Hydroxyetylcelulóza (HEC) je neiónový vo vode rozpustný polymérny materiál široko používaný v kozmetike, farmaceutike, farbách, náteroch, stavebníctve a iných oblastiach. Má vynikajúce zahusťovacie, suspenzné, disperzné, emulgačné, filmotvorné, vodozádržné a ďalšie vlastnosti, takže sa stal dôležitým pomocným prostriedkom v mnohých priemyselných odvetviach. Hydroxyetylcelulóza sa však nezískava priamo z prírodných materiálov, ale získava sa chemickou úpravou prírodnej celulózy. Aby sme pochopili prirodzený zdroj hydroxyetylcelulózy, musíme najprv pochopiť zdroj a štruktúru celulózy.
Prírodný zdroj celulózy
Celulóza je jedným z najrozšírenejších organických polymérov na Zemi a je široko prítomná v bunkových stenách rastlín, najmä v drevinách, bavlne, ľane a iných rastlinných vláknach. Je kľúčovým komponentom v štruktúre rastlín a poskytuje mechanickú pevnosť a stabilitu. Základnou jednotkou celulózy je molekula glukózy, ktorá je spojená β-1,4-glykozidovými väzbami do štruktúry s dlhým reťazcom. Ako prírodný polymérny materiál má celulóza vynikajúce fyzikálne a chemické vlastnosti, vďaka čomu je dôležitou surovinou pre rôzne deriváty.
Spôsob prípravy hydroxyetylcelulózy
Hoci samotná celulóza má mnoho vynikajúcich vlastností, rozsah jej použitia je do určitej miery obmedzený. Hlavným dôvodom je, že celulóza má slabú rozpustnosť, najmä obmedzenú rozpustnosť vo vode. Na zlepšenie tejto vlastnosti vedci chemicky upravujú celulózu na prípravu rôznych derivátov celulózy. Hydroxyetylcelulóza je vo vode rozpustný éter celulózy získaný etoxyláciou prírodnej celulózy chemickou reakciou.
Pri špecifickom spôsobe prípravy sa prírodná celulóza najskôr rozpustí v alkalickom roztoku a potom sa do reakčného systému pridá etylénoxid. Etoxylačnou reakciou etylénoxidu a hydroxylových skupín v celulóze vzniká hydroxyetylcelulóza. Táto modifikácia zvyšuje hydrofilnosť celulózových reťazcov, čím zlepšuje ich rozpustnosť a viskozitné vlastnosti vo vode.
Hlavné zdroje surovín
Hlavnou prírodnou surovinou na prípravu hydroxyetylcelulózy je celulóza a medzi prírodné zdroje celulózy patria:
Drevo: Obsah celulózy v dreve je vysoký, najmä v ihličnatom a listnatom dreve, kde celulóza môže dosahovať 40 % - 50 %. Drevo je jedným z najdôležitejších zdrojov celulózy v priemysle, najmä pri výrobe papiera a pri výrobe derivátov celulózy.
Bavlna: Bavlnené vlákno je takmer zložené z čistej celulózy a obsah celulózy v bavlne je až viac ako 90%. Pre svoju vysokú čistotu sa bavlnené vlákno často používa na prípravu kvalitných derivátov celulózy.
Rastlinné vlákna ako ľan a konope: Tieto rastlinné vlákna sú tiež bohaté na celulózu, a pretože tieto rastlinné vlákna majú zvyčajne vysokú mechanickú pevnosť, majú aj určité výhody pri extrakcii celulózy.
Poľnohospodársky odpad: vrátane slamy, pšeničnej slamy, kukuričnej slamy atď. Tieto materiály obsahujú určité množstvo celulózy a celulózu z nich možno extrahovať vhodnými procesmi úpravy, čo predstavuje lacný a obnoviteľný zdroj surovín na výrobu derivátov celulózy .
Oblasti použitia hydroxyetylcelulózy
Vďaka špeciálnym vlastnostiam hydroxyetylcelulózy je široko používaná v mnohých oblastiach. Nasleduje niekoľko hlavných oblastí použitia:
Stavebný priemysel: Hydroxyetylcelulóza sa široko používa v stavebných materiáloch ako zahusťovadlo a činidlo zadržiavajúce vodu, najmä v cementovej malte, sadre, tmelovom prášku a iných materiáloch, ktoré môžu účinne zlepšiť konštrukčné a vodozádržné vlastnosti materiálov.
Denný chemický priemysel: V čistiacich prostriedkoch, produktoch starostlivosti o pleť, šampónoch a iných denných chemických produktoch sa hydroxyetylcelulóza používa ako zahusťovadlo a stabilizátor na zlepšenie pocitu a stability produktu.
Farby a nátery: V priemysle náterov sa hydroxyetylcelulóza používa ako zahusťovadlo a činidlo na kontrolu reológie na zlepšenie spracovateľnosti náteru a zabránenie ochabnutiu.
Farmaceutická oblasť: Vo farmaceutických prípravkoch môže byť hydroxyetylcelulóza použitá ako spojivo, zahusťovadlo a suspendačné činidlo pre tablety na zlepšenie charakteristík uvoľňovania a stability liečiv.
Hoci hydroxyetylcelulóza nie je prirodzene sa vyskytujúca látka, jej základná surovina, celulóza, je v rastlinách v prírode rozšírená. Chemickou modifikáciou možno prírodnú celulózu premeniť na hydroxyetylcelulózu s vynikajúcim výkonom a použiť ju v rôznych priemyselných odvetviach. Prírodné rastliny ako drevo, bavlna, ľan atď. poskytujú bohatý zdroj surovín na výrobu hydroxyetylcelulózy. S pokrokom vedy a techniky a nárastom priemyselného dopytu sa aj výrobný proces hydroxyetylcelulózy neustále optimalizuje a očakáva sa, že svoju jedinečnú hodnotu v budúcnosti ukáže vo viacerých oblastiach.
Čas odoslania: 23. októbra 2024