Propriétés physiques et chimiques de l'hydroxyéthylcellulose
Aspect : Ce produit se présente sous forme de solide fibreux ou poudreux, de couleur blanche à jaune clair, non toxique et insipide.
Point de fusion 288-290 °C (déc.)
Densité 0,75 g/mL à 25 °C (litt.)
Solubilité : Soluble dans l'eau. Insoluble dans les solvants organiques courants. Soluble dans l'eau froide et l'eau chaude, et généralement insoluble dans la plupart des solvants organiques. La viscosité varie légèrement entre pH 2 et 12, puis diminue au-delà. Ce produit possède des propriétés épaississantes, de suspension, de liaison, d'émulsification, de dispersion et de maintien de l'humidité. Il permet de préparer des solutions de viscosités variées. Il présente une excellente solubilité des sels pour les électrolytes.
En tant que tensioactif non ionique, l'hydroxyéthylcellulose possède les propriétés suivantes, en plus de ses propriétés épaississantes, de suspension, de liaison, de flottaison, de formation de film, de dispersion, de rétention d'eau et de formation de colloïdes protecteurs :
1. L'HEC est soluble dans l'eau chaude ou froide, à haute température ou en ébullition sans précipitation, ce qui lui confère une large gamme de caractéristiques de solubilité et de viscosité, et une gélification non thermique ;
2. Il est non ionique et peut coexister avec une large gamme d'autres polymères hydrosolubles, tensioactifs et sels. C'est un excellent épaississant colloïdal pour les solutions électrolytiques à haute concentration ;
3. Sa capacité de rétention d'eau est deux fois supérieure à celle de la méthylcellulose, et sa régulation du flux est meilleure.
4. Comparée à la méthylcellulose et à l'hydroxypropylméthylcellulose reconnues, la capacité de dispersion de l'HEC est la pire, mais sa capacité colloïdale protectrice est la plus forte.
Exigences techniques et normes de qualité pour l'hydroxyéthylcellulose
Caractéristiques : Indice de substitution molaire (MS) 2,0-2,5 ; Humidité (%) ≤ 5 ; Insoluble dans l’eau (%) ≤ 0,5 ; pH 6,0-8,5 ; Métaux lourds (µg/g) ≤ 20 ; Cendres (%) ≤ 5 ; Viscosité (MPa·s) solution aqueuse à 2 % à 20 °C : 5-60 000 ; Plomb (%) ≤ 0,001
Utilisations de l'hydroxyéthylcellulose
【Utilisation 1】Utilisé comme tensioactif, épaississant pour latex, agent protecteur colloïdal, fluide de fracturation pour l'exploration pétrolière, dispersant pour polystyrène et polychlorure de vinyle, etc.
[Utilisation 2] Utilisé comme épaississant et réducteur de pertes de fluide pour les fluides de forage et de complétion à base d'eau, il présente un effet épaississant notable dans les fluides de forage à base de saumure. Il peut également servir de réducteur de pertes de fluide pour le cimentage des puits de pétrole. Il peut être réticulé avec des ions métalliques polyvalents pour former un gel.
[Utilisation 3] Ce produit est utilisé comme dispersant polymère pour les fluides de fracturation gélifiés à base d'eau, le polystyrène et le polychlorure de vinyle dans l'exploitation minière par fracturation. Il peut également servir d'épaississant pour émulsions dans l'industrie des peintures, d'hygrostat dans l'industrie électronique, d'anticoagulant pour ciment et d'agent de rétention d'humidité dans le secteur de la construction. Il est utilisé comme liant pour le glaçage dans l'industrie céramique et pour les dentifrices. Il est également largement utilisé dans l'imprimerie et la teinture, le textile, la papeterie, la pharmacie, l'hygiène, l'agroalimentaire, la fabrication de cigarettes, de pesticides et comme agent extincteur.
[Utilisation 4] Utilisé comme tensioactif, agent protecteur colloïdal et stabilisant d'émulsification pour le chlorure de vinyle, l'acétate de vinyle et d'autres émulsions, ainsi que comme agent viscosifiant, dispersant et stabilisant de dispersion pour le latex. Largement utilisé dans les revêtements, les fibres, la teinture, la fabrication du papier, les cosmétiques, les médicaments, les pesticides, etc. Il trouve également de nombreuses applications dans l'exploration pétrolière et l'industrie mécanique.
【Utilisation 5】L'hydroxyéthylcellulose possède des fonctions d'activité de surface, d'épaississement, de suspension, de liaison, d'émulsification, de formation de film, de dispersion, de rétention d'eau et de protection dans les préparations pharmaceutiques solides et liquides.
Applications de l'hydroxyéthylcellulose
Utilisé dans les revêtements architecturaux, les cosmétiques, les dentifrices, les tensioactifs, les épaississants de latex, les agents protecteurs colloïdaux, les fluides de fracturation pétrolière, les dispersants de polystyrène et de polychlorure de vinyle, etc.
Fiche de données de sécurité (FDS) de l'hydroxyéthylcellulose
1. Ce produit présente un risque d'explosion de poussières. Lors de la manipulation de grandes quantités ou en vrac, veillez à éviter le dépôt et la suspension de poussières dans l'air et tenez-le éloigné de toute source de chaleur, d'étincelles, de flammes et d'électricité statique. 2. Évitez tout contact de la poudre de méthylcellulose avec les yeux et portez un masque filtrant et des lunettes de sécurité pendant l'utilisation. 3. Ce produit est très glissant lorsqu'il est mouillé ; en cas de déversement de poudre de méthylcellulose, nettoyez immédiatement et appliquez un traitement antidérapant.
Caractéristiques de stockage et de transport de l'hydroxyéthylcellulose
Conditionnement : sacs à double couche, sac extérieur en papier composite, sac intérieur en film polyéthylène, poids net 20 kg ou 25 kg par sac.
Stockage et transport : Conserver dans un endroit aéré et sec à l’intérieur, et veiller à l’humidité. Protéger de la pluie et du soleil pendant le transport.
Méthode de préparation de l'hydroxyéthylcellulose
Méthode 1 : Faire tremper des linters de coton brut ou de la pâte raffinée dans une solution de soude caustique à 30 %, les retirer après une demi-heure et les presser. Presser jusqu’à obtenir un rapport soude/eau de 1:2,8, puis transférer le mélange dans un broyeur. Introduire les fibres alcalines broyées dans une cuve de réaction. Fermer hermétiquement et mettre sous vide, puis remplir d’azote. Après avoir remplacé l’air de la cuve par de l’azote, presser le mélange dans de l’oxyde d’éthylène liquide prérefroidi. Laisser réagir à 25 °C pendant 2 h pour obtenir de l’hydroxyéthylcellulose brute. Laver le produit brut à l’alcool et ajuster le pH entre 4 et 6 avec de l’acide acétique. Ajouter du glyoxal pour la réticulation et le vieillissement, laver rapidement à l’eau, puis centrifuger, sécher et broyer pour obtenir de l’hydroxyéthylcellulose à faible teneur en sel.
Méthode 2 : La cellulose alcaline est un polymère naturel. Chaque cycle de base de la fibre contient trois groupes hydroxyle ; le groupe hydroxyle le plus réactif réagit pour former de l’hydroxyéthylcellulose. Faire tremper des linters de coton brut ou de la pâte raffinée dans une solution de soude caustique liquide à 30 %, puis les égoutter et les presser après une demi-heure. Presser jusqu’à obtenir un rapport eau/soude alcaline de 1:2,8, puis broyer. Introduire la cellulose alcaline pulvérisée dans le réacteur, le sceller, le mettre sous vide, le remplir d’azote et répéter l’opération jusqu’à ce que l’air soit complètement éliminé. Presser le tout dans de l’oxyde d’éthylène liquide préalablement refroidi, introduire de l’eau de refroidissement dans la double enveloppe du réacteur et maintenir la réaction à environ 25 °C pendant 2 heures pour obtenir de l’hydroxyéthylcellulose brute. Le produit brut est lavé à l’alcool, neutralisé à un pH de 4 à 6 par ajout d’acide acétique, puis réticulé avec du glyoxal pour maturation. On la lave ensuite à l'eau, on la déshydrate par centrifugation, on la sèche et on la pulvérise pour obtenir de l'hydroxyéthylcellulose. Consommation de matières premières (kg/t) : linters de coton ou pâte à faible teneur en fibres : 730-780 ; soude caustique liquide (30 %) : 2400 ; oxyde d'éthylène : 900 ; alcool (95 %) : 4500 ; acide acétique : 240 ; glyoxal (40 %) : 100-300.
L'hydroxyéthylcellulose est une poudre blanche ou jaunâtre, inodore, sans goût et fluide, soluble dans l'eau froide et l'eau chaude, généralement insoluble dans la plupart des solvants organiques.
L'hydroxyéthylcellulose (HEC) est un solide fibreux ou pulvérulent, blanc ou jaune clair, inodore et non toxique, obtenu par éthérification de la cellulose alcaline avec de l'oxyde d'éthylène (ou de la chlorhydrine). Ce sont des éthers de cellulose non ioniques solubles. Grâce à ses excellentes propriétés épaississantes, suspensives, dispersantes, émulsifiantes, liantes, filmogènes, hydrofuges et colloïdales, l'HEC est largement utilisée dans l'exploration pétrolière, les revêtements, la construction, la médecine, l'agroalimentaire, le textile, le papier, la polymérisation des polymères et d'autres domaines. Finesse de tamisage : ≥ 99 % (maille 40) ; température de ramollissement : 135-140 °C ; densité apparente : 0,35-0,61 g/ml ; température de décomposition : 205-210 °C ; combustion lente ; température d'équilibre : 23 °C ; teneur en HEC : 50 % à 6 % d'humidité relative et 29 % à 84 % d'humidité relative.
Comment utiliser l'hydroxyéthylcellulose
ajouté directement au moment de la production
1. Versez de l'eau propre dans un grand seau équipé d'un mélangeur à fort cisaillement.
Hydroxyéthylcellulose
2. Commencez à agiter continuellement à faible vitesse et incorporez lentement et uniformément l'hydroxyéthylcellulose à la solution en la tamisant.
3. Continuez à remuer jusqu'à ce que toutes les particules soient imbibées.
4. Ajouter ensuite l'agent parafoudre, les additifs de base tels que les pigments, les agents de dispersion et l'eau ammoniacale.
5. Remuer jusqu'à ce que toute l'hydroxyéthylcellulose soit complètement dissoute (la viscosité de la solution augmente considérablement) avant d'ajouter les autres composants de la formule, et broyer jusqu'à l'obtention du produit fini.
Doté de liqueur mère
Cette méthode consiste à préparer d'abord une liqueur-mère plus concentrée, puis à l'ajouter à la peinture latex. Son avantage réside dans sa plus grande flexibilité : elle peut être directement incorporée à la peinture finie, à condition d'être correctement conservée. Les étapes sont similaires aux étapes 1 à 4 de la méthode 1, à la différence qu'il n'est pas nécessaire de remuer jusqu'à dissolution complète en une solution visqueuse.
Bouillie pour la phénologie
Les solvants organiques étant de mauvais solvants pour l'hydroxyéthylcellulose, ils peuvent être utilisés pour préparer la suspension. Les solvants organiques les plus couramment utilisés sont des liquides organiques tels que l'éthylène glycol, le propylène glycol et des agents filmogènes (comme l'éthylène glycol ou l'acétate de butyle de diéthylène glycol) présents dans les formulations de peinture. L'eau glacée étant également un mauvais solvant, elle est souvent utilisée avec des liquides organiques pour préparer la suspension. L'hydroxyéthylcellulose ainsi préparée peut être directement ajoutée à la peinture, après avoir été dissoute et gonflée dans la suspension. Une fois ajoutée à la peinture, elle se dissout instantanément et agit comme épaississant. Après ajout, il convient de continuer à remuer jusqu'à dissolution complète et homogénéisation. Généralement, la suspension est préparée en mélangeant six volumes de solvant organique ou d'eau glacée pour un volume d'hydroxyéthylcellulose. Après environ 6 à 30 minutes, l'hydroxyéthylcellulose sera hydrolysée et aura sensiblement gonflé. En été, la température de l'eau est généralement trop élevée, il n'est donc pas conseillé d'en faire du porridge.
Précautions d'emploi de l'hydroxyéthylcellulose
L'hydroxyéthylcellulose traitée en surface se présentant sous forme de poudre ou de solide cellulosique, elle est facile à manipuler et à dissoudre dans l'eau, à condition de respecter les points suivants.
1. Avant et après l'ajout d'hydroxyéthylcellulose, il faut agiter continuellement jusqu'à ce que la solution soit complètement transparente et limpide.
2. Il faut l'introduire lentement par tamisage dans la cuve de mélange. Ne pas ajouter directement une grande quantité d'hydroxyéthylcellulose ou d'hydroxyéthylcellulose agglomérée dans la cuve de mélange. 3. La température et le pH de l'eau ont une incidence directe sur la dissolution de l'hydroxyéthylcellulose ; il convient donc d'y prêter une attention particulière.
4. Ne pas ajouter de substances alcalines au mélange avant que la poudre d'hydroxyéthylcellulose ne soit chauffée dans l'eau. Augmenter le pH après chauffage facilitera sa dissolution.
5. Dans la mesure du possible, ajouter l'agent antifongique le plus tôt possible.
6. Lors de l'utilisation d'hydroxyéthylcellulose à haute viscosité, la concentration de la liqueur-mère ne doit pas dépasser 2,5 à 3 %, sous peine de rendre sa manipulation difficile. L'hydroxyéthylcellulose post-traitée ne forme généralement ni grumeaux ni sphères, et ne forme pas non plus de colloïdes sphériques insolubles après ajout d'eau.
Il est généralement utilisé comme épaississant, agent protecteur, adhésif, stabilisant et additif pour la préparation d'émulsions, de gelées, de pommades, de lotions, de solutions ophtalmiques, de suppositoires et de comprimés. Il sert également de gel hydrophile et de matrice pour la préparation de formulations à libération prolongée de type squelette. Il peut aussi être utilisé comme stabilisant alimentaire.
Date de publication : 2 février 2023