Ķīmiskās zināšanas par šķiedru, celulozes un celulozes ētera definīciju un atšķirībām

Šķiedra:

Šķiedra, ķīmijas un materiālzinātnes kontekstā, attiecas uz materiālu klasi, ko raksturo to garā, pavedienam līdzīga struktūra. Šie materiāli sastāv no polimēriem, kas ir lielas molekulas, kas sastāv no atkārtotām vienībām, ko sauc par monomēriem. Šķiedras var būt dabiskas vai sintētiskas, un tās plaši izmanto dažādās nozarēs, tostarp tekstilizstrādājumos, kompozītmateriālos un biomedicīnā.

Dabiskās šķiedras tiek iegūtas no augiem, dzīvniekiem vai minerālvielām. Piemēri ir kokvilna, vilna, zīds un azbests. No otras puses, sintētiskās šķiedras tiek ražotas no ķīmiskām vielām, izmantojot tādus procesus kā polimerizācija. Neilons, poliesteris un akrils ir izplatīti sintētisko šķiedru piemēri.

Ķīmijas jomā termins "šķiedra" parasti attiecas uz materiāla strukturālo aspektu, nevis uz tā ķīmisko sastāvu. Šķiedrām ir raksturīga augsta malu attiecība, kas nozīmē, ka tās ir daudz garākas par platumu. Šī iegarenā struktūra piešķir materiālam tādas īpašības kā izturība, elastība un izturība, padarot šķiedras par būtiskām dažādos lietojumos, sākot no apģērba līdz armatūrai kompozītmateriālos.

Celuloze:

Celulozeir polisaharīds, kas ir ogļhidrātu veids, kas sastāv no garām cukura molekulu ķēdēm. Tas ir visizplatītākais organiskais polimērs uz Zemes un kalpo kā strukturāla sastāvdaļa augu šūnu sienās. Ķīmiski celuloze sastāv no atkārtotām glikozes vienībām, kas savienotas ar β-1,4-glikozīdu saitēm.

Celulozes struktūra ir ļoti šķiedraina, un atsevišķas celulozes molekulas sakrīt mikrofibrilās, kas tālāk agregējas, veidojot lielākas struktūras, piemēram, šķiedras. Šīs šķiedras nodrošina strukturālu atbalstu augu šūnām, piešķirot tām stingrību un izturību. Papildus savai lomai augos celuloze ir arī galvenā šķiedrvielu sastāvdaļa augļos, dārzeņos un graudos. Cilvēkiem trūkst celulozes sadalīšanai nepieciešamo enzīmu, tāpēc tā iziet cauri gremošanas sistēmai lielākoties neskarta, palīdzot gremošanu un veicinot zarnu veselību.

Celulozei ir daudz rūpniecisku pielietojumu tās pārpilnības, atjaunojamības un vēlamajām īpašībām, piemēram, bioloģiskās noārdīšanās, bioloģiskā saderības un izturības dēļ. To parasti izmanto papīra, tekstilizstrādājumu, būvmateriālu un biodegvielas ražošanā.

Celulozes ēteris:

Celulozes ēteriir ķīmisku savienojumu grupa, kas iegūta no celulozes ķīmiskās modifikācijas rezultātā. Šīs modifikācijas ietver funkcionālo grupu, piemēram, hidroksietil, hidroksipropil vai karboksimetil, ievadīšanu celulozes mugurkaulā. Iegūtie celulozes ēteri saglabā dažas no celulozes raksturīgajām īpašībām, vienlaikus uzrādot jaunas īpašības, ko piešķir pievienotās funkcionālās grupas.

Viena no galvenajām atšķirībām starp celulozi un celulozes ēteriem ir to šķīdības īpašībās. Kamēr celuloze nešķīst ūdenī un lielākajā daļā organisko šķīdinātāju, celulozes ēteri bieži ir ūdenī šķīstoši vai tiem ir labāka šķīdība organiskajos šķīdinātājos. Šī šķīdība padara celulozes ēterus par daudzpusīgiem materiāliem ar plašu pielietojumu tādās nozarēs kā farmācija, pārtika, kosmētika un būvniecība.

Parasti celulozes ēteru piemēri ir metilceluloze (MC), hidroksipropilceluloze (HPC) un karboksimetilceluloze (CMC). Šos savienojumus izmanto kā biezinātājus, saistvielas, stabilizatorus un plēves veidojošos līdzekļus dažādos preparātos. Piemēram, CMC plaši izmanto pārtikas produktos kā biezinātāju un emulgatoru, savukārt HPC izmanto farmaceitiskajos preparātos kontrolētai zāļu izdalīšanai.

šķiedra attiecas uz materiāliem ar garu, pavedienam līdzīgu struktūru, celuloze ir dabisks polimērs, kas atrodams augu šūnu sieniņās, un celulozes ēteri ir ķīmiski modificēti celulozes atvasinājumi ar dažādiem rūpnieciskiem pielietojumiem. Lai gan celuloze nodrošina augu strukturālo ietvaru un kalpo kā uztura šķiedrvielu avots, celulozes ēteri nodrošina labāku šķīdību un to unikālo īpašību dēļ tiek izmantoti daudzās nozarēs.