Selulosa eter (CE) adalah kelas turunan yang diperoleh dengan memodifikasi selulosa secara kimia. Selulosa adalah komponen utama dinding sel tumbuhan, dan eter selulosa adalah serangkaian polimer yang dihasilkan oleh eterifikasi beberapa gugus hidroksil (–OH) dalam selulosa. Mereka banyak digunakan di berbagai bidang seperti bahan bangunan, obat-obatan, makanan, kosmetik, dll., dan banyak digunakan di berbagai industri karena sifat fisik dan kimianya yang unik serta keserbagunaannya.
1. Klasifikasi selulosa eter
Selulosa eter dapat dibagi menjadi beberapa jenis sesuai dengan jenis substituen dalam struktur kimianya. Klasifikasi yang paling umum didasarkan pada perbedaan substituen. Eter selulosa yang umum adalah sebagai berikut:
Metil selulosa (MC)
Metil selulosa dihasilkan dengan mengganti bagian hidroksil dari molekul selulosa dengan metil (–CH₃). Ia memiliki sifat pengental, pembentuk film dan pengikatan yang baik dan umumnya digunakan dalam bahan bangunan, pelapis, farmasi dan industri makanan.
Hidroksipropil metilselulosa (HPMC)
Hidroksipropil metilselulosa adalah selulosa eter yang umum, yang banyak digunakan dalam bahan bangunan, obat-obatan, bahan kimia sehari-hari, dan bidang makanan karena kelarutan dalam air dan stabilitas kimianya yang lebih baik. HPMC adalah selulosa eter nonionik dengan sifat retensi air, pengentalan dan stabilitas.
Karboksimetil selulosa (CMC)
Karboksimetil selulosa adalah selulosa eter anionik yang dihasilkan dengan memasukkan gugus karboksimetil (–CH₂COOH) ke dalam molekul selulosa. CMC memiliki kelarutan dalam air yang sangat baik dan sering digunakan sebagai pengental, penstabil dan zat pensuspensi. Ini memainkan peran penting dalam makanan, obat-obatan dan kosmetik.
Etil selulosa (EC)
Etil selulosa diperoleh dengan mengganti gugus hidroksil dalam selulosa dengan etil (–CH₂CH₃). Ia memiliki hidrofobisitas yang baik dan sering digunakan sebagai bahan pelapis film dan bahan pelepasan terkontrol dalam industri farmasi.
2. Sifat fisika dan kimia selulosa eter
Sifat fisik dan kimia selulosa eter berkaitan erat dengan faktor-faktor seperti jenis selulosa eter, jenis substituen, dan derajat substitusi. Properti utamanya meliputi yang berikut:
Kelarutan dan kelarutan dalam air
Kebanyakan selulosa eter memiliki kelarutan yang baik dalam air dan dapat dilarutkan dalam air dingin atau panas untuk membentuk larutan koloid transparan. Misalnya, HPMC, CMC, dll. dapat dengan cepat larut dalam air untuk membentuk larutan dengan viskositas tinggi, yang banyak digunakan dalam skenario aplikasi dengan persyaratan fungsional seperti pengentalan, suspensi, dan pembentukan film.
Sifat penebalan dan pembentuk film
Selulosa eter memiliki sifat pengental yang sangat baik dan secara efektif dapat meningkatkan viskositas larutan berair. Misalnya, menambahkan HPMC ke bahan bangunan dapat meningkatkan plastisitas dan kemampuan kerja mortar serta meningkatkan sifat anti-kendur. Pada saat yang sama, selulosa eter memiliki sifat pembentuk film yang baik dan dapat membentuk lapisan pelindung yang seragam pada permukaan benda, sehingga banyak digunakan dalam pelapis dan pelapis obat.
Retensi dan stabilitas air
Selulosa eter juga memiliki kapasitas retensi air yang baik terutama di bidang bahan bangunan. Selulosa eter sering digunakan untuk meningkatkan retensi air pada mortar semen, mengurangi terjadinya retakan penyusutan mortar, dan memperpanjang masa pakai mortar. Di bidang pangan, CMC juga digunakan sebagai humektan untuk menunda pengeringan pangan.
Stabilitas kimia
Selulosa eter menunjukkan stabilitas kimia yang baik dalam larutan asam, alkali dan elektrolit, serta dapat mempertahankan struktur dan fungsinya dalam berbagai lingkungan kimia yang kompleks. Hal ini memungkinkan mereka untuk digunakan di berbagai industri tanpa campur tangan bahan kimia lainnya.
3. Proses produksi selulosa eter
Produksi selulosa eter terutama dibuat melalui reaksi eterifikasi selulosa alami. Langkah-langkah proses dasar meliputi perlakuan alkalisasi selulosa, reaksi eterifikasi, pemurnian, dll.
Perawatan alkalisasi
Pertama, selulosa alami (seperti kapas, kayu, dll.) dibasakan untuk mengubah bagian hidroksil dalam selulosa menjadi garam alkohol yang sangat aktif.
Reaksi eterifikasi
Selulosa setelah alkalisasi bereaksi dengan zat eterifikasi (seperti metil klorida, propilen oksida, dll.) untuk menghasilkan selulosa eter. Tergantung pada kondisi reaksi, berbagai jenis selulosa eter dapat diperoleh.
Pemurnian dan pengeringan
Selulosa eter yang dihasilkan oleh reaksi dimurnikan, dicuci dan dikeringkan untuk mendapatkan produk bubuk atau butiran. Kemurnian dan sifat fisik produk akhir dapat dikontrol dengan teknologi pemrosesan selanjutnya.
4. Bidang aplikasi selulosa eter
Karena sifat fisik dan kimia yang unik dari selulosa eter, selulosa eter banyak digunakan di banyak industri. Bidang aplikasi utama adalah sebagai berikut:
Bahan bangunan
Di bidang bahan bangunan, selulosa eter terutama digunakan sebagai pengental dan bahan penahan air untuk mortar semen dan produk berbahan dasar gipsum. Selulosa eter seperti HPMC dan MC dapat meningkatkan kinerja konstruksi mortar, mengurangi kehilangan air, sehingga meningkatkan daya rekat dan ketahanan retak.
Obat
Dalam industri farmasi, selulosa eter banyak digunakan sebagai bahan pelapis obat, perekat tablet, dan bahan pelepasan terkontrol. Misalnya, HPMC sering digunakan untuk menyiapkan pelapis film obat dan memiliki efek pelepasan terkontrol yang baik.
Makanan
CMC sering digunakan sebagai pengental, pengemulsi, dan penstabil dalam industri makanan. Ini banyak digunakan dalam minuman, produk susu, dan makanan yang dipanggang, dan dapat meningkatkan rasa dan sifat melembabkan makanan.
Kosmetik dan bahan kimia sehari-hari
Selulosa eter digunakan sebagai pengental dan pengemulsi serta penstabil dalam kosmetik dan bahan kimia sehari-hari, yang dapat memberikan konsistensi dan tekstur yang baik. Misalnya, HPMC sering digunakan dalam produk seperti pasta gigi dan sampo untuk memberikan rasa kental dan efek suspensi yang stabil.
Pelapis
Dalam industri pelapisan, eter selulosa digunakan sebagai pengental, pembentuk film, dan bahan pensuspensi, yang dapat meningkatkan kinerja konstruksi pelapis, meningkatkan perataan, dan memberikan kualitas lapisan film cat yang baik.
5. Pengembangan selulosa eter di masa depan
Dengan meningkatnya permintaan akan perlindungan lingkungan, selulosa eter, sebagai turunan sumber daya alam terbarukan, memiliki prospek pengembangan yang luas. Sifatnya yang dapat terurai secara hayati, terbarukan, dan serbaguna membuatnya diharapkan dapat digunakan secara lebih luas dalam bidang material ramah lingkungan, material yang dapat terdegradasi, dan material cerdas di masa depan. Selain itu, selulosa eter juga memiliki potensi penelitian dan pengembangan lebih lanjut di bidang bernilai tambah tinggi seperti teknik biomedis dan material canggih.
Sebagai produk kimia yang penting, selulosa eter memiliki beragam nilai aplikasi. Dengan pengentalan yang sangat baik, retensi air, pembentukan film dan stabilitas kimia yang baik, ia memainkan peran yang tak tergantikan di banyak bidang seperti konstruksi, kedokteran, dan makanan. Di masa depan, dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan promosi konsep perlindungan lingkungan, prospek penerapan selulosa eter akan lebih luas dan memberikan kontribusi yang lebih besar dalam mendorong pembangunan berkelanjutan di berbagai industri.
Waktu posting: 24 Sep-2024