Hidroksietilceluloze (HEC) ir nejonu ūdenī šķīstošs polimēru materiāls, ko plaši izmanto kosmētikā, farmācijā, krāsās, pārklājumos, celtniecībā un citās jomās. Tam ir lieliskas sabiezēšanas, suspensijas, dispersijas, emulgācijas, plēves veidošanas, ūdens aiztures un citas īpašības, tāpēc tas ir kļuvis par svarīgu palīgvielu daudzās nozarēs. Tomēr hidroksietilceluloze netiek iegūta tieši no dabīgiem materiāliem, bet tiek iegūta, ķīmiski modificējot dabisko celulozi. Šim nolūkam, lai izprastu dabisko hidroksietilcelulozes avotu, mums vispirms ir jāsaprot celulozes avots un struktūra.
Dabisks celulozes avots
Celuloze ir viens no visbiežāk sastopamajiem organiskajiem polimēriem uz zemes, un tas ir plaši sastopams augu šūnu sieniņās, īpaši koksnes augos, kokvilnas, linu un citās augu šķiedrās. Tā ir galvenā augu struktūras sastāvdaļa un nodrošina mehānisko izturību un stabilitāti. Celulozes pamatvienība ir glikozes molekula, kas savienota ar β-1,4-glikozīdu saitēm, veidojot garas ķēdes struktūru. Kā dabīgam polimērmateriālam celulozei ir lieliskas fizikālās un ķīmiskās īpašības, kas padara to par svarīgu izejvielu dažādiem atvasinājumiem.
Hidroksietilcelulozes sagatavošanas process
Lai gan pašai celulozei ir daudz izcilu īpašību, tās pielietojuma diapazons zināmā mērā ir ierobežots. Galvenais iemesls ir tas, ka celulozei ir slikta šķīdība, īpaši ierobežota šķīdība ūdenī. Lai uzlabotu šo īpašību, zinātnieki ķīmiski modificē celulozi, lai sagatavotu dažādus celulozes atvasinājumus. Hidroksietilceluloze ir ūdenī šķīstošs celulozes ēteris, ko iegūst, ķīmiskās reakcijas ceļā etoksilējot dabisko celulozi.
Konkrētajā sagatavošanas procesā dabisko celulozi vispirms izšķīdina sārma šķīdumā, un pēc tam reakcijas sistēmai pievieno etilēnoksīdu. Celulozes etilēnoksīda un hidroksilgrupu etoksilēšanas reakcija rodas, veidojot hidroksietilcelulozi. Šī modifikācija palielina celulozes ķēžu hidrofilitāti, tādējādi uzlabojot tās šķīdības un viskozitātes īpašības ūdenī.
Galvenie izejvielu avoti
Galvenā dabiskā izejviela hidroksietilcelulozes pagatavošanai ir celuloze, un dabiskie celulozes avoti ir:
Koksne: Celulozes saturs koksnē ir augsts, īpaši skujkoku un platlapju koksnē, kur celuloze var sasniegt 40%-50%. Koksne ir viens no svarīgākajiem celulozes avotiem rūpniecībā, īpaši papīra ražošanā un celulozes atvasinājumu ražošanā.
Kokvilna: kokvilnas šķiedra gandrīz sastāv no tīras celulozes, un celulozes saturs kokvilnā ir pat vairāk nekā 90%. Pateicoties augstajai tīrības pakāpei, kokvilnas šķiedru bieži izmanto augstas kvalitātes celulozes atvasinājumu pagatavošanai.
Augu šķiedras, piemēram, lini un kaņepes: šīs augu šķiedras ir arī bagātas ar celulozi, un, tā kā šīm augu šķiedrām parasti ir augsta mehāniskā izturība, tām ir arī noteiktas priekšrocības celulozes ekstrakcijā.
Lauksaimniecības atkritumi: tostarp salmi, kviešu salmi, kukurūzas salmi utt. Šie materiāli satur noteiktu daudzumu celulozes, un celulozi no tiem var iegūt, izmantojot atbilstošus apstrādes procesus, nodrošinot lētu un atjaunojamu izejvielu avotu celulozes atvasinājumu ražošanai. .
Hidroksietilcelulozes lietošanas jomas
Pateicoties hidroksietilcelulozes īpašajām īpašībām, to plaši izmanto daudzās jomās. Tālāk ir norādītas vairākas galvenās pielietojuma jomas:
Būvniecības nozare: Hidroksietilceluloze tiek plaši izmantota būvmateriālos kā biezinātājs un ūdeni aizturošs līdzeklis, jo īpaši cementa javā, ģipsi, špakteles pulverī un citos materiālos, kas var efektīvi uzlabot materiālu konstrukcijas un ūdens aizturēšanas īpašības.
Ikdienas ķīmiskā rūpniecība: mazgāšanas līdzekļos, ādas kopšanas līdzekļos, šampūnos un citos ikdienas ķīmiskajos produktos hidroksietilceluloze tiek izmantota kā biezinātājs un stabilizators, lai uzlabotu produkta sajūtu un stabilitāti.
Krāsas un pārklājumi: pārklājumu rūpniecībā hidroksietilceluloze tiek izmantota kā biezinātājs un reoloģijas kontroles līdzeklis, lai uzlabotu pārklājuma apstrādājamību un izvairītos no nokarāšanās.
Farmācijas joma: Farmaceitiskajos preparātos hidroksietilcelulozi var izmantot kā saistvielu, biezinātāju un suspendējošu vielu tabletēm, lai uzlabotu zāļu izdalīšanās īpašības un stabilitāti.
Lai gan hidroksietilceluloze nav dabā sastopama viela, tās pamata izejviela celuloze dabā augos ir plaši sastopama. Izmantojot ķīmisko modifikāciju, dabisko celulozi var pārvērst hidroksietilcelulozē ar izcilu veiktspēju un izmantot dažādās nozarēs. Dabīgie augi, piemēram, koks, kokvilna, lini utt., nodrošina bagātīgu izejvielu avotu hidroksietilcelulozes ražošanai. Attīstoties zinātnei un tehnoloģijām un pieaugot rūpnieciskajam pieprasījumam, arī hidroksietilcelulozes ražošanas process tiek nepārtraukti optimizēts, un ir paredzēts, ka nākotnē tā parādīs savu unikālo vērtību vairākās jomās.
Izlikšanas laiks: 2024. gada 23. oktobris