Hydroxyethylcellulose (HEC) is een in water oplosbare niet-ionische cellulose-ether en de belangrijkste bron is natuurlijke cellulose. Natuurlijke cellulose is wijdverbreid aanwezig in planten en is het hoofdbestanddeel van de celwanden van planten. Specifiek wordt hydroxyethylcellulose gemaakt door natuurlijke cellulose chemisch te laten reageren met ethyleenoxide onder alkalische omstandigheden. Dit chemische reactieproces wordt gewoonlijk ethoxylering genoemd en het resultaat is dat de hydroxylgroepen op de natuurlijke cellulosemoleculen gedeeltelijk of volledig worden vervangen om hydroxyethylcellulose met ethoxygroepen te vormen.
Hieronder volgen de specifieke stappen van het bereidingsproces van hydroxyethylcellulose:
Bron van cellulose: Cellulose wordt meestal gewonnen uit plantaardig materiaal zoals katoen en hout. De geëxtraheerde cellulose wordt gezuiverd en gebleekt om onzuiverheden zoals lignine, hemicellulose en andere niet-cellulosecomponenten te verwijderen om zo zeer zuivere cellulose te verkrijgen.
Alkalinisatiebehandeling: Meng cellulose met geconcentreerde natriumhydroxideoplossing (NaOH), en de hydroxylgroepen in cellulose reageren met natriumhydroxide om natriumcellulose te produceren. Bij dit proces zet de moleculaire structuur van cellulose tot op zekere hoogte uit, waardoor het gemakkelijker wordt om met ethyleenoxide te reageren.
Ethoxyleringsreactie: Alkalische natriumcellulose wordt bij een bepaalde temperatuur en druk gemengd met ethyleenoxide (C2H4O). De ringstructuur van ethyleenoxide gaat open en vormt ethoxygroepen (-CH2CH2OH), die zich combineren met de hydroxylgroepen op de cellulosemoleculen om hydroxyethylcellulose te vormen. Dit reactieproces kan in verschillende mate worden uitgevoerd, wat resulteert in hydroxyethylcellulose met verschillende substitutiegraden.
Nabehandeling: Het product na de reactie bevat gewoonlijk niet-gereageerde alkaliën, oplosmiddelen en andere bijproducten. Om zuivere hydroxyethylcellulose te verkrijgen zijn nabehandelingsstappen zoals neutralisatie, wassen en drogen vereist. Het doel van deze behandelingsstappen is het verwijderen van achtergebleven alkali, oplosmiddelen en bijproducten om het uiteindelijke gezuiverde product te verkrijgen.
Hydroxyethylcellulose wordt op grote schaal gebruikt in verschillende industrieën vanwege zijn unieke chemische eigenschappen en uitstekende prestaties. Specifiek heeft hydroxyethylcellulose een goede oplosbaarheid in water, verdikking, stabiliteit, filmvorming en gladheid, en wordt het vaak gebruikt op de volgende gebieden:
Bouwmaterialen: In bouwmaterialen wordt hydroxyethylcellulose vooral gebruikt als verdikkingsmiddel en watervasthoudend middel voor materialen op cementbasis en materialen op gipsbasis. Het kan de constructieprestaties van materialen effectief verbeteren, de waterretentie, verwerkbaarheid en anti-verzakking van mortel verbeteren, de open tijd verlengen en een soepele voortgang van de constructie garanderen.
Verfindustrie: In verf wordt hydroxyethylcellulose gebruikt als verdikkingsmiddel, suspendeermiddel en emulgator om de reologie en stabiliteit van verf te verbeteren, pigmentsedimentatie te voorkomen en de vlakheid en glans van de coating te verbeteren.
Cosmetica en producten voor persoonlijke verzorging: In cosmetica wordt hydroxyethylcellulose vaak gebruikt als verdikkingsmiddel, filmvormer en vochtinbrengende crème. Het kan producten een goed gevoel geven, de stabiliteit en hechting van het product verbeteren en het hydraterende effect versterken.
Farmaceutische industrie: Op farmaceutisch gebied wordt hydroxyethylcellulose gebruikt als hulpstof voor farmaceutische preparaten. Als onderdeel van tabletten met verlengde afgifte, filmcoatings enz. kan het de afgiftesnelheid van geneesmiddelen controleren en de stabiliteit en biologische beschikbaarheid van geneesmiddelen verbeteren.
Voedingsindustrie: In de voedingsindustrie wordt hydroxyethylcellulose gebruikt als voedingsadditief om een rol te spelen bij het verdikken, emulgeren en stabiliseren. Het wordt veel gebruikt in dranken, specerijen, zuivelproducten en andere voedingsmiddelen om de textuur en smaak van producten te verbeteren.
Hydroxyethylcellulose heeft ook belangrijke toepassingen in de oliewinning, papierproductie, textieldruk en verfindustrie. Bij de oliewinning wordt hydroxyethylcellulose gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator voor boorvloeistoffen, wat het suspensievermogen van boorvloeistoffen kan verbeteren en het instorten van de putwand kan voorkomen. In de papierindustrie wordt het gebruikt als retentiemiddel en versterkingsmiddel om de sterkte en duurzaamheid van papier te verbeteren. Bij het bedrukken en verven van textiel wordt hydroxyethylcellulose gebruikt als verdikkingsmiddel om de druk- en verfslurry gelijkmatig te verdelen en de druk- en verfkwaliteit te verbeteren.
Hydroxyethylcellulose wordt verkregen uit natuurlijke cellulose door middel van een reeks chemische reacties. De brede toepassing ervan is niet alleen te danken aan de uitstekende fysische en chemische eigenschappen, maar ook omdat het in veel industrieën gediversifieerde oplossingen kan bieden om aan verschillende technische behoeften te voldoen.
Posttijd: 13 augustus 2024