دانش شیمیایی تعریف و تفاوت فیبر، سلولز و اتر سلولز

فیبر:

فیبردر زمینه شیمی و علم مواد، به دسته ای از مواد اطلاق می شود که با ساختار طویل و نخ مانند آنها مشخص می شود. این مواد از پلیمرهایی تشکیل شده اند که مولکول های بزرگی هستند که از واحدهای تکرار شونده به نام مونومر تشکیل شده اند. الیاف می توانند طبیعی یا مصنوعی باشند و در صنایع مختلف از جمله نساجی، کامپوزیت ها و زیست پزشکی کاربرد گسترده ای پیدا می کنند.

الیاف طبیعی از گیاهان، حیوانات یا مواد معدنی به دست می آیند. به عنوان مثال می توان به پنبه، پشم، ابریشم و آزبست اشاره کرد. از طرف دیگر الیاف مصنوعی از مواد شیمیایی از طریق فرآیندهایی مانند پلیمریزاسیون ساخته می شوند. نایلون، پلی استر و اکریلیک نمونه های رایج الیاف مصنوعی هستند.

در قلمرو شیمی، اصطلاح "الیاف" معمولاً به جنبه ساختاری ماده اشاره دارد تا ترکیب شیمیایی آن. فیبرها با نسبت تصویر بالایی که دارند مشخص می شوند، به این معنی که بسیار طولانی تر از عرض آنها هستند. این ساختار کشیده ویژگی هایی مانند استحکام، انعطاف پذیری و دوام را به مواد می بخشد و الیاف را در کاربردهای مختلف از لباس گرفته تا تقویت در مواد کامپوزیتی ضروری می کند.

سلولز:

سلولزیک پلی ساکارید است که نوعی کربوهیدرات است که از زنجیره های بلند مولکول های قند تشکیل شده است. این فراوان ترین پلیمر آلی روی زمین است و به عنوان یک جزء ساختاری در دیواره سلولی گیاهان عمل می کند. از نظر شیمیایی، سلولز از واحدهای تکراری گلوکز تشکیل شده است که توسط پیوندهای β-1،4-گلیکوزیدی به هم مرتبط شده اند.

ساختار سلولز بسیار فیبری است، با مولکول‌های سلولز منفرد که خود را در ریز فیبریل‌ها قرار می‌دهند که بیشتر تجمع می‌کنند و ساختارهای بزرگ‌تری مانند الیاف را تشکیل می‌دهند. این الیاف از سلول های گیاهی پشتیبانی ساختاری می کنند و به آنها استحکام و استحکام می بخشند. سلولز علاوه بر نقشی که در گیاهان دارد، جزء اصلی فیبر رژیمی است که در میوه‌ها، سبزیجات و غلات یافت می‌شود. انسان فاقد آنزیم‌های لازم برای تجزیه سلولز است، بنابراین سلولز تا حد زیادی دست نخورده از سیستم گوارش عبور می‌کند و به هضم غذا و ارتقای سلامت روده کمک می‌کند.

سلولز به دلیل فراوانی، تجدید پذیری و خواص مطلوبی مانند زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری و استحکام، کاربردهای صنعتی زیادی دارد. معمولاً در تولید کاغذ، منسوجات، مصالح ساختمانی و سوخت های زیستی استفاده می شود.

اتر سلولز:

اترهای سلولزیگروهی از ترکیبات شیمیایی هستند که از سلولز از طریق اصلاح شیمیایی به دست می آیند. این تغییرات شامل معرفی گروه های عاملی مانند هیدروکسی اتیل، هیدروکسی پروپیل یا کربوکسی متیل بر روی ستون فقرات سلولزی است. اترهای سلولزی حاصل برخی از خواص مشخصه سلولز را حفظ می‌کنند در حالی که ویژگی‌های جدیدی را که توسط گروه‌های عاملی اضافه شده ارائه می‌شوند، نشان می‌دهند.

یکی از تفاوت های کلیدی بین سلولز و اترهای سلولزی در خواص حلالیت آنها نهفته است. در حالی که سلولز در آب و اکثر حلال‌های آلی نامحلول است، اترهای سلولز اغلب محلول در آب هستند یا حلالیت بهتری در حلال‌های آلی نشان می‌دهند. این حلالیت، اترهای سلولز را به مواد همه کاره با طیف وسیعی از کاربردها در صنایعی مانند داروسازی، مواد غذایی، آرایشی و بهداشتی و ساخت و ساز تبدیل می کند.

نمونه های رایج اترهای سلولز شامل متیل سلولز (MC)، هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC) و کربوکسی متیل سلولز (CMC) است. این ترکیبات به عنوان غلیظ کننده، چسبنده، تثبیت کننده و عوامل تشکیل دهنده فیلم در فرمولاسیون های مختلف استفاده می شوند. به عنوان مثال، CMC به طور گسترده در محصولات غذایی به عنوان یک عامل غلیظ کننده و امولسیفایر استفاده می شود، در حالی که HPC در فرمولاسیون های دارویی برای آزادسازی کنترل شده دارو استفاده می شود.

الیاف به موادی اطلاق می شود که ساختار نخ مانندی دارند، سلولز یک پلیمر طبیعی است که در دیواره سلولی گیاهان یافت می شود و اترهای سلولز مشتقات تغییر یافته شیمیایی سلولز با کاربردهای صنعتی متنوع هستند. در حالی که سلولز چارچوب ساختاری گیاهان را فراهم می کند و به عنوان منبع فیبر غذایی عمل می کند، اترهای سلولز حلالیت بیشتری را ارائه می دهند و به دلیل خواص منحصر به فردشان در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.