HPMC (hidroxipropil metilcel·lulosa) i HEC (hidroxietil cel·lulosa) són derivats de cel·lulosa àmpliament utilitzats en la indústria i la medicina, però tenen algunes diferències significatives en l’estructura química, les propietats, els camps d’aplicació, etc.
1. Diferències en l'estructura química
HPMC i HEC són èters de cel·lulosa processats a partir de cel·lulosa natural (com el cotó o la polpa de fusta), però difereixen en els substituents:
HPMC (hidroxipropil metilcellulosa): HPMC s’obté parcialment o completament substituint alguns dels grups hidroxil (-oh) de cel·lulosa amb derivats de cel·lulosa metil (-CH) i hidroxipropil (-CH₂CH (OH) CH₃). El grau de substitució dels grups de metil i hidroxipropil determina les propietats de HPMC.
HEC (hidroxietil cel·lulosa): HEC és un èter de cel·lulosa realitzat en substituir part dels grups hidroxil de cel·lulosa amb grups hidroxietil (-CH₂CH₂OH), principalment la hidroxietilació.
Aquestes diferències en l'estructura química afecten directament la seva solubilitat, viscositat i altres propietats físiques i químiques.
2. Condicions de solubilitat i dissolució
HPMC: HPMC té una excel·lent solubilitat en aigua i es pot dissoldre en aigua freda per formar una solució viscosa transparent. També es pot dissoldre en dissolvents orgànics com ara etanol, acetona, etc., però la velocitat i el grau de dissolució varien en funció del contingut de substituent específic. Una característica important de l’HPMC és que es dissol en aigua freda, mentre que durant l’escalfament, la solució experimenta la gelació tèrmica (es converteix en un gel quan s’escalfa i es dissol quan es refreda). Aquesta propietat és molt important en camps com la construcció i els recobriments.
HEC: HEC també es dissol en aigua freda, però a diferència de l’HPMC, HEC no s’enreda a l’aigua calenta. Per tant, HEC es pot utilitzar en un rang de temperatura més ampli. L’HEC té una forta tolerància a la sal i les propietats d’espessidor i és adequat per al seu ús en solucions que contenen electròlits.
3. Viscositat i propietats reològiques
La viscositat de HPMC i HEC varia amb el seu pes molecular, i tots dos tenen bons efectes en espessiment a diferents concentracions:
HPMC: HPMC presenta una alta pseudoplàstica (és a dir, propietats de punta de cisalla) en solució. La viscositat de les solucions HPMC disminueix quan la cisalla augmenta, fent -les adequades per a aplicacions que requereixen una fàcil difusió o raspallat, com ara pintures, cosmètics, etc. La viscositat de HPMC disminueix amb la temperatura creixent i un gel es formarà a una certa temperatura.
HEC: Les solucions HEC tenen una viscositat més elevada i unes propietats d’espessidor millors a taxes de cisalla baixes, mostrant millors propietats de flux newtonian (és a dir, l’estrès de cisalla és proporcional a la velocitat de cisalla). A més, les solucions HEC tenen petits canvis de viscositat en ambients que contenen sals i electròlits i tenen una bona resistència a la sal. S’utilitzen àmpliament en camps que requereixen resistència a la sal, com l’extracció d’oli i el tractament de fang.
4. Diferències en els camps d’aplicació
Tot i que tant HPMC com HEC es poden utilitzar com a espessidors, adhesius, formadors de pel·lícules, estabilitzadors, etc., el seu rendiment en àrees d'aplicació específica difereix:
Aplicacions de HPMC:
Indústria de la construcció: HPMC s'utilitza com a agent espessidor i agent de retenció d'aigua en els camps de materials de construcció com el morter de ciment, els productes de guix i els adhesius de rajola ceràmica. Millora la treballabilitat del morter, resisteix a caure i allarga el temps obert del morter.
Camps farmacèutics i alimentaris: en medicina, HPMC s’utilitza sovint com a materials de recobriment per a comprimits i materials marc per a preparacions d’alliberament sostingut. A la indústria alimentària, HPMC s’utilitza com a additiu d’aliments, principalment com a emulsionant, espessidor i estabilitzador.
Indústria química diària: HPMC s’utilitza com a estabilitzador d’emulsió, espessidor i ingredient de formació de pel·lícules protectores en productes cosmètics i de cura personal.
Aplicacions de HEC:
Extracció d’oli: Com que l’HEC té una forta tolerància a les sals, és particularment adequada per utilitzar -la com a agent espessidor per a la perforació de líquids i els líquids de fracturació en ambients amb alt contingut en sal per millorar les propietats reològiques del fang.
Indústria del recobriment: HEC s'utilitza com a espessidor i estabilitzador en els recobriments a base d'aigua. Pot millorar la fluïdesa i el rendiment de la construcció del recobriment i evitar que el recobriment es caigui.
Indústria de paperet i tèxtil: HEC es pot utilitzar per a la dimensió de superfície en el tractament amb paperet i puré de la indústria tèxtil per espessir, estabilitzar i ajustar les propietats reològiques.
5. Estabilitat ambiental i biocompatibilitat
HPMC: HPMC s’utilitza habitualment als camps farmacèutics i alimentaris a causa de la seva bona biocompatibilitat i biodegradabilitat. Les seves propietats tèrmiques gelificants també li donen avantatges únics en determinades formulacions farmacèutiques sensibles a la temperatura. A més, HPMC no és iònic, no afectat pels electròlits i té una bona estabilitat als canvis de pH.
HEC: HEC també té una bona biocompatibilitat i biodegradabilitat, però presenta una major estabilitat en entorns de sal alta. Per tant, HEC és una millor opció on es requereix resistència a la sal i resistència als electròlits, com ara l'exploració de petroli, l'enginyeria fora del mar, etc.
6. Cost i subministrament
Atès que tant la HPMC com la HEC deriven de la cel·lulosa natural, el subministrament de matèries primeres és estable, però a causa de diferents processos de producció, el cost de producció de HPMC és generalment lleugerament superior al de HEC. Això fa que l’HEC sigui més àmpliament utilitzada en algunes aplicacions sensibles a costos, com ara materials de construcció, productes químics de camp d’oli, etc.
HPMC i HEC són derivats de cel·lulosa importants. Tot i que són diferents en l'estructura química, tots dos tenen funcions com l'espessament, l'estabilització, la retenció d'aigua i la formació de pel·lícules. En termes de selecció específica d’aplicacions, HPMC ocupa una posició important en la construcció, la preparació farmacèutica i les indústries alimentàries a causa de les seves propietats especials de geleria tèrmica; Mentre que HEC té un paper important en la indústria del petroli a causa de la seva excel·lent tolerància a la sal i una adaptabilitat de temperatura més àmplia. Més avantatjós en els recobriments de la mineria i de l’aigua. Segons diferents requisits d’aplicació, la selecció de derivats de cel·lulosa adequats pot millorar el rendiment del producte i els beneficis econòmics.
Posada Posada: 17-2025 de febrer