L'hydroxyéthyl-cellulose ultra-élevée (HEC) est un composé polymère soluble dans l'eau formé par éthérification de la cellulose. En raison de sa viscosité et de sa stabilité remarquables, la HEC est largement utilisée dans de nombreux domaines tels que les cosmétiques, les produits pharmaceutiques, la construction et l'extraction d'huile.
(1), Structure HEC et méthode de préparation
1.1 Structure
HEC est un dérivé d'éther obtenu à partir du traitement chimique de la cellulose naturelle. Son unité structurelle de base est le β-D-glucose, reliée par des liaisons glycosidiques β-1,4. Le groupe hydroxyle (-OH) dans la cellulose est remplacé par l'oxyde d'éthylène (EO) ou un autre agent étherifiante, introduisant ainsi un groupe éthoxy (-ch2ch2oh) pour former l'hydroxyéthyl-cellulose. La viscosité ultra-élevée HEC a un poids moléculaire plus élevé, généralement entre des millions et des dizaines de millions, ce qui lui permet de présenter une viscosité extrêmement élevée dans l'eau.
1.2 Méthode de préparation
La préparation de HEC est principalement divisée en deux étapes: le prétraitement de la cellulose et la réaction d'éthérification.
Le prétraitement de la cellulose: la cellulose naturelle (comme le coton, la pulpe de bois, etc.) est traitée avec de l'alcali pour étirer et dissocier les chaînes moléculaires de cellulose pour des réactions d'éthérification ultérieures.
Réaction d'éthérification: Dans des conditions alcalines, la cellulose prétraitée est réagi avec l'oxyde d'éthylène ou d'autres agents éthérisants pour introduire des groupes d'hydroxyéthyle. Le processus de réaction est affecté par des facteurs tels que la température, le temps et la concentration d'agent éthérifiant, et HEC avec différents degrés de substitution (DS) et l'uniformité de substitution (MS) sont finalement obtenus. La viscosité ultra-élevée HEC nécessite généralement un poids moléculaire élevé et un degré de substitution approprié pour assurer ses caractéristiques de viscosité dans l'eau.
(2) Caractéristiques de HEC
2.1 Solubilité
HEC se dissout dans l'eau froide et chaude, formant une solution visqueuse transparente ou translucide. Le taux de dissolution est affecté par des facteurs tels que le poids moléculaire, le degré de substitution et la température de la solution. La viscosité ultra-élevée HEC a une solubilité relativement faible dans l'eau et nécessite une agitation prolongée pour se dissoudre complètement.
2.2 Viscosité
La viscosité de la viscosité ultra-élevée HEC est sa caractéristique la plus notable. Sa viscosité varie généralement de plusieurs milliers à des dizaines de milliers de millipa · s (MPa · s, selon la concentration, la température et le taux de cisaillement de la solution. La viscosité du HEC dépend non seulement du poids moléculaire, mais est également étroitement liée au degré de substitution dans sa structure moléculaire.
2.3 Stabilité
HEC a une bonne stabilité dans les acides, les alcalis et la plupart des solvants organiques et n'est pas facilement dégradé. De plus, les solutions HEC ont une bonne stabilité de stockage et peuvent maintenir leur viscosité et d'autres propriétés physiques et chimiques pendant longtemps.
2.4 Compatibilité
HEC est compatible avec une large gamme de produits chimiques, y compris les tensioactifs, les sels et autres polymères solubles dans l'eau. Sa bonne compatibilité lui permet de maintenir des performances stables dans des systèmes de formulation complexes.
(3) Application de HEC
3.1 Cosmétiques et produits de soins personnels
Dans les cosmétiques, HEC est largement utilisé comme épaississant, stabilisateur et agent de formation de film. La viscosité ultra-élevée HEC peut offrir une excellente touche et une stabilité durable et est couramment utilisée dans des produits tels que des lotions, des shampooings et des conditionneurs.
3.2 Industrie pharmaceutique
En tant qu'excipient pharmaceutique, HEC est souvent utilisé dans la préparation de comprimés à libération prolongée, de gels et d'autres préparations pharmaceutiques. Sa propriété à forte viscosité peut contrôler le taux de libération du médicament et améliorer la biodisponibilité du médicament.
3.3 Matériaux de construction
Dans l'industrie de la construction, HEC est utilisé comme épaississant et agent de retenue à l'eau pour les matériaux à base de ciment et de gypse. Sa viscosité élevée et sa bonne rétention d'eau aident à améliorer les performances de la construction et à empêcher les matériaux de sécher et de s'affaisser.
3.4 Extraction d'huile
Dans l'industrie du pétrole, HEC est utilisé dans les fluides de forage et les fluides de fracturation comme réducteur d'épaississement et de traînée. La viscosité ultra-élevée HEC peut améliorer la capacité de suspension et la capacité de transport de sable des liquides, améliorant les résultats des opérations de forage et de fracturation.
(4) Perspectives de développement de HEC
Avec l'avancement de la technologie et les changements dans la demande du marché, la portée de l'application de HEC continue de se développer. Les orientations de développement futurs comprennent:
4.1 Développement de HEC à haute performance
En optimisant le processus de production et le rapport de matières premières, HEC avec une viscosité plus élevée, une meilleure solubilité et une meilleure stabilité peuvent être développées pour répondre à des scénarios d'application à plus grande demande.
4.2 Protection de l'environnement et développement durable
Développer des processus de production respectueux de l'environnement et des matières premières, réduire la consommation d'énergie et les émissions de déchets pendant le processus de production et améliorer la durabilité de la HEC.
4.3 Expansion des nouveaux champs d'application
Explorez le potentiel d'application de HEC dans les domaines des nouveaux matériaux, de l'industrie alimentaire et du génie environnemental pour promouvoir son application dans plus d'industries.
La viscosité ultra-élevée HEC est un matériau polymère multifonctionnel avec de larges perspectives d'application. Ses caractéristiques de viscosité uniques et une bonne stabilité chimique en font jouer un rôle important dans diverses industries. Avec l'avancement de la technologie et l'expansion des domaines d'application, les perspectives du marché de HEC seront plus larges.
Heure du poste: 17 février-2025