Hydroxyethylcellulose (HEC) er et ikke-ionisk vandopløseligt polymermateriale, der er meget udbredt inden for kosmetik, farmaceutiske produkter, maling, belægninger, byggeri og andre områder. Det har fremragende fortykkelse, suspension, dispergering, emulgering, filmdannende, vandretention og andre egenskaber, så det er blevet et vigtigt hjælpemiddel i mange industrier. Hydroxyethylcellulose opnås dog ikke direkte fra naturlige materialer, men opnås ved kemisk modificering af naturlig cellulose. Til dette formål, for at forstå den naturlige kilde til hydroxyethylcellulose, skal vi først forstå kilden og strukturen af cellulose.
Naturlig kilde til cellulose
Cellulose er en af de mest udbredte organiske polymerer på jorden og er meget til stede i planters cellevægge, især i træagtige planter, bomuld, hør og andre plantefibre. Det er en nøglekomponent i plantestrukturen og giver mekanisk styrke og stabilitet. Den grundlæggende enhed af cellulose er et glukosemolekyle, som er forbundet med β-1,4-glykosidbindinger for at danne en lang kædestruktur. Som et naturligt polymermateriale har cellulose fremragende fysiske og kemiske egenskaber, hvilket gør det til et vigtigt råmateriale til forskellige derivater.
Fremstillingsproces af hydroxyethylcellulose
Selvom cellulose i sig selv har mange fremragende egenskaber, er dets anvendelsesområde begrænset til en vis grad. Hovedårsagen er, at cellulose har dårlig opløselighed, især begrænset opløselighed i vand. For at forbedre denne egenskab modificerer videnskabsmænd cellulose kemisk for at fremstille forskellige cellulosederivater. Hydroxyethylcellulose er en vandopløselig celluloseether opnået ved at ethoxylere naturlig cellulose gennem kemisk reaktion.
I den specifikke fremstillingsproces opløses naturlig cellulose først i alkaliopløsning, og derefter tilsættes ethylenoxid til reaktionssystemet. Ethoxyleringsreaktion af ethylenoxid og hydroxylgrupper i cellulose forekommer for at generere hydroxyethylcellulose. Denne modifikation øger hydrofiliciteten af cellulosekæder og forbedrer derved dens opløselighed og viskositetsegenskaber i vand.
Vigtigste råvarekilder
Det centrale naturlige råmateriale til fremstilling af hydroxyethylcellulose er cellulose, og de naturlige kilder til cellulose omfatter:
Træ: Celluloseindholdet i træ er højt, især i nåle- og løvtræ, hvor cellulosen kan nå op på 40%-50%. Træ er en af de vigtigste kilder til cellulose i industrien, især inden for papirfremstilling og produktion af cellulosederivater.
Bomuld: Bomuldsfibre er næsten sammensat af ren cellulose, og celluloseindholdet i bomuld er så højt som mere end 90%. På grund af sin høje renhed bruges bomuldsfibre ofte til at fremstille cellulosederivater af høj kvalitet.
Plantefibre som hør og hamp: Disse plantefibre er også rige på cellulose, og fordi disse plantefibre normalt har høj mekanisk styrke, har de også visse fordele ved celluloseudvinding.
Landbrugsaffald: inklusive halm, hvedehalm, majshalm osv. Disse materialer indeholder en vis mængde cellulose, og cellulose kan udvindes fra dem gennem passende behandlingsprocesser, hvilket giver en billig og vedvarende kilde til råmaterialer til fremstilling af cellulosederivater .
Anvendelsesområder for hydroxyethylcellulose
På grund af hydroxyethylcelluloses særlige egenskaber er det meget udbredt på mange områder. Følgende er flere vigtige anvendelsesområder:
Byggeindustrien: Hydroxyethylcellulose er meget udbredt i byggematerialer som fortykningsmiddel og vandtilbageholdende middel, især i cementmørtel, gips, spartelpulver og andre materialer, som effektivt kan forbedre materialernes konstruktion og vandholdende egenskaber.
Daglig kemisk industri: I vaskemidler, hudplejeprodukter, shampoo og andre daglige kemiske produkter bruges hydroxyethylcellulose som fortykningsmiddel og stabilisator for at forbedre produktets følelse og stabilitet.
Maling og belægninger: I belægningsindustrien anvendes hydroxyethylcellulose som et fortykningsmiddel og rheologikontrolmiddel for at forbedre bearbejdeligheden af belægningen og undgå nedbøjning.
Farmaceutisk område: I farmaceutiske præparater kan hydroxyethylcellulose anvendes som bindemiddel, fortykningsmiddel og suspenderingsmiddel til tabletter for at forbedre frigivelseskarakteristika og stabilitet af lægemidler.
Selvom hydroxyethylcellulose ikke er et naturligt forekommende stof, er dets grundlæggende råmateriale, cellulose, meget til stede i planter i naturen. Gennem kemisk modifikation kan naturlig cellulose omdannes til hydroxyethylcellulose med fremragende ydeevne og anvendes i forskellige industrier. Naturlige planter som træ, bomuld, hør osv. udgør en rig kilde til råvarer til fremstilling af hydroxyethylcellulose. Med fremskridt inden for videnskab og teknologi og stigningen i industriel efterspørgsel bliver produktionsprocessen for hydroxyethylcellulose også løbende optimeret, og den forventes at vise sin unikke værdi på flere områder i fremtiden.
Indlægstid: 23. oktober 2024