Methylhydroxyethylcellulose (MHEC) is een veel voorkomende cellulose-ether. Het wordt verkregen door verethering van cellulose en wordt voornamelijk gebruikt in veel industrieën, zoals de bouw, de farmaceutische industrie, de cosmetica en de voeding. MHEC heeft goede wateroplosbaarheid, verdikkings-, suspensie- en bindingseigenschappen en is een zeer belangrijk functioneel additief.
1. Chemische structuur en bereiding
1.1 Chemische structuur
MHEC wordt verkregen door gedeeltelijke methylering en hydroxyethylering van cellulose. De chemische structuur wordt voornamelijk gevormd door de vervanging van de hydroxylgroep op de moleculaire keten van cellulose door methyl (-CH3) en hydroxyethyl (-CH₂CH₂OH). De structuurformule wordt gewoonlijk uitgedrukt als:
Cel−��−����3+Cel−��−����2����2����Cel−O−CH 3+Cel−O−CH 2CH 2OH
Cel vertegenwoordigt het moleculaire skelet van cellulose. De mate van substitutie van methyl- en hydroxyethylgroepen beïnvloedt de eigenschappen van MHEC, zoals oplosbaarheid in water en viscositeit.
1.2 Voorbereidingsproces
De voorbereiding van MHEC omvat hoofdzakelijk de volgende stappen:
Veretheringsreactie: Met behulp van cellulose als grondstof wordt het eerst behandeld met een alkalische oplossing (zoals natriumhydroxide) om de hydroxylgroepen in cellulose te activeren. Vervolgens worden methanol en ethyleenoxide toegevoegd om de veretheringsreactie uit te voeren, zodat de hydroxylgroepen op cellulose worden vervangen door methyl- en hydroxyethylgroepen.
Neutralisatie en wassen: Nadat de reactie is voltooid, wordt de overtollige alkali verwijderd door een zuurneutralisatiereactie en wordt het reactieproduct herhaaldelijk gewassen met water om bijproducten en niet-gereageerde grondstoffen te verwijderen.
Drogen en fijnmaken: De gewassen MHEC-suspensie wordt gedroogd om MHEC-poeder te verkrijgen en uiteindelijk gemalen om de vereiste fijnheid te verkrijgen.
2. Fysische en chemische eigenschappen
2.1 Uiterlijk en oplosbaarheid
MHEC is een wit of lichtgeel poeder dat gemakkelijk oplosbaar is in koud en warm water, maar een lage oplosbaarheid heeft in organische oplosmiddelen. De oplosbaarheid ervan hangt samen met de pH-waarde van de oplossing en vertoont een goede oplosbaarheid in het neutrale tot zwak zure bereik.
2.2 Verdikking en suspensie
MHEC kan de viscositeit van de oplossing aanzienlijk verhogen na oplossing in water, daarom wordt het veel gebruikt als verdikkingsmiddel. Tegelijkertijd heeft MHEC ook een goede suspensie en dispergeerbaarheid, wat sedimentatie van deeltjes kan voorkomen, waardoor het wordt gebruikt als suspendeermiddel in coatings en bouwmaterialen.
2.3 Stabiliteit en compatibiliteit
MHEC heeft een goede zuur- en alkalistabiliteit en kan zijn stabiliteit behouden in een breed pH-bereik. Bovendien heeft MHEC een goede tolerantie voor elektrolyten, waardoor het in veel chemische systemen goed kan werken.
3. Toepassingsgebieden
3.1 Bouwnijverheid
In de bouwsector wordt MHEC voornamelijk gebruikt als verdikkingsmiddel en watervasthoudend middel voor materialen zoals mortel, stopverf en gips. MHEC kan de operationele prestaties van bouwmaterialen effectief verbeteren, de hechting en anti-uitzakkingseigenschappen tijdens de constructie verhogen, de open tijd verlengen en tegelijkertijd de waterretentie van materialen verbeteren om scheuren en sterktevermindering veroorzaakt door snel waterverlies te voorkomen.
3.2 Cosmetica
MHEC wordt gebruikt als emulgator, verdikkingsmiddel en stabilisator in cosmetica. Het kan cosmetica een goed gevoel en reologie geven, de stabiliteit en gebruikservaring van het product vergroten. In producten zoals lotions, crèmes en shampoos kan MHEC bijvoorbeeld stratificatie en neerslag effectief voorkomen en de viscositeit van het product verhogen.
3.3 Farmaceutische industrie
In de farmaceutische industrie wordt MHEC gebruikt als bindmiddel, middel met verlengde afgifte en suspendeermiddel voor tabletten. Het kan de hardheid en desintegratie-eigenschappen van tabletten verbeteren en de stabiele afgifte van medicijnen garanderen. Bovendien wordt MHEC ook vaak gebruikt in suspensiegeneesmiddelen om de actieve ingrediënten gelijkmatig te verspreiden en de stabiliteit en biologische beschikbaarheid van geneesmiddelen te verbeteren.
3.4 Voedingsindustrie
In de voedingsindustrie wordt MHEC voornamelijk gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator en is het geschikt voor verschillende voedselformuleringen, zoals zuivelproducten, sauzen, specerijen, enz. Het kan de textuur en smaak van voedsel effectief verbeteren en de houdbaarheid van voedsel verlengen. voedsel.
4. Milieubescherming en veiligheid
4.1 Milieuprestaties
MHEC heeft een goede biologische afbreekbaarheid en geen duidelijke vervuiling voor het milieu. Omdat de belangrijkste componenten cellulose en zijn derivaten zijn, kan MHEC in de natuurlijke omgeving geleidelijk worden afgebroken tot onschadelijke stoffen en zal het op de lange termijn geen schade toebrengen aan bodem en waterlichamen.
4.2 Veiligheid
MHEC heeft een hoge veiligheid, is niet giftig en onschadelijk voor het menselijk lichaam. Bij gebruik in de cosmetica- en voedingsindustrie moet het voldoen aan de relevante veiligheidsnormen en -voorschriften om ervoor te zorgen dat het MHEC-gehalte in het product binnen het gespecificeerde bereik ligt. Tijdens het gebruik moet erop worden gelet dat grote hoeveelheden stof niet worden ingeademd, om irritatie van de luchtwegen te voorkomen.
5. Toekomstige ontwikkelingstrends
5.1 Prestatieverbetering
Een van de toekomstige onderzoeksrichtingen van MHEC is om de functionaliteit ervan verder te verbeteren door het syntheseproces en het formuleontwerp te verbeteren. Door bijvoorbeeld de mate van substitutie te vergroten en de moleculaire structuur te optimaliseren, kan MHEC betere prestaties leveren in speciale toepassingsscenario's, zoals weerstand tegen hoge temperaturen, zuur- en alkalibestendigheid, enz.
5.2 Applicatie-uitbreiding
Met de voortdurende ontwikkeling van nieuwe materialen en nieuwe processen wordt verwacht dat het toepassingsgebied van MHEC zich verder zal uitbreiden. Op het gebied van nieuwe energie en nieuwe materialen kan MHEC bijvoorbeeld als functioneel additief een steeds belangrijkere rol gaan spelen.
5.3 Milieubescherming en duurzaamheid
Met de verbetering van het milieubewustzijn zal de productie en toepassing van MHEC zich ook in een milieuvriendelijkere en duurzamere richting ontwikkelen. Toekomstig onderzoek kan zich richten op het verminderen van afvalemissies in het productieproces, het verbeteren van de biologische afbreekbaarheid van producten en het ontwikkelen van groenere productieprocessen.
Methylhydroxyethylcellulose (MHEC) heeft als multifunctionele cellulose-ether brede toepassingsmogelijkheden en ontwikkelingspotentieel. Door diepgaand onderzoek naar de chemische eigenschappen ervan en het verbeteren van de toepassingstechnologie zal MHEC een belangrijkere rol spelen in verschillende industrieën en bijdragen aan het verbeteren van de productprestaties en de bescherming van het milieu. Op het toekomstige gebied van de materiaalwetenschap en -techniek zal de toepassing van MHEC meer innovaties en doorbraken opleveren.
Posttijd: 21 juni 2024