Hydroxyethylcellulose (HEC) is een niet-ionisch, in water oplosbaar polymeermateriaal dat veel wordt gebruikt in cosmetica, farmaceutische producten, verven, coatings, de bouw en andere gebieden. Het heeft uitstekende verdikkings-, suspensie-, dispersie-, emulgerings-, filmvormings-, waterretentie- en andere eigenschappen, waardoor het in veel industrieën een belangrijk hulpmiddel is geworden. Hydroxyethylcellulose wordt echter niet rechtstreeks uit natuurlijke materialen verkregen, maar wordt verkregen door natuurlijke cellulose chemisch te modificeren. Om de natuurlijke bron van hydroxyethylcellulose te begrijpen, moeten we daarom eerst de bron en structuur van cellulose begrijpen.
Natuurlijke bron van cellulose
Cellulose is een van de meest voorkomende organische polymeren op aarde en is wijdverbreid aanwezig in de celwanden van planten, vooral in houtachtige planten, katoen, vlas en andere plantaardige vezels. Het is een sleutelcomponent in de plantstructuur en zorgt voor mechanische sterkte en stabiliteit. De basiseenheid van cellulose is een glucosemolecuul, dat is verbonden door β-1,4-glycosidebindingen om een lange ketenstructuur te vormen. Als natuurlijk polymeermateriaal heeft cellulose uitstekende fysische en chemische eigenschappen, waardoor het een belangrijke grondstof is voor diverse derivaten.
Bereidingsproces van hydroxyethylcellulose
Hoewel cellulose zelf veel uitstekende eigenschappen heeft, is het toepassingsbereik tot op zekere hoogte beperkt. De belangrijkste reden is dat cellulose een slechte oplosbaarheid heeft, vooral een beperkte oplosbaarheid in water. Om deze eigenschap te verbeteren, modificeren wetenschappers cellulose chemisch om verschillende cellulosederivaten te bereiden. Hydroxyethylcellulose is een in water oplosbare cellulose-ether die wordt verkregen door natuurlijke cellulose te ethoxyleren door middel van een chemische reactie.
Bij het specifieke bereidingsproces wordt natuurlijke cellulose eerst opgelost in een alkalische oplossing en vervolgens wordt ethyleenoxide aan het reactiesysteem toegevoegd. Ethoxyleringsreactie van ethyleenoxide en hydroxylgroepen in cellulose vindt plaats om hydroxyethylcellulose te genereren. Deze modificatie verhoogt de hydrofiliciteit van celluloseketens, waardoor de oplosbaarheid en viscositeitseigenschappen ervan in water worden verbeterd.
Belangrijkste grondstoffenbronnen
De belangrijkste natuurlijke grondstof voor de bereiding van hydroxyethylcellulose is cellulose, en de natuurlijke bronnen van cellulose zijn onder meer:
Hout: Het cellulosegehalte in hout is hoog, vooral in naald- en loofhout, waar het cellulosegehalte 40%-50% kan bereiken. Hout is een van de belangrijkste bronnen van cellulose in de industrie, vooral bij de papierproductie en de productie van cellulosederivaten.
Katoen: Katoenvezels bestaan bijna uit pure cellulose en het cellulosegehalte in katoen kan oplopen tot meer dan 90%. Vanwege de hoge zuiverheid worden katoenvezels vaak gebruikt om hoogwaardige cellulosederivaten te bereiden.
Plantenvezels zoals vlas en hennep: Deze plantenvezels zijn ook rijk aan cellulose en omdat deze plantenvezels doorgaans een hoge mechanische sterkte hebben, hebben ze ook bepaalde voordelen bij de cellulose-extractie.
Landbouwafval: inclusief stro, tarwestro, maïsstro, enz. Deze materialen bevatten een bepaalde hoeveelheid cellulose, en cellulose kan hieruit worden gewonnen via geschikte behandelingsprocessen, waardoor een goedkope en hernieuwbare bron van grondstoffen ontstaat voor de productie van cellulosederivaten .
Toepassingsgebieden van hydroxyethylcellulose
Vanwege de bijzondere eigenschappen van hydroxyethylcellulose wordt het op veel gebieden veel gebruikt. Hieronder volgen enkele belangrijke toepassingsgebieden:
Bouwsector: Hydroxyethylcellulose wordt veel gebruikt in bouwmaterialen als verdikkingsmiddel en waterkerend middel, vooral in cementmortel, gips, stopverfpoeder en andere materialen, die de constructie- en waterkerende eigenschappen van de materialen effectief kunnen verbeteren.
Dagelijkse chemische industrie: In wasmiddelen, huidverzorgingsproducten, shampoos en andere dagelijkse chemische producten wordt hydroxyethylcellulose gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator om het gevoel en de stabiliteit van het product te verbeteren.
Verven en coatings: In de coatingindustrie wordt hydroxyethylcellulose gebruikt als verdikkingsmiddel en reologiecontrolemiddel om de verwerkbaarheid van de coating te verbeteren en uitzakken te voorkomen.
Farmaceutisch gebied: In farmaceutische preparaten kan hydroxyethylcellulose worden gebruikt als bindmiddel, verdikkingsmiddel en suspendeermiddel voor tabletten om de afgifte-eigenschappen en stabiliteit van geneesmiddelen te verbeteren.
Hoewel hydroxyethylcellulose geen natuurlijk voorkomende stof is, is de basisgrondstof, cellulose, in de natuur op grote schaal aanwezig in planten. Door chemische modificatie kan natuurlijke cellulose worden omgezet in hydroxyethylcellulose met uitstekende prestaties en toegepast in verschillende industrieën. Natuurlijke planten zoals hout, katoen, vlas, etc. vormen een rijke bron van grondstoffen voor de productie van hydroxyethylcellulose. Met de vooruitgang van wetenschap en technologie en de toename van de industriële vraag wordt het productieproces van hydroxyethylcellulose ook voortdurend geoptimaliseerd, en er wordt verwacht dat het in de toekomst zijn unieke waarde op meer gebieden zal laten zien.
Posttijd: 23 oktober 2024