Keemiateadmised kiu, tselluloosi ja tsellulooseetri määratlusest ja erinevusest

Kiud:

Fiberkeemia ja materjaliteaduse kontekstis viitab materjalide klassile, mida iseloomustab nende pikk, niidilaadne struktuur. Need materjalid koosnevad polümeeridest, mis on suured molekulid, mis koosnevad korduvatest ühikutest, mida nimetatakse monomeerideks. Kiud võivad olla looduslikud või sünteetilised ning neid kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, sealhulgas tekstiilitööstuses, komposiitmaterjalides ja biomeditsiinis.

Looduslikud kiud on saadud taimedest, loomadest või mineraalidest. Näiteks puuvill, vill, siid ja asbest. Teisest küljest toodetakse sünteetilisi kiude keemilistest ainetest selliste protsesside abil nagu polümerisatsioon. Nailon, polüester ja akrüül on sünteetiliste kiudude tavalised näited.

Keemia valdkonnas viitab termin "kiud" tavaliselt materjali struktuurilisele aspektile, mitte selle keemilisele koostisele. Kiudusid iseloomustab nende kõrge kuvasuhe, mis tähendab, et need on palju pikemad kui laiad. See piklik struktuur annab materjalile sellised omadused nagu tugevus, paindlikkus ja vastupidavus, muutes kiud oluliseks mitmesugustes rakendustes alates riietusest kuni komposiitmaterjalide tugevdamiseni.

Tselluloos:

Tsellulooson polüsahhariid, mis on teatud tüüpi süsivesikud, mis koosnevad suhkrumolekulide pikkadest ahelatest. See on kõige levinum orgaaniline polümeer Maal ja toimib taimede rakuseinte struktuurikomponendina. Keemiliselt koosneb tselluloos korduvatest glükoosiühikutest, mis on omavahel seotud β-1,4-glükosiidsidemetega.

Tselluloosi struktuur on väga kiuline, üksikud tselluloosi molekulid joonduvad mikrofibrillideks, mis agregeeruvad, moodustades suuremaid struktuure nagu kiud. Need kiud pakuvad taimerakkudele struktuurset tuge, andes neile jäikuse ja tugevuse. Lisaks oma rollile taimedes on tselluloos ka puuviljades, köögiviljades ja terades leiduvate kiudainete põhikomponent. Inimestel puuduvad tselluloosi lagundamiseks vajalikud ensüümid, mistõttu see läbib seedesüsteemi suures osas puutumata, aidates kaasa seedimisele ja soodustades soolestiku tervist.

Tselluloosil on palju tööstuslikke rakendusi tänu selle rohkusele, taastuvusele ja soovitavatele omadustele, nagu biolagunevus, biosobivus ja tugevus. Seda kasutatakse tavaliselt paberi, tekstiili, ehitusmaterjalide ja biokütuste tootmisel.

Tselluloosi eeter:

Tselluloosi eetridon rühm keemilisi ühendeid, mis on saadud tselluloosist keemilise modifitseerimise teel. Need modifikatsioonid hõlmavad funktsionaalrühmade, nagu hüdroksüetüül-, hüdroksüpropüül- või karboksümetüülrühm, viimist tselluloosi karkassi. Saadud tselluloosi eetrid säilitavad mõned tselluloosile iseloomulikud omadused, avaldades samal ajal lisatud funktsionaalrühmade poolt antud uusi omadusi.

Üks peamisi erinevusi tselluloosi ja tsellulooseetrite vahel seisneb nende lahustuvusomadustes. Kuigi tselluloos on vees ja enamikus orgaanilistes lahustites lahustumatu, on tsellulooseetrid sageli vees lahustuvad või neil on parem lahustuvus orgaanilistes lahustites. See lahustuvus muudab tsellulooseetrid mitmekülgseteks materjalideks, millel on lai valik rakendusi sellistes tööstusharudes nagu farmaatsia-, toiduaine-, kosmeetika- ja ehitustööstus.

Tselluloosi eetrite tavalised näited hõlmavad metüültselluloosi (MC), hüdroksüpropüültselluloosi (HPC) ja karboksümetüültselluloosi (CMC). Neid ühendeid kasutatakse mitmesugustes preparaatides paksendajate, sideainete, stabilisaatorite ja kilet moodustavate ainetena. Näiteks kasutatakse CMC-d laialdaselt toiduainetes paksendava ainena ja emulgaatorina, samas kui HPC-d kasutatakse ravimite kontrollitud vabanemiseks mõeldud ravimvormides.

kiudaine viitab materjalidele, millel on pikk, niiditaoline struktuur, tselluloos on looduslik polümeer, mida leidub taimeraku seintes, ja tsellulooseetrid on tselluloosi keemiliselt modifitseeritud derivaadid, millel on mitmesuguseid tööstuslikke rakendusi. Kui tselluloos on taimede struktuurne raamistik ja kiudainete allikas, siis tselluloosi eetrid pakuvad paremat lahustuvust ja leiavad oma ainulaadsete omaduste tõttu kasutust paljudes tööstusharudes.