Què és la viscositat ultra alta?

Hidroxietil cel·lulosa de viscositat ultra-alta (HEC) és un compost de polímer soluble en aigua format per l’etificació de la cel·lulosa. A causa de la seva notable viscositat i estabilitat, HEC s'utilitza àmpliament en molts camps com cosmètics, productes farmacèutics, construcció i extracció de petroli.

(1), Mètode de l'estructura i preparació de l'HEC

1.1 Estructura
L’HEC és un derivat d’èter obtingut a partir del tractament químic de la cel·lulosa natural. La seva unitat estructural bàsica és β-D-glucosa, connectada per enllaços glicosídics β-1,4. El grup hidroxil (-OH) en cel·lulosa es substitueix per l’òxid d’etilè (EO) o un altre agent etherificador, introduint així un grup etoxi (-CH2CH2OH) per formar cel·lulosa hidroxietil. La viscositat ultra alta HEC té un pes molecular més elevat, generalment entre milions i desenes de milions, cosa que li permet presentar viscositat extremadament alta en aigua.

1.2 Mètode de preparació
La preparació de HEC es divideix principalment en dos passos: el pretractament de la cel·lulosa i la reacció de l’etterificació.

El pretractament de la cel·lulosa: cel·lulosa natural (com el cotó, polpa de fusta, etc.) es tracta amb àlcali per estirar i dissociar les cadenes moleculars de cel·lulosa per a les reaccions d’etificació posteriors.

Reacció d’etificació: En condicions alcalines, la cel·lulosa pretractada es reacciona amb l’òxid d’etilè o altres agents etherificants per introduir grups d’hidroxietil. El procés de reacció es veu afectat per factors com la temperatura, el temps i la concentració d’agents etherificants, i HEC amb diferents graus de substitució (DS) i la uniformitat de substitució (MS) s’obtenen finalment. La viscositat ultra-alta HEC requereix generalment un pes molecular elevat i un grau de substitució adequat per assegurar les seves característiques de viscositat a l’aigua.

(2) Característiques de HEC

2.1 Solubilitat
HEC es dissol en aigua freda i calenta, formant una solució viscosa transparent o translúcida. La taxa de dissolució es veu afectada per factors com el pes molecular, el grau de substitució i la temperatura de la solució. La viscositat ultra-alta HEC té una solubilitat relativament baixa a l’aigua i requereix una agitació perllongada per dissoldre’s completament.

2.2 Viscositat
La viscositat de la viscositat ultra-alta HEC és la seva característica més notable. La seva viscositat sol oscil·lar entre diversos milers i desenes de milers de mil·lips (MPa · s), depenent de la concentració, la temperatura i la velocitat de cisalla de la solució. La viscositat de HEC no només depèn del pes molecular, sinó que també està estretament relacionada amb el grau de substitució de la seva estructura molecular.

2.3 Estabilitat
L’HEC té una bona estabilitat en àcids, alcalis i la majoria de dissolvents orgànics i no es degrada fàcilment. A més, les solucions HEC tenen una bona estabilitat d’emmagatzematge i poden mantenir la seva viscositat i altres propietats físiques i químiques durant molt de temps.

2.4 Compatibilitat
HEC és compatible amb una àmplia gamma de productes químics, inclosos tensioactius, sals i altres polímers solubles en aigua. La seva bona compatibilitat li permet mantenir un rendiment estable en sistemes de formulació complexos.

(3) Aplicació de HEC

3.1 Cosmètics i productes d’atenció personal
En cosmètics, HEC s’utilitza àmpliament com a agent espessidor, estabilitzador i formador de pel·lícules. La viscositat ultra-alta HEC pot proporcionar un excel·lent tacte i estabilitat de llarga durada i s’utilitza habitualment en productes com locions, xampús i condicionadors.

3.2 Indústria farmacèutica
Com a excipient farmacèutic, l’HEC s’utilitza sovint en la preparació de comprimits, gels i altres preparacions farmacèutiques d’alliberament sostingut. La seva propietat d’alta viscositat pot controlar la taxa d’alliberament de fàrmacs i millorar la biodisponibilitat del fàrmac.

3.3 Materials de construcció
A la indústria de la construcció, l’HEC s’utilitza com a agent d’espessador i de retenció d’aigua per a materials basats en ciment i guix. La seva alta viscositat i una bona retenció d’aigua ajuden a millorar el rendiment de la construcció i evitar que els materials s’assequin i s’enfonsin.

3.4 Extracció de petroli
A la indústria del petroli, l’HEC s’utilitza en els líquids de perforació i la fracturació dels líquids com a espessidor i reductor d’arrossegament. HEC de viscositat ultra alta pot millorar la capacitat de suspensió i la capacitat de transport de sorra dels líquids, millorant els resultats de les operacions de perforació i fracturació.

(4) perspectives de desenvolupament de HEC

Amb l’avanç de la tecnologia i els canvis en la demanda del mercat, l’abast de l’aplicació de l’HEC continua expandint -se. Les indicacions de desenvolupament futures inclouen:

4.1 Desenvolupament de HEC d’alt rendiment
Optimitzant el procés de producció i la relació de matèries primeres, es pot desenvolupar HEC amb una viscositat més elevada, una millor solubilitat i estabilitat per complir els escenaris d'aplicacions de demanda superior.

4.2 Protecció del medi ambient i desenvolupament sostenible
Desenvolupar processos de producció respectuosos amb el medi ambient i matèries primeres, reduir el consum d’energia i les emissions de residus durant el procés de producció i millorar la sostenibilitat de l’HEC.

4.3 Expansió dels nous camps de sol·licitud
Exploreu el potencial d’aplicació de l’HEC en els camps de nous materials, indústria alimentària i enginyeria ambiental per promoure la seva aplicació en més indústries.

La viscositat ultra-alta HEC és un material de polímer multifuncional amb àmplies perspectives d'aplicació. Les seves característiques úniques de viscositat i la seva bona estabilitat química fan que tingui un paper important en diverses indústries. Amb l’avanç de la tecnologia i l’expansió dels camps d’aplicació, les perspectives de mercat de l’HEC seran més àmplies.