Hydroxyethyl cellulose (HEC) là một ete cellulose không ion hòa tan trong nước và nguồn chính của nó là cellulose tự nhiên. Cellulose tự nhiên có mặt rộng rãi trong thực vật và là thành phần chính của thành tế bào thực vật. Cụ thể, hydroxyethyl cellulose được tạo ra bằng phản ứng hóa học cellulose tự nhiên với ethylene oxit trong điều kiện kiềm. Quá trình phản ứng hóa học này thường được gọi là ethoxylation, và kết quả là các nhóm hydroxyl trên phân tử cellulose tự nhiên được thay thế một phần hoặc hoàn toàn để tạo thành hydroxyethyl cellulose bằng các nhóm ethoxy.
Sau đây là các bước cụ thể của quy trình điều chế hydroxyethyl cellulose:
Nguồn cellulose: Cellulose thường được chiết xuất từ nguyên liệu thực vật như bông và gỗ. Cellulose chiết xuất được tinh chế và tẩy trắng để loại bỏ các tạp chất như lignin, hemicellulose và các thành phần không phải cellulose khác để thu được cellulose có độ tinh khiết cao.
Xử lý kiềm hóa: Trộn cellulose với dung dịch natri hydroxit (NaOH) đậm đặc, các nhóm hydroxyl trong cellulose phản ứng với natri hydroxit để tạo ra natri cellulose. Trong quá trình này, cấu trúc phân tử cellulose mở rộng đến một mức độ nhất định, giúp phản ứng với ethylene oxit dễ dàng hơn.
Phản ứng etoxyl hóa: Natri cellulose đã kiềm hóa được trộn với ethylene oxit (C2H4O) ở nhiệt độ và áp suất nhất định. Cấu trúc vòng của ethylene oxit mở ra tạo thành các nhóm ethoxy (-CH2CH2OH), chúng kết hợp với các nhóm hydroxyl trên phân tử cellulose tạo thành hydroxyethyl cellulose. Quá trình phản ứng này có thể được thực hiện ở các mức độ khác nhau, tạo ra hydroxyethyl cellulose với mức độ thay thế khác nhau.
Xử lý sau: Sản phẩm sau phản ứng thường chứa chất kiềm, dung môi và các sản phẩm phụ khác không phản ứng. Để thu được hydroxyethyl cellulose nguyên chất, cần phải thực hiện các bước xử lý sau như trung hòa, rửa và sấy khô. Mục tiêu của các bước xử lý này là loại bỏ kiềm, dung môi và sản phẩm phụ còn sót lại để thu được sản phẩm tinh khiết cuối cùng.
Hydroxyethyl cellulose đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau do tính chất hóa học độc đáo và hiệu suất tuyệt vời của nó. Cụ thể, hydroxyethyl cellulose có khả năng hòa tan trong nước tốt, làm đặc, ổn định, tạo màng và bôi trơn và thường được sử dụng trong các lĩnh vực sau:
Vật liệu xây dựng: Trong vật liệu xây dựng, hydroxyethyl cellulose chủ yếu được sử dụng làm chất làm đặc và giữ nước cho vật liệu gốc xi măng và vật liệu gốc thạch cao. Nó có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất xây dựng của vật liệu, cải thiện khả năng giữ nước, khả năng làm việc và chống chảy xệ của vữa, kéo dài thời gian mở và đảm bảo tiến độ thi công suôn sẻ.
Công nghiệp sơn: Trong sơn, hydroxyethyl cellulose được sử dụng làm chất làm đặc, chất tạo huyền phù và chất nhũ hóa để cải thiện tính lưu biến và độ ổn định của sơn, ngăn ngừa sự lắng đọng sắc tố, tăng cường độ phẳng và độ bóng của lớp phủ.
Mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân: Trong mỹ phẩm, hydroxyethyl cellulose thường được sử dụng làm chất làm đặc, tạo màng và dưỡng ẩm. Nó có thể mang lại cho sản phẩm cảm giác tốt, cải thiện độ ổn định và độ bám dính của sản phẩm, đồng thời tăng cường hiệu quả dưỡng ẩm.
Công nghiệp dược phẩm: Trong lĩnh vực dược phẩm, hydroxyethyl cellulose được sử dụng làm tá dược cho các chế phẩm dược phẩm. Là một thành phần của viên nén giải phóng kéo dài, màng bao, v.v., nó có thể kiểm soát tốc độ giải phóng của thuốc và cải thiện độ ổn định và sinh khả dụng của thuốc.
Công nghiệp thực phẩm: Trong công nghiệp thực phẩm, hydroxyethyl cellulose được sử dụng làm phụ gia thực phẩm có vai trò làm đặc, nhũ hóa và ổn định. Nó được sử dụng rộng rãi trong đồ uống, gia vị, sản phẩm từ sữa và các thực phẩm khác để cải thiện kết cấu và hương vị của sản phẩm.
Hydroxyethyl cellulose cũng có ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp khai thác dầu, sản xuất giấy, dệt và nhuộm. Trong khai thác dầu, hydroxyethyl cellulose được sử dụng làm chất làm đặc và chất ổn định cho dung dịch khoan, có thể cải thiện khả năng huyền phù của dung dịch khoan và ngăn ngừa sự sụp đổ của thành giếng. Trong ngành sản xuất giấy, nó được sử dụng làm chất giữ và chất gia cố để cải thiện độ bền và độ bền của giấy. Trong in và nhuộm dệt, hydroxyethyl cellulose được sử dụng làm chất làm đặc để giúp bùn in và nhuộm được phân bổ đều và cải thiện chất lượng in và nhuộm.
Hydroxyethyl cellulose thu được từ cellulose tự nhiên thông qua một loạt các phản ứng hóa học. Ứng dụng rộng rãi của nó không chỉ nhờ các tính chất vật lý và hóa học tuyệt vời mà còn vì nó có thể cung cấp các giải pháp đa dạng trong nhiều ngành công nghiệp để đáp ứng các nhu cầu kỹ thuật khác nhau.
Thời gian đăng: 13-08-2024