Hidroksietil celuloza (HEC) važan je neionski polimer topiv u vodi koji pripada klasu spojeva etera celuloze. Dobiva se reakcijom eterifikacije prirodne celuloze s etilen oksidom (etilen oksid) u alkalnim uvjetima. Hidroksietil celuloza je linearni polisaharidni lanac sastavljen od jedinica glukoze celuloze u kemijskoj strukturi, a neke ili sve hidroksilne skupine na njegovim jedinicama glukoze zamijenjene su hidroksietilnim skupinama da bi se tvorio hidroksietil celulozu.
Sastojci i kemijska struktura
Molekularna struktura hidroksietilne celuloze uglavnom uključuje sljedeće dijelove:
Celuloza okosnica: celuloza je prirodni polisaharid, čija je glavna komponenta linearni lanac jedinica glukoze povezane β-1,4-glikozidnim vezama. Ova struktura celuloze daje joj visoku kristalnost i fizičku snagu.
Hidroksietilni supstituent: U jedinici glukoze u kralježnici celuloze postoje tri hidroksilne skupine (-OH), smještene na položajima C2, C3 i C6. Hidroksietil celuloza proizvodi se uvođenjem hidroksietil (–CH2CH2CH2OH) na hidroksilne skupine reakcijom eterifikacije između ovih hidroksilnih skupina i etilen oksida. Uvođenje ovih supstituenata smanjuje kristalnost celuloze, poboljšava njegovu topljivost u vodi i čini da pokazuje dobro zadebljanje i viskoelastičnost u vodenoj otopini.
Molekularna težina i stupanj supstitucije: Molekularna masa i stupanj supstitucije (tj. Broj hidroksilnih skupina supstituiranih na svakoj jedinici glukoze) hidroksietil celuloze dva su važna čimbenika koji utječu na njegova svojstva. Općenito, hidroksietil celuloza s većom molekulskom težinom ima bolju viskoznost i sposobnost zadebljanja, dok veći stupanj supstitucije povećava njegovu topljivost i stabilnost u vodi.
Fizikalno -kemijska svojstva hidroksietilne celuloze
Zbog svoje jedinstvene strukture, hidroksietil celuloze pokazuje niz izvrsnih fizikalno -kemijskih svojstava:
Topljivost u vodi: hidroksietil celuloza je lako topljiva u hladnoj i vrućoj vodi kako bi se stvorila bistra ili blago zamućena koloidna otopina. Na njegov postupak otapanja ne utječe značajno pH vrijednost i ostaje stabilan u širokom rasponu pH (obično između 2 i 12).
Zadebljanje: Hidroksietil celuloza ima dobar učinak zadebljanja u vodenoj otopini, a na njegovu sposobnost zadebljanja utječe molekularna masa, stupanj supstitucije i koncentracije otopine. Kako se koncentracija povećava, viskoznost otopine eksponencijalno se povećava, tako da se široko koristi u industrijskim poljima koja zahtijevaju zgušnjivače.
Površinska aktivnost: Budući da molekula hidroksietil celuloze sadrži hidrofilne skupine i hidrofobne kosture, može smanjiti površinsku napetost vode u otopini i pokazati određenu površinsku aktivnost. Ovo svojstvo koristi ga u prevlacima, mastilama i drugim poljima i može poboljšati svojstva fluidnosti i premaza proizvoda.
Stabilnost: Hidroksietil celuloza ima dobru stabilnost u vodenoj otopini, može odoljeti utjecaju općih oksidansa i svjetlosti, a relativno je stabilna u uvjetima kiseline i alkalnim uvjetima. Neće ga degradirati većina mikroorganizama u vodenoj otopini, tako da nije lako pogoršati tijekom skladištenja.
Biokompatibilnost i sigurnost: Hidroksietil celuloza široko se koristi u hrani, kozmetici i medicini, jer se dobiva iz prirodne celuloze i još uvijek održava dobru biokompatibilnost i nisku toksičnost nakon kemijske modifikacije. Na primjer, koristi se kao zgušnjivač i stabilizator u hrani, kao stabilizator humectant -a i emulgatora u kozmetici, te kao matrica veziva i kontroliranog otpuštanja za tablete u farmaceutskim pripravcima.
Priprema i primjena
Priprema hidroksietilne celuloze obično se dijeli u tri koraka: alkalizacija celuloze, reakcija eterifikacije, pročišćavanje i sušenje. Prvo, celuloza se tretira u alkalnim uvjetima kako bi se aktivirale hidroksilne skupine celuloze, a zatim reagirala s etilen oksidom kako bi se dobila hidroksietil celuloza. Konačno, konačni proizvod dobiva se koracima poput neutralizacije, pročišćavanja i sušenja.
Hidroksietil celuloza široko se koristi u građevinskim materijalima (poput cementnog maltera i premaza), dnevnih kemikalija (poput deterdženata i kozmetike), medicine (poput sustava za otpuštanje kontroliranih lijekova) i prehrambene industrije (poput zgušnjava i stabilizatora).
Hidroksietil celuloza široko se koristi u različitim poljima zbog izvrsnih fizičkih i kemijskih svojstava i svestranosti. Jedinstvenost njegove strukture i sastava omogućava mu da igra važnu ulogu u zadebljanju, emulgiranju, ovjesu, stvaranju filma i stabilizaciji, te je nezamjenjiv važan kemijski materijal.
Post Vrijeme: 17-2025