خواص هیدروکسی اتیل سلولز

هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) یک پلیمر محلول در آب غیر یونی رایج است که به طور گسترده در زمینه های مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده به طور عمده توسط واکنشهای شیمیایی مانند قلیایی سازی و اتاسیون سلولز طبیعی تولید می شود. این خاصیت از خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی برخوردار است و آن را در بسیاری از کاربردها به یک ماده ضروری تبدیل می کند.

1 ساختار شیمیایی و وزن مولکولی
واحد ساختاری اصلی هیدروکسی اتیل سلولز یک زنجیره سلولز است که از مولکول های گلوکز تشکیل شده است. در برخی از موقعیت های هیدروکسیل از زنجیره مولکولی آن ، گروه های هیدروکسی اتیل (-CH2CH2OH) از طریق واکنش های اتریشن سازی معرفی می شوند. با توجه به معرفی این گروه ها ، هیدروکسی اتیل سلولز آبگریزتر است و از حلالیت بهتری نسبت به سلولز خالص برخوردار است. با توجه به الزامات مختلف کاربردی ، درجه تعویض (DS) و تعویض مولر (MS) هیدروکسی اتیل سلولز قابل تنظیم است ، در نتیجه بر خصوصیات اصلی آن مانند حلالیت ، ویسکوزیته و توانایی ضخیم سازی تأثیر می گذارد. به طور کلی ، محدوده وزن مولکولی HEC نسبتاً گسترده است ، از ده ها هزار تا میلیون ها دالتون ، که باعث می شود خواص رئولوژیکی مختلفی در محلول آبی داشته باشد.

2. حلالیت آب و رفتار انحلال
با توجه به خواص غیر یونی ، هیدروکسی اتیل سلولز می تواند در هر دو آب سرد و گرم حل شود تا یک محلول چسبناک شفاف تشکیل شود. میزان انحلال آن به وزن مولکولی ، درجه تعویض و دمای آب بستگی دارد. انواع وزن مولکولی بالا HEC آهسته تر حل می شوند اما محلول های بسیار چسبناک را تشکیل می دهند ، در حالی که انواع وزن مولکولی کم راحت تر حل می شوند اما ویسکوزیته کمتری تولید می کنند. با توجه به ماهیت غیر یونی محلول خود ، HEC تحمل خوبی نسبت به تغییرات pH و الکترولیت دارد و می تواند وضعیت و ثبات محلول خود را در محدوده pH گسترده (2-12) حفظ کند.

3. ضخیم شدن و خصوصیات رئولوژیکی
یکی از قابل توجه ترین خصوصیات HEC توانایی ضخیم کننده آن است. در غلظت های پایین (0.5 ٪ -2 ٪) ، محلول های HEC می توانند اثرات ضخیم کننده قابل توجهی را نشان دهند و خصوصیات مایعات شبه پلاستیک ، یعنی رفتار نازک شدن برشی را نشان دهند ، به این معنی که با افزایش سرعت برشی ، ویسکوزیته محلول کاهش می یابد ، که در کاربردهای مانند پوشش و امولسیون بسیار مفید است. علاوه بر این ، HEC همچنین می تواند به صورت هم افزایی با سایر ضخیم کننده ها مانند کربوکسی متیل سلولز (CMC) و آدامس زانتان همکاری کند تا بیشتر اثر ضخیم شدن یا تنظیم رئولوژی را بهبود بخشد.

4. ثبات و سازگاری
HEC ثبات شیمیایی خوبی دارد و در اکثر شرایط مستعد تخریب یا تغییرات شیمیایی نیست. محلول آن می تواند غلظت های بالاتری از الکترولیت ها و دامنه pH گسترده تر را تحمل کند ، که باعث می شود در محیط های مختلف پیچیده پایدار باشد. علاوه بر این ، HEC همچنین با بسیاری از مواد شیمیایی دیگر مانند سورفاکتانت ها ، پلیمرها ، نمک های معدنی و غیره سازگار است ، بنابراین اغلب در سیستم های فرمولاسیون برای ارائه پایداری و اثرات ضخیم کننده استفاده می شود.

5. مناطق کاربردی
با توجه به خصوصیات منحصر به فرد ، HEC در بسیاری از زمینه ها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. موارد زیر برخی از برنامه های معمولی است:

مصالح ساختمانی: در روکش های ساختمان ، رنگ ، پودر بتونه و غیره ، از HEC به عنوان ضخیم کننده ، چسبنده ، فیلم سابق و تثبیت کننده برای بهبود عملکرد ساخت و ساز و کیفیت محصول استفاده می شود.

استخراج روغن: در صنعت روغن ، HEC در تهیه مایعات حفاری و مایعات تکمیل به عنوان ضخیم کننده و کاهش دهنده مایعات برای بهبود رئولوژی گل و جلوگیری از فروپاشی دیواره چاه استفاده می شود.

لوازم آرایشی و مراقبت های شخصی: HEC به طور گسترده در محصولات مراقبت شخصی مانند شامپو ، ژل دوش ، کرم ، لوسیون و غیره به عنوان ضخیم کننده ، امولسیفایر و تثبیت کننده برای تقویت بافت و استفاده از تجربه محصول استفاده می شود.

صنعت داروسازی: در تولید مواد مخدر ، HEC به عنوان کمک قالب گیری ، عامل پایدار و عامل تعلیق قرص ها برای کمک به کنترل میزان انتشار داروها در بدن استفاده می شود.

صنایع غذایی: اگرچه در مقادیر کمی استفاده می شود ، از HEC نیز می توان به عنوان یک افزودنی غذایی برای تنظیم ویسکوزیته و طعم غذا استفاده کرد.

6. حفاظت از محیط زیست و ایمنی
HEC یک مشتق سلولز طبیعی با تجزیه و تحلیل پذیری خوب است ، بنابراین پس از استفاده تأثیر کمی بر محیط زیست دارد. علاوه بر این ، HEC یک ماده شیمیایی ایمن محسوب می شود و به طور گسترده در محصولاتی که با بدن انسان در تماس هستند ، مانند مواد آرایشی ، مواد مخدر و مواد غذایی استفاده می شود. با این وجود ، در طول تولید و استفاده صنعتی ، برای جلوگیری از واکنش های تحریک کننده که ممکن است در اثر استنشاق یا تماس طولانی مدت ایجاد شود ، باید مقررات ایمنی مربوطه رعایت شود.

7. ذخیره سازی و استفاده از اقدامات احتیاطی
هیدروکسی اتیل سلولز باید در یک محیط خشک و خنک ذخیره شود تا از رطوبت و تجمع جلوگیری شود. در هنگام استفاده ، باید به آرامی و به طور مساوی به آب اضافه شود تا از اضافه شدن مقدار زیادی در یک زمان جلوگیری شود. در عین حال ، از آنجا که برای حل شدن زمان مشخصی طول می کشد ، معمولاً لازم است که مدتی پس از حل کردن آن را ترک کنید تا از انحلال کامل و ویسکوزیته پایدار اطمینان حاصل شود.

هیدروکسی اتیل سلولز به دلیل حلالیت عالی در آب ، ضخیم شدن ، پایداری و سازگاری ، در بسیاری از زمینه های صنعتی به یک افزودنی ضروری تبدیل شده است. با توسعه مداوم فناوری ، دامنه کاربرد HEC همچنان به گسترش خود ادامه می دهد و راه حل های بهتری برای صنایع مختلف ارائه می دهد.