah pseudoplastik, iaitu, apabila kadar ricih meningkat, kelikatan larutan berkurangan, yang sangat membantu untuk formulasi yang memerlukan kestabilan dan kebolehliliran yang baik.
Kesan penebalan HPC agak lemah, tetapi disebabkan ciri struktur molekulnya, penyelesaiannya menunjukkan sifat reologi yang berbeza. Penyelesaian HPC biasanya mempunyai sifat bendalir Newtonian, iaitu, kelikatan larutan adalah bebas daripada kadar ricih, yang sangat penting dalam beberapa aplikasi yang memerlukan kelikatan seragam. Selain itu, HPC juga mempunyai sifat membentuk filem yang baik, yang menjadikannya digunakan secara meluas dalam bidang seperti farmaseutikal dan salutan.
4. Kestabilan dan rintangan kimia
HEC menunjukkan kestabilan kimia yang tinggi dalam julat nilai pH yang berbeza dan biasanya boleh berfungsi secara stabil dalam julat pH 2 hingga 12. Oleh itu, HEC sesuai digunakan dalam keadaan berasid dan beralkali dan digunakan secara meluas dalam detergen, kosmetik dan bidang lain.
Walaupun HPC mempunyai kestabilan kimia yang baik, kebolehsuaiannya kepada nilai pH sedikit lebih sempit, dan ia biasanya sesuai untuk persekitaran neutral atau berasid lemah. Dalam sesetengah situasi di mana pembentukan filem atau hidrofobisiti diperlukan, HPC boleh memberikan prestasi yang sangat baik disebabkan oleh struktur khasnya, seperti sebagai bahan pelepasan mampan atau komponen salutan untuk ubat.
5. Perbezaan dalam bidang aplikasi
Bidang aplikasi HEC terutamanya termasuk:
Bahan Binaan: Sebagai agen pemekat dan pembentuk gel, HEC digunakan secara meluas dalam bahan berasaskan simen, salutan dan mortar pembinaan untuk membantu meningkatkan prestasi pembinaan dan rintangan air.
Salutan dan cat: HEC digunakan dalam salutan berasaskan air untuk menebal, menggantung, memencar dan menstabilkan, dengan itu meningkatkan kebolehgunaan dan penampilan salutan.
Produk kimia harian: Dalam produk kimia harian seperti detergen dan syampu, HEC berfungsi sebagai pemekat dan penstabil, yang boleh meningkatkan tekstur dan pengalaman penggunaan produk.
Bidang aplikasi utama HPC termasuk:
Bidang farmaseutikal: HPC sering digunakan sebagai bahan salutan dan sediaan pelepasan mampan untuk ubat kerana sifat pembentuk filem dan pelepasan mampannya yang sangat baik. Selain itu, ia juga mempunyai aplikasi penting dalam pengikat tablet.
Makanan dan kosmetik: HPC digunakan sebagai pemekat dan pengemulsi dalam industri makanan, dan sebagai agen pembentuk filem dalam kosmetik untuk membantu meningkatkan tekstur dan kemuluran produk.
Salutan dan Dakwat: Oleh kerana sifat keterlarutannya dan pembentuk filem, HPC sering digunakan dalam formulasi salutan dan dakwat yang memerlukan pelarut organik, menyediakan lapisan filem yang licin dan kebolehliliran yang baik.
6. Perlindungan dan keselamatan alam sekitar
Kedua-dua HEC dan HPC dianggap sebagai bahan selamat untuk tubuh manusia dan alam sekitar dan digunakan secara meluas dalam produk yang memerlukan sentuhan dengan tubuh manusia, seperti kosmetik dan farmaseutikal. Walau bagaimanapun, HPC boleh larut dalam pelarut organik tertentu, yang mungkin menimbulkan cabaran tertentu kepada aplikasi dengan keperluan alam sekitar yang lebih tinggi, manakala HEC digunakan terutamanya dalam rumusan larut air, jadi lebih mudah untuk memenuhi keperluan alam sekitar hijau.
Hydroxyethyl cellulose (HEC) dan hydroxypropyl cellulose (HPC), sebagai derivatif selulosa, mempunyai persamaan dalam struktur kimia, keterlarutan, kesan pemekatan, sifat reologi, medan aplikasi dan sifat perlindungan alam sekitar. Terdapat perbezaan yang ketara dalam aspek. Oleh kerana sifat keterlarutan dan pemekatan airnya yang sangat baik, HEC digunakan secara meluas dalam rumusan berasaskan air, seperti salutan, bahan binaan dan produk kimia harian. HPC mempunyai aplikasi unik dalam farmaseutikal, makanan dan beberapa salutan khas kerana sifat keterlarutannya, pembentuk filem dan pelepasan berterusan. Pilihan derivatif selulosa untuk digunakan biasanya bergantung pada keperluan aplikasi khusus dan keperluan formulasi.
Masa siaran: 29-Okt-2024