مواد تشکیل دهنده سلولز هیدروکسی اتیل چیست؟

هیدروکسی اتیل سلولز (HEC) یک پلیمر محلول در آب غیر یونی مهم متعلق به کلاس اتر سلولز از ترکیبات است. این با واکنش اتریکاسیون سلولز طبیعی با اتیلن اکسید (اتیلن اکسید) در شرایط قلیایی به دست می آید. هیدروکسی اتیل سلولز یک زنجیره پلی ساکارید خطی است که از واحدهای گلوکز سلولز در ساختار شیمیایی تشکیل شده است و برخی یا تمام گروه های هیدروکسیل در واحدهای گلوکز آن توسط گروه های هیدروکسی اتیل جایگزین می شوند تا هیدروکسی اتیل سلولز تشکیل دهند.

مواد تشکیل دهنده و ساختار شیمیایی
ساختار مولکولی سلولز هیدروکسی اتیل به طور عمده شامل قسمتهای زیر است:

ستون فقرات سلولز: سلولز یک پلی ساکارید طبیعی است که مؤلفه اصلی آن زنجیره ای خطی از واحدهای گلوکز است که توسط پیوندهای گلیکوزیدی β-1،4 متصل می شوند. این ساختار سلولز به آن تبلور بالا و قدرت فیزیکی می دهد.

جایگزین هیدروکسی اتیل: در واحد گلوکز ستون فقرات سلولز ، سه گروه هیدروکسیل (-OH) وجود دارد که به ترتیب در موقعیت های C2 ، C3 و C6 قرار دارند. هیدروکسی اتیل سلولز با معرفی گروه های هیدروکسی اتیل (-CH2CH2OH) در گروه های هیدروکسیل از طریق یک واکنش اتریکاسیون بین این گروه های هیدروکسیل و اتیلن اکسید تولید می شود. معرفی این جایگزین ها ، تبلور سلولز را کاهش می دهد ، حلالیت آب آن را بهبود می بخشد و باعث می شود ضخیم شدن و ویسکوالاستیک خوبی در محلول آبی داشته باشد.

وزن مولکولی و درجه تعویض: وزن مولکولی و درجه تعویض (به عنوان مثال ، تعداد گروه های هیدروکسیل جایگزین شده در هر واحد گلوکز) از هیدروکسی اتیل سلولز دو عامل مهم است که بر خصوصیات آن تأثیر می گذارد. به طور کلی ، هیدروکسی اتیل سلولز با وزن مولکولی بالاتر دارای ویسکوزیته بهتر و توانایی ضخیم شدن است ، در حالی که درجه بالاتری از تعویض باعث افزایش حلالیت و پایداری آب آن می شود.

خصوصیات فیزیکوشیمیایی هیدروکسی اتیل سلولز
با توجه به ساختار منحصر به فرد ، هیدروکسی اتیل سلولز مجموعه ای از خصوصیات فیزیکوشیمیایی عالی را به نمایش می گذارد:

حلالیت آب: سلولز هیدروکسی اتیل به راحتی در آب سرد و گرم محلول است تا یک محلول کلوئیدی شفاف یا کمی کلوئیدی ایجاد شود. فرآیند انحلال آن به طور قابل توجهی تحت تأثیر مقدار pH قرار نمی گیرد و در طول دامنه pH گسترده (معمولاً بین 2 تا 12) پایدار است.

ضخیم شدن: هیدروکسی اتیل سلولز در محلول آبی اثر ضخیم خوبی دارد و توانایی ضخیم شدن آن تحت تأثیر وزن مولکولی ، درجه تعویض و غلظت محلول است. با افزایش غلظت ، ویسکوزیته محلول به صورت نمایی افزایش می یابد ، بنابراین در مزارع صنعتی که به ضخیم کننده ها نیاز دارند ، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

فعالیت سطحی: از آنجا که مولکول سلولز هیدروکسی اتیل حاوی گروه های آبگریز و اسکلت های آبگریز است ، می تواند تنش سطح آب را در محلول کاهش داده و فعالیت سطح خاصی را نشان دهد. این خاصیت باعث می شود که از آن در پوشش ها ، جوهرها و زمینه های دیگر استفاده شود و می تواند سیالیت و ویژگی های پوشش محصول را بهبود بخشد.

پایداری: سلولز هیدروکسی اتیل در محلول آبی از ثبات خوبی برخوردار است ، می تواند در برابر تأثیر اکسیدان های عمومی و نور مقاومت کند و در شرایط اسید و قلیایی نسبتاً پایدار است. توسط اکثر میکروارگانیسم ها در محلول آبی تخریب نمی شود ، بنابراین بدتر شدن در هنگام ذخیره سازی آسان نیست.

زیست سازگاری و ایمنی: هیدروکسی اتیل سلولز به طور گسترده ای در مواد غذایی ، مواد آرایشی و دارو مورد استفاده قرار می گیرد زیرا از سلولز طبیعی حاصل می شود و هنوز هم زیست سازگاری خوب و سمیت کم را پس از اصلاح شیمیایی حفظ می کند. به عنوان مثال ، از آن به عنوان یک ضخیم کننده و تثبیت کننده در مواد غذایی ، به عنوان یک تثبیت کننده فرومایه و امولسیفایر در مواد آرایشی استفاده می شود ، و به عنوان یک اتصال دهنده و ماتریس رهاسازی کنترل شده برای قرص ها در آماده سازی دارویی.

تهیه و کاربرد
تهیه هیدروکسی اتیل سلولز معمولاً به سه مرحله تقسیم می شود: قلیایی شدن سلولز ، واکنش اتاسیون ، تصفیه و خشک شدن. ابتدا سلولز تحت شرایط قلیایی برای فعال کردن گروههای هیدروکسیل سلولز تحت درمان قرار می گیرد و سپس با اتیلن اکسید برای تولید هیدروکسی اتیل سلولز واکنش نشان می دهد. سرانجام ، محصول نهایی از طریق مراحل مانند خنثی سازی ، تصفیه و خشک شدن بدست می آید.

هیدروکسی اتیل سلولز به طور گسترده ای در مصالح ساختمانی (مانند ملات سیمان و روکش ها) ، مواد شیمیایی روزانه (مانند مواد شوینده و مواد آرایشی) ، دارو (مانند سیستم های آزادسازی کنترل شده با دارو) و صنایع غذایی (مانند ضخیم کننده ها و تثبیت کننده ها) استفاده می شود.

سلولز هیدروکسی اتیل به دلیل خاصیت فیزیکی و شیمیایی عالی و تطبیق پذیری آن به طور گسترده ای در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. منحصر به فرد بودن ساختار و ترکیب آن ، آن را قادر می سازد تا نقش مهمی در ضخیم شدن ، امولسیون ، تعلیق ، شکل گیری فیلم و تثبیت بازی کند و یک ماده شیمیایی مهم غیر قابل جبران است.