Метилгідроксіетилцелюлоза (MHEC) є звичайним ефіром целюлози. Його отримують шляхом етерифікації целюлози і в основному використовують у багатьох галузях промисловості, таких як будівництво, фармацевтика, косметика та харчова промисловість. MHEC має хороші властивості розчинності у воді, згущення, суспензії та зв’язування, і є дуже важливою функціональною добавкою.
1. Хімічна будова та отримання
1.1 Хімічна будова
MHEC отримують частковим метилюванням і гідроксіетилюванням целюлози. Його хімічна структура в основному утворюється заміною гідроксильної групи в молекулярному ланцюзі целюлози на метил (-CH₃) і гідроксиетил (-CH₂CH₂OH). Його структурна формула зазвичай виражається так:
Cell−��−����3+Cell−��−����2����2����Cell−O−CH 3+Cell−O−CH 2CH 2OH
Клітина являє собою молекулярний скелет целюлози. Ступінь заміщення метильної та гідроксиетилової груп впливає на властивості МГЕС, такі як розчинність у воді та в'язкість.
1.2 Процес підготовки
Підготовка MHEC в основному включає наступні етапи:
Реакція етерифікації: використовуючи целюлозу як сировину, її спочатку обробляють лужним розчином (наприклад, гідроксидом натрію), щоб активувати гідроксильні групи в целюлозі. Потім додають метанол і етиленоксид для проведення реакції етерифікації, щоб гідроксильні групи на целюлозі були замінені метильними та гідроксиетиловими групами.
Нейтралізація та промивання: після завершення реакції надлишок лугу видаляють реакцією кислотної нейтралізації, а продукт реакції кілька разів промивають водою для видалення побічних продуктів і непрореагованої сировини.
Сушіння та подрібнення: промиту суспензію MHEC сушать, щоб отримати порошок MHEC, і нарешті подрібнюють, щоб отримати необхідну тонкість.
2. Фізико-хімічні властивості
2.1 Зовнішній вигляд і розчинність
MHEC являє собою білий або світло-жовтий порошок, який легко розчиняється в холодній і гарячій воді, але має низьку розчинність в органічних розчинниках. Його розчинність пов’язана зі значенням pH розчину, і він демонструє хорошу розчинність у нейтральному та слабокислому діапазоні.
2.2 Згущення та суспензія
MHEC може значно збільшити в'язкість розчину після розчинення у воді, тому він широко використовується як загусник. У той же час MHEC також має хорошу суспензію та здатність до диспергування, що може запобігти осіданню частинок, завдяки чому він використовується як суспендуючий агент у покриттях та будівельних матеріалах.
2.3 Стабільність і сумісність
MHEC має добру кислотну та лужну стабільність і може підтримувати свою стабільність у широкому діапазоні pH. Крім того, MHEC має хорошу толерантність до електролітів, що дозволяє йому добре працювати в багатьох хімічних системах.
3. Сфери застосування
3.1 Будівельна галузь
У будівельній галузі MHEC в основному використовується як загусник і водоутримуючий агент для таких матеріалів, як розчин, шпаклівка та гіпс. MHEC може ефективно покращити експлуатаційні характеристики будівельних матеріалів, підвищити адгезію та властивості проти провисання під час будівництва, подовжити відкритий час і в той же час покращити водоутримання матеріалів для запобігання розтріскування та зниження міцності, викликане швидкою втратою води.
3.2 Косметика
MHEC використовується як емульгатор, загусник і стабілізатор в косметиці. Це може надати косметиці гарний дотик і реологію, збільшити стабільність і досвід використання продукту. Наприклад, у таких продуктах, як лосьйони, креми та шампуні, MHEC може ефективно запобігати розшаруванню та випаданню осаду та підвищувати в’язкість продукту.
3.3 Фармацевтична промисловість
У фармацевтичній промисловості MHEC використовується як сполучна речовина, агент пролонгованого вивільнення та суспендуючий агент для таблеток. Це може покращити твердість і розпадність таблеток і забезпечити стабільне вивільнення ліків. Крім того, MHEC також широко використовується в суспензіях, щоб допомогти активним інгредієнтам рівномірно розподілитися та підвищити стабільність і біодоступність ліків.
3.4 Харчова промисловість
У харчовій промисловості MHEC в основному використовується як загусник і стабілізатор і підходить для різних харчових рецептур, таких як молочні продукти, соуси, приправи тощо. Він може ефективно покращити текстуру та смак їжі та подовжити термін зберігання. харчування.
4. Охорона навколишнього середовища та безпека
4.1 Екологічна ефективність
MHEC має хорошу здатність до біологічного розкладання та не забруднює навколишнє середовище. Оскільки його основними компонентами є целюлоза та її похідні, MHEC може поступово розкладатися на нешкідливі речовини в природному середовищі та не завдасть довгострокової шкоди ґрунту та водоймам.
4.2 Безпека
MHEC має високу безпеку, нетоксичний і нешкідливий для організму людини. При використанні в косметичній та харчовій промисловості він повинен відповідати відповідним стандартам безпеки та правилам, щоб гарантувати, що вміст MHEC у продукті знаходиться в межах зазначеного діапазону. Під час використання слід уникати вдихання великої кількості пилу, щоб уникнути подразнення дихальних шляхів.
5. Майбутні тенденції розвитку
5.1 Покращення продуктивності
Одним із майбутніх напрямків досліджень MHEC є подальше вдосконалення його функціональності шляхом удосконалення процесу синтезу та дизайну формули. Наприклад, завдяки збільшенню ступеня заміщення та оптимізації молекулярної структури MHEC може мати кращу продуктивність у спеціальних сценаріях застосування, таких як стійкість до високих температур, стійкість до кислот і лугів тощо.
5.2 Розширення програми
З постійним розробкою нових матеріалів і нових процесів очікується, що область застосування MHEC буде розширюватися. Наприклад, у сфері нової енергії та нових матеріалів MHEC, як функціональна добавка, може відігравати все більш важливу роль.
5.3 Охорона навколишнього середовища та сталість
З підвищенням екологічної свідомості виробництво та застосування MHEC також розвиватиметься в більш екологічно чистому та сталому напрямку. Майбутні дослідження можуть бути зосереджені на скороченні викидів відходів у виробничому процесі, покращенні здатності до біологічного розкладання продукції та розвитку екологічніших виробничих процесів.
Метилгідроксіетилцелюлоза (МГЕЦ), як багатофункціональний ефір целюлози, має широкі перспективи застосування та потенціал розвитку. Завдяки поглибленим дослідженням хімічних властивостей і вдосконаленню технології застосування MHEC відіграватиме більш важливу роль у різних галузях промисловості та сприятиме покращенню продуктивності продукції та захисту навколишнього середовища. У майбутній галузі матеріалознавства та інженерії застосування MHEC принесе більше інновацій і проривів.
Час публікації: 21 червня 2024 р