Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) is een derivaat van natuurlijk polymeermateriaal cellulose. Het is een in water oplosbaar polymeer gevormd na chemische modificatie en heeft een breed scala aan toepassingen. Als belangrijke in water oplosbare cellulose-ether heeft het vele unieke fysische en chemische eigenschappen en wordt het veel gebruikt in de bouw, coatings, cosmetica, voeding en medicijnen.
1. Chemische structuur en samenstelling
Hydroxyethylmethylcellulose is een gemodificeerde cellulose die wordt gevormd door een veretheringsreactie van cellulose met ethyleenoxide (epoxy) en methylchloride na behandeling met alkali. De chemische structuur bevat een celluloseskelet en twee substituenten, hydroxyethyl en methoxy. De introductie van hydroxyethyl kan de wateroplosbaarheid ervan verbeteren, terwijl de introductie van methoxy de hydrofobiciteit ervan kan verbeteren, waardoor het een betere oplossingsstabiliteit en filmvormingsprestaties heeft.
2. Oplosbaarheid
Hydroxyethylmethylcellulose is een niet-ionische cellulose-ether met goede wateroplosbaarheid, die kan worden opgelost in koud water en warm water. Het reageert niet met ionen in water wanneer het oplost, dus het heeft een uitstekende oplosbaarheid onder verschillende wateromstandigheden. Het oplosproces vereist dat het eerst gelijkmatig in koud water wordt gedispergeerd, en na een periode van zwelling wordt geleidelijk een uniforme en transparante oplossing gevormd. In organische oplosmiddelen vertoont HEMC een gedeeltelijke oplosbaarheid, vooral in zeer polaire oplosmiddelen zoals ethanol en ethyleenglycol, die het gedeeltelijk kunnen oplossen.
3. Viscositeit
De viscositeit van HEMC is een van de belangrijkste eigenschappen en wordt veel gebruikt bij verdikking, suspensie en filmvorming. De viscositeit verandert met veranderingen in concentratie, temperatuur en afschuifsnelheid. Over het algemeen neemt de viscositeit van de oplossing aanzienlijk toe met de toename van de oplossingsconcentratie. Een oplossing met een hogere concentratie vertoont een hoge viscositeit en is geschikt voor gebruik als verdikkingsmiddel voor bouwmaterialen, coatings en lijmen. Binnen een bepaald temperatuurbereik neemt de viscositeit van de HEMC-oplossing af bij toenemende temperatuur, en deze eigenschap maakt het geschikt voor industriële toepassingen onder verschillende temperatuuromstandigheden.
4. Thermische stabiliteit
Hydroxyethylmethylcellulose vertoont een goede thermische stabiliteit bij hoge temperaturen en heeft een zekere hittebestendigheid. Over het algemeen is de moleculaire structuur onder hoge temperatuuromstandigheden (zoals boven 100°C) relatief stabiel en niet gemakkelijk te ontleden of af te breken. Hierdoor kan HEMC zijn verdikkings-, waterretentie- en hechtingseigenschappen behouden in omgevingen met hoge temperaturen in de bouwsector (zoals het morteldroogproces) zonder significant ineffectief te zijn als gevolg van temperatuurveranderingen.
5. Verdikking
HEMC heeft uitstekende verdikkingseigenschappen en is een zeer efficiënt verdikkingsmiddel dat veel wordt gebruikt in verschillende formuleringssystemen. Het kan de viscositeit van waterige oplossingen, emulsies en suspensies effectief verhogen en heeft goede afschuifverdunnende eigenschappen. Bij lage afschuifsnelheden kan HEMC de viscositeit van het systeem aanzienlijk verhogen, terwijl het bij hoge afschuifsnelheden een lagere viscositeit vertoont, wat het bedieningsgemak tijdens de applicatie helpt verbeteren. Het verdikkende effect hangt niet alleen samen met de concentratie, maar wordt ook beïnvloed door de pH-waarde en de temperatuur van de oplossing.
6. Waterretentie
HEMC wordt vaak gebruikt als waterretentiemiddel in de bouwsector. De uitstekende waterretentie kan de hydratatiereactietijd van materialen op cementbasis verlengen en de werkprestaties en hechting van bouwmortel verbeteren. Tijdens het bouwproces kan HEMC het waterverlies effectief verminderen en problemen zoals scheuren en sterkteverlies veroorzaakt door een te snelle droging van de mortel voorkomen. Bovendien kan de waterretentie van HEMC bij verven en inkten op waterbasis ook de vloeibaarheid van de verf behouden, de constructieprestaties van de verf en de gladheid van het oppervlak verbeteren.
7. Biocompatibiliteit en veiligheid
Omdat HEMC is afgeleid van natuurlijke cellulose, heeft het een goede biocompatibiliteit en een lage toxiciteit. Daarom wordt het ook veel gebruikt op het gebied van de geneeskunde en cosmetica. Het kan worden gebruikt als desintegratiemiddel of middel met verlengde afgifte in medicijntabletten om de stabiele afgifte van medicijnen in het lichaam te helpen. Bovendien kan HEMC als verdikkingsmiddel en filmvormend middel in cosmetica een hydraterende werking op de huid hebben, en door de goede veiligheid is het geschikt voor langdurig gebruik.
8. Toepassingsgebieden
Vanwege de multifunctionele eigenschappen van hydroxyethylmethylcellulose wordt het op veel industriële gebieden veel gebruikt:
Bouwsector: In bouwmaterialen zoals cementmortel, stopverfpoeder en gipsproducten kan HEMC worden gebruikt als verdikkingsmiddel, waterkerend middel en lijm om de constructieprestaties en de kwaliteit van het eindproduct te verbeteren.
Coatings en inkten: HEMC wordt veel gebruikt in verven en inkten op waterbasis als verdikkingsmiddel en stabilisator om de egalisatie, stabiliteit en glans van de verf na droging te verbeteren.
Medisch gebied: Als desintegrant, adhesief en middel met verlengde afgifte in medicijndragers kan het de afgiftesnelheid van medicijnen in het lichaam reguleren en de biologische beschikbaarheid van medicijnen verbeteren.
Cosmetica en producten voor persoonlijke verzorging: In producten voor persoonlijke verzorging, zoals lotions, crèmes en shampoos, kan HEMC worden gebruikt als verdikkingsmiddel en vochtinbrengende crème, en heeft het een goede huid- en haaraffiniteit.
Voedingsindustrie: In sommige voedingsmiddelen kan HEMC worden gebruikt als stabilisator, emulgator en filmvormer. Hoewel het gebruik ervan in voedsel in sommige landen onderworpen is aan wettelijke beperkingen, wordt de veiligheid ervan algemeen erkend.
9. Milieustabiliteit en afbreekbaarheid
Als biogebaseerd materiaal kan HEMC geleidelijk worden afgebroken in het milieu, en het afbraakproces wordt voornamelijk uitgevoerd door de werking van micro-organismen. Daarom heeft HEMC na gebruik minder vervuiling van het milieu en is het een milieuvriendelijkere chemische stof. Onder natuurlijke omstandigheden kan HEMC uiteindelijk ontleden in water, kooldioxide en andere kleine moleculen, en zal het geen langdurige accumulatie van vervuiling in bodem en waterlichamen veroorzaken.
Hydroxyethylmethylcellulose is een zeer belangrijk in water oplosbaar cellulosederivaat. Vanwege zijn unieke fysische en chemische eigenschappen, zoals uitstekende verdikking, waterretentie, thermische stabiliteit en biocompatibiliteit, wordt het veel gebruikt in veel industrieën, zoals de bouw, coatings, geneeskunde, cosmetica, enz. Zijn uitstekende oplosbaarheid en viscositeitscontrolevermogen maken het tot een belangrijk functioneel additief in verschillende formuleringssystemen. Vooral op het gebied waar het nodig is om de viscositeit van het product te verhogen, de levensduur te verlengen of de bedrijfsprestaties te verbeteren, speelt HEMC een onvervangbare rol. Tegelijkertijd heeft HEMC als milieuvriendelijk materiaal blijk gegeven van een goede duurzaamheid in industriële toepassingen en heeft het goede marktvooruitzichten.
Posttijd: 27 september 2024