Kādas ir hidroksietilelulozes sastāvdaļas?

Hidroksietilceluloze (HEC) ir svarīgs nejonu ūdenī šķīstošs polimērs, kas pieder savienojumu celulozes ētera klasei. To iegūst ar dabiskās celulozes ēterifikācijas reakciju ar etilēnoksīdu (etilēnoksīdu) sārmainos apstākļos. Hidroksietil celuloze ir lineāra polisaharīdu ķēde, kas sastāv no celulozes glikozes vienībām ķīmiskajā struktūrā, un dažas vai visas hidroksilgrupas uz tā glikozes vienībām tiek aizstātas ar hidroksietilgrupām, veidojot hidroksietil celulozi.

Sastāvdaļas un ķīmiskā struktūra
Hidroksietilelulozes molekulārā struktūra galvenokārt ietver šādas daļas:

Celulozes mugurkauls: celuloze ir dabisks polisaharīds, kura galvenā sastāvdaļa ir glikozes vienību lineāra ķēde, ko savieno ar β-1,4-glikozīdām saitēm. Šī celulozes struktūra tai piešķir augstu kristāliskumu un fizisko izturību.

Hidroksietil aizvietotāja: celulozes mugurkaula glikozes vienībā ir trīs hidroksilgrupas (–OH), kas atrodas attiecīgi C2, C3 un C6 pozīcijās. Hidroksietilcelulozi ražo, ievadot hidroksietil (–CH2CH2OH) grupas hidroksilgrupās, izmantojot ēterifikācijas reakciju starp šīm hidroksilgrupām un etilēnoksīdu. Šo aizvietotāju ieviešana samazina celulozes kristalitāti, uzlabo tā šķīdību ūdenī un padara to par labu sabiezēšanu un viskozoelastību ūdens šķīdumā.

Molekulmasa un aizvietošanas pakāpe: hidroksietietilcelulozes hidroksiletilcelulozes aizstāšanas molekulmasa un aizvietošanas pakāpe (ti, hidroksiletilcelulozes aizstāšanai) ir divi svarīgi faktori, kas ietekmē tā īpašības. Parasti hidroksietilelulozei ar augstāku molekulmasu ir labāka viskozitāte un sabiezēšanas spējas, savukārt augstāka aizstāšanas pakāpe palielina tā ūdens šķīdību un stabilitāti.

Hidroksietietil celulozes fizikāli ķīmiskās īpašības
Sakarā ar unikālo struktūru, hidroksietilelulozei ir virkne izcilu fizikāli ķīmisko īpašību:

Ūdens šķīdība: hidroksietilceluloze ir viegli šķīstoša aukstā un karstā ūdenī, veidojot dzidru vai nedaudz duļķainu koloidālu šķīdumu. Tās izšķīdināšanas procesu būtiski neietekmē pH vērtība un paliek stabils plašā pH diapazonā (parasti no 2 līdz 12).

Biezums: hidroksietilcelulozei ir labs sabiezēšanas efekts ūdens šķīdumā, un tās sabiezēšanas spēju ietekmē molekulmasa, aizvietošanas pakāpe un šķīduma koncentrācija. Palielinoties koncentrācijai, šķīduma viskozitāte palielinās eksponenciāli, tāpēc to plaši izmanto rūpniecības jomās, kurām nepieciešami sabiezētāji.

Virsmas aktivitāte: Tā kā hidroksietilelulozes molekula satur hidrofilās grupas un hidrofobus skeletus, tā var samazināt ūdens virsmas spraigumu šķīdumā un parādīt noteiktu virsmas aktivitāti. Šis īpašums liek to izmantot pārklājumos, tintes un citos laukos, un tas var uzlabot produkta plūstamību un pārklājuma īpašības.

Stabilitāte: hidroksietilelulozei ir laba stabilitāte ūdens šķīdumā, tā var pretoties vispārējo oksidantu un gaismas ietekmei, un tā ir samērā stabila skābes un sārmainā apstākļos. Lielākā daļa mikroorganismu to netiks noārdīti ūdens šķīdumā, tāpēc uzglabāšanas laikā to nav viegli pasliktināt.

Bioloģiski savietojamība un drošība: Hidroksietilelulozi plaši izmanto pārtikā, kosmētikā un medicīnā, jo tā ir iegūta no dabiskās celulozes un joprojām uztur labu bioloģisko savietojamību un zemu toksicitāti pēc ķīmiskās modifikācijas. Piemēram, to izmanto kā biezinātāju un stabilizatoru pārtikā, kā mitrinātāju un emulgatora stabilizatoru kosmētikā, kā arī kā saistvielu un kontrolētu atbrīvošanas matricu tabletēm farmaceitiskos preparātos.

Sagatavošana un pielietojums
Hidroksietilelulozes sagatavošana parasti tiek sadalīta trīs posmos: celulozes sārmēšana, ēterifikācijas reakcija, attīrīšana un žāvēšana. Pirmkārt, celulozi ārstē sārmainos apstākļos, lai aktivizētu celulozes hidroksilgrupas, un pēc tam reaģē ar etilēnoksīdu, lai iegūtu hidroksietilelulozi. Visbeidzot, galaproduktu iegūst, izmantojot tādus soļus kā neitralizācija, attīrīšana un žāvēšana.

Hidroksietilelulozi plaši izmanto celtniecības materiālos (piemēram, cementa javā un pārklājumos), ikdienas ķīmiskās vielas (piemēram, mazgāšanas līdzekļus un kosmētiku), zāles (piemēram, narkotiku kontrolētas izdalīšanās sistēmas) un pārtikas rūpniecību (piemēram, sabiezētāji un stabilizatori).

Hidroksietilcelulozi plaši izmanto dažādos laukos, pateicoties lieliskajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām un daudzpusību. Tā struktūras un kompozīcijas unikalitāte ļauj tai būt nozīmīgai lomai sabiezēšanā, emulģēšanā, balstiekārtā, plēves veidošanā un stabilizācijā, un tas ir neaizvietojams svarīgs ķīmiskais materiāls.