A hidroxietil celulosa de ultra-alta viscosidade (HEC) é un composto de polímero soluble en auga formado pola eterificación da celulosa. Debido á súa notable viscosidade e estabilidade, o HEC é amplamente utilizado en moitos campos como cosméticos, farmacéuticos, construción e extracción de aceite.
(1), Método de estrutura e preparación de HEC
1.1 Estrutura
HEC é un derivado de éter obtido a partir do tratamento químico da celulosa natural. A súa unidade estrutural básica é β-D-glicosa, conectada por enlaces glicosídicos β-1,4. O grupo hidroxilo (-OH) en celulosa substitúese por óxido de etileno (EO) ou outro axente de éterificación, introducindo así un grupo etoxi (-CH2CH2OH) para formar hidroxietil celulosa. O HEC de viscosidade ultra-alta ten un peso molecular máis elevado, normalmente entre millóns e decenas de millóns, o que lle permite mostrar unha viscosidade extremadamente alta na auga.
1.2 Método de preparación
A preparación de HEC divídese principalmente en dous pasos: o pretratamento da reacción de celulosa e éterificación.
O pretratamento da celulosa: a celulosa natural (como o algodón, a polpa de madeira, etc.) é tratada con alcalino para estirar e disociar as cadeas moleculares de celulosa para as reaccións de éterificación posteriores.
Reacción de eterificación: en condicións alcalinas, a celulosa pretratada reacciona con óxido de etileno ou outros axentes de eterificación para introducir grupos hidroxietilo. O proceso de reacción está afectado por factores como a temperatura, o tempo e a concentración de axentes eterificantes, e HEC con diferentes graos de substitución (DS) e a uniformidade da substitución (MS) obtense finalmente. O HEC de viscosidade ultra-alta require xeralmente un alto peso molecular e un grao de substitución adecuado para garantir as súas características de viscosidade na auga.
(2) Características do HEC
2.1 Solubilidade
HEC disólvese tanto en auga fría como quente, formando unha solución viscosa transparente ou translúcida. A taxa de disolución está afectada por factores como o peso molecular, o grao de substitución e a temperatura da solución. O HEC de viscosidade ultra-alta ten unha solubilidade relativamente baixa na auga e require unha axitación prolongada para disolverse completamente.
2.2 Viscosidade
A viscosidade da viscosidade ultra-alta é a súa característica máis notable. A súa viscosidade adoita variar de varios miles a decenas de miles de milipa · s (MPA · s), dependendo da concentración, temperatura e taxa de cizalladura da solución. A viscosidade do HEC non só depende do peso molecular, senón que tamén está intimamente relacionada co grao de substitución na súa estrutura molecular.
2.3 Estabilidade
O HEC ten boa estabilidade en ácidos, alcalís e a maioría dos disolventes orgánicos e non se degradou facilmente. Ademais, as solucións HEC teñen boa estabilidade de almacenamento e poden manter a súa viscosidade e outras propiedades físicas e químicas durante moito tempo.
2.4 Compatibilidade
O HEC é compatible cunha ampla gama de produtos químicos, incluídos tensioactivos, sales e outros polímeros solubles en auga. A súa boa compatibilidade permítelle manter un rendemento estable en sistemas complexos de formulación.
(3) Aplicación de HEC
3.1 Produtos de cosméticos e coidados persoais
En cosméticos, o HEC é amplamente usado como engrosamento, estabilizador e axente formador de películas. A viscosidade ultra-alta HEC pode proporcionar unha excelente estabilidade táctil e de longa duración e úsase habitualmente en produtos como locións, xampus e acondicionadores.
3.2 Industria farmacéutica
Como excipiente farmacéutico, o HEC úsase a miúdo na preparación de comprimidos de liberación sostida, xeles e outros preparativos farmacéuticos. A súa propiedade de alta viscosidade pode controlar a taxa de liberación de drogas e mellorar a biodisponibilidade do medicamento.
3.3 Materiais de construción
Na industria da construción, o HEC úsase como engrosamento e axente de auga para materiais a base de cemento e xeso. A súa alta viscosidade e boa retención de auga axudan a mellorar o rendemento da construción e a evitar que os materiais se secan e se afundan.
3.4 Extracción de aceite
Na industria do petróleo, o HEC úsase na perforación de líquidos e fracturando fluídos como espesante e reductor de arrastre. O HEC de viscosidade de alta alta pode mellorar a capacidade de suspensión e a capacidade de transporte de area dos líquidos, mellorando os resultados das operacións de perforación e fracturación.
(4) perspectivas de desenvolvemento de HEC
Co avance da tecnoloxía e os cambios na demanda do mercado, o alcance da aplicación de HEC segue a expandirse. As futuras direccións de desenvolvemento inclúen:
4.1 Desenvolvemento de HEC de alto rendemento
Ao optimizar o proceso de produción e a relación de materias primas, pódese desenvolver HEC con maior viscosidade, unha mellor solubilidade e estabilidade para cumprir escenarios de aplicacións de maior demanda.
4.2 Protección ambiental e desenvolvemento sostible
Desenvolver procesos de produción e materias primas ecolóxicas, reducir o consumo de enerxía e as emisións de residuos durante o proceso de produción e mellorar a sustentabilidade do HEC.
4.3 Expansión de novos campos de aplicación
Explora o potencial de aplicación de HEC nos campos de novos materiais, industria alimentaria e enxeñaría ambiental para promover a súa aplicación en máis industrias.
A viscosidade ultra-alta HEC é un material polímero multifuncional con amplas perspectivas de aplicación. As súas características de viscosidade únicas e a boa estabilidade química fan que xogue un papel importante en varias industrias. Co avance da tecnoloxía e a expansión de campos de aplicacións, as perspectivas de mercado de HEC serán máis amplas.
Tempo de publicación: 17 de febreiro-2025