Гідроксиетилцелюлоза (HEC) та інші прості ефіри целюлози (такі як гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC), метилцелюлоза (MC), гідроксипропілцелюлоза (HPC) і карбоксиметилцелюлоза (CMC)) є багатофункціональними полімерами, які широко використовуються в промисловості, будівництві, медицині, харчуванні та повсякденному виробництві. хімічної промисловості. Ці похідні целюлози виготовляються шляхом хімічної модифікації целюлози та мають хорошу розчинність у воді, загущення, стабільність і плівкоутворювальні властивості.
1. Гідроксіетилцелюлоза (HEC)
1.1 Хімічна будова та властивості
Гідроксіетилцелюлоза (HEC) виготовляється шляхом гідроксіетилювання целюлози етиленоксидом у лужних умовах. Основною структурою HEC є ефірний зв'язок, утворений заміною гідроксильної групи в молекулі целюлози на гідроксиетильну групу. Ця структура надає HEC унікальні властивості:
Розчинність у воді: HEC розчиняється як у холодній, так і в гарячій воді з утворенням прозорого колоїдного розчину.
Згущення: HEC має відмінні властивості загущення і широко використовується в програмах, що вимагають контролю в'язкості.
Стабільність: розчин HEC має високу стабільність у різних діапазонах pH.
Біологічна сумісність: HEC не токсичний, не подразнює та безпечний для людського організму та навколишнього середовища.
1.2 Сфери застосування
Будівельні матеріали: використовується як загусник і водоутримувач для цементних розчинів і гіпсових виробів.
Покриття та фарби: використовуються як загущувач, суспендуючий агент і стабілізатор.
Повсякденні хімікати: використовуються як загусники в повсякденних потребах, таких як миючі засоби та шампуні.
Фармацевтична галузь: використовується як клей, загусник і суспендуючий агент для лікарських таблеток.
1.3 Переваги та недоліки
Переваги: хороша розчинність у воді, хімічна стабільність, широка адаптивність pH і нетоксичність.
Недоліки: погана розчинність у деяких розчинниках, і ціна може бути трохи вищою, ніж у деяких інших ефірів целюлози.
2. Порівняння інших ефірів целюлози
2.1 Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC)
2.1.1 Хімічна будова та властивості
HPMC виготовляється з целюлози за допомогою реакцій метилювання та гідроксипропілювання. Його структура містить як метокси (-OCH3), так і гідроксипропокси (-OCH2CH(OH)CH3) заміщення.
Розчинність у воді: HPMC розчиняється в холодній воді з утворенням прозорого колоїдного розчину; він погано розчиняється в гарячій воді.
Властивість загущення: має чудову здатність до загущення.
Гелеутворюючі властивості: при нагріванні утворює гель, а при охолодженні повертається до початкового стану.
2.1.2 Області застосування
Будівельні матеріали: використовується як загусник і водоутримувач для матеріалів на основі цементу та гіпсу.
Харчування: використовується як емульгатор і стабілізатор.
Медицина: використовується як допоміжна речовина для фармацевтичних капсул і таблеток.
2.1.3 Переваги та недоліки
Переваги: Хороші властивості загущення та гелеутворення.
Недоліки: він чутливий до температури і може вийти з ладу при високих температурах.
2.2 Метилцелюлоза (MC)
2.2.1 Хімічна будова та властивості
MC отримують метилюванням целюлози і в основному містить метокси (-OCH3) заміщення.
Розчинність у воді: добре розчиняється в холодній воді з утворенням прозорого колоїдного розчину.
Згущення: має значний загущуючий ефект.
Термічне гелеутворення: при нагріванні утворює гель, а при охолодженні дегелює.
2.2.2 Області застосування
Будівельні матеріали: використовується як згущувач і водоутримувач розчину та фарби.
Харчова: використовується як емульгатор і стабілізатор.
2.2.3 Переваги та недоліки
Переваги: сильна загущувальна здатність, часто використовується в технології холодної обробки.
Недоліки: термочутливий, не можна використовувати при високих температурах.
2.3 Гідроксипропілцелюлоза (HPC)
2.3.1 Хімічна будова та властивості
HPC отримують з гідроксипропілцелюлози. Його структура містить гідроксипропокси (-OCH2CH(OH)CH3).
Розчинність у воді: розчиняється в холодній воді та органічних розчинниках.
Згущення: хороші показники згущення.
Плівкоутворююча властивість: утворює міцну плівку.
2.3.2 Поля застосування
Медицина: використовується як матеріал покриття та допоміжна речовина для таблеток для ліків.
Харчова: використовується як загусник і стабілізатор.
2.3.3 Переваги та недоліки
Переваги: розчинність у кількох розчинниках і чудова здатність до плівкоутворення.
Недоліки: висока ціна.
2.4 Карбоксиметилцелюлоза (CMC)
2.4.1 Хімічна структура та характеристики
CMC виготовляється шляхом взаємодії целюлози з хлороцтовою кислотою та містить у своїй структурі карбоксиметильну групу (-CH2COOH).
Розчинність у воді: розчинний у холодній воді та гарячій воді.
Загущуюча властивість: значний ефект загущення.
Іонність: належить до аніонного ефіру целюлози.
2.4.2 Поля застосування
Харчова: використовується як загусник і стабілізатор.
Щоденна хімія: використовується як загусник для миючого засобу.
Виробництво паперу: використовується як добавка для покриття паперу.
2.4.3 Переваги та недоліки
Переваги: хороше загущення і широкі області застосування.
Недоліки: чутливі до електролітів, іони в розчині можуть впливати на продуктивність.
3. Комплексне порівняння
3.1 Продуктивність згущення
HEC і HPMC мають однакову ефективність загущення, і обидва мають хороший ефект загущення. Однак HEC має кращу розчинність у воді і підходить для застосувань, які вимагають прозорості та слабкого подразнення. HPMC є більш корисним у застосуваннях, які вимагають нагрівання до гелеутворення через його властивості термогелю.
3.2 Розчинність у воді
HEC і CMC можна розчиняти як у холодній, так і в гарячій воді, тоді як HPMC і MC переважно розчиняють у холодній воді. HPC є кращим, коли потрібна сумісність із кількома розчинниками.
3.3 Ціна та діапазон застосування
HEC зазвичай має помірну ціну та широко використовується. Хоча HPC має чудову продуктивність, він зазвичай використовується в додатках із високим попитом через високу вартість. CMC має місце в багатьох недорогих програмах завдяки своїй низькій вартості та хорошій продуктивності.
Гідроксіетилцелюлоза (HEC) стала одним із найбільш широко використовуваних простих ефірів целюлози завдяки своїй хорошій розчинності у воді, стабільності та здатності до загущення. Порівняно з іншими простими ефірами целюлози, HEC має певні переваги у розчинності у воді та хімічній стабільності, і підходить для застосувань, які вимагають прозорих розчинів і широкої адаптивності рН. HPMC перевершує в певних конкретних сферах завдяки своїм властивостям загущення та термічного гелеутворення, тоді як HPC та CMC займають важливе місце у відповідних сферах застосування завдяки своїм властивостям плівкоутворення та економічній перевагі. Відповідно до конкретних вимог застосування, вибір правильного ефіру целюлози може оптимізувати продуктивність продукту та економічну ефективність.
Час публікації: 10 липня 2024 р