Tselluloos eeter (CE) on derivaatide klass, mis on saadud keemiliselt modifitseeriva tselluloosi abil. Tselluloos on taimerakkude seinte põhikomponent ja tselluloosietrid on polümeeride seeria, mis on genereeritud mõne hüdroksüülrühma (–OH) eeterlikul tselluloosis. Neid kasutatakse laialdaselt paljudes valdkondades, näiteks ehitusmaterjalid, ravimid, toit, kosmeetika jne, ning neid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes nende ainulaadsete füüsiliste ja keemiliste omaduste ja mitmekülgsuse tõttu.
1. tselluloosietrite klassifikatsioon
Tselluloosi eetreid saab erinevat tüüpi jagada vastavalt keemilise struktuuri asendajate tüübidele. Kõige tavalisem klassifikatsioon põhineb asendajate erinevusel. Tavalised tselluloosietrid on järgmised:
Metüültselluloos (MC)
Metüültselluloos genereeritakse tselluloosimolekuli hüdroksüülosa asendamisel metüülga (–Ch₃). Sellel on hea paksenemine, kile moodustamine ja sidumisomadused ning seda kasutatakse tavaliselt ehitusmaterjalides, kattekihtides, farmaatsiatoodetes ja toidutööstuses.
Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC)
Hüdroksüpropüülmetüültselluloos on tavaline tselluloosi eeter, mida kasutatakse laialdaselt ehitusmaterjalides, ravimites, igapäevastes kemikaalides ja toiduväljades, kuna see on parem vees lahustuvus ja keemiline stabiilsus. HPMC on mitteioonne tselluloos eeter, millel on veepeetus, paksenemine ja stabiilsus.
Karboksümetüültselluloos (CMC)
Karboksümetüültselluloos on anioonse tselluloosi eeter, mis on genereeritud karboksümetüül (–CH₂COOH) rühmade sisestamise teel tselluloosi molekulidesse. CMC -l on suurepärane vee lahustuvus ja seda kasutatakse sageli paksendaja, stabilisaatori ja suspendeeriva ainena. See mängib olulist rolli toidus, meditsiinis ja kosmeetikatoodetes.
Etüültselluloos (EC)
Etüültselluloos saadakse hüdroksüülrühma asendamisel tselluloosis etüül (–Ch₂ch₃). Sellel on hea hüdrofoobsus ja seda kasutatakse sageli kilekatteagendina ja kontrollitud vabastamismaterjalina farmaatsiatööstuses.
2. tselluloosietrite füüsikalised ja keemilised omadused
Tselluloosietrite füüsikalised ja keemilised omadused on tihedalt seotud selliste teguritega nagu tselluloos eetri tüüp, asendaja tüüp ja asendamise aste. Selle peamised omadused hõlmavad järgmist:
Vee lahustuvus ja lahustuvus
Enamikul tselluloosietritel on hea vee lahustuvus ja neid saab lahutada külma või kuuma veega, moodustades läbipaistva kolloidse lahuse. Näiteks saab HPMC, CMC jne kiiresti vees lahustada, moodustades suure viskoossusega lahenduse, mida kasutatakse laialdaselt rakendusstsenaariumides, millel on funktsionaalsed nõuded nagu paksenemine, vedrustus ja kilede moodustumine.
Paksendamine ja kile moodustavad omadused
Tselluloosietritel on suurepärased paksenemisomadused ja need võivad tõhusalt suurendada vesilahuste viskoossust. Näiteks võib HPMC lisamine ehitusmaterjalidele parandada mördi plastilisust ja töötavat ning suurendada legivaid omadusi. Samal ajal on tselluloosietritel head kile moodustavaid omadusi ja need võivad objektide pinnale moodustada ühtlase kaitsekile, nii et neid kasutatakse laialdaselt katteid ja narkootikumide katteid.
Veepeetus ja stabiilsus
Tselluloosietritel on ka hea veepeetus, eriti ehitusmaterjalide valdkonnas. Tselluloosi eetreid kasutatakse sageli tsemendimördi veepeetuse parandamiseks, mördi kokkutõmbumispragude vähendamiseks ja mördi kasutuselevõtu pikendamiseks. Toiduväljal kasutatakse CMC -d ka niisutajana toidu kuivamise edasilükkamiseks.
Keemiline stabiilsus
Tselluloosiethers on hea keemiline stabiilsus happe-, leelise- ja elektrolüütide lahustes ning need võivad säilitada nende struktuuri ja funktsioneerimist erinevates keerulistes keemilistes keskkondades. See võimaldab neid kasutada erinevates tööstusharudes ilma teiste kemikaalide sekkumiseta.
3. tselluloosi eetri tootmisprotsess
Tselluloosi eetri tootmine valmistatakse peamiselt loodusliku tselluloosi eetrireaktsiooni teel. Protsessi põhilised etapid hõlmavad tselluloosi, eetrireaktsiooni, puhastamise jms aluseliseerimist.
Alusendusravi
Esiteks on looduslik tselluloos (näiteks puuvill, puit jne), et muuta tselluloosi hüdroksüülosa väga aktiivseteks alkoholisooladeks.
Eeterreaktsioon
Tselluloos pärast leeliseerumist reageerib tselluloosi eetri genereerimiseks eeterliku ainega (näiteks metüülkloriid, propüleenoksiid jne). Sõltuvalt reaktsioonitingimustest võib saada erinevat tüüpi tselluloosi eetreid.
Puhastamine ja kuivatamine
Reaktsiooni teel tekkiv tselluloos puhastatakse, pestakse ja kuivatatakse, et saada pulbrit või graanulitoodet. Lõpptoote puhtust ja füüsikalisi omadusi saab juhtida järgneva töötlemistehnoloogia abil.
4. tselluloosi eetri rakendusväljad
Tselluloosietrite ainulaadsete füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu kasutatakse neid paljudes tööstusharudes laialdaselt. Peamised rakendusväljad on järgmised:
Ehitusmaterjalid
Ehitusmaterjalide valdkonnas kasutatakse tselluloosietreid peamiselt tsemendimördi ja kipsipõhiste toodete paksendajana ja veehoidlatena. Tselluloosietrid nagu HPMC ja MC võivad parandada mördi ehituse jõudlust, vähendada veekadu ja suurendada seeläbi adhesiooni ja pragude vastupidavust.
Ravim
Farmaatsiatööstuses kasutatakse tselluloosieetoreid laialdaselt ravimite kattematerjalide, tablettide liimide ja kontrollitud vabastamise materjalidena. Näiteks kasutatakse HPMC-d sageli ravimikilede kattete valmistamiseks ja sellel on hea kontrollitud vabastamise efekt.
Toit
CMC -d kasutatakse sageli toidutööstuses paksendajana, emulgaatorina ja stabilisaatorina. Seda kasutatakse laialdaselt jookides, piimatoodetes ja küpsetistes ning see võib parandada toidu maitset ja niisutavaid omadusi.
Kosmeetika ja igapäevased kemikaalid
Tselluloosietreid kasutatakse paksendajana ja emulgaatoritena ning stabilisaatoritena kosmeetika ja igapäevaste kemikaalidena, mis võivad pakkuda head järjepidevust ja tekstuuri. Näiteks kasutatakse HPMC -d sageli sellistes toodetes nagu hambapasta ja šampoon, et anda neile viskoosne tunne ja stabiilne vedrustusefekt.
Katted
Kattetööstuses kasutatakse tselluloosietreid paksendajana, kilevormide ja suspendeerivate agentidena, mis võivad parandada katteehituse ehitamist, parandada tasandamist ja pakkuda head värvifilmi kvaliteeti.
5. tselluloosietrite edasine areng
Kasvava keskkonnakaitse nõudlusega on tselluloos eeter kui looduslike taastuvate ressursside tuletis laiad arenguväljavaated. Selle biolagunevus, taastuvus ja mitmekülgsus muudavad seda tulevikus roheliste materjalide, lagunevate materjalide ja nutikate materjalide valdkonnas laiemalt kasutamiseks. Lisaks on tselluloosi eetris ka täiendav teadus- ja arenduspotentsiaal kõrge lisandväärtusega valdkondades, näiteks biomeditsiinitehnika ja täiustatud materjalid.
Olulise keemilise tootena on tselluloos eetril lai valik. Oma suurepärase paksenemise, veepeetuse, kilede moodustamise ja hea keemilise stabiilsusega mängib see asendamatut rolli paljudes valdkondades nagu ehitamine, ravim ja toit. Tulevikus on tehnoloogia pideva edenemise ja keskkonnakaitse kontseptsioonide edendamisega tselluloosi eetri rakenduste väljavaated laiemad ja annavad suurema panuse erinevate tööstusharude säästva arengu edendamisse.
Postiaeg: 24. september2024