Ang mga cellulose ether ay isang iba't ibang mga polymer na nalulusaw sa tubig na nagmula sa selulusa, isang natural na polimer na matatagpuan sa mga dingding ng selula ng halaman.Ang mga eter na ito ay may mga natatanging katangian tulad ng pampalapot, pagpapapanatag, pagbuo ng pelikula, at pagpapanatili ng tubig, at malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya tulad ng gamot, pagkain, kosmetiko, at konstruksyon.Sa mga cellulose ether, ang hydroxyethyl cellulose (HEC) at hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ay dalawang mahalagang derivatives, bawat isa ay may iba't ibang katangian at aplikasyon.
1. Panimula sa cellulose ethers
A. Istruktura ng Cellulose at Mga Derivatives
Pangkalahatang-ideya ng cellulose:
Ang selulusa ay isang linear polymer na binubuo ng mga yunit ng glucose na nakaugnay sa pamamagitan ng β-1,4-glycosidic bond.
Ito ay mayaman sa mga pader ng selula ng halaman at nagbibigay ng suporta sa istruktura at katigasan sa mga tisyu ng halaman.
Mga derivatives ng cellulose eter:
Ang mga cellulose ether ay nagmula sa selulusa sa pamamagitan ng kemikal na pagbabago.
Ang mga eter ay ipinakilala upang mapataas ang solubility at baguhin ang mga functional na katangian.
2. Hydroxyethylcellulose (HEC)
A. Istraktura at synthesis
Kemikal na istraktura:
Ang HEC ay nakuha sa pamamagitan ng etherification ng cellulose na may ethylene oxide.
Ang mga pangkat ng hydroxyethyl ay pinapalitan ang mga pangkat ng hydroxyl sa istraktura ng selulusa.
Degree ng pagpapalit (DS):
Ang DS ay tumutukoy sa average na bilang ng mga hydroxyethyl group sa bawat anhydroglucose unit.
Nakakaapekto ito sa solubility, lagkit at iba pang katangian ng HEC.
B. Kalikasan
Solubility:
Ang HEC ay natutunaw sa malamig at mainit na tubig, na nagbibigay ng kakayahang umangkop sa aplikasyon.
Lagkit:
Bilang isang modifier ng rheology, nakakaapekto ito sa kapal at daloy ng solusyon.
Nag-iiba sa DS, konsentrasyon at temperatura.
Pagbuo ng pelikula:
Bumubuo ng isang transparent na pelikula na may mahusay na pagdirikit.
C. Paglalapat
gamot:
Ginamit bilang pampalapot sa mga form ng likidong dosis.
Pagbutihin ang lagkit at katatagan ng mga patak ng mata.
Mga Pintura at Patong:
Pinahuhusay ang lagkit at nagbibigay ng mahusay na mga katangian ng pampalapot.
Pagbutihin ang pagdirikit at katatagan ng pintura.
Mga produkto ng personal na pangangalaga:
Natagpuan sa mga shampoo, cream at lotion bilang pampalapot at stabilizer.
Nagbibigay ng makinis na texture sa mga pampaganda.
3. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
A. Istraktura at synthesis
Kemikal na istraktura:
Ang HPMC ay synthesize sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga hydroxyl group ng methoxy at hydroxypropyl group.
Ang etherification ay nangyayari sa pamamagitan ng reaksyon sa propylene oxide at methyl chloride.
Pagpapalit ng methoxy at hydroxypropyl:
Ang methoxy group ay nag-aambag sa solubility, habang ang hydroxypropyl group ay nakakaapekto sa lagkit.
B. Kalikasan
Thermal gelation:
Nagpapakita ng nababaligtad na thermal gelation, na bumubuo ng mga gel sa mataas na temperatura.
Maaaring gamitin para sa kinokontrol na pagpapalabas ng mga paghahanda sa parmasyutiko.
Pagpapanatili ng tubig:
Napakahusay na kapasidad sa pagpapanatili ng tubig, na ginagawa itong angkop para sa mga aplikasyon sa pagtatayo.
Aktibidad sa ibabaw:
Nagpapakita ng mga katangiang tulad ng surfactant upang makatulong na patatagin ang mga emulsyon.
C. Paglalapat
Industriya ng konstruksiyon:
Ginamit bilang water-retaining agent sa cement-based mortar.
Nagpapabuti ng workability at pagdirikit ng mga tile adhesive.
gamot:
Karaniwang ginagamit sa oral at topical na paghahanda sa parmasyutiko.
Pinapadali ang kontroladong pagpapalabas ng gamot dahil sa kakayahan nitong bumuo ng gel.
industriya ng pagkain:
Nagsisilbing pampalapot at pampatatag sa mga pagkain.
Nagbibigay ng pinahusay na texture at mouthfeel sa ilang partikular na application.
4. Pahambing na pagsusuri
A. Mga pagkakaiba sa synthesis
Synthesis ng HEC at HPMC:
Ang HEC ay ginawa sa pamamagitan ng pagtugon sa selulusa sa ethylene oxide.
Ang synthesis ng HPMC ay nagsasangkot ng dobleng pagpapalit ng mga methoxy at hydroxypropyl na grupo.
B. Mga pagkakaiba sa pagganap
Solubility at Viscosity:
Ang HEC ay natutunaw sa malamig at mainit na tubig, habang ang solubility ng HPMC ay apektado ng nilalaman ng methoxy group.
Ang HEC sa pangkalahatan ay nagpapakita ng mas mababang lagkit kumpara sa HPMC.
Pag-uugali ng gel:
Hindi tulad ng HPMC, na bumubuo ng mga nababaligtad na gel, ang HEC ay hindi sumasailalim sa thermal gelation.
C. Mga pagkakaiba sa aplikasyon
Pagpapanatili ng tubig:
Ang HPMC ay ginustong para sa mga aplikasyon ng konstruksiyon dahil sa mahusay nitong mga katangian ng pagpapanatili ng tubig.
Kakayahan sa pagbuo ng pelikula:
Ang HEC ay bumubuo ng mga malinaw na pelikula na may mahusay na pagdirikit, na ginagawang angkop para sa ilang partikular na aplikasyon kung saan kritikal ang pagbuo ng pelikula.
5 Konklusyon
Sa buod, ang hydroxyethyl cellulose (HEC) at hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ay mahalagang mga cellulose eter na may natatanging katangian at aplikasyon.Ang kanilang mga natatanging istrukturang kemikal, mga paraan ng synthesis, at mga functional na katangian ay ginagawa silang maraming nalalaman sa iba't ibang mga industriya.Ang pag-unawa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng HEC at HPMC ay makakatulong sa iyong gumawa ng matalinong desisyon kapag pumipili ng tamang cellulose ether para sa isang partikular na aplikasyon, maging sa mga parmasyutiko, konstruksiyon, mga pintura o mga produkto ng personal na pangangalaga.Habang umuunlad ang teknolohiya sa agham, ang karagdagang pananaliksik ay maaaring magbunyag ng higit pang mga aplikasyon at pagbabago, at sa gayo'y pinahuhusay ang gamit ng mga cellulose eter na ito sa iba't ibang larangan.
Oras ng post: Dis-11-2023