Hydroxyethyl cellulose (HEC) adalah polimer yang larut dalam air nonionik yang penting yang termasuk dalam kelas senyawa selulosa eter. Ini diperoleh dengan reaksi eterifikasi selulosa alami dengan etilena oksida (etilen oksida) di bawah kondisi alkali. Hydroxyethyl cellulose adalah rantai polisakarida linier yang terdiri dari unit glukosa selulosa dalam struktur kimia, dan beberapa atau semua gugus hidroksil pada unit glukosa digantikan oleh gugus hidroksietil untuk membentuk hidroksietil selulosa.
Bahan dan struktur kimia
Struktur molekul selulosa hidroksietil terutama mencakup bagian -bagian berikut:
Backbone selulosa: Selulosa adalah polisakarida alami, komponen utamanya adalah rantai linier unit glukosa yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4-glikosida. Struktur selulosa ini memberikan kristalinitas tinggi dan kekuatan fisik.
Substituen hidroksietil: Dalam unit glukosa tulang punggung selulosa, ada tiga gugus hidroksil (–OH), yang terletak di posisi C2, C3 dan C6 masing -masing. Hydroxyethyl cellulose diproduksi dengan memperkenalkan gugus hidroksietil (–CH2CH2OH) pada gugus hidroksil melalui reaksi etherifikasi antara gugus hidroksil ini dan etilena oksida. Pengenalan substituen ini mengurangi kristalinitas selulosa, meningkatkan kelarutan airnya, dan membuatnya menunjukkan penebalan yang baik dan viskoelastisitas dalam larutan berair.
Berat molekul dan tingkat substitusi: berat molekul dan tingkat substitusi (yaitu, jumlah gugus hidroksil yang diganti pada setiap unit glukosa) hidroksietil selulosa adalah dua faktor penting yang mempengaruhi sifatnya. Secara umum, selulosa hidroksietil dengan berat molekul yang lebih tinggi memiliki viskositas dan kemampuan penebalan yang lebih baik, sementara tingkat substitusi yang lebih tinggi meningkatkan kelarutan dan stabilitas airnya.
Sifat fisikokimia hidroksietil selulosa
Karena strukturnya yang unik, hidroksietil selulosa menunjukkan serangkaian sifat fisikokimia yang sangat baik:
Kelarutan air: Hydroxyethyl cellulose mudah larut dalam air dingin dan panas untuk membentuk larutan koloid yang jernih atau sedikit keruh. Proses pembubarannya tidak dipengaruhi secara signifikan oleh nilai pH dan tetap stabil pada rentang pH yang luas (biasanya antara 2 dan 12).
Penebalan: hidroksietil selulosa memiliki efek penebalan yang baik dalam larutan air, dan kemampuan penebalannya dipengaruhi oleh berat molekul, tingkat substitusi dan konsentrasi larutan. Dengan meningkatnya konsentrasi, viskositas larutan meningkat secara eksponensial, sehingga banyak digunakan di bidang industri yang membutuhkan pengental.
Aktivitas Permukaan: Karena molekul hidroksietil selulosa mengandung gugus hidrofilik dan kerangka hidrofobik, ia dapat mengurangi tegangan permukaan air dalam larutan dan menunjukkan aktivitas permukaan tertentu. Properti ini membuatnya digunakan dalam pelapis, tinta dan bidang lainnya, dan dapat meningkatkan fluiditas dan sifat pelapisan produk.
Stabilitas: Hydroxyethyl cellulose memiliki stabilitas yang baik dalam larutan air, dapat menahan pengaruh oksidan umum dan cahaya, dan relatif stabil di bawah kondisi asam dan alkali. Ini tidak akan terdegradasi oleh sebagian besar mikroorganisme dalam larutan berair, sehingga tidak mudah untuk memburuk selama penyimpanan.
Biokompatibilitas dan keamanan: Hydroxyethyl cellulose banyak digunakan dalam makanan, kosmetik dan obat -obatan karena berasal dari selulosa alami dan masih mempertahankan biokompatibilitas yang baik dan toksisitas rendah setelah modifikasi kimia. Misalnya, ini digunakan sebagai pengental dan penstabil dalam makanan, sebagai penstabil humektan dan pengemulsi dalam kosmetik, dan sebagai matriks pelepasan pengikat dan terkontrol untuk tablet dalam persiapan farmasi.
Persiapan dan aplikasi
Persiapan hidroksietil selulosa biasanya dibagi menjadi tiga langkah: alkalisasi selulosa, reaksi eterifikasi, pemurnian dan pengeringan. Pertama, selulosa diobati dalam kondisi alkali untuk mengaktifkan gugus hidroksil selulosa, dan kemudian bereaksi dengan etilena oksida untuk menghasilkan selulosa hidroksietil. Akhirnya, produk akhir diperoleh melalui langkah -langkah seperti netralisasi, pemurnian dan pengeringan.
Hydroxyethyl cellulose banyak digunakan dalam bahan bangunan (seperti mortar semen dan pelapis), bahan kimia harian (seperti deterjen dan kosmetik), obat -obatan (seperti sistem pelepasan obat yang dikendalikan) dan industri makanan (seperti pengental dan penstabil).
Hydroxyethyl cellulose banyak digunakan di berbagai bidang karena sifat fisik dan kimianya yang sangat baik dan fleksibilitas. Keunikan struktur dan komposisinya memungkinkannya untuk memainkan peran penting dalam penebalan, emulsifikasi, suspensi, pembentukan film dan stabilisasi, dan merupakan bahan kimia penting yang tak tergantikan.
Waktu posting: Feb-17-2025