La hidroxietil cel·lulosa (HEC) és un important polímer no soluble en aigua pertanyent a la classe de compostos de cel·lulosa. S’obté mitjançant reacció d’etificació de la cel·lulosa natural amb òxid d’etilè (òxid d’etilè) en condicions alcalines. La hidroxietil cel·lulosa és una cadena de polisacàrids lineals composta per unitats de glucosa de cel·lulosa en estructura química, i alguns o tots els grups hidroxil de les seves unitats de glucosa són substituïts per grups d’hidroxietil per formar hidroxietil cel·lulosa.
Ingredients i estructura química
L’estructura molecular de la hidroxietil cel·lulosa inclou principalment les parts següents:
Bucle de cel·lulosa: la cel·lulosa és un polisacàrid natural, el component principal de la qual és una cadena lineal d’unitats de glucosa connectades per enllaços β-1,4-glicosídics. Aquesta estructura de cel·lulosa li dóna una gran cristalinitat i força física.
Substituent d’hidroxietil: a la unitat de glucosa de la columna vertebral de cel·lulosa, hi ha tres grups d’hidroxil (–OH), situats a les posicions C2, C3 i C6 respectivament. La hidroxietil cel·lulosa es produeix introduint grups d’hidroxietil (–CH2CH2OH) en els grups d’hidroxil mitjançant una reacció d’etterificació entre aquests grups d’hidroxil i òxid d’etilè. La introducció d’aquests substituents redueix la cristalinitat de la cel·lulosa, millora la seva solubilitat en aigua i fa que presenti un bon espessiment i viscoelasticitat en solució aquosa.
Pes molecular i grau de substitució: el pes molecular i el grau de substitució (és a dir, el nombre de grups hidroxil substituïts a cada unitat de glucosa) de hidroxietil cel·lulosa són dos factors importants que afecten les seves propietats. Generalment, la cel·lulosa hidroxietil amb un pes molecular més elevat té una millor viscositat i una capacitat d’espessiment, mentre que un grau de substitució més elevat millora la seva solubilitat i estabilitat d’aigua.
Propietats fisicoquímiques de la hidroxietil cel·lulosa
A causa de la seva estructura única, la cel·lulosa hidroxietil presenta una sèrie de propietats fisicoquímiques excel·lents:
Solubilitat en aigua: la cel·lulosa hidroxietil és fàcilment soluble en aigua freda i calenta per formar una solució col·loidal clara o lleugerament turbida. El seu procés de dissolució no es veu afectat significativament pel valor de pH i es manté estable en un ampli rang de pH (normalment entre 2 i 12).
Engrossiment: la cel·lulosa hidroxietil té un bon efecte espessidor en la solució aquosa i la seva capacitat d’espessiment es veu afectada pel pes molecular, el grau de substitució i la concentració de solucions. A mesura que la concentració augmenta, la viscositat de la solució augmenta exponencialment, de manera que s’utilitza àmpliament en camps industrials que requereixen espessidors.
Activitat superficial: Com que la molècula de cel·lulosa hidroxietil conté grups hidròfils i esquelets hidrofòbics, pot reduir la tensió superficial de l’aigua a la solució i mostrar una determinada activitat superficial. Aquesta propietat la fa servir en recobriments, tintes i altres camps i pot millorar les propietats de fluïdesa i recobriment del producte.
Estabilitat: La cel·lulosa hidroxietil té una bona estabilitat en la solució aquosa, pot resistir la influència dels oxidants generals i la llum, i és relativament estable en condicions àcides i alcalines. La majoria de microorganismes no seran degradats en solució aquosa, per la qual cosa no és fàcil deteriorar -se durant l'emmagatzematge.
Biocompatibilitat i seguretat: la hidroxietil cel·lulosa s’utilitza àmpliament en aliments, cosmètics i medicaments perquè es deriva de la cel·lulosa natural i encara manté una bona biocompatibilitat i baixa toxicitat després de la modificació química. Per exemple, s’utilitza com a espessidor i estabilitzador en els aliments, com a estabilitzador humectant i emulsionant en cosmètics i com a aglutinant i matriu d’alliberament controlat per a comprimits en preparacions farmacèutiques.
Preparació i aplicació
La preparació de la hidroxietil cel·lulosa es divideix generalment en tres passos: alcalització de la cel·lulosa, reacció d’etificació, purificació i assecat. Primer, la cel·lulosa es tracta en condicions alcalines per activar els grups hidroxil de cel·lulosa, i després es va reaccionar amb òxid d’etilè per produir cel·lulosa hidroxietil. Finalment, el producte final s’obté mitjançant passos com la neutralització, la purificació i l’assecat.
La hidroxietil cel·lulosa s’utilitza àmpliament en materials de construcció (com el morter i els recobriments de ciment), productes químics diaris (com detergents i cosmètics), medicina (com ara sistemes d’alliberament controlat per fàrmacs) i indústria alimentària (com espessidors i estabilitzadors).
La hidroxietil cel·lulosa s’utilitza àmpliament en diversos camps a causa de les seves excel·lents propietats físiques i químiques i versatilitat. La singularitat de la seva estructura i composició li permet tenir un paper important en l’engrossiment, l’emulsificació, la suspensió, la formació de pel·lícules i l’estabilització, i és un material químic important insubstituïble.
Posada Posada: 17-2025 de febrer