9004-62-0/羥乙基纖維素的多種應(yīng)用

背景及概述^[1][2][3]

羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulose，HEC)是世界范圍內(nèi)僅次于羧甲基纖維素(CMC)和羥丙基甲基纖維素(HPMC)的產(chǎn)量第三大、發(fā)展迅速的一種重要纖維素醚，也是未來數(shù)年內(nèi)國內(nèi)市場有待發(fā)展的纖維素醚品種。羥乙基纖維素是由棉、木經(jīng)堿化、環(huán)氧乙烷醚化等過程制成的非離子型纖維素單一醚。由于具有不與正、負離子作用、相容性好的非離子型特征，羥乙基纖維素可作為包覆劑，粘結(jié)劑、水泥和石膏助劑、增稠劑、懸浮劑、藥用輔料、防霧劑、油井壓裂液、鉆井處理劑、纖維和紙張上漿劑、潤濕溶液、分散劑、膜助劑、油墨助劑、防腐劑和防垢劑、化妝品、牙膏、鑄膜劑、熱記錄紙、潤滑劑、密封劑、凝膠劑、防水劑、殺菌劑、細菌培養(yǎng)介質(zhì)等，廣泛應(yīng)用在涂料、石油、建筑、日用化工、高分子聚合及紡織工業(yè)等領(lǐng)域 。

應(yīng)用^[1]

由于羥乙基纖維素具有上述性能，因此被廣泛應(yīng)用于涂料、石油、建筑、食品、醫(yī)藥、日用化工、高分子聚合及紡織工業(yè)等領(lǐng)域。目前國外比較知名的品牌有美國亞什蘭(Aqualon)公司的Natrosol 250和DOW Union Ca~ide公司的Cellusize QP，以及日本信越(原德國科萊恩)的Tylose H，國內(nèi)品牌有無錫三友化工公司的“鐵明牌”。

1. 羥乙基纖維素在建材領(lǐng)域的應(yīng)用

涂料是羥乙基纖維素最大的應(yīng)用領(lǐng)域。羥乙基纖維素在乳膠涂料生產(chǎn)過程中作為分散劑、增稠劑和顏料助懸劑，使產(chǎn)品黏度穩(wěn)定，減少結(jié)塊，漆膜光滑平整，還可使乳膠涂料具有較好的流變性，經(jīng)受較高的剪切強度，并能提供良好的流平性，耐刮痕性和顏料均勻性。同時，羥乙基纖維素有極好的施工性，用羥乙基纖維素增稠的油漆可用刷涂、滾涂、填嵌、噴涂等施工方法，具有省力、不易滴落及流掛、飛濺少等優(yōu)點。羥乙基纖維素有極好的展色性，對大多數(shù)著色劑及連絡(luò)料具有極好的混溶性，使配制的乳膠漆有極好的顏色一致性及穩(wěn)定性 。在2012年底廣州舉行的中國國際涂料展上，亞什蘭推出了具有突破性涂料增稠技術(shù)的全新Natrosol Performax 羥乙基纖維素，使羥乙基纖維素顆粒在涂料低速剪切的條件下也能快速徹底地分散開。

2.羥乙基纖維素在石油工業(yè)中的應(yīng)用

羥乙基纖維素在油田處理過程中主要用作增稠穩(wěn)定劑，它具有增稠效果好、懸砂能力強而穩(wěn)定、耐熱、容鹽量高、管道阻力小、液體流失少、破膠快、殘渣低等特點，是一種較好的油田化學品，國外在60年代就廣泛用于鉆井、完井、固井等采油作業(yè)。羥乙基纖維素在油田應(yīng)用中還被用作降濾失劑。

3.羥乙基纖維素在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

羥乙基纖維素 在食品、醫(yī)藥領(lǐng)域主要用作增稠劑、膠體保護劑、黏合劑、分散劑、穩(wěn)定劑、助懸劑、成膜劑以及緩釋材料，可應(yīng)用于局部用藥的乳劑、軟膏、滴眼劑以及口服液、固體片劑、膠囊等多種劑型。另外羥乙基纖維素還可以用于止血紗布。羥乙基纖維素可溶性止血紗布是一種較為理想的止血材料。

4. 羥乙基纖維素在日化領(lǐng)域的應(yīng)用

由于非離子型羥乙基纖維素比離子型CMC在成膜、抗酶、保濕、pH穩(wěn)定性等方面性能優(yōu)越，因此在日用化學品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍正在不斷擴大，在洗滌劑、液體肥皂、護發(fā)香波、發(fā)乳、營養(yǎng)性乳液以及脂、霜、露、膏等產(chǎn)品中已被普遍使用。CMC對高濃度離子比較敏感，會降低CMC黏合性能，在高品質(zhì)、特殊功效牙膏中受到了限制。羥乙基纖維素作為黏合劑，增強了黏合劑抗高濃度離子的性能，使膏體的儲存穩(wěn)定性大大提高，延長了牙膏的存放時間。

5.羥乙基纖維素在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

除了上述主要應(yīng)用領(lǐng)域外，羥乙基纖維素還應(yīng)用于國民生計的很多領(lǐng)域中。如在紡織領(lǐng)域中，羥乙基纖維素處理的棉、合成纖維或混紡物可提高它們的耐磨性、染色性、耐火性和抗污性等性能，以及改善它們的體穩(wěn)性(收縮性)和耐穿性，特別對合成纖維，可使它們具有透氣性和減少靜電。在印染漿中有增稠作用并可作為染料的載體，使染料良好分散，提供優(yōu)越的滲透性以及圖案、顏色的正確性、穩(wěn)定性。另外在造紙領(lǐng)域中，羥乙基纖維素可以作為施膠劑、增強劑和紙質(zhì)改性劑。

制備 ^[2]

羥乙基纖維素的生產(chǎn)方法有氣相法和液相分離法二種生產(chǎn)工藝。

① 氣相法：氣相法是在反應(yīng)過程中不添加添加劑或稀釋劑，堿纖維和環(huán)氧乙烷在氣相中反應(yīng)。其工藝框圖如下：

工藝說明：將棉纖維在l8.5％ 的NaOH液中授潰、活化，然后壓榨、粉碎，置于反應(yīng)器中，將反應(yīng)器抽成真空，充氨2次，加人環(huán)氧乙烷，在27～32℃ 下反應(yīng)3-3.5h，得產(chǎn)品。

② 液相法

液相法是在稀釋劑存在下進行醚化反應(yīng)。其工藝框圖如下：

工藝說明：棉短絨經(jīng)活化、壓榨后，在稀釋劑存在下，與環(huán)氧乙烷在20-60℃下反應(yīng)1-3h，獲得成品。常用的稀釋劑有丙酮、異丙醇、叔丁醇或它們的混臺物。產(chǎn)品在稀釋劑中保持不溶。這兩種生產(chǎn)工藝都需預先制備堿纖維素，即將纖維素于2o℃左右浸漬于18％ 左右的NaOH液中進行脫脂，醚化反應(yīng)后，都經(jīng)過中和、洗滌、干燥、粉碎，獲得最終產(chǎn)品。

主要參考資料

[1] 羥乙基纖維素的性能、應(yīng)用與市場現(xiàn)狀

[2] 羥乙基纖維素的生產(chǎn)及應(yīng)用前景

[3] 羥乙基纖維素的開發(fā)前景