O éter de celulosa (CE) é unha clase de derivados obtidos modificando químicamente a celulosa. A celulosa é o principal compoñente das paredes das células vexetais e os éteres de celulosa son unha serie de polímeros xerados pola eterificación dalgúns grupos hidroxilo (–OH) na celulosa. Son amplamente empregados en moitos campos como materiais de construción, medicina, alimentos, cosméticos, etc., e son amplamente empregados en varias industrias debido ás súas propiedades físicas e químicas únicas e á versatilidade.
1. Clasificación de éteres de celulosa
Os éteres de celulosa pódense dividir en diferentes tipos segundo os tipos de substituíntes na estrutura química. A clasificación máis común baséase na diferenza de substituíntes. Os éteres comúns de celulosa son os seguintes:
Metil celulosa (MC)
A celulosa de metilo é xerada substituíndo a parte hidroxilo da molécula de celulosa por metilo (–CH₃). Ten boas propiedades de engrosamento, formación de películas e vinculación e úsase habitualmente en materiais de construción, revestimentos, farmacéuticos e industrias alimentarias.
Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC)
A hidroxipropil metilcelulosa é un éter de celulosa común, que se utiliza amplamente en materiais de construción, medicina, produtos químicos diarios e campos de alimentos debido á súa mellor solubilidade en auga e estabilidade química. O HPMC é un éter de celulosa non iónica coas propiedades da retención de auga, engrosamento e estabilidade.
Carboximetil celulosa (CMC)
A carboximetil celulosa é un éter de celulosa aniónica xerado introducindo grupos de carboximetilo (–Ch₂COOH) en moléculas de celulosa. CMC ten unha excelente solubilidade en auga e adoita usarse como espesante, estabilizador e axente de suspensión. Xoga un papel importante na alimentación, medicina e cosméticos.
Etil celulosa (CE)
A celulosa etila obtense substituíndo o grupo hidroxilo en celulosa por etilo (–Ch₂ch₃). Ten boa hidrofobicidade e adoita usarse como axente de revestimento de cine e material de liberación controlada na industria farmacéutica.
2. Propiedades físicas e químicas dos éteres de celulosa
As propiedades físicas e químicas dos éteres de celulosa están intimamente relacionadas con factores como o tipo de éter de celulosa, o tipo de substituínte e o grao de substitución. As súas principais propiedades inclúen as seguintes:
Solubilidade e solubilidade de auga
A maioría dos éteres de celulosa teñen boa solubilidade en auga e pódense disolver en auga fría ou quente para formar unha solución coloidal transparente. Por exemplo, HPMC, CMC, etc. pódese disolver rapidamente na auga para formar unha solución de alta viscosidade, que se usa amplamente en escenarios de aplicacións con requisitos funcionais como engrosamento, suspensión e formación de películas.
Propiedades engrosantes e formadoras de películas
Os éteres de celulosa teñen excelentes propiedades de engrosamento e poden aumentar efectivamente a viscosidade das solucións acuosas. Por exemplo, engadir HPMC a materiais de construción pode mellorar a plasticidade e a traballo do morteiro e mellorar as propiedades anti-saggantes. Ao mesmo tempo, os éteres de celulosa teñen boas propiedades que forman a película e poden formar unha película de protección uniforme na superficie dos obxectos, polo que son moi utilizados en revestimentos e revestimentos de drogas.
Retención de auga e estabilidade
Os éteres de celulosa tamén teñen boa capacidade de retención de auga, especialmente no campo dos materiais de construción. Os éteres de celulosa adoitan utilizarse para mellorar a retención de auga de morteiro de cemento, reducir a aparición de rachaduras de encollemento do morteiro e ampliar a vida útil do morteiro. No campo dos alimentos, CMC tamén se usa como humectante para atrasar o secado dos alimentos.
Estabilidade química
Os éteres de celulosa mostran unha boa estabilidade química en solucións de ácido, álcali e electrólitos e poden manter a súa estrutura e función nunha variedade de ambientes químicos complexos. Isto permítelles empregarse nunha variedade de industrias sen interferencias doutros produtos químicos.
3. Proceso de produción de éter de celulosa
A produción de éter de celulosa está preparada principalmente por reacción de eterificación da celulosa natural. Os pasos básicos do proceso inclúen o tratamento de alcalización da celulosa, a reacción de eterificación, a purificación, etc.
Tratamento de alcalización
En primeiro lugar, a celulosa natural (como o algodón, a madeira, etc.) está alcalizada para converter a parte hidroxilo en celulosa en sales de alcol altamente activas.
Reacción de eterificación
A celulosa despois da alcalización reacciona cun axente de eterificación (como o cloruro de metilo, o óxido de propileno, etc.) para xerar éter de celulosa. Dependendo das condicións de reacción, pódense obter diferentes tipos de éteres de celulosa.
Purificación e secado
O éter de celulosa xerado pola reacción é purificado, lavado e secado para obter un po ou un produto granular. A pureza e as propiedades físicas do produto final pódense controlar mediante a tecnoloxía de procesamento posterior.
4. Campos de aplicación de éter de celulosa
Debido ás propiedades físicas e químicas únicas dos éteres de celulosa, son moi utilizados en moitas industrias. Os principais campos de aplicación son os seguintes:
Materiais de construción
No campo dos materiais de construción, os éteres de celulosa úsanse principalmente como espesantes e axentes de retención de auga para o morteiro de cemento e os produtos a base de xeso. Os éteres de celulosa como HPMC e MC poden mellorar o rendemento da construción do morteiro, reducir a perda de auga e, polo tanto, mellorar a adhesión e a resistencia á fisura.
Medicina
Na industria farmacéutica, os éteres de celulosa son amplamente utilizados como axentes de revestimento para drogas, adhesivos para comprimidos e materiais de liberación controlada. Por exemplo, o HPMC úsase a miúdo para preparar revestimentos de películas de drogas e ten un bo efecto de liberación controlada.
Comida
CMC úsase a miúdo como espesante, emulsionante e estabilizador na industria alimentaria. É moi utilizado en bebidas, produtos lácteos e cocidos e pode mellorar o sabor e as propiedades hidratantes dos alimentos.
Cosméticos e produtos químicos diarios
Os éteres de celulosa úsanse como espesantes e emulsionantes e estabilizadores en cosméticos e produtos químicos diarios, que poden proporcionar unha boa coherencia e textura. Por exemplo, o HPMC úsase a miúdo en produtos como a pasta de dentes e o xampú para darlles unha sensación viscosa e un efecto de suspensión estable.
Revestimentos
Na industria de revestimentos, os éteres de celulosa úsanse como espesantes, formadores de películas e axentes de suspensión, que poden mellorar o rendemento da construción de revestimentos, mellorar o nivel e proporcionar unha boa calidade da película de pintura.
5. Desenvolvemento futuro de éteres de celulosa
Coa demanda crecente de protección ambiental, o éter de celulosa, como derivado dos recursos renovables naturais, ten amplas perspectivas de desenvolvemento. A súa biodegradabilidade, renovabilidade e versatilidade fan que se esperase máis utilizado nos campos de materiais verdes, materiais degradables e materiais intelixentes no futuro. Ademais, o éter de celulosa tamén ten un potencial de investigación e desenvolvemento en campos de alto valor engadido como a enxeñaría biomédica e os materiais avanzados.
Como produto químico importante, o éter de celulosa ten unha ampla gama de valor da aplicación. Coa súa excelente engrosamento, retención de auga, formación de películas e boa estabilidade química, xoga un papel insubstituíble en moitos campos como a construción, a medicina e a comida. No futuro, co avance continuo da tecnoloxía e a promoción de conceptos de protección ambiental, as perspectivas de aplicación do éter de celulosa serán máis amplas e contribuírán a promover o desenvolvemento sostible de diversas industrias.
Tempo de publicación: setembro 24-2024