Hydroxyethylcelulóza (HEC) je ve vodě rozpustný neiontový ether celulózy a jejím hlavním zdrojem je přírodní celulóza. Přírodní celulóza je široce zastoupena v rostlinách a je hlavní složkou buněčných stěn rostlin. Konkrétně se hydroxyethylcelulóza vyrábí chemickou reakcí přírodní celulózy s ethylenoxidem za alkalických podmínek. Tento chemický reakční proces se obvykle nazývá ethoxylace a výsledkem je, že hydroxylové skupiny na molekulách přírodní celulózy jsou částečně nebo úplně nahrazeny za vzniku hydroxyethylcelulózy s ethoxyskupinami.
Následují konkrétní kroky procesu přípravy hydroxyethylcelulózy:
Zdroj celulózy: Celulóza se obvykle extrahuje z rostlinných materiálů, jako je bavlna a dřevo. Extrahovaná celulóza se čistí a bělí, aby se odstranily nečistoty, jako je lignin, hemicelulóza a další necelulózové složky, a získá se tak vysoce čistá celulóza.
Alkalinizační úprava: Smícháním celulózy s koncentrovaným roztokem hydroxidu sodného (NaOH) reagují hydroxylové skupiny v celulóze s hydroxidem sodným za vzniku sodné soli celulózy. V tomto procesu se molekulární struktura celulózy do určité míry roztahuje, což usnadňuje reakci s ethylenoxidem.
Ethoxylační reakce: Alkalizovaná sodná sůl celulózy se smíchá s ethylenoxidem (C2H4O) za určité teploty a tlaku. Kruhová struktura ethylenoxidu se otevře za vzniku ethoxylových skupin (-CH2CH2OH), které se spojí s hydroxylovými skupinami na molekulách celulózy za vzniku hydroxyethylcelulózy. Tento reakční proces lze provádět v různé míře, což vede k hydroxyethylcelulóze s různým stupněm substituce.
Následná úprava: Produkt po reakci obvykle obsahuje nezreagované alkálie, rozpouštědla a další vedlejší produkty. Pro získání čisté hydroxyethylcelulózy jsou nutné kroky následné úpravy, jako je neutralizace, promytí a sušení. Cílem těchto kroků úpravy je odstranit zbytky alkálií, rozpouštědel a vedlejších produktů a získat tak konečný čištěný produkt.
Hydroxyethylcelulóza se díky svým jedinečným chemickým vlastnostem a vynikajícímu výkonu široce používá v různých průmyslových odvětvích. Konkrétně se hydroxyethylcelulóza vyznačuje dobrou rozpustností ve vodě, zahušťovacími schopnostmi, stabilitou, tvorbou filmu a mazivostí a běžně se používá v následujících oblastech:
Stavební materiály: Ve stavebních materiálech se hydroxyethylcelulóza používá hlavně jako zahušťovadlo a vodotěsné činidlo pro materiály na bázi cementu a sádry. Může účinně zlepšit stavební vlastnosti materiálů, zlepšit zadržování vody, zpracovatelnost a zabránit stékání malty, prodloužit dobu zrání a zajistit hladký postup stavby.
Průmysl barev: V barvách se hydroxyethylcelulóza používá jako zahušťovadlo, suspenzní činidlo a emulgátor ke zlepšení reologie a stability barvy, zabránění sedimentaci pigmentu a ke zvýšení rovinnosti a lesku nátěru.
Kosmetika a produkty osobní péče: V kosmetice se hydroxyethylcelulóza často používá jako zahušťovadlo, filmotvorná látka a zvlhčovadlo. Může dodat výrobkům příjemný pocit na dotek, zlepšit stabilitu a přilnavost výrobku a zesílit hydratační účinek.
Farmaceutický průmysl: Ve farmaceutické oblasti se hydroxyethylcelulóza používá jako pomocná látka ve farmaceutických přípravcích. Jako složka tablet s prodlouženým uvolňováním, filmových potahů atd. může řídit rychlost uvolňování léčiv a zlepšovat stabilitu a biologickou dostupnost léčiv.
Potravinářský průmysl: V potravinářském průmyslu se hydroxyethylcelulóza používá jako potravinářská přísada, která hraje roli při zahušťování, emulgaci a stabilizaci. Je široce používána v nápojích, kořenících směsích, mléčných výrobcích a dalších potravinách ke zlepšení textury a chuti produktů.
Hydroxyethylcelulóza má také důležité uplatnění v odvětví těžby ropy, výroby papíru, tisku textilu a barvení. V odvětví těžby ropy se hydroxyethylcelulóza používá jako zahušťovadlo a stabilizátor vrtných kapalin, což může zlepšit suspenzní kapacitu vrtných kapalin a zabránit zhroucení stěn vrtu. V papírenském průmyslu se používá jako retenční činidlo a zpevňující činidlo pro zlepšení pevnosti a trvanlivosti papíru. V textilním tisku a barvení se hydroxyethylcelulóza používá jako zahušťovadlo, které pomáhá rovnoměrně rozložit tiskovou a barvicí suspenzi a zlepšuje kvalitu tisku a barvení.
Hydroxyethylcelulóza se získává z přírodní celulózy řadou chemických reakcí. Její široké uplatnění je dáno nejen vynikajícími fyzikálními a chemickými vlastnostmi, ale také tím, že může poskytovat rozmanitá řešení v mnoha průmyslových odvětvích pro splnění různých technických potřeb.
Čas zveřejnění: 13. srpna 2024