Метилгидроксиэтилцеллюлоза (МГЭЦ) представляет собой обычный эфир целлюлозы. Его получают путем этерификации целлюлозы и в основном используют во многих отраслях промышленности, таких как строительство, фармацевтика, косметика и пищевая промышленность. MHEC обладает хорошей растворимостью в воде, загущающими, суспендирующими и связующими свойствами и является очень важной функциональной добавкой.
1. Химическая структура и получение.
1.1 Химическая структура
МГЭЦ получают частичным метилированием и гидроксиэтилированием целлюлозы. Его химическая структура в основном формируется за счет замены гидроксильной группы в молекулярной цепи целлюлозы на метильную (-CH₃) и гидроксиэтильную (-CH2CH2OH). Его структурную формулу обычно выражают так:
Ячейка-��-����3+Ячейка-��-����2����2����Ячейка-O-CH 3+Ячейка-O-CH 2CH 2OH
Клетка представляет собой молекулярный скелет целлюлозы. Степень замещения метильных и гидроксиэтильных групп влияет на свойства МГЭЦ, такие как растворимость в воде и вязкость.
1.2 Процесс подготовки
Подготовка MHEC в основном включает в себя следующие этапы:
Реакция этерификации: используя целлюлозу в качестве сырья, ее сначала обрабатывают щелочным раствором (например, гидроксидом натрия) для активации гидроксильных групп в целлюлозе. Затем добавляют метанол и оксид этилена для проведения реакции этерификации, так что гидроксильные группы целлюлозы заменяются метиловыми и гидроксиэтильными группами.
Нейтрализация и промывка: после завершения реакции избыток щелочи удаляют реакцией нейтрализации кислоты, а продукт реакции повторно промывают водой для удаления побочных продуктов и непрореагировавшего сырья.
Сушка и измельчение. Промытую суспензию MHEC сушат для получения порошка MHEC и, наконец, измельчают для получения требуемой крупности.
2. Физико-химические свойства.
2.1 Внешний вид и растворимость
МГЭЦ представляет собой белый или светло-желтый порошок, легко растворимый в холодной и горячей воде, но плохо растворимый в органических растворителях. Его растворимость связана со значением pH раствора, и он показывает хорошую растворимость в диапазоне от нейтральной до слабокислой.
2.2 Загущение и суспензия
МГЭЦ может значительно увеличивать вязкость раствора после растворения в воде, поэтому его широко используют в качестве загустителя. В то же время MHEC также обладает хорошей суспендирующей способностью и диспергируемостью, что позволяет предотвратить седиментацию частиц, что позволяет использовать его в качестве суспендирующего агента в покрытиях и строительных материалах.
2.3 Стабильность и совместимость
MHEC обладает хорошей устойчивостью к кислотам и щелочам и может сохранять стабильность в широком диапазоне pH. Кроме того, MHEC обладает хорошей толерантностью к электролитам, что позволяет ему хорошо работать во многих химических системах.
3. Области применения
3.1 Строительная отрасль
В строительной сфере MHEC в основном используется в качестве загустителя и водоудерживающего агента для таких материалов, как раствор, шпаклевка и гипс. MHEC может эффективно улучшить эксплуатационные характеристики строительных материалов, повысить адгезию и противопровисающие свойства во время строительства, продлить время открытого состояния и в то же время улучшить водоудержание материалов, чтобы предотвратить растрескивание и снижение прочности, вызванное быстрой потерей воды.
3.2 Косметика
MHEC используется в качестве эмульгатора, загустителя и стабилизатора в косметике. Это может придать косметике приятный вид и реологию, повысить стабильность и удобство использования продукта. Например, в таких продуктах, как лосьоны, кремы и шампуни, MHEC может эффективно предотвращать расслоение и осаждение, а также увеличивать вязкость продукта.
3.3 Фармацевтическая промышленность
В фармацевтической промышленности MHEC используется в качестве связующего вещества, агента замедленного высвобождения и суспендирующего агента для таблеток. Это может улучшить твердость и дезинтеграционные свойства таблеток и обеспечить стабильное высвобождение лекарств. Кроме того, MHEC также широко используется в суспензионных лекарствах, чтобы помочь активным ингредиентам равномерно диспергироваться и улучшить стабильность и биодоступность лекарств.
3.4 Пищевая промышленность
В пищевой промышленности MHEC в основном используется в качестве загустителя и стабилизатора и подходит для различных пищевых рецептур, таких как молочные продукты, соусы, приправы и т. д. Он может эффективно улучшить текстуру и вкус пищевых продуктов и продлить срок их хранения. еда.
4. Охрана окружающей среды и безопасность
4.1 Экологическая эффективность
MHEC обладает хорошей биоразлагаемостью и не загрязняет окружающую среду. Поскольку его основными компонентами являются целлюлоза и ее производные, МГЭЦ может постепенно разлагаться до безвредных веществ в естественной среде и не наносит долгосрочного вреда почве и водоемам.
4.2 Безопасность
MHEC обладает высокой безопасностью, нетоксичен и безвреден для организма человека. При использовании в косметической и пищевой промышленности он должен соответствовать соответствующим стандартам и нормам безопасности, чтобы гарантировать, что содержание MHEC в продукте находится в пределах указанного диапазона. Во время использования следует соблюдать осторожность, чтобы не вдыхать большое количество пыли, чтобы избежать раздражения дыхательных путей.
5. Тенденции будущего развития
5.1 Улучшение производительности
Одним из будущих направлений исследований MHEC является дальнейшее улучшение его функциональности за счет улучшения процесса синтеза и разработки формул. Например, за счет увеличения степени замещения и оптимизации молекулярной структуры MHEC может иметь лучшие характеристики в особых сценариях применения, таких как устойчивость к высоким температурам, устойчивость к кислотам и щелочам и т. д.
5.2 Расширение приложения
Ожидается, что благодаря постоянной разработке новых материалов и новых процессов область применения MHEC будет расширяться и дальше. Например, в области новой энергетики и новых материалов MHEC как функциональная добавка может играть все более важную роль.
5.3 Защита окружающей среды и устойчивое развитие
С повышением экологической осведомленности производство и применение MHEC также будет развиваться в более экологически чистом и устойчивом направлении. Будущие исследования могут быть сосредоточены на сокращении выбросов отходов в производственном процессе, улучшении биоразлагаемости продуктов и разработке более экологически чистых производственных процессов.
Метилгидроксиэтилцеллюлоза (МГЭЦ), как многофункциональный эфир целлюлозы, имеет широкие перспективы применения и потенциал развития. Благодаря углубленным исследованиям химических свойств и совершенствованию технологий применения MHEC будет играть более важную роль в различных отраслях промышленности и способствовать улучшению характеристик продукции и защите окружающей среды. В будущей области материаловедения и инженерии применение MHEC принесет больше инноваций и прорывов.
Время публикации: 21 июня 2024 г.