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

Šķiedra:

Šķiedra, Ķīmijas un materiālu zinātnes kontekstā attiecas uz materiālu klasi, kurai raksturīga garā, pavedieniem līdzīgā 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 ir plaši izplatītas dažādās nozarēs, ieskaitot tekstilizstrādājumus, kompozītus un biomedicīnu.

Dabiskās šķiedras ir iegūtas no augiem, dzīvniekiem vai minerāliem. Piemēri ir kokvilna, vilna, zīda un azbests. No otras puses, sintētiskās šķiedras tiek ražotas no ķīmiskām vielām, izmantojot tādus procesus kā polimerizācija. Neilons, poliesters un akrils ir bieži sastopami sintētisko šķiedru piemēri.

Ķīmijas jomā termins “šķiedra” parasti attiecas uz materiāla strukturālo aspektu, nevis tā ķīmisko sastāvu. Šķiedrām raksturīga to augstā malu attiecība, kas nozīmē, ka tās ir daudz garākas, nekā tās ir plašas. Šī iegarenā struktūra piešķir tādas īpašības kā stiprums, elastība un izturība materiālam, padarot šķiedras būtiskas dažādās lietojumprogrammās, sākot no apģērba un beidzot ar pastiprināšanu kompozītmateriālu materiālos.

Celuloze:

Celulozeir polisaharīds, kas ir ogļhidrātu veids, kas sastāv no garām cukura molekulu ķēdēm. Tas ir visbagātākais organiskais polimērs uz Zemes un kalpo kā strukturāla sastāvdaļa augu šūnu sienās. Ķīmiski celuloze sastāv no glikozes vienību atkārtošanas, ko savieno β-1,4-glikozīdu saites.

Celulozes struktūra ir ļoti šķiedra, un atsevišķas celulozes molekulas izlīdzinās mikrofibrilās, kas vēl vairāk agregātas, veidojot lielākas struktūras, piemēram, šķiedras. Šīs šķiedras nodrošina strukturālu atbalstu augu šūnām, piešķirot tām stingrību un izturību. Papildus lomai augos, celuloze ir arī galvenā uztura šķiedru sastāvdaļa, kas atrodama augļos, dārzeņos un graudos. Cilvēkiem trūkst fermentu, kas nepieciešami celulozes sadalīšanai, tāpēc tas iziet cauri gremošanas sistēmai, kas lielākoties neskarta, palīdzot gremot un veicinot zarnu veselību.

Celulozei ir daudz rūpniecisku pielietojumu, ņemot vērā tās pārpilnību, atjaunojamību un vēlamās īpašības, piemēram, bioloģisko noārdīšanos, bioloģisko savietojamību un izturību. To parasti izmanto papīra, tekstilizstrādājumu, celtniecības materiālu un biodegvielas ražošanā.

Celulozes ēteris:

Celulozes ēteriir ķīmisku savienojumu grupa, kas iegūta no celulozes, izmantojot ķīmiskas modifikācijas. Šīs modifikācijas ietver funkcionālo grupu, piemēram, hidroksietil, hidroksipropila vai karboksimetilgrupa, ieviešanu uz celulozes mugurkaula. Iegūtie celulozes ēteri saglabā dažas no raksturīgajām celulozes īpašībām, vienlaikus uzrādot jaunas īpašības, ko piešķir pievienotās funkcionālās grupas.

Viena no galvenajām atšķirībām starp celulozes un celulozes ēteriem slēpjas to šķīdības īpašībās. Kamēr celuloze nešķīst ūdenī un vairums organisko šķīdinātāju, celulozes ēteri bieži ir ūdenī šķīstoši vai uzrāda uzlabotu šķīdību organiskajos šķīdinātājos. Šī šķīdība padara celulozes ēterus daudzpusīgus materiālus ar plašu lietojumu klāstu tādās nozarēs kā farmācija, pārtika, kosmētika un būvniecība.

Bieži sastopami celulozes ēteru piemēri ir metil celuloze (MC), hidroksipropilceluloze (HPC) un karboksimetil celuloze (CMC). Šie savienojumi tiek izmantoti kā sabiezētāji, saistvielas, stabilizatori un plēvju veidojošie līdzekļi dažādos preparātos. Piemēram, CMC tiek plaši izmantots pārtikas produktos kā sabiezēšanas līdzeklis un emulgators, savukārt HPC tiek izmantots farmaceitiskos preparātos kontrolētai zāļu izdalīšanai.

Šķiedra attiecas uz materiāliem ar garu, pavedienam līdzīgu struktūru, celuloze ir dabisks polimērs, kas atrodams augu šūnu sienās, un celulozes ēteri ir ķīmiski modificēti celulozes atvasinājumi ar dažādiem rūpnieciskiem pielietojumiem. Kamēr celuloze nodrošina augu strukturālo sistēmu un kalpo kā uztura šķiedrvielu avots, celulozes ēteri piedāvā pastiprinātu šķīdību un atrod daudzās nozarēs, ņemot vērā to unikālo īpašību dēļ.