اترهای سلولز از چه ساخته شده اند

اترهای سلولز یک کلاس جذاب از ترکیبات حاصل از سلولز ، یکی از فراوان ترین پلیمرهای طبیعی روی زمین است. این مواد همه کاره به دلیل خاصیت و ویژگی های منحصر به فرد خود ، در صنایع مختلف از جمله داروهای دارویی ، مواد غذایی ، لوازم آرایشی ، ساخت و نساجی کاربردهای خود را پیدا می کنند.

1. ساختار و خواص سلولز:

سلولز یک پلی ساکارید است که از زنجیره های طولانی واحدهای گلوکز تشکیل شده توسط پیوندهای گلیکوزیدی β (4 1 1) که به هم وصل می شوند. واحدهای گلوکز تکراری ، ساختار خطی و سفت و سخت سلولز را به سلولز ارائه می دهند. این ترتیب ساختاری منجر به پیوند شدید هیدروژن بین زنجیره های مجاور می شود و به خصوصیات مکانیکی عالی سلولز کمک می کند.

گروه های هیدروکسیل (-OH) موجود در زنجیره سلولز آن را بسیار آبگریز می کنند و به آن اجازه می دهند مقادیر زیادی آب را جذب و حفظ کند. با این حال ، سلولز به دلیل داشتن شبکه پیوند هیدروژن بین مولکولی قوی آن ، حلالیت ضعیفی در بیشتر حلال های آلی دارد.

2. مقدمه ای بر روی اترهای سلولز:

اترهای سلولز مشتقات سلولز هستند که در آن برخی از گروه های هیدروکسیل با گروه های اتر (-or) جایگزین می شوند ، جایی که R نمایانگر جایگزین های مختلف آلی است. این اصلاحات خواص سلولز را تغییر می دهد و ضمن حفظ برخی از خصوصیات ذاتی آن ، مانند تجزیه و تحلیل پذیری و غیر سمیت ، آن را در آب و حلال های آلی محلول تر می کند.

3. سنتز اترهای سلولز:

سنتز اترهای سلولز به طور معمول شامل اتریکاسیون گروههای هیدروکسیل سلولز با معرفهای مختلف در شرایط کنترل شده است. معرفهای متداول مورد استفاده برای اتریکاسیون شامل هالیدهای آلکیل ، اکسیدهای آلکیلن و هالیدهای آلکیل است. شرایط واکنش مانند دما ، حلال و کاتالیزورها نقش مهمی در تعیین میزان تعویض (DS) و خواص اتر سلولز حاصل دارند.

4. انواع اترهای سلولز:

اترهای سلولز را می توان بر اساس نوع جایگزین های متصل به گروه های هیدروکسیل طبقه بندی کرد. برخی از متداول ترین اترهای سلولز شامل موارد زیر است:

متیل سلولز (MC)

هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC)

هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)

اتیل هیدروکسی اتیل سلولز (EHEC)

کربوکسی متیل سلولز (CMC)

هر نوع اتر سلولز دارای خواص منحصر به فردی است و بسته به ساختار شیمیایی و درجه تعویض آن برای کاربردهای خاص مناسب است.

5. خواص و کاربردهای اترهای سلولز:

اترهای سلولز طیف گسترده ای از خواص مفید را ارائه می دهند که آنها را در صنایع مختلف ضروری می کند:

ضخیم شدن و تثبیت: اترهای سلولز به عنوان ضخیم کننده و تثبیت کننده در مواد غذایی ، داروسازی و محصولات مراقبت شخصی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. آنها ویسکوزیته و خصوصیات رئولوژیکی راه حل ها و امولسیون ها را بهبود می بخشند و باعث افزایش ثبات و بافت محصول می شوند.

شکل گیری فیلم: اترهای سلولز می توانند فیلم های انعطاف پذیر و شفاف را هنگام پراکندگی در آب یا حلال های آلی تشکیل دهند. این فیلم ها برنامه هایی را در پوشش ، بسته بندی و سیستم های تحویل دارو پیدا می کنند.

احتباس آب: ماهیت آبگریز اترهای سلولز آنها را قادر می سازد تا آب را جذب و حفظ کنند و آنها را در مواد ساختمانی مانند سیمان ، ملات و محصولات گچ ، افزودنی های ارزشمندی ایجاد کنند. آنها عملکرد ، چسبندگی و دوام این مواد را بهبود می بخشند.

تحویل دارو: اترهای سلولز در فرمولاسیون دارویی به عنوان مواد تحریک کننده برای کنترل انتشار دارو ، بهبود فراهمی زیستی و ماسک سلیقه ها یا بوهای ناخوشایند استفاده می شود. آنها معمولاً در قرص ها ، کپسول ها ، پمادها و سیستم تعلیق به کار می روند.

اصلاح سطح: اترهای سلولز می توانند از نظر شیمیایی اصلاح شوند تا گروه های عملکردی را معرفی کنند که خصوصیات خاصی مانند فعالیت ضد میکروبی ، عقب ماندگی شعله یا زیست سازگاری را نشان می دهند. این اترهای سلولز اصلاح شده برنامه هایی را در پوشش های تخصصی ، منسوجات و دستگاه های زیست پزشکی پیدا می کنند.

6. تأثیر محیط زیست و پایداری:

اترهای سلولز از منابع تجدید پذیر مانند خمیر چوب ، پنبه یا سایر الیاف گیاهی حاصل می شود و آنها را ذاتاً پایدار می کند. علاوه بر این ، آنها زیست تخریب پذیر و غیر سمی هستند و در مقایسه با پلیمرهای مصنوعی حداقل خطر محیطی را به خود اختصاص می دهند. با این حال ، سنتز اترهای سلولز ممکن است شامل واکنشهای شیمیایی باشد که برای به حداقل رساندن زباله و مصرف انرژی نیاز به مدیریت دقیق دارند.

7. چشم اندازهای آینده:

انتظار می رود تقاضا برای اترهای سلولز به دلیل خاصیت همه کاره و ماهیت سازگار با محیط زیست ، به رشد خود ادامه دهد. تلاشهای تحقیقاتی مداوم بر توسعه اترهای سلولز جدید با قابلیت های پیشرفته ، بهبود پردازش و خواص متناسب برای برنامه های خاص متمرکز شده است. علاوه بر این ، ادغام اترهای سلولز در فن آوری های نوظهور مانند چاپ سه بعدی ، نانوکامپوزیت ها و مواد زیست پزشکی نوید لازم برای گسترش ابزار و دسترسی به بازار خود را دارد.

اترهای سلولز یک کلاس اساسی از ترکیبات با کاربردهای متنوع و دارای صنایع متعدد را نشان می دهد. ترکیب منحصر به فرد آنها از خواص ، تجزیه و تحلیل پذیری و پایداری باعث می شود که آنها در طیف گسترده ای از محصولات و فرآیندها مواد ضروری را ضروری کنند. نوآوری مداوم در شیمی و فناوری اتر سلولز برای پیشبرد پیشرفت های بیشتر و باز کردن فرصت های جدید در سالهای آینده آماده است.