کاربرد اتر سلولز در صنایع مختلف؟ سلولز اتر چیست؟

اتر سلولز (CE) یک کلاس از مشتقات به دست آمده توسط اصلاح کننده سلولز شیمیایی است. سلولز مؤلفه اصلی دیواره های سلولی گیاهی است و اترهای سلولز مجموعه ای از پلیمرهای تولید شده توسط اتریکاسیون برخی از گروههای هیدروکسیل (-OH) در سلولز است. آنها به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها از جمله مصالح ساختمانی ، دارو ، مواد غذایی ، مواد آرایشی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند و به دلیل خاصیت فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد و تطبیق پذیری آنها به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

1. طبقه بندی اترهای سلولز
اترهای سلولز را می توان با توجه به انواع جایگزین های ساختار شیمیایی به انواع مختلفی تقسیم کرد. متداول ترین طبقه بندی بر اساس تفاوت در جایگزین ها است. اترهای سلولی مشترک به شرح زیر است:

متیل سلولز (MC)
متیل سلولز با جایگزینی قسمت هیدروکسیل مولکول سلولز با متیل (-CH₃) تولید می شود. این خاصیت ضخیم ، ساخت فیلم و پیوند خوبی دارد و معمولاً در مصالح ساختمانی ، پوشش ها ، داروهای دارویی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز یک اتر سلولز متداول است که به دلیل حلالیت بهتر آب و ثبات شیمیایی به طور گسترده در مصالح ساختمانی ، دارو ، مواد شیمیایی روزانه و مزارع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. HPMC یک اتر سلولز غیر یونی با خواص احتباس آب ، ضخیم شدن و ثبات است.

کربوکسی متیل سلولز (CMC)
کربوکسی متیل سلولز یک اتر سلولز آنیونی است که با معرفی گروه های کربوکسی متیل (ch₂cooh) به مولکول های سلولز تولید می شود. CMC از حلالیت آب بسیار خوبی برخوردار است و اغلب به عنوان ضخیم کننده ، تثبیت کننده و ماده تعلیق استفاده می شود. این نقش مهمی در غذا ، دارو و لوازم آرایشی دارد.

اتیل سلولز (EC)
اتیل سلولز با جایگزینی گروه هیدروکسیل در سلولز با اتیل (–Ch₂ch₃) بدست می آید. این بیماری آبگریز خوبی دارد و اغلب به عنوان ماده پوشش فیلم و مواد آزاد شده کنترل شده در صنعت داروسازی مورد استفاده قرار می گیرد.

2. خواص فیزیکی و شیمیایی اترهای سلولز
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اترهای سلولز از نزدیک با عواملی مانند نوع اتر سلولز ، نوع جایگزین و درجه تعویض ارتباط دارد. خصوصیات اصلی آن شامل موارد زیر است:

حلالیت آب و حلالیت
بیشتر اترهای سلولز دارای حلالیت آب خوبی هستند و می توانند در آب سرد یا گرم حل شوند تا یک محلول شفاف کلوئیدی تشکیل شود. به عنوان مثال ، HPMC ، CMC و غیره را می توان به سرعت در آب حل کرد تا یک محلول با ویسکوزیته بالا ایجاد شود ، که به طور گسترده در سناریوهای کاربردی با نیازهای عملکردی مانند ضخیم شدن ، تعلیق و شکل گیری فیلم مورد استفاده قرار می گیرد.

ضخیم شدن و خاصیت فیلم
اترهای سلولز دارای خاصیت ضخیم کننده عالی هستند و می توانند به طور موثری ویسکوزیته محلول های آبی را افزایش دهند. به عنوان مثال ، اضافه کردن HPMC به مصالح ساختمانی می تواند انعطاف پذیری و کارآیی ملات را بهبود بخشد و خواص ضد افزایش را تقویت کند. در عین حال ، اترهای سلولز دارای خواص فیلم خوبی هستند و می توانند یک فیلم محافظ یکنواخت را روی سطح اشیاء تشکیل دهند ، بنابراین آنها به طور گسترده ای در پوشش ها و پوشش های مواد مخدر استفاده می شوند.

حفظ آب و ثبات
اترهای سلولز همچنین از ظرفیت احتباس آب خوبی برخوردار هستند ، به خصوص در زمینه مصالح ساختمانی. اترهای سلولز اغلب برای بهبود آب ملات سیمان ، کاهش بروز ترک های کوچک شدن ملات و افزایش عمر ملات استفاده می شود. در زمینه غذا ، از CMC به عنوان یک فرومایه برای تأخیر در خشک شدن مواد غذایی استفاده می شود.

ثبات شیمیایی
اترهای سلولز پایداری شیمیایی خوبی را در محلول های اسید ، قلیایی و الکترولیت نشان می دهند و می توانند ساختار و عملکرد خود را در انواع محیط های شیمیایی پیچیده حفظ کنند. این امر به آنها اجازه می دهد تا در صنایع مختلفی بدون دخالت سایر مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند.

3 فرآیند تولید اتر سلولز
تولید اتر سلولز عمدتاً با واکنش اتریکاسیون سلولز طبیعی تهیه می شود. مراحل اصلی فرآیند شامل درمان قلیایی شدن سلولز ، واکنش اتریشن ، تصفیه و غیره است.

درمان قلیایی
اول ، سلولز طبیعی (مانند پنبه ، چوب و غیره) برای تبدیل قسمت هیدروکسیل در سلولز به نمک های الکل بسیار فعال قلیایی می شود.

واکنش اتر
سلولز پس از قلیایی شدن با یک ماده اتریک کننده (مانند متیل کلرید ، پروپیلن اکسید و غیره) واکنش نشان می دهد تا اتر سلولز تولید شود. بسته به شرایط واکنش ، می توان انواع مختلفی از اترهای سلولز را بدست آورد.

تصفیه و خشک کردن
اتر سلولز تولید شده توسط واکنش برای به دست آوردن یک پودر یا محصول دانه ای خالص ، شسته و خشک می شود. خلوص و خصوصیات فیزیکی محصول نهایی را می توان با فناوری پردازش بعدی کنترل کرد.

4. زمینه های کاربردی اتر سلولز
با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد اترهای سلولز ، در بسیاری از صنایع به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. قسمتهای اصلی برنامه به شرح زیر است:

مصالح ساختمانی
در زمینه مصالح ساختمانی ، اترهای سلولز عمدتاً به عنوان ضخیم کننده و مواد نگهدارنده آب برای ملات سیمان و محصولات مبتنی بر گچ استفاده می شود. اترهای سلولز مانند HPMC و MC می توانند عملکرد ساخت و ساز ملات را بهبود بخشند ، از بین بروند و در نتیجه چسبندگی و مقاومت در برابر ترک را تقویت کنند.

دارو
در صنعت داروسازی ، اترهای سلولز به طور گسترده ای به عنوان مواد پوشش دهنده داروها ، چسب برای قرص ها و مواد کنترل شده مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، HPMC اغلب برای تهیه پوشش های فیلم مواد مخدر استفاده می شود و اثر کنترل خوبی دارد.

غذا
CMC اغلب به عنوان ضخیم کننده ، امولسیفایر و تثبیت کننده در صنایع غذایی استفاده می شود. این ماده به طور گسترده ای در نوشیدنی ها ، لبنیات و کالاهای پخته شده مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند طعم و خواص مرطوب کننده مواد غذایی را بهبود بخشد.

مواد شیمیایی و مواد شیمیایی روزانه
اترهای سلولز به عنوان ضخیم کننده و امولسیفایر و تثبیت کننده در مواد شیمیایی و مواد شیمیایی روزانه استفاده می شود که می تواند قوام و بافت خوبی را فراهم کند. به عنوان مثال ، HPMC اغلب در محصولاتی مانند خمیر دندان و شامپو استفاده می شود تا احساس چسبناک و اثر تعلیق پایدار به آنها بدهد.

پوشش
در صنعت پوشش ها ، اترهای سلولز به عنوان ضخیم کننده ، سازنده فیلم و عوامل تعلیق مورد استفاده قرار می گیرند که می تواند عملکرد ساخت و ساز پوشش ها را تقویت کند ، سطح بندی را بهبود بخشد و کیفیت فیلم رنگ خوبی را ارائه دهد.

5. توسعه آینده اترهای سلولز
با افزایش تقاضا برای حفاظت از محیط زیست ، اتر سلولز ، به عنوان مشتق از منابع تجدید پذیر طبیعی ، چشم انداز توسعه گسترده ای دارد. تجزیه و تحلیل پذیری ، تجدیدپذیری و تطبیق پذیری آن باعث می شود که در آینده در زمینه مواد سبز ، مواد قابل تخریب و مواد هوشمند مورد استفاده گسترده تر شود. علاوه بر این ، اتر سلولز همچنین پتانسیل تحقیق و توسعه بیشتری را در زمینه های با ارزش افزوده بالا مانند مهندسی زیست پزشکی و مواد پیشرفته دارد.

به عنوان یک محصول مهم شیمیایی ، سلولز اتر دارای طیف گسترده ای از ارزش کاربرد است. با ضخیم شدن عالی ، احتباس آب ، تشکیل فیلم و ثبات شیمیایی خوب ، در بسیاری از مزارع مانند ساخت و ساز ، دارو و غذا نقش غیر قابل تعویض دارد. در آینده ، با پیشرفت مداوم فناوری و ارتقاء مفاهیم حفاظت از محیط زیست ، چشم انداز کاربردی اتر سلولز گسترده تر خواهد بود و سهم بیشتری در ارتقاء توسعه پایدار صنایع مختلف خواهد داشت.