Хидроксиетил целулозата (HEC) е важен неионен водоразтворим полимер, принадлежащ към класния етер на целулозния етер. Той се получава чрез етерификационна реакция на естествен целулоза с етилен оксид (етилен оксид) при алкални условия. Хидроксиетил целулозата е линейна полизахаридна верига, съставена от глюкозни единици целулоза в химическа структура, а някои или всички хидроксилни групи върху неговите глюкозни единици се заменят с хидроксиетил групи, за да образуват хидроксиетил целулоза.
Съставки и химическа структура
Молекулната структура на хидроксиетил целулозата включва главно следните части:
Целулозен гръбнак: Целулозата е естествен полизахарид, основният компонент на който е линейна верига от глюкозни единици, свързани с β-1,4-гликозидни връзки. Тази структура на целулозата му придава висока кристалност и физическа сила.
Хидроксиетил заместител: В глюкозната единица на целулозния гръбнак има три хидроксилни групи (–OH), разположени съответно в позициите на С2, С3 и С6. Хидроксиетил целулозата се произвежда чрез въвеждане на групи от хидроксиетил (–CH2CH2OH) на хидроксилните групи чрез реакция на етерификация между тези хидроксилни групи и етилен оксид. Въвеждането на тези заместители намалява кристалността на целулозата, подобрява неговата разтворимост на водата и го прави да проявява добро удебеляване и вискоеластичност във воден разтвор.
Молекулно тегло и степен на заместване: молекулното тегло и степента на заместване (т.е. броят на хидроксилните групи, заместени на всяка глюкозна единица) на хидроксиетил целулоза, са два важни фактора, влияещи върху неговите свойства. Като цяло, хидроксиетил целулозата с по -високо молекулно тегло има по -добра вискозитет и удебеляване, докато по -високата степен на заместване повишава разтворимостта и стабилността му на водата.
Физикохимични свойства на хидроксиетил целулоза
Поради уникалната си структура, хидроксиетил целулозата проявява серия от отлични физикохимични свойства:
Водна разтворимост: Хидроксиетил целулозата лесно се разтвори в студена и гореща вода, за да се образува бисен или леко мътна колоиден разтвор. Процесът му на разтваряне не се влияе значително от стойността на pH и остава стабилен в широк диапазон на pH (обикновено между 2 и 12).
Удебеляване: Хидроксиетил целулозата има добър сгъстяващ ефект във воден разтвор и способността му за удебеляване се влияе от молекулярно тегло, степен на заместване и концентрация на разтвор. С увеличаването на концентрацията вискозитетът на разтвора се увеличава експоненциално, така че се използва широко в индустриални полета, които изискват сгъстяване.
Повърхностна активност: Тъй като молекулата на хидроксиетил целулозата съдържа хидрофилни групи и хидрофобни скелети, тя може да намали повърхностното напрежение на водата в разтвора и да покаже определена повърхностна активност. Това свойство го използва в покрития, мастила и други полета и може да подобри свойствата на плавността и покритието на продукта.
Стабилност: Хидроксиетил целулозата има добра стабилност във воден разтвор, може да устои на влиянието на общите окислители и светлината и е сравнително стабилен при киселини и алкални условия. Той няма да бъде разграден от повечето микроорганизми във воден разтвор, така че не е лесно да се влоши по време на съхранение.
Биосъвместимост и безопасност: Хидроксиетил целулозата се използва широко в храната, козметиката и лекарството, тъй като се получава от естествена целулоза и все още поддържа добра биосъвместимост и ниска токсичност след химическа модификация. Например, той се използва като сгъстител и стабилизатор в храната, като стабилизатор на овлажните и емулгатора в козметиката и като матрица за свързване и контролирана освобождаване за таблетки във фармацевтични препарати.
Подготовка и приложение
Приготвянето на хидроксиетил целулоза обикновено се разделя на три етапа: алкализация на целулозата, реакция на етерифика, пречистване и изсушаване. Първо, целулозата се третира при алкални условия, за да се активира хидроксилните групи целулоза и след това се реагира с етилен оксид за получаване на хидроксиетил целулоза. Накрая крайният продукт се получава чрез стъпки като неутрализация, пречистване и сушене.
Хидроксиетил целулозата се използва широко в строителните материали (като циментова хоросана и покрития), ежедневни химикали (като почистващи препарати и козметика), лекарство (като системи за освобождаване на лекарства) и хранителна промишленост (като сгъстяване и стабилизатори).
Хидроксиетил целулозата се използва широко в различни области поради отличните си физически и химични свойства и гъвкавост. Уникалността на неговата структура и композиция му позволява да играе важна роля за сгъстяване, емулгиране, суспензия, образуване на филми и стабилизиране и е незаменим важен химичен материал.
Време за публикация: Февруари 17-2025