Hüdroksüetüültselluloos (HEC) on oluline mitteioonne vees lahustuv polümeer, mis kuulub tselluloosi eetri klassi. See saadakse loodusliku tselluloosi eetrireaktsiooniga etüleenoksiidiga (etüleenoksiidi) aluselistes tingimustes. Hüdroksüetüültselluloos on lineaarne polüsahhariidi ahel, mis koosneb keemilises struktuuris tselluloosi glükoosiüksustest, ja mõned või kõik selle glükoosiüksuste hüdroksüülrühmad asendatakse hüdroksüetüülrühmadega, moodustades hüdroksüetüültelluloosi.
Koostisosad ja keemiline struktuur
Hüdroksüetüültselluloosi molekulaarstruktuur sisaldab peamiselt järgmisi osi:
Tselluloosi selgroog: tselluloos on looduslik polüsahhariid, mille põhikomponent on β-1,4-4-glükosiidsidemetega ühendatud glükoosühikute lineaarne ahel. See tselluloosi struktuur annab sellele kõrge kristallilisuse ja füüsilise tugevuse.
Hüdroksüetüül asendaja: tselluloosi selgroo glükoosiüksuses on kolm hüdroksüülrühma (–OH), mis asuvad vastavalt C2, C3 ja C6 positsioonidel. Hüdroksüetüültselluloosi toodetakse hüdroksüetüül (–Ch2ch2OH) rühmade sissetoomisel hüdroksüülrühmades nende hüdroksüülrühmade ja etüleenioksiidi vahelise eetrireaktsiooni kaudu. Nende asendajate kasutuselevõtt vähendab tselluloosi kristallilisust, parandab selle vee lahustuvust ja muudab selle vesilahuses hea paksenemise ja viskoelastsuse.
Molekulmass ja asendusaste: hüdroksüetüültselluloosi molekulmass ja asendusaste (st iga glükoosiüksuse asendatud hüdroksüülrühmade arv) on kaks selle omadusi mõjutavaid olulisi tegureid. Üldiselt on kõrgema molekulmassiga hüdroksüetüültselluloosil parem viskoossus ja paksenemisvõime, samas kui suurem asendusaste suurendab selle vee lahustuvust ja stabiilsust.
Hüdroksüetüültselluloosi füüsikalis -keemilised omadused
Ainulaadse struktuuri tõttu on hüdroksüetüültselluloos suurepäraste füüsikalis -keemiliste omaduste seeria:
Vee lahustuvus: hüdroksüetüültselluloos lahustub hõlpsalt külma ja kuuma veega, moodustades selge või kergelt häguse kolloidse lahuse. Selle lahustumisprotsessi ei mõjuta pH väärtus märkimisväärselt ja see jääb laia pH vahemiku stabiilseks (tavaliselt vahemikus 2 kuni 12).
Paksenemine: hüdroksüetüültselluloosil on vesilahuses hea paksendav toime ja selle paksenemisvõimet mõjutab molekulmass, asendamise aste ja lahuse kontsentratsioon. Kontsentratsiooni suurenedes suureneb lahuse viskoossus hüppeliselt, seega kasutatakse seda laialdaselt tööstuslikes valdkondades, mis nõuavad paksendajaid.
Pinna aktiivsus: Kuna hüdroksüetüültselluloosi molekul sisaldab hüdrofiilseid rühmi ja hüdrofoobseid luustikke, võib see vähendada vee pindpinevust lahuses ja näidata teatud pinna aktiivsust. See omadus kasutab seda katte, tintide ja muudes väljades ning võib parandada toote voolavust ja katteomadusi.
Stabiilsus: hüdroksüetüültselluloosil on vesilahuses hea stabiilsus, see võib vastu pidada üldiste oksüdentide ja valguse mõjule ning on happe- ja aluselistes tingimustes suhteliselt stabiilne. Enamik mikroorganisme vesilahuses ei halvenda seda, seega pole seda ladustamise ajal kerge halveneda.
Biosobivus ja ohutus: hüdroksüetüültselluloosi kasutatakse laialdaselt toidus, kosmeetika- ja ravimites, kuna see on saadud looduslikust tselluloosist ja säilitab endiselt hea biosobivuse ja madala toksilisuse pärast keemilist modifitseerimist. Näiteks kasutatakse seda toidus paksendajana ja stabilisaatorina, kosmeetika niisutaja ja emulgaatorina stabilisaatorina ning farmaatsiapreparaatide tablettide sideaine ja kontrollitud vabastamise maatriksina.
Ettevalmistamine ja rakendamine
Hüdroksüetüültselluloosi valmistamine jaguneb tavaliselt kolmeks etapiks: tselluloosi, eetri reaktsiooni, puhastamise ja kuivatamise leelistamine. Esiteks töödeldakse tselluloosi aluselistes tingimustes, et aktiveerida tselluloosi hüdroksüülrühmi, ja reageeritakse seejärel etüleenoksiidiga, et saada hüdroksüetüültselluloos. Lõpuks saadakse lõpptoode selliste etappide abil nagu neutraliseerimine, puhastamine ja kuivatamine.
Hüdroksüetüültselluloosi kasutatakse laialdaselt ehitusmaterjalides (näiteks tsemendimört ja katted), igapäevaseid kemikaale (näiteks pesuvahendeid ja kosmeetikat), meditsiini (näiteks ravimitega kontrollitud vabanemissüsteeme) ja toidutööstuses (näiteks paksendajaid ja stabilisaatorit).
Hüdroksüetüültselluloosi kasutatakse erinevatel põldudel laialdaselt tänu suurepärastele füüsikalistele ja keemilistele omadustele ning mitmekülgsusele. Selle struktuuri ja koostise ainulaadsus võimaldab tal mängida olulist rolli paksenemisel, emulgeerimises, suspensioonis, kile moodustumises ja stabiliseerimisel ning see on asendamatu oluline keemiline materjal.
Postiaeg:-17-2025