Гидроксиэтилцеллюлоза. Делаем гели.

Всем привет! И снова обзор безвредного химического вещества, которое может быть полезно в хозяйстве. На превью результат реакции, на самом деле это порошок белого или слегка желтоватого цвета, не имеющий запаха. Материалом для получения гидроксиэтилцеллюлозы служит сырье натурального происхождения – хлопок и древесина. Полимер функционирует в растворах на водной основе любой температуры, устойчив к воздействию магния, кальция, органических растворителей. Часто используется как загуститель при изготовлении кремов, гелей, интимных смазок на водной основе.

Дополнительная информация

Вещество успешно используют в косметике для регулирования водного баланса, стабилизации, создания широкого спектра вязкости при выпуске моющих средств, декоративной косметики, лосьонов. Считается безопасным, поэтому одна из сфер использования – лечебная. Благодаря волокнистой и водорастворимой структуре выступает в роли слабительного.

Основные области применения гидроксиэтилцеллюлозы в косметических технологиях:

Бережный уход за кожей – средства с у/ф защитой, детские лосьоны;
Регулярный уход за волосами – шампуни, укрепляющие и питательные маски и гели, кондиционеры;
Зубные пасты и ополаскиватели для полости рта;
Декоративная косметика – пудра, подводки, тушь;
Дезодоранты (роликовые);
Гидроксиэтилцеллюлоза также успешно применяется в нефтедобыче в качестве регулятора водоотдачи и вязкости в буровых растворах.

В русхиме сейчас продаются пакеты по 500г и 1кг, у меня пакетик скромнее. Порошок скорее бежевого цвета, просматриваются гранулы, хоть и довольно мелкие


Для первоначального тестирования использовал 200 грамм воды и разделил 2% порошка на три порции

Добавил 1г( 0.5%) порошка и тщательно размешал. Гранулы начинают разбухать и теряют белый цвет. Обратите внимание на лакмусовую бумажку, вода в кране жестковата(pH около 8), так что щелочь не пришлось добавлять.

Со временем раствор становится прозрачным, видны лишь пузырьки воздуха

Вот такой по вязкости 0.5% раствор. Еще жидковат, но уже отлично скользит и медленно высыхает

Добавим еще 0.5%, доведя концентрацию до 1%. Реакция протекает быстрее, густеет на глазах

Для наглядности набрал немного в шприц и выпустил под давлением, дабы насытить пузырьками воздуха

Только за полчаса нижний слой стал прозрачным

Спустя несколько часов раствор стал прозрачным и заметно гуще, по ощущениям как гель для душа. Вязкость гидроксиэтилцеллюлозы при 1 % в воде должна быть в районе 3400-5000 гц, рН 6-7

Добавил еще 2г(1%) порошка, растворился довольно быстро. Получается, чем насыщеннее раствор, тем оперативнее протекают последующие реакции. Вот отстаиваться пришлось оставить надолго

Получилось густо, очень густо для домашнего применения, т.к. густой гель быстро превращается в «пастилу»

Изготовление антисептика для рук

Еще один плюс гидроксиэтилцеллюлозы в том, что она реагирует с растворами с высоким содержанием спирта, а значит с её помощью можно создавать антисептические гели, что довольно актуально в данный момент, да и наверное будет еще долго.

В сети популярен такой рецепт:

69 % (69 г) спирт этиловый 96%
10% (10 г) алое-вера гель 10:1
1,5% (1,5 г) гидроксиэтилцеллюлоза
11,7% (11,7 г) вода
5% (5 г) глицерин
0,5 % (0,5 г) отдушка «Апельсин» (подойдёт любая)
1.8 % (1.8 г) 10% р-р NaOH
0.5% (0.5 г) 80% молочная кислота

Взял 100мл медицинского спирта и высыпал в него 1г порошка, в стаканчике слева 10мл подкрашенной воды

В спирте гидроксиэтилцеллюлоза что-то не хочет растворяться, так что добавил воды и всё размешал

Через час раствор загустел, но не настолько как 1% водный, раза в два слабее, лакмус был нейтрален

Для ускорения реакции смесь подщелачивают гидроксидом натрия, а потом нейтрализуют молочной кислотой, но у меня ничего этого не было под рукой, так что насыпал щепотку соды, буквально на кончике ножа. Во время размешивания состав начал сгущаться на глазах и через несколько минут достиг нужной консистенции. Нейтрализовывал щепоткой лимонной кислоты, хотя наверное можно было оставить как есть. Прозрачность не потерялась.

По-хорошему еще нужно добавить глицерин, чтобы руки не сушило, ну и всякие отдушки по своему вкусу. Вязкость получилась как у геля для душа или моющего средства, так что высыхает не моментально как обычный спирт и успевает нормально продезинфицировать кожу.
Сначала хотел проверить разницу в скорости испарения с бумаги, но это длится очень долго, так что пройдем проверку огнем. Выдавил одинаковое количество геля и чистого спирта на поверхность и поджег, гель конечно под конец горел не так интенсивно, но пламя продержалось в три с половиной раза дольше

После сгорания остались следы гидроксиэтилцеллюлозы, подкрашенной уранином

Попытка создать гель для избавления от ржавчины

Добавил в предыдущий водный гель 20% трилона

После перемешивания помутнения не видно, только пузырьки воздуха

Так же подкрасил уранином чтобы было проще мониторить остатки состава на поверхности. Просто стукнул крышкой емкости по листку и добавил что осыпалось

Ну вот, состав приобрел зеленоватый оттенок и ярко светится в УФ

Вот ближе промежуточный результат перед отстаиванием

Как мы помним из прошлого обзора, трилон полностью растворяется в воде при концентрации 20% только при нагреве до 80 градусов, так что поставил стакан на часик в грелкудля детских бутылочек, а на ночь просто оставил на окне. На следующий день гель стал более прозрачным, но мелкие пузыри в верхних слоях остались

Гифка для наглядности

После перемешивания добавилось крупных пузырей

Данный гель послужит для растворения ржавчины на деталях, которые нельзя опустить в емкость с раствором.
Первыми на глаза попались вот эти тиски

Довольно большая площадь поверхности, есть наклон, находятся на открытом воздухе, обдуваясь ветром. Условия не очень хорошие, но если будет положительный результат, значит в гараже он будет еще лучше. Нанес 5мл

Спустя 5 минут гель начал растекаться по поверхности и я его немного размазал

Еще через час слой заметно истощился, по краям начал подсыхать, а в середине напоминал пастилу. Облил тиски водой и без фанатизма протер сухой тряпкой

Нельзя сказать, что результата нет совсем, учитывая запущенность случая. Думал если оставить на ночь, обрабатываемая поверхность начнет блестеть, но физика берет своё и времени высыхания не хватает для серьезных изменений.
Нанес гель снова, но в этот раз накрыл поверхность полиэтиленом

К утру состав растекся по всей поверхности, а излишки вытекли через складки пакета

Судя по следам ржавчины, трилона не хватило для нейтрализации всего объема

Результат немного лучше, чем был без обертывания, ведь в этом случае времени на воздействие было больше, просто не хватило реактива. Видимо во время реакции повышается кислотность раствора и он становится жидким как вода

Для наглядности собрал гифку: было / первая обработка / вторая обработка

Итоги

Вещество полезное, с применением справится каждый и дополнительных реактивов нужно минимум, при этом относительно безвредно для организма в разумных количествах, крысам плохело при приеме перорально >5000 мг/кг. Имеет ярко выраженный слабительный эффект и т.к. происхождение растительное, у кого-то может быть аллергия.

Для изготовления гелей и кремов я бы не поднимал концентрацию выше 1%, для антисептика вполне хватит и 0.5%. Выше 2% состав уже больше похож на холодец и плохо впитывается в поверхность, высыхая со временем до консистенции пастилы.
При большом содержании воды можно не подщелачивать, правда при pH близком к нейтральному процесс будет довольно долгим. Ну и еще раз повторюсь, гидроксид натрия(щелочь) позволяет быстро получить равномерное растворение и максимально прозрачный раствор. Вполне хватает поднятия уровня pH до 7-8. После сгущения смесь обычно нейтрализуют молочной кислотой.

Как всегда, приветствуется конструктивная критика в комментариях. Всем добра =)