Гідроксіетилметилцелюлоза (HEMC) є похідною природного полімерного матеріалу целюлози. Це водорозчинний полімер, утворений після хімічної модифікації, і має широкий спектр застосування. Як важливий водорозчинний ефір целюлози, він має багато унікальних фізичних і хімічних властивостей і широко використовується в будівництві, покриттях, косметиці, продуктах харчування та медицині.
1. Хімічна будова і склад
Гідроксіетилметилцелюлоза - це модифікована целюлоза, утворена реакцією етерифікації целюлози етиленоксидом (епоксидом) і метилхлоридом після обробки лугом. Його хімічна структура містить целюлозний скелет і два замісники, гідроксиетил і метокси. Введення гідроксіетилу може покращити його розчинність у воді, тоді як введення метокси може покращити його гідрофобність, завдяки чому він має кращу стабільність розчину та ефективність утворення плівки.
2. Розчинність
Гідроксіетилметилцелюлоза - це неіонний ефір целюлози з хорошою розчинністю у воді, який можна розчинити в холодній воді та гарячій воді. Він не реагує з іонами у воді, коли він розчиняється, тому має чудову розчинність у різних умовах води. Процес розчинення вимагає, щоб спочатку він був рівномірно диспергований у холодній воді, а після періоду набухання поступово утворюється однорідний і прозорий розчин. В органічних розчинниках HEMC демонструє часткову розчинність, особливо в сильно полярних розчинниках, таких як етанол і етиленгліколь, які можуть частково розчиняти його.
3. В'язкість
В'язкість HEMC є однією з його найважливіших властивостей і широко використовується для згущення, формування суспензій і плівки. Його в'язкість змінюється зі змінами концентрації, температури та швидкості зсуву. Загалом в’язкість розчину значно зростає зі збільшенням концентрації розчину. Розчин з більш високою концентрацією демонструє високу в'язкість і підходить для використання в якості загусника для будівельних матеріалів, покриттів і клеїв. У певному температурному діапазоні в’язкість розчину HEMC зменшується з підвищенням температури, і ця властивість робить його придатним для промислового застосування при різних температурних умовах.
4. Термостабільність
Гідроксіетилметилцелюлоза демонструє хорошу термічну стабільність при високих температурах і має певну термостійкість. Як правило, за умов високої температури (наприклад, вище 100°C) його молекулярна структура є відносно стабільною, і її непросто розкласти або деградувати. Це дозволяє HEMC зберігати свої властивості загущення, утримання води та адгезії в умовах високої температури в будівельній промисловості (наприклад, процес сушіння розчину), не будучи значно неефективним через зміни температури.
5. Потовщення
HEMC має відмінні властивості загущення і є високоефективним загусником, який широко використовується в різних системах рецептур. Він може ефективно підвищувати в'язкість водних розчинів, емульсій і суспензій і має хороші властивості розрідження при зсуві. При низьких швидкостях зсуву HEMC може значно збільшити в'язкість системи, тоді як при високих швидкостях зсуву він демонструє нижчу в'язкість, що сприяє підвищенню зручності роботи під час нанесення. Його загущуючий ефект пов’язаний не лише з концентрацією, але також залежить від значення pH і температури розчину.
6. Затримка води
HEMC часто використовується як засіб для утримання води в будівельній промисловості. Його чудове утримання води може подовжити час реакції гідратації матеріалів на основі цементу та покращити робочі характеристики та адгезію будівельного розчину. Під час процесу будівництва HEMC може ефективно зменшити втрату води та уникнути таких проблем, як розтріскування та втрата міцності, спричинені занадто швидким висиханням розчину. Крім того, у фарбах і чорнилі на водній основі водоутримування HEMC також може підтримувати текучість фарби, покращувати конструкцію фарби та гладкість поверхні.
7. Біосумісність і безпека
Оскільки HEMC отримують з натуральної целюлози, він має хорошу біосумісність і низьку токсичність. Тому його також широко використовують у медицині та косметиці. Його можна використовувати як дезінтегруючий засіб або агент уповільненого вивільнення в таблетках, щоб сприяти стабільному вивільненню ліків в організмі. Крім того, як загущувач і плівкоутворюючий агент у косметиці, HEMC може забезпечити зволожуючий ефект для шкіри, а його висока безпечність робить його придатним для тривалого використання.
8. Сфери застосування
Завдяки багатофункціональним властивостям гідроксиетилметилцелюлози, вона знайшла широке застосування в багатьох галузях промисловості:
Будівельна промисловість: у таких будівельних матеріалах, як цементний розчин, шпаклівка та гіпсові продукти, HEMC можна використовувати як загусник, водоутримуючий агент і клей для покращення будівельних характеристик і якості готової продукції.
Покриття та чорнило: HEMC широко використовується у фарбах і чорнилі на водній основі як загущувач і стабілізатор для покращення вирівнювання, стійкості та блиску фарби після висихання.
Сфера медицини: як дезінтегруючий, адгезивний і уповільнений агент у носіях ліків, він може регулювати швидкість вивільнення ліків в організмі та покращувати біодоступність ліків.
Косметика та засоби особистої гігієни: у засобах особистої гігієни, таких як лосьйони, креми та шампуні, HEMC можна використовувати як загусник і зволожувач, і він має хорошу спорідненість до шкіри та волосся.
Харчова промисловість: у деяких продуктах харчування HEMC можна використовувати як стабілізатор, емульгатор і плівкоутворювач. Незважаючи на те, що в деяких країнах його використання в харчових продуктах підлягає регулятивним обмеженням, його безпека була широко визнана.
9. Екологічна стійкість і здатність до розкладання
Як біологічний матеріал, HEMC може поступово розкладатися в навколишньому середовищі, і процес його розкладання в основному здійснюється під дією мікроорганізмів. Таким чином, HEMC менше забруднює навколишнє середовище після використання та є більш екологічно чистою хімікатом. У природних умовах HEMC може зрештою розкладатися на воду, вуглекислий газ та інші малі молекули, і не призведе до тривалого накопичення забруднення в ґрунті та водоймах.
Гідроксіетилметилцелюлоза є дуже важливим водорозчинним похідним целюлози. Завдяки своїм унікальним фізико-хімічним властивостям, таким як відмінне загущення, водоутримання, термічна стабільність і біосумісність, він широко використовується в багатьох галузях, таких як будівництво, покриття, медицина, косметика тощо. Його чудова розчинність і здатність контролювати в’язкість роблять його важлива функціональна добавка в різних системах рецептур. Особливо в галузі, де необхідно збільшити в'язкість продукту, продовжити термін служби або покращити експлуатаційні характеристики, HEMC відіграє незамінну роль. У той же час, як екологічно чистий матеріал, HEMC продемонстрував хорошу стійкість у промисловому застосуванні та має гарні ринкові перспективи.
Час публікації: 27 вересня 2024 р