Hydroxyethyl cellulose (HEC) là một polymer hòa tan trong nước phổ biến được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Nó chủ yếu được sản xuất bởi các phản ứng hóa học như kiềm hóa và ether hóa cellulose tự nhiên. Nó có tính chất vật lý và hóa học độc đáo, làm cho nó trở thành một vật liệu không thể thiếu trong nhiều ứng dụng.
1. Cấu trúc hóa học và trọng lượng phân tử
Đơn vị cấu trúc cơ bản của hydroxyethyl cellulose là một chuỗi cellulose bao gồm các phân tử glucose. Tại một số vị trí hydroxyl nhất định của chuỗi phân tử của nó, các nhóm hydroxyethyl (-CH2CH2OH) được đưa ra thông qua các phản ứng etherization. Do sự ra đời của các nhóm này, hydroxyethyl cellulose có tính ưa nước hơn và có khả năng hòa tan tốt hơn so với cellulose tinh khiết. Theo các yêu cầu ứng dụng khác nhau, mức độ thay thế (DS) và thay thế mol (MS) của hydroxyethyl cellulose có thể được điều chỉnh, do đó ảnh hưởng đến các tính chất chính của nó như độ hòa tan, độ nhớt và khả năng làm dày. Nói chung, phạm vi trọng lượng phân tử của HEC tương đối rộng, từ hàng chục ngàn đến hàng triệu dalton, khiến nó thể hiện các tính chất lưu biến khác nhau trong dung dịch nước.
2. Khả năng hòa tan trong nước và hành vi hòa tan
Do tính chất không ion của nó, cellulose hydroxyethyl có thể hòa tan trong cả nước lạnh và nước nóng để tạo thành dung dịch nhớt trong suốt. Tốc độ hòa tan của nó phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, mức độ thay thế và nhiệt độ của nước. Các loại trọng lượng phân tử cao của HEC hòa tan chậm hơn nhưng hình thành các dung dịch nhớt cao, trong khi các loại trọng lượng phân tử thấp hòa tan dễ dàng hơn nhưng tạo ra độ nhớt thấp hơn. Do tính chất không ion của dung dịch của nó, HEC có khả năng chịu đựng tốt với thay đổi pH và chất điện giải và có thể duy trì trạng thái hòa tan và độ ổn định của nó trong phạm vi pH rộng (2-12).
3. Tính chất dày và lưu biến
Một trong những thuộc tính đáng chú ý nhất của HEC là khả năng dày lên của nó. Ở nồng độ thấp (0,5%-2%), các dung dịch HEC có thể cho thấy các tác động làm dày đáng kể và thể hiện các đặc điểm của chất lỏng giả, tức là hành vi mỏng cắt, có nghĩa là khi tốc độ cắt tăng, độ nhớt của dung dịch giảm, rất hữu ích trong các ứng dụng như áo phát sáng. Ngoài ra, HEC cũng có thể làm việc phối hợp với các chất làm đặc khác như carboxymethyl cellulose (CMC) và kẹo cao su Xanthan để cải thiện hơn nữa hiệu ứng làm dày hoặc điều chỉnh lưu biến.
4. Tính ổn định và khả năng tương thích
HEC có độ ổn định hóa học tốt và không dễ bị suy thoái hoặc thay đổi hóa học trong hầu hết các điều kiện. Dung dịch của nó có thể chịu được nồng độ chất điện giải cao hơn và phạm vi pH rộng hơn, làm cho nó ổn định trong các môi trường phức tạp khác nhau. Ngoài ra, HEC cũng tương thích với nhiều hóa chất khác như chất hoạt động bề mặt, polyme, muối vô cơ, v.v., vì vậy nó thường được sử dụng trong các hệ thống công thức để cung cấp các hiệu ứng ổn định và làm dày.
5. Khu vực ứng dụng
Do tính chất độc đáo của nó, HEC đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Sau đây là một số ứng dụng điển hình:
Vật liệu xây dựng: Trong lớp phủ xây dựng, sơn, bột putty, v.v., HEC được sử dụng làm chất làm đặc, chất kết dính, phim cũ và chất ổn định để cải thiện hiệu suất xây dựng và chất lượng sản phẩm hoàn chỉnh.
Chiết xuất dầu: Trong ngành công nghiệp dầu, HEC được sử dụng trong việc chuẩn bị chất lỏng khoan và chất lỏng hoàn thành như một chất làm giảm chất làm đặc và chất lỏng mất chất lỏng để cải thiện lưu biến của bùn và ngăn chặn sự sụp đổ của tường.
Mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân: HEC được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân như dầu gội, sữa tắm, kem, kem dưỡng da, v.v. như một chất làm đặc, chất nhũ hóa và chất ổn định để tăng cường kết cấu và sử dụng kinh nghiệm của sản phẩm.
Ngành công nghiệp dược phẩm: Trong sản xuất thuốc, HEC được sử dụng như một hỗ trợ đúc, tác nhân giải phóng bền vững và đại lý đình chỉ máy tính bảng để giúp kiểm soát tỷ lệ phát hành của thuốc trong cơ thể.
Ngành công nghiệp thực phẩm: Mặc dù được sử dụng với số lượng nhỏ, HEC cũng có thể được sử dụng như một phụ gia thực phẩm để điều chỉnh độ nhớt và hương vị của thực phẩm.
6. Bảo vệ và an toàn môi trường
HEC là một dẫn xuất cellulose tự nhiên với khả năng phân hủy sinh học tốt, vì vậy nó có rất ít tác động đến môi trường sau khi sử dụng. Ngoài ra, HEC được coi là một hóa chất an toàn và được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiếp xúc với cơ thể con người, như mỹ phẩm, thuốc và thực phẩm. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất và sử dụng công nghiệp, các quy định an toàn tương ứng vẫn phải được tuân theo để ngăn chặn các phản ứng kích thích có thể do hít phải hoặc tiếp xúc lâu dài.
7. Lưu trữ và sử dụng các biện pháp phòng ngừa
Hydroxyethyl cellulose nên được lưu trữ trong môi trường khô và mát để tránh độ ẩm và tích tụ. Khi sử dụng, nó nên được thêm vào nước từ từ và đều để tránh sự kết tụ gây ra bằng cách thêm một lượng lớn cùng một lúc. Đồng thời, vì phải mất một khoảng thời gian nhất định để hòa tan, thường cần phải để nó trong một thời gian sau khi hòa tan để đảm bảo giải thể hoàn toàn và độ nhớt ổn định.
Do độ hòa tan trong nước tuyệt vời, độ dày, độ ổn định và khả năng tương thích, hydroxyethyl cellulose đã trở thành một chất phụ gia không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Với sự phát triển liên tục của công nghệ, phạm vi ứng dụng của HEC sẽ tiếp tục mở rộng, cung cấp các giải pháp tốt hơn cho các ngành công nghiệp khác nhau.
Thời gian đăng: Tháng 2-17-2025