Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) представляет собой водорастворимый неионогенный эфир целлюлозы, основным источником которого является природная целлюлоза. Природная целлюлоза широко присутствует в растениях и является основным компонентом клеточных стенок растений. В частности, гидроксиэтилцеллюлозу получают путем химической реакции природной целлюлозы с оксидом этилена в щелочных условиях. Этот процесс химической реакции обычно называют этоксилированием, и в результате гидроксильные группы в молекулах природной целлюлозы частично или полностью заменяются с образованием гидроксиэтилцеллюлозы с этоксигруппами.
Ниже приведены конкретные этапы процесса получения гидроксиэтилцеллюлозы:
Источник целлюлозы: Целлюлозу обычно извлекают из растительных материалов, таких как хлопок и древесина. Экстрагированную целлюлозу очищают и отбеливают для удаления примесей, таких как лигнин, гемицеллюлоза и другие нецеллюлозные компоненты, для получения целлюлозы высокой чистоты.
Обработка подщелачиванием: смешайте целлюлозу с концентрированным раствором гидроксида натрия (NaOH), и гидроксильные группы целлюлозы вступят в реакцию с гидроксидом натрия с образованием целлюлозы натрия. В этом процессе молекулярная структура целлюлозы в определенной степени расширяется, что облегчает ее реакцию с оксидом этилена.
Реакция этоксилирования: алкализированную натриевую целлюлозу смешивают с оксидом этилена (C2H4O) при определенной температуре и давлении. Кольцевая структура оксида этилена раскрывается с образованием этоксигрупп (-CH2CH2OH), которые соединяются с гидроксильными группами молекул целлюлозы с образованием гидроксиэтилцеллюлозы. Этот реакционный процесс может осуществляться в различной степени, в результате чего получается гидроксиэтилцеллюлоза с разной степенью замещения.
Последующая обработка: Продукт после реакции обычно содержит непрореагировавшую щелочь, растворители и другие побочные продукты. Чтобы получить чистую гидроксиэтилцеллюлозу, необходимы такие этапы последующей обработки, как нейтрализация, промывка и сушка. Целью этих стадий обработки является удаление остаточной щелочи, растворителей и побочных продуктов для получения конечного очищенного продукта.
Гидроксиэтилцеллюлоза нашла широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным химическим свойствам и отличным эксплуатационным характеристикам. В частности, гидроксиэтилцеллюлоза обладает хорошей растворимостью в воде, загущением, стабильностью, пленкообразующей и смазывающей способностью и обычно используется в следующих областях:
Строительные материалы: В строительных материалах гидроксиэтилцеллюлоза в основном используется в качестве загустителя и водоудерживающего агента для материалов на основе цемента и гипса. Он может эффективно улучшить строительные характеристики материалов, улучшить удержание воды, удобоукладываемость и предотвращение провисания раствора, продлить открытое время и обеспечить плавный ход строительства.
Лакокрасочная промышленность: в красках гидроксиэтилцеллюлоза используется в качестве загустителя, суспендирующего агента и эмульгатора для улучшения реологии и стабильности краски, предотвращения седиментации пигмента, а также повышения ровности и блеска покрытия.
Косметика и средства личной гигиены. В косметике гидроксиэтилцеллюлоза часто используется в качестве загустителя, пленкообразователя и увлажнителя. Он может придать продуктам приятный внешний вид, улучшить стабильность и адгезию продукта, а также усилить увлажняющий эффект.
Фармацевтическая промышленность. В фармацевтической сфере гидроксиэтилцеллюлоза используется в качестве вспомогательного вещества фармацевтических препаратов. В качестве компонента таблеток с пролонгированным высвобождением, пленочных покрытий и т. д. он может контролировать скорость высвобождения лекарств и улучшать стабильность и биодоступность лекарств.
Пищевая промышленность: В пищевой промышленности гидроксиэтилцеллюлоза используется в качестве пищевой добавки, играющей роль в загущении, эмульгировании и стабилизации. Он широко используется в напитках, приправах, молочных продуктах и других продуктах для улучшения текстуры и вкуса продуктов.
Гидроксиэтилцеллюлоза также находит важное применение в нефтедобывающей, бумажной, текстильной полиграфической и красильной промышленности. При добыче нефти гидроксиэтилцеллюлоза используется в качестве загустителя и стабилизатора буровых растворов, что может улучшить суспендирующую способность буровых растворов и предотвратить обрушение стенок скважин. В бумажной промышленности он используется в качестве удерживающего и армирующего агента для повышения прочности и долговечности бумаги. При текстильной печати и крашении гидроксиэтилцеллюлоза используется в качестве загустителя, чтобы помочь равномерно распределить суспензию для печати и крашения и улучшить качество печати и крашения.
Гидроксиэтилцеллюлозу получают из натуральной целлюлозы посредством ряда химических реакций. Его широкое применение обусловлено не только его превосходными физическими и химическими свойствами, но и тем, что он может обеспечить разнообразные решения во многих отраслях промышленности для удовлетворения различных технических потребностей.
Время публикации: 13 августа 2024 г.