ما هي مكونات السليلوز هيدروكسي إيثيل؟

هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC) هي بوليمر غير قابل للذوبان في الماء غير الأيوني ينتمي إلى فئة الأثير السليلوز للمركبات. يتم الحصول عليها عن طريق تفاعل الأثير من السليلوز الطبيعي مع أكسيد الإيثيلين (أكسيد الإيثيلين) في ظل الظروف القلوية. هيدروكسي إيثيل السليلوز هي سلسلة من السكريات الخطية المكونة من وحدات الجلوكوز من السليلوز في التركيب الكيميائي ، ويتم استبدال بعض أو جميع مجموعات الهيدروكسيل على وحدات الجلوكوز بمجموعات هيدروكسي إيثيل لتشكيل السليلوز هيدروكسي إيثيل.

المكونات والهيكل الكيميائي
يتضمن التركيب الجزيئي لهيدروكسي إيثيل السليلوز بشكل رئيسي الأجزاء التالية:

العمود الفقري السليلوز: السليلوز هو عديد السكاريد الطبيعي ، والمكون الرئيسي هو سلسلة خطية من وحدات الجلوكوز متصلة بواسطة β-1،4-glycosidic روابط. هذا الهيكل من السليلوز يمنحه بلورة عالية وقوة بدنية.

بديل هيدروكسي إيثيل: في وحدة الجلوكوز في العمود الفقري السليلوز ، هناك ثلاث مجموعات هيدروكسيل (-OH) ، تقع في مواقع C2 و C3 و C6 على التوالي. يتم إنتاج هيدروكسي إيثيل السليلوز عن طريق إدخال مجموعات هيدروكسي إيثيل (-CH2CH2OH) على مجموعات الهيدروكسيل من خلال تفاعل الأثير بين مجموعات الهيدروكسيل وأكسيد الإيثيلين. إن إدخال هذه البدائل يقلل من بلورة السليلوز ، ويحسن قابلية ذوبان الماء ، ويجعله يظهر سماكة جيدة وزوجة في محلول مائي.

الوزن الجزيئي ودرجة الاستبدال: الوزن الجزيئي ودرجة الاستبدال (أي عدد مجموعات الهيدروكسيل التي تم استبدالها في كل وحدة الجلوكوز) من السليلوز الهيدروكسي إيثيل هما عاملان مهمان يؤثران على خصائصه. بشكل عام ، فإن السليلوز الهيدروكسي إيثيل ذات الوزن الجزيئي الأعلى له لزوجة أفضل وقدرة سماكة ، في حين أن درجة أعلى من الاستبدال تعزز قابلية ذوبان المياه واستقرارها.

الخواص الفيزيائية والكيميائية لهيدروكسي إيثيل السليلوز
نظرًا لهيكله الفريد ، يعرض الهيدروكسي إيثيل السليلوز سلسلة من الخواص الفيزيائية والكيميائية الممتازة:

قابلية ذوبان الماء: السليلوز الهيدروكسي إيثيل يمكن للذوبان بسهولة في الماء البارد والساخن لتشكيل محلول غرواني واضح أو عكر قليلاً. لا تتأثر عملية الذوبان بشكل كبير بقيمة الرقم الهيدروجيني وتظل مستقرة على نطاق درجة الحموضة الواسع (عادة ما بين 2 و 12).

السماكة: له هيدروكسي إيثيل السليلوز له تأثير سماكة جيد في محلول مائي ، وتتأثر قدرته على السمك بالوزن الجزيئي ودرجة الاستبدال وتركيز المحلول. مع زيادة التركيز ، تزداد لزوجة المحلول بشكل كبير ، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في الحقول الصناعية التي تتطلب سمكها.

النشاط السطحي: نظرًا لأن جزيء السليلوز الهيدروكسي إيثيل يحتوي على مجموعات محبة للماء والهيكل العظمي للماء ، فإنه يمكن أن يقلل من توتر الماء في المحلول ويظهر نشاطًا سطحيًا معينًا. هذه الخاصية تجعلها تستخدم في الطلاء والأحبار وغيرها من الحقول ، ويمكن أن تحسن خصائص السيولة والطلاء للمنتج.

الاستقرار: لهدروكسي إيثيل السليلوز له استقرار جيد في محلول مائي ، ويمكن أن يقاوم تأثير الأكسدة العامة والضوء ، وهو مستقر نسبيا في ظل الظروف الحمضية والقلوية. لن يتحلل معظم الكائنات الحية الدقيقة في محلول مائي ، لذلك ليس من السهل التدهور أثناء التخزين.

التوافق الحيوي والسلامة: يستخدم الهيدروكسي إيثيل السليلوز على نطاق واسع في الغذاء ومستحضرات التجميل والطب لأنه مشتق من السليلوز الطبيعي ولا يزال يحافظ على توافق حيوي جيد وسمية منخفضة بعد التعديل الكيميائي. على سبيل المثال ، يتم استخدامه كمثبت ومثبت في الغذاء ، كمثبت مرطب ومستحلب في مستحضرات التجميل ، وكفرق ومصفوفة إطلاق مسيطر عليها للأجهزة اللوحية في المستحضرات الصيدلانية.

التحضير والتطبيق
عادة ما ينقسم إعداد السليلوز الهيدروكسي إيثيل إلى ثلاث خطوات: قلوية السليلوز ، تفاعل الأثير ، التنقية والتجفيف. أولاً ، يتم التعامل مع السليلوز في ظل الظروف القلوية لتنشيط مجموعات الهيدروكسيل من السليلوز ، ثم كان رد فعلها مع أكسيد الإيثيلين لإنتاج السليلوز الهيدروكسي إيثيل. أخيرًا ، يتم الحصول على المنتج النهائي من خلال خطوات مثل التحييد والتنقية والتجفيف.

يستخدم الهيدروكسي إيثيل السليلوز على نطاق واسع في مواد البناء (مثل هاون الأسمنت والطلاء) ، والمواد الكيميائية اليومية (مثل المنظفات ومستحضرات التجميل) ، والطب (مثل أنظمة الإفراج عن المخدرات) وصناعة المواد الغذائية (مثل الثخانة والمثبتات).

يستخدم الهيدروكسي إيثيل السليلوز على نطاق واسع في مختلف الحقول بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة وتنوعه. يمكّنه تفرد بنيته وتكوينه من لعب دور مهم في سماكة الاستكشاف والمستحلب والتعليق وتشكيل الأفلام والتحطيات ، وهي مادة كيميائية مهمة لا يمكن الاستغناء عنها.