HEC (hydroxyethyl cellulose) và HPMC (hydroxypropyl methylcellulose) là hai dẫn xuất cellulose thường được sử dụng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Những vật liệu này đã trở thành vật liệu chức năng quan trọng do tính chất vật lý và hóa học độc đáo của chúng.
1. HEC (hydroxyethyl cellulose)
1.1 Cấu trúc và tính chất cơ bản
HEC là một loại polymer hòa tan trong nước không đạt được bằng cách biến đổi hóa học của cellulose tự nhiên. Cấu trúc cơ bản của nó là sự ra đời của các nhóm thế hydroxyethyl trên bộ xương β-D-glucose của cellulose. Do tính ưa nước của nhóm hydroxyethyl trong cấu trúc của nó, HEC có độ hòa tan tốt và tính chất làm dày trong nước.
HEC thể hiện độ bám dính tốt, hình thành phim và bôi trơn, và cũng có khả năng chống axit và kiềm và có khả năng tương thích sinh học tốt. Những đặc tính này làm cho nó trở thành một chất làm đặc, ổn định và chất làm phim cực kỳ hiệu quả trong các hệ thống nước. Ngoài ra, dung dịch HEC có thixotropy tốt, có thể cho thấy độ nhớt cao dưới lực cắt thấp và độ nhớt giảm nhanh dưới lực cắt cao. Đặc điểm này làm cho nó có giá trị ứng dụng quan trọng trong các phương pháp điều trị chất lỏng khác nhau.
1.2 Quá trình chuẩn bị
HEC chủ yếu được điều chế bằng phản ứng etherization của cellulose tự nhiên. Các nguyên liệu thô thường được sử dụng bao gồm các nguồn cellulose như bông và gỗ, được phản ứng với oxide ethylene sau khi kiềm hóa để thu được cellulose hydroxyethyl. Trong toàn bộ quá trình phản ứng, việc kiểm soát các điều kiện phản ứng (như nhiệt độ, giá trị pH và thời gian) có ảnh hưởng quan trọng đến mức độ thay thế, độ hòa tan và độ nhớt của sản phẩm cuối cùng.
1.3 Trường ứng dụng
HEC được sử dụng rộng rãi trong vật liệu xây dựng, lớp phủ, hóa chất hàng ngày, thuốc và thực phẩm. Trong vật liệu xây dựng, HEC được sử dụng rộng rãi trong vữa xi măng và thạch cao như một chất làm đặc và chất ổn định hiệu quả để cải thiện khả năng hoạt động và đặc tính chống chữa bệnh của nó. Trong ngành công nghiệp lớp phủ, HEC có thể được sử dụng làm chất làm đặc và điều chỉnh lưu biến cho lớp phủ dựa trên nước để cải thiện độ bám dính và độ mịn của lớp phủ. Trong các hóa chất hàng ngày như dầu gội và chất khử trùng tay, HEC được sử dụng làm chất làm đặc và kem dưỡng ẩm để mang lại cho sản phẩm cảm giác tốt và sự ổn định. Ngoài ra, trong ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm, HEC được sử dụng làm chất kết dính cho máy tính bảng, một bộ phim trước đây cho viên nang, và chất làm đặc và chất ổn định cho thực phẩm do khả năng tương thích sinh học tốt và độc tính thấp.
2. HPMC (hydroxypropyl methylcellulose)
2.1 Cấu trúc và thuộc tính cơ bản
HPMC là một ether cellulose không ion thu được bằng cách đưa các nhóm hydroxypropyl và methoxy vào bộ xương cellulose. Tương tự như HEC, HPMC có độ hòa tan trong nước tốt, đặc tính làm dày, hình thành màng và tính tương thích sinh học. Do các nhóm methoxy và hydroxypropyl trong cấu trúc của nó, HPMC không chỉ có độ hòa tan tốt trong nước, mà còn thể hiện hoạt động bề mặt mạnh và tính chất huyền phù.
Độ nhớt của dung dịch HPMC bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ. Trong một phạm vi nhiệt độ nhất định, độ nhớt của dung dịch HPMC giảm khi tăng nhiệt độ. Ngoài ra, HPMC cũng có đặc tính gel tốt. Khi nhiệt độ dung dịch vượt quá một giá trị nhất định, gel sẽ được hình thành. Khách sạn này có giá trị ứng dụng đặc biệt trong các lĩnh vực thực phẩm và y học.
2.2 Quá trình chuẩn bị
Việc chuẩn bị HPMC tương tự như HEC, và cũng được thực hiện thông qua phản ứng ether hóa của cellulose. Thông thường, cellulose phản ứng với propylene oxide và methyl clorua trong điều kiện kiềm để giới thiệu các nhóm hydroxypropyl và methoxy, tương ứng. Các tính chất của HPMC (như độ nhớt, độ hòa tan và nhiệt độ gel) có thể được kiểm soát chính xác bằng cách điều chỉnh mức độ thay thế và điều kiện phản ứng.
2.3 Trường ứng dụng
HPMC có một loạt các ứng dụng trong các lĩnh vực xây dựng, y học, thực phẩm và hóa chất hàng ngày. Trong vật liệu xây dựng, HPMC được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm vữa xi măng và thạch cao làm chất làm đặc, giữ nước và chất kết dính để cải thiện hiệu suất xây dựng và độ bền của vật liệu. Trong lĩnh vực y học, HPMC được sử dụng làm tác nhân giải phóng có kiểm soát, chất kết dính và vật liệu lớp phủ viên nang cho máy tính bảng, có thể kiểm soát hiệu quả tốc độ giải phóng của thuốc và cải thiện tính ổn định của thuốc. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, HPMC được sử dụng rộng rãi như một chất làm đặc và nhũ hóa trong các món nướng, các sản phẩm sữa và gia vị để cải thiện kết cấu và hương vị của các sản phẩm. Ngoài ra, HPMC cũng được sử dụng rộng rãi trong các hóa chất hàng ngày như dầu gội, dầu xả, chất tẩy rửa mặt, v.v., cho các sản phẩm hiệu ứng làm dày và đặc tính bôi trơn tuyệt vời.
Là hai dẫn xuất cellulose quan trọng, HEC và HPMC đóng vai trò chính trong nhiều ngành công nghiệp. HEC được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, sơn phủ, hóa chất hàng ngày và y học do sự dày lên tuyệt vời, hình thành phim và tương thích sinh học. HPMC, mặt khác, đóng một vai trò quan trọng trong ngành xây dựng, y học và thực phẩm do các đặc tính gelling độc đáo của nó và các lĩnh vực ứng dụng rộng. Với sự tiến bộ của công nghệ, quá trình chuẩn bị và các lĩnh vực ứng dụng của hai tài liệu này sẽ tiếp tục mở rộng, mang lại nhiều khả năng hơn cho sự phát triển của các ngành công nghiệp liên quan.
Thời gian đăng: Tháng 2-17-2025