Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) и другие эфиры целлюлозы (такие как гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), метилцеллюлоза (МЦ), гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ) и карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)) представляют собой многофункциональные полимеры, широко используемые в промышленности, строительстве, медицине, пищевой промышленности и повседневной жизни. химическая промышленность. Эти производные целлюлозы производятся путем химической модификации целлюлозы и обладают хорошей растворимостью в воде, загущением, стабильностью и пленкообразующими свойствами.
1. Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ).
1.1 Химическая структура и свойства
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) производится путем гидроксиэтилирования целлюлозы оксидом этилена в щелочных условиях. Основная структура ГЭЦ представляет собой эфирную связь, образующуюся в результате замены гидроксильной группы в молекуле целлюлозы на гидроксиэтильную группу. Такая структура придает HEC уникальные свойства:
Растворимость в воде: ГЭЦ растворим как в холодной, так и в горячей воде, образуя прозрачный коллоидный раствор.
Загущение: HEC обладает превосходными загущающими свойствами и широко используется в тех случаях, когда требуется контроль вязкости.
Стабильность: раствор ГЭЦ обладает высокой стабильностью в различных диапазонах pH.
Биосовместимость: ГЭК нетоксичен, не раздражает и безопасен для организма человека и окружающей среды.
1.2 Области применения
Строительные материалы: используется в качестве загустителя и водоудерживающего агента для цементных растворов и гипсовых изделий.
Покрытия и краски: используются в качестве загустителя, суспендирующего агента и стабилизатора.
Повседневные химикаты: используются в качестве загустителя в средствах повседневного спроса, таких как моющие средства и шампуни.
Область фармацевтики: используется в качестве клея, загустителя и суспендирующего агента для таблеток с лекарственными средствами.
1.3 Преимущества и недостатки
Преимущества: хорошая растворимость в воде, химическая стабильность, широкая адаптируемость к pH и нетоксичность.
Недостатки: плохая растворимость в некоторых растворителях, цена может быть несколько выше, чем у некоторых других эфиров целлюлозы.
2. Сравнение других эфиров целлюлозы
2.1 Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ)
2.1.1 Химическая структура и свойства
ГПМЦ производится из целлюлозы посредством реакций метилирования и гидроксипропилирования. В его структуре присутствуют как метокси-(-OCH3), так и гидроксипропокси-(-OCH2CH(OH)CH3) замещения.
Растворимость в воде: ГПМЦ растворяется в холодной воде с образованием прозрачного коллоидного раствора; он плохо растворяется в горячей воде.
Свойство загущения: Обладает превосходной загущающей способностью.
Желирующие свойства: при нагревании образует гель и при охлаждении возвращается в исходное состояние.
2.1.2 Области применения
Строительные материалы: используется в качестве загустителя и водоудерживающего агента для материалов на основе цемента и гипса.
Пищевая промышленность: используется в качестве эмульгатора и стабилизатора.
Лекарство: используется в качестве вспомогательного вещества для фармацевтических капсул и таблеток.
2.1.3 Преимущества и недостатки
Преимущества: Хорошие загущающие и гелеобразующие свойства.
Недостатки: Он чувствителен к температуре и может выйти из строя при высоких температурах.
2.2 Метилцеллюлоза (МЦ)
2.2.1 Химическая структура и свойства
MC получают метилированием целлюлозы и содержат преимущественно метокси-(-OCH3) замещения.
Растворимость в воде: хорошо растворяется в холодной воде с образованием прозрачного коллоидного раствора.
Утолщение: оказывает значительный утолщающий эффект.
Термическое гелеобразование: при нагревании образует гель, а при охлаждении распадается.
2.2.2 Области применения
Строительные материалы: используется в качестве загустителя и водоудерживающего средства для строительных растворов и красок.
Пищевая промышленность: используется в качестве эмульгатора и стабилизатора.
2.2.3 Преимущества и недостатки
Преимущества: сильная загущающая способность, часто используется в технологии холодной обработки.
Недостатки: термочувствителен, нельзя использовать при высоких температурах.
2.3 Гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ)
2.3.1 Химическая структура и свойства
ГПЦ получают из гидроксипропилцеллюлозы. В его структуре присутствует гидроксипропокси (-OCH2CH(OH)CH3).
Растворимость в воде: растворяется в холодной воде и органических растворителях.
Утолщение: хорошая производительность утолщения.
Пленкообразующее свойство: образует прочную пленку.
2.3.2 Области применения
Медицина: используется в качестве материала покрытия и наполнителя таблеток для лекарств.
Пищевые продукты: используется в качестве загустителя и стабилизатора.
2.3.3 Преимущества и недостатки
Преимущества: растворимость в нескольких растворителях и отличные пленкообразующие свойства.
Недостатки: высокая цена.
2.4 Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)
2.4.1 Химическая структура и характеристики
КМЦ производится путем взаимодействия целлюлозы с хлоруксусной кислотой и содержит в своей структуре карбоксиметильную группу (-CH2COOH).
Растворимость в воде: растворим в холодной и горячей воде.
Загущающее свойство: значительный эффект загущения.
Ионность: принадлежит к анионному эфиру целлюлозы.
2.4.2 Области применения
Пищевые продукты: используется в качестве загустителя и стабилизатора.
Повседневные химикаты: используются в качестве загустителя для моющих средств.
Производство бумаги: используется в качестве добавки для покрытия бумаги.
2.4.3 Преимущества и недостатки
Преимущества: хорошее загущение и широкая область применения.
Недостатки: чувствительность к электролитам, ионы в растворе могут влиять на производительность.
3. Комплексное сравнение
3.1 Производительность загущения
ГЭЦ и ГПМЦ имеют схожие характеристики загущения, и оба обладают хорошим загущающим эффектом. Однако ГЭЦ лучше растворяется в воде и подходит для применений, требующих прозрачности и низкого раздражения. ГПМЦ более полезен в тех случаях, когда требуется нагревание до гелеобразования из-за его термогелевых свойств.
3.2 Растворимость в воде
ГЭЦ и КМЦ могут растворяться как в холодной, так и в горячей воде, тогда как ГПМЦ и МС растворяются в основном в холодной воде. HPC предпочтителен, когда требуется совместимость с несколькими растворителями.
3.3 Цена и область применения
ГЭЦ обычно имеет умеренную цену и широко используется. Хотя HPC обладает превосходной производительностью, его обычно используют в приложениях с повышенным спросом из-за его высокой стоимости. CMC находит применение во многих недорогих приложениях благодаря своей низкой стоимости и хорошей производительности.
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) стала одним из наиболее широко используемых эфиров целлюлозы благодаря ее хорошей растворимости в воде, стабильности и загущающей способности. По сравнению с другими эфирами целлюлозы ГЭЦ имеет определенные преимущества в водорастворимости и химической стабильности и подходит для применений, требующих прозрачных растворов и широкой адаптируемости к pH. ГПМЦ превосходит других в определенных областях благодаря своим свойствам загущения и термического гелеобразования, в то время как ГПЦ и КМЦ занимают важную позицию в соответствующих областях применения благодаря своим пленкообразующим свойствам и ценовым преимуществам. В соответствии с конкретными требованиями применения выбор правильного эфира целлюлозы может оптимизировать производительность и экономическую эффективность продукта.
Время публикации: 10 июля 2024 г.