La hidroxietilcelulosa (HEC) ultra alta viscosidad (HEC) es un compuesto de polímero soluble en agua formado por eterificación de celulosa. Debido a su notable viscosidad y estabilidad, HEC se usa ampliamente en muchos campos, como cosméticos, productos farmacéuticos, construcción y extracción de aceite.
(1), Método de estructura y preparación de HEC
1.1 Estructura
HEC es un derivado de éter obtenido del tratamiento químico de la celulosa natural. Su unidad estructural básica es la β-D-glucosa, conectada por enlaces glucosídicos β-1,4. El grupo hidroxilo (-OH) en la celulosa se reemplaza por óxido de etileno (EO) u otro agente eterificante, introduciendo así un grupo etoxi (-CH2CH2OH) para formar hidroxietilcelulosa. HEC de viscosidad ultra alta tiene un mayor peso molecular, generalmente entre millones y decenas de millones, lo que le permite exhibir una viscosidad extremadamente alta en el agua.
1.2 Método de preparación
La preparación de HEC se divide principalmente en dos pasos: pretratamiento de la reacción de celulosa y eterificación.
El pretratamiento de la celulosa: la celulosa natural (como el algodón, la pulpa de madera, etc.) se trata con álcali para estirarse y disociar las cadenas moleculares de celulosa para reacciones de eterificación posteriores.
Reacción de eterificación: en condiciones alcalinas, la celulosa pretratada se reacciona con óxido de etileno u otros agentes eterificantes para introducir grupos hidroxietilo. El proceso de reacción se ve afectado por factores como la temperatura, el tiempo y la concentración de agente de etétificación, y HEC con diferentes grados de sustitución (DS) y la uniformidad de sustitución (MS) finalmente se obtienen. La viscosidad ultra alta HEC generalmente requiere un alto peso molecular y un grado adecuado de sustitución para garantizar sus características de viscosidad en el agua.
(2) Características de HEC
2.1 solubilidad
HEC se disuelve en agua fría y caliente, formando una solución viscosa transparente o transparente. La velocidad de disolución se ve afectada por factores como el peso molecular, el grado de sustitución y la temperatura de la solución. HEC de viscosidad ultra alta tiene una solubilidad relativamente baja en el agua y requiere agitación prolongada para disolverse por completo.
2.2 Viscosidad
La viscosidad de la viscosidad ultra alta HEC es su característica más notable. Su viscosidad generalmente varía de varios miles a decenas de miles de Millipa · S (MPA · S), dependiendo de la concentración, la temperatura y la velocidad de corte de la solución. La viscosidad de HEC no solo depende del peso molecular, sino que también está estrechamente relacionado con el grado de sustitución en su estructura molecular.
2.3 estabilidad
HEC tiene una buena estabilidad en ácidos, álcalis y la mayoría de los solventes orgánicos y no se degrada fácilmente. Además, las soluciones HEC tienen una buena estabilidad de almacenamiento y pueden mantener su viscosidad y otras propiedades físicas y químicas durante mucho tiempo.
2.4 Compatibilidad
HEC es compatible con una amplia gama de productos químicos, incluidos tensioactivos, sales y otros polímeros solubles en agua. Su buena compatibilidad le permite mantener un rendimiento estable en sistemas de formulación complejos.
(3) Aplicación de HEC
3.1 Cosméticos y productos de cuidado personal
En cosméticos, HEC se usa ampliamente como espesante, estabilizador y agente formador de películas. La HEC de viscosidad ultra alta puede proporcionar una excelente estabilidad táctil y duradera y se usa comúnmente en productos como lociones, champús y acondicionadores.
3.2 Industria farmacéutica
Como excipiente farmacéutico, HEC a menudo se usa en la preparación de tabletas de liberación sostenida, geles y otras preparaciones farmacéuticas. Su propiedad de alta viscosidad puede controlar la tasa de liberación del fármaco y mejorar la biodisponibilidad del medicamento.
3.3 Materiales de construcción
En la industria de la construcción, HEC se usa como un espesante y agente que retiene el agua para materiales a base de cemento y yeso. Su alta viscosidad y buena retención de agua ayudan a mejorar el rendimiento de la construcción y evitar que los materiales se sequen y se hundan.
3.4 extracción de aceite
En la industria del petróleo, HEC se usa para perforar fluidos y fluidos de fracturación como espesante y reductor de arrastre. HEC de viscosidad ultra alta puede mejorar la capacidad de suspensión y la capacidad de transporte de arena de los líquidos, mejorando los resultados de las operaciones de perforación y fractura.
(4) perspectivas de desarrollo de HEC
Con el avance de la tecnología y los cambios en la demanda del mercado, el alcance de la aplicación de HEC continúa expandiéndose. Las instrucciones de desarrollo futuras incluyen:
4.1 Desarrollo de HEC de alto rendimiento
Al optimizar el proceso de producción y la relación de materia prima, HEC con mayor viscosidad, se puede desarrollar una mejor solubilidad y estabilidad para cumplir con los escenarios de aplicación de mayor demanda.
4.2 Protección del medio ambiente y desarrollo sostenible
Desarrolle procesos de producción y materias primas amigables con el medio ambiente, reduzca el consumo de energía y las emisiones de residuos durante el proceso de producción y mejore la sostenibilidad de HEC.
4.3 Expansión de nuevos campos de aplicación
Explore el potencial de aplicación de HEC en los campos de nuevos materiales, la industria alimentaria e ingeniería ambiental para promover su aplicación en más industrias.
La viscosidad ultra alta HEC es un material de polímero multifuncional con amplias perspectivas de aplicación. Sus características únicas de viscosidad y su buena estabilidad química lo hacen jugar un papel importante en varias industrias. Con el avance de la tecnología y la expansión de los campos de aplicación, las perspectivas del mercado de HEC serán más amplias.
Tiempo de publicación: Feb-17-2025