La viscosità ultra-alta idrossietil cellulosa (HEC) è un composto polimerico solubile in acqua formata dall'eterificazione della cellulosa. A causa della sua notevole viscosità e stabilità, l'HEC è ampiamente utilizzato in molti campi come cosmetici, prodotti farmaceutici, costruzione ed estrazione di petrolio.
(1), struttura e metodo di preparazione HEC
1.1 Struttura
L'HEC è un derivato dell'etere ottenuto dal trattamento chimico della cellulosa naturale. La sua unità strutturale di base è β-D-glucosio, collegata da legami glicosidici β-1,4. Il gruppo idrossilico (-OH) nella cellulosa è sostituito dall'ossido di etilene (EO) o da altri agenti eredificanti, introducendo così un gruppo etossi (-ch2ch2oh) per formare idrossietil cellulosa. La viscosità ultra-alta HEC ha un peso molecolare più elevato, di solito tra milioni e decine di milioni, il che gli consente di esibire una viscosità estremamente elevata in acqua.
1.2 Metodo di preparazione
La preparazione di HEC è principalmente divisa in due fasi: pretrattamento della cellulosa e della reazione di eterificazione.
Pretrattamento della cellulosa: la cellulosa naturale (come cotone, polpa di legno, ecc.) Viene trattata con alcali per allungare e dissociarsi le catene molecolari della cellulosa per le successive reazioni di eterificazione.
Reazione di eterificazione: in condizioni alcaline, la cellulosa pretrattata viene reagito con ossido di etilene o altri agenti eredificanti per introdurre gruppi idrossietilici. Il processo di reazione è influenzato da fattori come la temperatura, il tempo e la concentrazione di agenti eredificanti e HEC con diversi gradi di sostituzione (DS) e uniformità di sostituzione (MS). La viscosità ultra-alta HEC richiede generalmente un alto peso molecolare e un adeguato grado di sostituzione per garantire le sue caratteristiche di viscosità in acqua.
(2) Caratteristiche dell'HEC
2.1 Solubilità
L'HEC si dissolve in acqua fredda e calda, formando una soluzione viscosa trasparente o traslucida. Il tasso di dissoluzione è influenzato da fattori come il peso molecolare, il grado di sostituzione e la temperatura della soluzione. La viscosità ultra-alta HEC ha una solubilità relativamente bassa in acqua e richiede agitazione prolungata per dissolversi completamente.
2.2 Viscosità
La viscosità della viscosità ultra-alta HEC è la sua caratteristica più notevole. La sua viscosità di solito varia da diverse migliaia a decine di migliaia di millipa (MPA), a seconda della concentrazione, della temperatura e della velocità di taglio della soluzione. La viscosità dell'HEC non solo dipende dal peso molecolare, ma è anche strettamente correlata al grado di sostituzione nella sua struttura molecolare.
2.3 stabilità
L'HEC ha una buona stabilità in acidi, alcali e più solventi organici e non è facilmente degradato. Inoltre, le soluzioni HEC hanno una buona stabilità di stoccaggio e possono mantenere la loro viscosità e altre proprietà fisiche e chimiche per lungo tempo.
2.4 Compatibilità
L'HEC è compatibile con una vasta gamma di sostanze chimiche, inclusi tensioattivi, sali e altri polimeri solubili in acqua. La sua buona compatibilità gli consente di mantenere prestazioni stabili in sistemi di formulazione complessi.
(3) Applicazione di HEC
3.1 Cosmetici e prodotti per la cura personale
In cosmetici, l'HEC è ampiamente utilizzato come addensante, stabilizzatore e agente formante. La viscosità ultra-alta HEC può fornire un tocco eccellente e una stabilità duratura ed è comunemente usato in prodotti come lozioni, shampoo e balsami.
3.2 Industria farmaceutica
Come eccipiente farmaceutico, l'HEC viene spesso utilizzato nella preparazione di compresse a rilascio prolungato, gel e altri preparati farmaceutici. La sua proprietà ad alta viscosità può controllare il tasso di rilascio del farmaco e migliorare la biodisponibilità del farmaco.
3.3 Materiali da costruzione
Nel settore delle costruzioni, l'HEC viene utilizzato come addensante e agente di ritenuta d'acqua per materiali a base di cemento e gesso. La sua elevata viscosità e una buona ritenzione idrica aiutano a migliorare le prestazioni della costruzione e impedire ai materiali di asciugare e rilassarti.
3.4 Estrazione dell'olio
Nell'industria petrolifera, l'HEC viene utilizzato nei fluidi di perforazione e nei fluidi di frattura come addensante e riduttore di resistenza. La viscosità ultra-alta HEC può migliorare la capacità di sospensione e la capacità di trasporto della sabbia dei liquidi, migliorando i risultati delle operazioni di perforazione e frattura.
(4) Prospettive di sviluppo dell'HEC
Con l'avanzamento della tecnologia e i cambiamenti nella domanda del mercato, l'ambito dell'applicazione dell'HEC continua ad espandersi. Le direzioni di sviluppo future includono:
4.1 Sviluppo di HEC ad alte prestazioni
Ottimizzando il processo di produzione e il rapporto delle materie prime, è possibile sviluppare HEC con maggiore viscosità, è possibile sviluppare una migliore solubilità e stabilità per soddisfare scenari di applicazione a più richieste.
4.2 Protezione ambientale e sviluppo sostenibile
Sviluppare processi di produzione e materie prime ecologico, ridurre il consumo di energia e le emissioni di rifiuti durante il processo di produzione e migliorare la sostenibilità dell'HEC.
4.3 Espansione di nuovi campi di applicazione
Esplora il potenziale di applicazione dell'HEC nei settori di nuovi materiali, industria alimentare e ingegneria ambientale per promuovere la sua applicazione in più settori.
La viscosità ultra-alta HEC è un materiale polimerico multifunzionale con ampie prospettive di applicazione. Le sue caratteristiche di viscosità uniche e una buona stabilità chimica lo fanno svolgere un ruolo importante in vari settori. Con l'avanzamento della tecnologia e l'espansione dei campi di applicazione, le prospettive di mercato dell'HEC saranno più ampie.
Tempo post: febbraio-17-2025