Hidroxietil celuloza cu vâscozitate ultra-înaltă (HEC) este un compus polimer solubil în apă format prin eterificare a celulozei. Datorită vâscozității și stabilității sale remarcabile, HEC este utilizat pe scară largă în multe domenii precum produse cosmetice, produse farmaceutice, construcții și extracția de petrol.
(1), structura HEC și metoda de pregătire
1.1 Structura
HEC este un derivat eter obținut din tratamentul chimic al celulozei naturale. Unitatea sa structurală de bază este β-D-glucoză, conectată de legături glicozidice β-1,4. Grupa hidroxil (-OH) în celuloză este înlocuită de oxid de etilen (EO) sau de alt agent etericant, introducând astfel o grupare etoxi (-CH2CH2OH) pentru a forma hidroxietil celuloză. Viscozitatea ultra-înaltă HEC are o greutate moleculară mai mare, de obicei între milioane și zeci de milioane, ceea ce îi permite să prezinte o vâscozitate extrem de ridicată în apă.
1.2 Metoda de pregătire
Pregătirea HEC este împărțită în principal în două etape: pretratarea celulozei și a reacției de eterificare.
Pretratarea celulozei: celuloza naturală (cum ar fi bumbacul, pulpa de lemn etc.) este tratată cu alcalin pentru a întinde și disocia lanțurile moleculare de celuloză pentru reacții ulterioare de eterificare.
Reacția de eterificare: în condiții alcaline, celuloza pre -tratată este reacționată cu oxid de etilen sau alți agenți eterificați pentru a introduce grupe hidroxietilice. Procesul de reacție este afectat de factori precum temperatura, timpul și concentrația de agent eterifiant, iar HEC cu diferite grade de substituție (DS) și uniformitate de substituție (MS) sunt în sfârșit obținute. Viscozitatea ultra-înaltă HEC necesită, în general, o greutate moleculară ridicată și un grad adecvat de substituție pentru a asigura caracteristicile sale de vâscozitate în apă.
(2) Caracteristicile HEC
2.1 Solubilitate
HEC se dizolvă atât în apa rece, cât și în cea caldă, formând o soluție vâscoasă transparentă sau translucidă. Rata de dizolvare este afectată de factori precum greutatea moleculară, gradul de substituție și temperatura soluției. Viscozitatea ultra-înaltă HEC are o solubilitate relativ scăzută în apă și necesită o agitare prelungită pentru a se dizolva complet.
2.2 Vâscozitate
Vâscozitatea HEC cu vâscozitate ultra-înaltă este cea mai notabilă caracteristică a acesteia. Vâscozitatea sa variază de obicei de la câteva mii la zeci de mii de Millipa · S (MPA · S), în funcție de concentrația, temperatura și rata de forfecare a soluției. Vâscozitatea HEC nu depinde doar de greutatea moleculară, dar este strâns legată de gradul de substituție în structura sa moleculară.
2.3 Stabilitate
HEC are o stabilitate bună în acizi, alcali și majoritatea solvenților organici și nu este ușor degradat. În plus, soluțiile HEC au o stabilitate bună de stocare și își pot menține vâscozitatea și alte proprietăți fizice și chimice pentru o lungă perioadă de timp.
2.4 Compatibilitate
HEC este compatibil cu o gamă largă de substanțe chimice, inclusiv tensioactivi, săruri și alți polimeri solubili în apă. Compatibilitatea sa bună îi permite să mențină performanțe stabile în sisteme complexe de formulare.
(3) Aplicarea HEC
3.1 produse cosmetice și de îngrijire personală
În produse cosmetice, HEC este utilizat pe scară largă ca agent de îngroșare, stabilizator și de formare a filmului. Viscozitatea ultra-înaltă HEC poate oferi o atingere excelentă și o stabilitate de lungă durată și este utilizat în mod obișnuit în produse precum loțiuni, șampoane și balsamuri.
3.2 Industria farmaceutică
Ca excipient farmaceutic, HEC este adesea utilizat la prepararea tabletelor cu eliberare susținută, a gelurilor și a altor preparate farmaceutice. Proprietatea sa ridicată de vâscozitate poate controla rata de eliberare a medicamentului și poate îmbunătăți biodisponibilitatea medicamentului.
3.3 Materiale de construcție
În industria construcțiilor, HEC este utilizat ca agent de îngroșare și de reținere a apei pentru materiale pe bază de ciment și gips. Vâscozitatea sa ridicată și retenția bună a apei ajută la îmbunătățirea performanței construcției și la prevenirea uscării și a scăderii materialelor.
3.4 Extracția uleiului
În industria petrolului, HEC este utilizat în lichidele de foraj și fluidele de fracturare ca un reductor de îngroșare și tracțiune. HEC cu vâscozitate ultra-înaltă poate îmbunătăți capacitatea de suspensie și capacitatea de transport de nisip a lichidelor, îmbunătățind rezultatele operațiunilor de foraj și fracturare.
(4) Perspectivele de dezvoltare ale HEC
Odată cu avansarea tehnologiei și a schimbărilor cererii pieței, sfera de aplicare a HEC continuă să se extindă. Direcțiile viitoare de dezvoltare includ:
4.1 Dezvoltarea HEC de înaltă performanță
Prin optimizarea procesului de producție și a raportului materiei prime, HEC cu vâscozitate mai mare, o mai bună solubilitate și stabilitate pot fi dezvoltate pentru a face față scenariilor de aplicare cu cerere mai mare.
4.2 Protecția mediului și dezvoltarea durabilă
Dezvoltați procese de producție ecologice și materii prime, reduceți consumul de energie și emisiile de deșeuri în timpul procesului de producție și îmbunătățiți durabilitatea HEC.
4.3 Extinderea noilor câmpuri de aplicații
Explorați potențialul de aplicare al HEC în domeniile materialelor noi, industriei alimentare și ingineriei de mediu pentru a promova aplicarea sa în mai multe industrii.
Viscozitatea ultra-înaltă HEC este un material polimer multifuncțional, cu perspective largi de aplicare. Caracteristicile sale unice de vâscozitate și o bună stabilitate chimică o fac să joace un rol important în diverse industrii. Odată cu avansarea tehnologiei și extinderea câmpurilor de aplicații, perspectivele de piață ale HEC vor fi mai largi.
Timpul post: Feb-17-2025